DE3237212C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine kombinierte Kraftstoff- und Öl-Pumpe, insbesondere zur Förderung von Kraftstoff-Öl- Gemisch zu einem Zweitaktmotor, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a combined fuel and Oil pump, especially for the delivery of fuel oil Mixture to a two-stroke engine, according to the characteristics in Preamble of claim 1.
Aus der DE-OS 20 34 816 ist eine derartige Pumpvorrichtung bekannt, deren Hublänge vorgegeben konstant ist. Diese bekannte Pumpvorrichtung nutzt nicht die hohe Druckschwankung im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors, sondern den nur wenig oszillierenden Unterdruck im Ansaugrohr. Wegen der konstanten Hublänge der Pumpe ist eine Änderung der Förderleistung nur über eine Änderung der Arbeitsfrequenz möglich. Dies hat zur Folge, daß sich die Förderleistung der Pumpe an den in Abhängigkeit von der Motordrehzahl stark ändernden Bedarf des Motors an Kraftstoff-Öl-Gemisch nur schlecht anpassen läßt. Eine Angleichung der Arbeitsfrequenz an die Pulsa tionsfrequenz des Fluiddrucks im Motor würde insbesondere bei hohen Motordrehzahlen zu unerwünscht hohen Belastun gen führen.Such a pumping device is known from DE-OS 20 34 816 known whose stroke length is constant. This known pumping device does not use the high pressure fluctuation in the crankcase of the Internal combustion engine, but the little oscillating Vacuum in the intake pipe. Because of the constant stroke length the pump is only a change in flow rate the working frequency can be changed. This has to Consequence that the delivery rate of the pump to the in Depending on the engine speed, the need changes greatly adapt the engine to the fuel-oil mixture poorly leaves. An alignment of the working frequency to the pulsa tion frequency of the fluid pressure in the engine would in particular at high engine speeds to undesirably high loads lead.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine fluiddruckbetä tigte Pumpvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei welcher sich das Fördervolumen abhängig von der Motordrehzahl ändert, die Pumpfrequenz jedoch kleiner als die entsprechend der Motordrehzahl sich ändernde Änderungsfrequenz des Fluiddrucks ist.The object of the invention is therefore a fluiddruckbetä Tigt pumping device according to the preamble of claim 1 to indicate at which the funding volume depends changes from the engine speed, but the pump frequency smaller than that corresponding to the engine speed changing frequency of change in fluid pressure.
Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.The solution to the problem is in the characterizing part of the Claim 1 specified.
Aufgrund der Einwegventile akkumulieren sich die positi ven und negativen Druckanteile des stark oszillierenden Fluiddrucks im Kurbelgehäuse jeweils in der Hoch- und der Niederdruckkammer der Pumpe. Mit steigender Motordrehzahl steigt nicht nur die Frequenz der Druckänderungen im Kurbelgehäuse, sondern auch deren Amplitude, was zur Erhöhung des Pumpenhubs und somit deren Fördermenge ausgenutzt wird. Bei geringer Motordrehzahl baut sich daher nur eine geringe Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruckkammer auf, die die Trennwand und den damit verbundenen Pumpkolben bewegt. Diese Bewegung wird bei niedriger Druckdifferenz durch das Öffnen der federbela steten Ventilanordnung schon nach kurzer Hubbewegung unterbrochen, so daß sich eine der geringen Motordrehzahl angepaßte geringe Hubbewegung und somit eine geringe Förderleistung der Pumpe ergibt. Bei hoher Motordrehzahl hingegen baut sich zwischen der Hoch- und Niederdruckkam mer der Pumpe eine relativ größere Druckdifferenz auf, die die Ventilanordnung gegen die darauf wirkende Feder erst später öffnen läßt als bei geringerer Druckdiffe renz. Hierdurch wird die Hubbewegung des Pumpkolbens erst nach einer relativ längeren Bewegung unterbrochen, wo durch sich eine der höheren Motordrehzahl angepaßte höhere Förderleistung der Pumpe ergibt.Due to the one-way valves, the positi accumulate ven and negative pressure components of the strongly oscillating Fluid pressure in the crankcase in the high and the Low pressure chamber of the pump. With increasing engine speed not only increases the frequency of pressure changes in the Crankcase, but also their amplitude, resulting in Increasing the pump stroke and thus its delivery rate is exploited. At low engine speed builds up therefore only a small pressure difference between high and Low pressure chamber on which the partition and thus connected pump piston moves. This movement is at lower pressure difference by opening the spring cover constant valve arrangement after a short stroke interrupted so that one of the low engine speed adapted small stroke movement and thus a small Pump delivery capacity results. At high engine speed however, builds up between the high and low pressure ridges the pump has a relatively larger pressure difference, the valve assembly against the spring acting thereon can only be opened later than with lower pressure differences renz. As a result, the stroke movement of the pump piston is only interrupted after a relatively long movement where by adapting itself to the higher engine speed results in higher pump output.
Durch Weiterbildung der erfindungsgemäßen Pumpe gemäß den Merkmalen nach Anspruch 2 erreicht man, daß bei geringe rer Motordrehzahl nur wenig oder gar kein Öl gepumpt wird, während bei hoher Motordrehzahl und verstärktem Ölbedarf dem Motor verstärkt Öl zugeführt wird. Die dem Kraftstoff zuzumischende Ölmenge ändert sich somit selbst tätig mit der Motordrehzahl.By training the pump according to the invention Features according to claim 2 achieve that at low Engine speed pumped little or no oil will, while at high engine speed and increased Oil demand is increasingly supplied to the engine. The one The amount of oil to be added to the fuel changes itself operates at engine speed.
Die dem Kraftstoff zuzumischende Ölmenge kann auch beein flußt werden durch eine Ausführung gemäß Anspruch 3. Das Stellelement für das Ölfördervolumen kann beispielsweise mit der Drosselklappe des Motors verbunden sein.The amount of oil to be added to the fuel can also affect are flowing through an embodiment according to claim 3. Das Control element for the oil production volume can for example be connected to the throttle valve of the engine.
Eine weiter bevorzugte Ausführung ist in Anspruch 4 angegeben. Nach dem Abheben des Ventilelements durch Einwirkung des Anschlags baut sich die Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruckkammer etwas ab, so daß die Arbeit der Feder erleichtert wird, das Ventilelement in die vollständig geöffnete Stellung zu bringen.A further preferred embodiment is in claim 4 specified. After lifting off the valve element Influence of the stop builds up the pressure difference between the high and low pressure chamber, so that the Work of the spring is facilitated in the valve element to bring the fully open position.
Um bei hohen Motordrehzahlen und entsprechend starker Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruckkammer eine zu hohe Druckdifferenz zu vermeiden, kann zwischen Hoch- und Niederdruckkammer eine Druckentlastungsvorrichtung vorgesehen sein.To at high engine speeds and correspondingly stronger Pressure difference between high and low pressure chamber one Avoiding too high a pressure difference can and low pressure chamber a pressure relief device be provided.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are as follows explained in more detail with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 eine schematische Ansicht von einer Ausführungsform einer kombi nierten Kraftstoff- und Ölpumpe mit einem fluiddruckbetätigten Motor, Fig. 1 is a schematic view of one embodiment of a combinatorial ned fuel and oil pump having a fluid pressure operated motor,
Fig. 2 eine schematische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform einer kombi nierten Kraftstoff- und Ölpumpe mit einem fluiddruckbetätigten Motor, und Fig. 2 is a schematic view of another embodiment of a combined fuel and oil pump with a fluid pressure operated motor, and
Fig. 3 eine schematische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform einer kombinierten Kraftstoff- und Ölpumpe mit einem fluddruckbe tätigten Motor. Fig. 3 is a schematic view of another embodiment of a combined fuel and oil pump with a fluddruckbe operated engine.
In der Zeichnung ist eine Schiffsantriebsvorrichtung in Gestalt eines Außenbordmotors 3 gezeigt, der eine An triebseinheit 5 mit einem Antriebskopf 7 mit einem darin untergebrachten Zweitaktverbrennungsmotor 8 enthält. Die Antriebseinheit 5 umfaßt eine untere Einheit 9, die an dem Antriebskopf 7 befestigt ist und drehbar einen Propeller 10 abstützt, der von dem Verbrennungsmotor 8 angetrieben wird. Mit dem Verbrennungsmotor 8 ist eine kombinierte Kraftstoff- und Ölpumpe 11 verbunden, die einen Fluiddruckmotor 13 aufweist, der durch eine Quelle für abwechselnd relativ hohe und niedrige Drücke beauf schlagt wird.In the drawing, a ship propulsion device is shown in the form of an outboard motor 3 , which contains a drive unit 5 with a drive head 7 with a two-stroke internal combustion engine 8 accommodated therein. The drive unit 5 comprises a lower unit 9 which is fastened to the drive head 7 and rotatably supports a propeller 10 which is driven by the internal combustion engine 8 . With the internal combustion engine 8 , a combined fuel and oil pump 11 is connected, which has a fluid pressure motor 13 which is impacted by a source for alternating relatively high and low pressures.
Insbesondere umfaßt die kombinierte Kraftstoff- und Öl pumpe 11 ein Gehäuse 15 und zusätzlich zu dem Fluid druckmotor 13 eine Ölpumpe 17 und eine Kraft stoffpumpe 19.In particular, the combined fuel and oil pump 11 includes a housing 15 and in addition to the fluid pressure motor 13, an oil pump 17 and a fuel pump 19th
Das Gehäuse 15 weist eine Umfangswand 21 sowie eine obere Wand 23, eine zwischenliegende Wand 25, eine untere Wand 27 und eine untere Verlängerung 29 auf. Die zwischenliegende Wand 25 enthält eine zentrale Durchgangsöffnung 31 und unterteilt das Ge häuse 15 in ein oberes Abteil 33 und ein unteres Abteil 35.The housing 15 has a peripheral wall 21 and an upper wall 23 , an intermediate wall 25 , a lower wall 27 and a lower extension 29 . The intermediate wall 25 contains a central through opening 31 and divides the Ge housing 15 into an upper compartment 33 and a lower compartment 35th
Die Kraftstoffpumpe 19 enthält eine bewegliche Wand 39, die in dem unteren Abteil 35 angeordnet ist und das untere Abteil 35 in eine Kraft stoffpumpkammer 45 mit variablem Volumen und eine untere oder Ablaßkammer 47 unterteilt. Die Kraftstoffpumpkammer 45 mit variablem Volumen befindet sich zwischen der zwischen liegenden Wand 25 und der beweglichen Wand 39, während die untere Kammer 47 durch eine Öffnung 49 in der unteren Wand 27 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die bewegliche Wand 39 enthält einen Kolben 41, an dessen Umfang eine flexible Scheidewand 43 befestigt ist, die wiederum an der Umfangswand 21 des Gehäuses 15 befestigt ist.The fuel pump 19 includes a movable wall 39 which is arranged in the lower compartment 35 and the lower compartment 35 divided into a fuel pump chamber 45 with a variable volume and a lower or drain chamber 47 . The variable volume fuel pump chamber 45 is between the intermediate wall 25 and the movable wall 39 , while the lower chamber 47 communicates with the atmosphere through an opening 49 in the lower wall 27 . The movable wall 39 contains a piston 41 , on the circumference of which a flexible partition 43 is fastened, which in turn is fastened on the circumferential wall 21 of the housing 15 .
Die Kraftstoffpumpe 19 weist ferner in der Umfangswand 21 einen mit einem Ventil versehenen Kraftstoffeinlaß 51 auf, der über eine Leitung 53 mit einer Quelle 55 für Kraftstoff in Verbindung gebracht werden kann und der ein Einwegabsperrventil 57 enthält, das ein Einströmen des Kraftstoffes bei einer Vergrößerung des Volumens der Kraftstoffpumpkammer 45 ermöglicht und ein Ausströmen des Kraftstoffes aus der Kaftstoffpumpkammer 45 verhindert.The fuel pump 19 also has in the circumferential wall 21 a valve-provided fuel inlet 51 which can be connected via a line 53 to a source 55 for fuel and which contains a one-way shut-off valve 57 which allows the fuel to flow in when the fuel is increased volume of the fuel pumping chamber 45 and allows an outflow of the fuel prevented from Kaftstoffpumpkammer 45th
Die Kraftstoffpumpe 19 umfaßt ferner in der Umfangswand 21 einen mit einem Ventil versehenen Kraftstoffauslaß 61, der über eine Leitung 63 z. B. mit einem Vergaser 65 in Verbindung gebracht werden kann, um ein Kraftstoff/Ölgemisch dem Kurbelgehäuse 67 des Zweitaktmotors 8 zuzuführen. Der Auslaß 61 enthält ein Einwegabsperrventil 71, das ein Ausströmen des Kraftstoffes bei einer Verringerung des Volumens der Kraft stoffpumpkammer 45 ermöglicht und ein Einströmen des Kraft stoffes in die Kammer verhindert.The fuel pump 19 further includes in the peripheral wall 21 a valve provided with a fuel outlet 61 , which is connected via a line 63 z. B. can be connected to a carburetor 65 to supply a fuel / oil mixture to the crankcase 67 of the two-stroke engine 8 . The outlet 61 includes a one-way shut-off valve 71 , which allows fuel to flow out while reducing the volume of the fuel pump chamber 45 and prevents fuel from flowing into the chamber.
Vorzugsweise enthält die Leitung 63 einen Akkumulator 75 in Gestalt eines Zylinders 77, der an einem Ende mit der Leitung 63 in Verbindung steht und an seinem anderen Ende über eine Öffnung 79 eine Verbindung zur Atmosphäre hat. In dem Zylinder 77 ist ein Kolben 81 ange ordnet, der durch eine Feder 83 in Richtung auf die Leitung 63 unter Vorspannung steht, so daß eine Akkumulationskammer 85 mit variablem Volumen gebildet wird, die eine Pulsation des Kraftstoffes am Auslaßende der Leitung 63 reduziert oder ausschaltet.The line 63 preferably contains an accumulator 75 in the form of a cylinder 77 which is connected to the line 63 at one end and has a connection to the atmosphere at its other end via an opening 79 . In the cylinder 77 , a piston 81 is arranged, which is biased by a spring 83 towards the line 63 , so that an accumulation chamber 85 is formed with a variable volume, which reduces or switches off a pulsation of the fuel at the outlet end of the line 63 .
Die Ölpumpe 17 ist in der unteren Verlängerung 29 angeordnet und umfaßt einen zylindrischen Raum 87, der sich von der Ablaßkammer 47 zur zentralen Öffnung 31 ausgerichtet in der zwischenliegenden Wand 25 erstreckt. In dem zylindrischen Raum 87 ist ein Ölpumpkolben 91 angeordnet, der mit dem Ölpumpkolben 41 integral ausgebildet und in dem zylindrischen Raum 87 auf- und abbeweglich ist. Der Ölpumpkolben 91 bildet teilweise eine Ölpumpkammer 93 mit variablem Volumen. Zwischen dem Ölpumpkolben 91 und der Wand des zylindrischen Raumes 87 ist eine Dichtung 95 vorgesehen.The oil pump 17 is arranged in the lower extension 29 and comprises a cylindrical space 87 which extends from the drain chamber 47 to the central opening 31 in the intermediate wall 25 . In the cylindrical space 87, an oil pump piston 91 is arranged, which is formed with the oil pump piston 41 integrally and up in the cylindrical chamber 87 move up and down. The oil pump piston 91 partially forms an oil pump chamber 93 with a variable volume. A seal 95 is provided between the oil pump piston 91 and the wall of the cylindrical space 87 .
Die Ölpumpe 17 umfaßt ferner einen mit einem Ventil versehenen Einlaß 101, der über eine Leitung 103 mit einer Ölquelle 105 in Verbindung gebracht werden kann und ein Einwegabsperrventil 107 enthält, das ein Einströmen des Öls bei einer Vergrößerung des Volumens der Ölpumpkammer 93 erlaubt, jedoch ein Ausströmen des Öls aus der Kammer verhindert.The oil pump 17 further comprises a valve-provided inlet 101 , which can be connected to an oil source 105 via a line 103 and contains a one-way shut-off valve 107 , which allows the oil to flow in while increasing the volume of the oil pumping chamber 93 , but one Prevents oil from escaping from the chamber.
Die Ölpumpe 17 umfaßt ferner einen mit einem Ventil versehenen Auslaß 111, der das Öl der Kraftstoffpumpkammer 45 zuführt. Insbesondere umfaßt der Ölauslaß 111 eine Bohrung 113, die sich axial in dem Ölpumpkolben 91 erstreckt und an einem Ende mit der Ölpumpkammer 93 in Verbindung steht, während ihr anderes Ende eine oder mehrere radiale Abzweigöffnungen 115 aufweist, die in die Kraft stoffpumpkammer 45 ausmünden. Die Bohrung 113 weist ferner zwischen dem Einlaß 101 und dem Auslaß 111 einen ver größerten zentralen Bereich 117 mit einem Einwegabsperr ventil 119 auf, das ein Ausströmen des Öls in die Kraftstoffpumpkammer 45 bei Verringerung des Volumens der Ölpumpkammer 93 ermöglicht, jedoch ein Ein strömen in die Ölpumpkammer 93 verhindert.The oil pump 17 further includes a valve 111 which supplies the oil to the fuel pump chamber 45 . In particular, the oil outlet 111 includes a bore 113 which extends axially in the oil pump piston 91 and communicates at one end with the oil pump chamber 93 , while its other end has one or more radial branch openings 115 which open into the fuel pump chamber 45 . The bore 113 also has between the inlet 101 and the outlet 111 a ver enlarged central area 117 with a one-way shut-off valve 119 , which allows the oil to flow out into the fuel pumping chamber 45 while reducing the volume of the oil pumping chamber 93 , but to flow into the one Oil pump chamber 93 prevented.
Der durch den Fluiddruck beaufschlagte Motor 13 ist grundsätzlich im oberen Abteil 33 angeordnet und mit dem Ölpumpkolben 91 und dem Kraftstoffpumpkolben 41 verbunden, so daß er mit diesem Kolben über eine bestimmte Hubstrecke oder Wegstrecke eine gemeinsame Hin- und Herbewegung vornimmt. Insbesondere ist der fluiddruckbetätigte Motor 13 von einer Quelle für abwechselnd relativ hohe und niedrige Drücke abhängig, um eine Hin- und Herbewegung des Kraftstoffpump kolbens 41 und des Ölpumpkolbens 91 mit einer Frequenz zu bewirken, die kleiner als die Frequenz ist, mit der sich die relativ hohen und niedrigen Drücke ändern. Der fluiddruckbetätigte Motor 13 enthält eine bewegliche Trennwand 121, die das obere Abteil 33 in eine obere Kammer 123 für den relativ niedrigen Druck mit variablem Volumen und eine untere Kammer 125 für den relativ hohen Druck mit variablem Volumen unterteilt. Die bewegliche Trennwand 121 enthält einen zentralen Motorkolben 127, der an seinem äußeren Umfang mit einer flexiblen Scheidewand 129 verbunden ist, die an ihrem äußeren Umfang an der Gehäuseumfangswand 21 befestigt ist, um das obere Abteil 33 in die Nieder- und Hochdruckkammer zu unterteilen. The motor 13, which is acted upon by the fluid pressure, is basically arranged in the upper compartment 33 and is connected to the oil pump piston 91 and the fuel pump piston 41 , so that it makes a common reciprocating movement with this piston over a certain stroke or distance. In particular, the fluid pressure actuated motor 13 is dependent on a source of alternately relatively high and low pressures to cause the fuel pump piston 41 and the oil pump piston 91 to reciprocate at a frequency that is less than the frequency at which the relative change high and low pressures. The fluid pressure actuated motor 13 includes a movable partition 121 which divides the upper compartment 33 into an upper chamber 123 for the relatively low pressure with variable volume and a lower chamber 125 for the relatively high pressure with variable volume. The movable partition 121 includes a central engine piston 127 which is connected at its outer periphery to a flexible partition 129 which is attached at its outer periphery to the housing peripheral wall 21 to divide the upper compartment 33 into the low and high pressure chamber.
Der zentrale Motorkolben 127 ist ferner vorzugsweise inte gral mit dem Kraftstoffpumpkolben 41 und dem Ölpumpkolben 91 zur gemeinsamen Bewegung verbunden. Zu diesem Zweck enthält der kombinierte Motorkolben 127, Kraftstoffpumpkolben 41 und Ölpumpkolben 91 einen zentralen Abschnitt 131, der sich von dem Kraftstoffpumpkolben 41 zum Motorpumpkolben 127 und durch die zentrale Öffnung 31 in der zwischenliegenden Wand 25 erstreckt, sowie einen Verbindungsabschnitt, der einen offenen Ven tilkäfig 135 bildet und den zentralen Abschnitt 131 mit dem Motorkolben 127 verbindet. Zwischen der zwischenliegen den Wand 25 und dem zentralen Abschnitt 131 ist eine Dichtung 139 vorgesehen.The central engine piston 127 is also preferably integral with the fuel pump piston 41 and the oil pump piston 91 for common movement. To this end, the combined engine piston 127 , fuel pump piston 41 and oil pump piston 91 includes a central portion 131 that extends from the fuel pump piston 41 to the engine pump piston 127 and through the central opening 31 in the intermediate wall 25 , and a connecting portion that has an open valve cage 135 forms and connects the central portion 131 to the engine piston 127 . A gasket 139 is provided between the intermediate wall 25 and the central section 131 .
Der fluiddruckbetätigte Motor 13 umfaßt ferner eine Einrichtung zur Vorspannung der beweglichen Trennwand 121 dergestalt, daß die bewegliche Trennwand 121 in eine Richtung versetzt wird, bei der das Volumen der Hochdruckkammer 125 minimal und das Volumen der Niederdruckkammer 123 maximal ist. Bei der dargestellten Konstruktion umfaßt diese Einrichtung eine Schraubenfeder 141, die an einem Ende an der oberen Gehäusewand 23 und an ihrem anderen Ende an dem Motorkolben 127 anliegt.The fluid pressure actuated motor 13 further includes a means for biasing the movable partition 121 such that the movable partition 121 is displaced in a direction in which the volume of the high pressure chamber 125 is minimal and the volume of the low pressure chamber 123 is maximum. In the construction shown, this device comprises a helical spring 141 which bears at one end on the upper housing wall 23 and at its other end on the engine piston 127 .
Der fluiddruckbetätigte Motor 13 enthält eine Einrichtung 151, die einen Druckunterschied zwischen der Nieder- und Hochdruckkammer 123, 125 schafft, um die bewegliche Trennwand 121 in eine Richtung zu verlagern, bei der das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimal und das Volumen der Hochdruckkammer 125 maximal ist. Die dargestellte Einrichtung 151 ist mit einer Quelle für abwechselnd relativ hohe und niedrige Drücke verbindbar und enthält ein Einwegventil 169, das eine Strömung aus der Niederdruckkammer 123 erlaubt, jedoch eine Strömung in die Niederdruckkammer 123 verhindert. Außerdem ist ein Einwegventil 171 vorgesehen, das eine Strömung in die Hochdruckkammer 125 ermöglicht und eine Strömung aus der Hochdruckkammer 125 verhindert.The fluid pressure actuated motor 13 includes a device 151 which creates a pressure difference between the low and high pressure chambers 123 , 125 in order to displace the movable partition 121 in a direction in which the volume of the low pressure chamber 123 is minimal and the volume of the high pressure chamber 125 is maximal . The illustrated device 151 can be connected to a source for alternately relatively high and low pressures and contains a one-way valve 169 which allows a flow from the low pressure chamber 123 , but prevents flow into the low pressure chamber 123 . In addition, a one-way valve 171 is provided which enables flow into the high pressure chamber 125 and prevents flow from the high pressure chamber 125 .
Vorzugsweise handelt es sich bei der Quelle für die abwechselnd relativ hohen und niedrigen Drücke um das Kurbelgehäuse 67 des Zweitaktmotors 8. Es können jedoch auch andere Quellen für relativ hohe und niedrige Drücke verwendet werden. Des weiteren können sich die relativ hohen und niedrigen Drücke auf zwei positive über Atmosphären druck liegende Drücke, zwei negative unter Atmosphären druck liegende Drücke oder auf einen positiven Druck ober halb des Atmosphärendruckes und einen negativen Druck unter halb des Atmosphärendruckes beziehen.The source for the alternately relatively high and low pressures is preferably the crankcase 67 of the two-stroke engine 8 . However, other sources of relatively high and low pressures can be used. Furthermore, the relatively high and low pressures may relate to two positive pressures above atmospheric, two negative pressures below atmospheric, or one positive pressure above atmospheric and one negative pressure below atmospheric.
Die Einrichtung 151 zur Schaffung des Druckunterschiedes zwischen den Nieder- und Hochdruckkammern 123 bzw. 125 umfaßt ferner ein Leitungssystem 161 mit einer Hauptleitung 163, die mit der Quelle für die abwechselnden hohen und niedrigen Drücke, z. B. dem Kurbelgehäuse 67 des Zweitaktmotors 8, verbunden werden kann, eine Niederdruckabzweig leitung 165, die eine Verbindung zwischen der Niederdruck kammer 123 und der Hauptleitung 163 herstellt, und eine Hochdruckabzweigleitung 167, die eine Ver bindung zwischen der Hochdruckkammer 125 und der Hauptlei tung 163 vorsieht.The device 151 for creating the pressure difference between the low and high pressure chambers 123 and 125 further comprises a line system 161 with a main line 163 which is connected to the source for the alternating high and low pressures, e.g. B. the crankcase 67 of the two-stroke engine 8 , can be connected, a low-pressure branch line 165 , which creates a connection between the low-pressure chamber 123 and the main line 163 , and a high-pressure branch line 167 , which provides a connection between the high-pressure chamber 125 and the main line 163 provides.
In der Niederdruckabzweigleitung 165 ist das Einweg ventil 169 angeordnet, das eine Strömung aus der Niederdruck kammer 123 ermöglicht und eine Strömung zu der Niederdruckkammer 123 verhindert. In der Hochdruckabzweigleitung 167 ist das Einwegventil 171 vorgesehen, das eine Strömung zu der Hochdruckkammer 125 erlaubt, während es eine Strömung aus der Hochdruckkammer 125 verhindert.In the low-pressure branch pipe 165, the one-way valve 169 is arranged which permits a flow from the low pressure chamber 123 and prevents a flow to the low pressure chamber 123rd In the high pressure branch line 167 , the one-way valve 171 is provided that allows flow to the high pressure chamber 125 while preventing flow from the high pressure chamber 125 .
Die abwechselnden Impulse der relativ hohen und niedrigen Drücke in der Hauptleitung 163 bewirken, daß ein relativ hoher Druck in der Hochdruckkammer 125 und ein relativ niedriger Druck in der Niederdruckkammer 123 vorliegt, wobei der Druckunterschied eine ausreichende Größe im Vergleich zu der Vorspannkraft der die bewegliche Trennwand 121 vorspannenden Feder 141 hat, so daß der Druckunterschied eine Bewegung der beweglichen Trennwand 121 von einer Stellung, bei der die Hochdruckkammer 125 ein minimales Volumen aufweist, zu einer Stellung, bei der die Niederdruckkammer 123 ein minimales Volumen annimmt, bewirken kann.The alternating pulses of the relatively high and low pressures in the main line 163 cause a relatively high pressure in the high pressure chamber 125 and a relatively low pressure in the low pressure chamber 123 , the pressure difference being a sufficient magnitude compared to the biasing force of the movable partition 121 has biasing spring 141 so that the pressure difference can cause movement of the movable partition 121 from a position in which the high pressure chamber 125 has a minimum volume to a position in which the low pressure chamber 123 assumes a minimum volume.
Vorzugsweise enthält das Leitungssystem 161 auch eine Druckentlastungsein richtung zum Abbau eines übermäßigen Druckunterschiedes. Zu diesem Zweck weist das Leitungssystem 161 eine Bypass leitung 175 auf, die eine Verbindung zwischen den Nieder- und Hochdruckabzweigleitungen 165 und 167 vorsieht, so daß die Nieder- und Hochdruckkammer 123 bzw. 125 in direkte Verbindung miteinander treten. Die Bypassleitung 125 ent hält ein Einwegedruckregulierventil 177 mit einem Kugel element 179, das in Eingriff mit einem Sitz 181 steht und durch eine Feder 183 gegen den Sitz gedrückt wird. Diese Feder ist so ausgelegt, daß das Kugelelement 179 außer Eingriff mit dem Sitz 181 kommt, wenn ein übermäßiger Differenzdruck vorliegt.Preferably, the line system 161 also includes a pressure relief device to relieve an excessive pressure differential. For this purpose, the line system 161 has a bypass line 175 which provides a connection between the low and high pressure branch lines 165 and 167 , so that the low and high pressure chambers 123 and 125 come into direct connection with one another. The bypass line 125 includes a one-way pressure regulating valve 177 with a ball element 179 which is in engagement with a seat 181 and is pressed by a spring 183 against the seat. This spring is designed so that the ball member 179 disengages from the seat 181 when there is excessive differential pressure.
Der fluiddruckbetätigte Motor 13 enthält ferner eine Ein richtung, die auf die Kolbenbewegung unter Minimierung des Volumens der Niederdruckkammer 123 anspricht, um eine Ver bindung zwischen der Nieder- und Hochdruckkammer 123 bzw. 125 herzustellen, wodurch der Druckunterschied zwi schen der Nieder- und Hochdruckkammer 123, 125 verringert oder minimiert wird und dadurch eine Verlagerung der beweg lichen Trennwand 121 durch die Vorspannfeder 141 in eine Rich tung erfolgen kann, bei der das Volumen der Hochdruck kammer 125 minimal und das Volumen der Niederdruckkammer 123 maximal wird. Obgleich diese Einrichtung wenigstens teilweise durch eine nicht gezeigte den Motorkolben 127 bypassmäßig umgehende Leitung geschaffen werden kann, umfaßt die Einrichtung bei der dargestellten Anordnung eine zentrale Öffnung 191 im Motorkolben 127 sowie ein Ventilelement 193, das in dem offenen Käfig 135 des kombi nierten Motorkolbens 127, Kraftstoffpumpkolbens 41 und Ölpumpkolbens 91 angeordnet ist und zwischen einer ge schlossenen und offenen Stellung Bewegungen vornehmen kann. Vorzugsweise enthält das Ventilelement 193 einen sich nach unten erstreckenden Schaft 195, der in einer axialen Bohrung 197 in dem zentra len Abschnitt 131 des kombinierten Kolbens aufgenommen ist und so die Bewegung des Ventilelementes 193 zwischen der geöffneten und geschlossenen Stellung führt.The fluid pressure actuated motor 13 also includes a device responsive to piston movement while minimizing the volume of the low pressure chamber 123 to establish a connection between the low and high pressure chambers 123 and 125 , thereby reducing the pressure difference between the low and high pressure chambers 123 , 125 is reduced or minimized, and thereby a displacement of the movable partition 121 by the biasing spring 141 can take place in a direction in which the volume of the high-pressure chamber 125 becomes minimal and the volume of the low-pressure chamber 123 becomes maximum. Although this device can be created at least partially by bypassing the engine piston 127 bypass line, not shown, the device in the arrangement shown comprises a central opening 191 in the engine piston 127 and a valve element 193 , which in the open cage 135 of the combined engine piston 127 , Fuel pump piston 41 and oil pump piston 91 is arranged and can make movements between a closed and open position. Preferably, the valve member 193 includes a downwardly extending stem 195 which is received in an axial bore 197 in the central portion 131 of the combined piston and thus guides the movement of the valve member 193 between the open and closed positions.
Des weiteren enthält die Einrichtung, die eine Verbindung zwischen der Nieder- und Hochdruckkammer 123, 125 vorsieht, eine das Ventilelement 193 vorspannende Schraubenfeder 201, die das Ventilelement 193 in die geöffnete Stellung drückt und an einem Ende an der oberen Wand 23 des Gehäuses 15 anliegt, während ihr anderes Ende sich durch die Öffnung 191 im Motorkolben 127 erstreckt und auf der oberen Ober fläche des Ventilelementes 193 aufliegt. Die das Ventil element vorspannende Feder 201 ist so ausgelegt, daß sie den Druckunterschied zwischen der Nieder- und Hochdruck kammer 123, 125 überwinden und dadurch das Ventilelement 193 in die geöffnete Stellung verlagern kann, wenn der Motorkolben 127 sich der Stellung nähert, bei der das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimal ist.Further includes the means for communication between the low and high pressure chamber 123, 125 provides a valve member 193 biasing coil spring 201 which urges the valve member 193 in the open position and abuts at one end on the upper wall 23 of the housing 15 , while its other end extends through the opening 191 in the engine piston 127 and rests on the upper upper surface of the valve element 193 . The valve element biasing spring 201 is designed so that it can overcome the pressure difference between the low and high pressure chamber 123 , 125 and thereby move the valve element 193 to the open position when the engine piston 127 approaches the position at which Volume of the low pressure chamber 123 is minimal.
Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, die eine volle Öffnungsbewegung des Ventilelementes 193 bei Annäherung des Motorkolbens 127 an die Position sicherstellen, bei der das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimal ist. Diese Einrichtung ist in der Niederdruckkammer 123 vorgesehen und mit einer Zwischenkammer 211 versehen, die mit der Öffnung 191 im Motorkolben in Verbindung steht und einen Widerstand gegenüber einer Strömung von der Zwischenkammer 211 in die Niederdruckkammer 123 bei anfänglichem Öffnen des Ventilelementes 193 schafft, was eine Verringerung des Druckunterschiedes zwischen der Hochdruckkammer 125 und der Zwischenkammer 211 und damit eine Bewegung des Ventilelementes 193 in die voll geöffnete Stellung bewirkt. Diese Bewegung verringert wesentlich den Druckunterschied zwischen der Niederdruckkammer 123 und der Hochdruckkammer 125 und ermöglicht dadurch eine Bewegung der beweglichen Trennwand 121 unter Minimierung des Volumens der Hochdruckkammer 125 aufgrund der Kraft der den Motorkolben vorspannenden Feder 141. Die dargestellte Einrichtung umfaßt einen Ringflansch 213, der sich von der oberen Wand 23 des Gehäuses 15 nach innen in die Niederdruckkammer 123 erstreckt und radial außerhalb der das Ventilelement vorspannenden Feder 201 bzw. radial innerhalb der den Motorkolben vorspannenden Feder 141 angeordnet ist. Des weiteren umfaßt diese Einrichtung einen entsprechenden Ringflansch 215, der sich von dem Motorkolben 127 in Richtung auf die obere Gehäusewand 23 erstreckt und teleskopartig zu dem Flansch oder Ring 213 bewegbar ist, wenn sich der Motorkolben 127 dem Hubende nähert, bei dem das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimal ist, so daß teleskopartig die Zwischenkammer 211 gebildet wird und ein Widerstand gegenüber einer Strömung von der Zwischenkammer 211 in die Niederdruckkammer 123 geschaffen wird.Furthermore, devices are provided which ensure a full opening movement of the valve element 193 when the engine piston 127 approaches the position at which the volume of the low-pressure chamber 123 is minimal. This device is provided in the low pressure chamber 123 and is provided with an intermediate chamber 211 , which communicates with the opening 191 in the engine piston and provides resistance to a flow from the intermediate chamber 211 into the low pressure chamber 123 when the valve element 193 is initially opened, which reduces it of the pressure difference between the high-pressure chamber 125 and the intermediate chamber 211 and thus causes the valve element 193 to move into the fully open position. This movement substantially reduces the pressure differential between the low pressure chamber 123 and the high pressure chamber 125 , thereby allowing the movable partition 121 to move while minimizing the volume of the high pressure chamber 125 due to the force of the spring 141 biasing the engine piston. The device shown comprises an annular flange 213 , which extends inward from the upper wall 23 of the housing 15 into the low-pressure chamber 123 and is arranged radially outside the spring 201 which prestresses the valve element or radially inside the spring 141 which prestresses the engine piston. Furthermore, this device comprises a corresponding annular flange 215 which extends from the engine piston 127 towards the upper housing wall 23 and is telescopically movable to the flange or ring 213 when the engine piston 127 approaches the stroke end at which the volume of the low pressure chamber 123 is minimal, so that the intermediate chamber 211 is formed telescopically and resistance to flow from the intermediate chamber 211 into the low-pressure chamber 123 is created.
Der Widerstand gegenüber einer Strömung zwischen der Zwischenkammer 211 und der Niederdruckkammer 123 bewirkt eine Verringerung des Druckunterschiedes oder einen Druckabfall zwischen der Hochdruckkammer 125 und der Zwischenkammer 211, was sicherstellt, daß die Kraft der das Ventilelement 193 vorspannenden Feder 201 eine Verlagerung des Ventilelementes 193 in die voll geöffnete Stellung hervorruft.The resistance to flow between the intermediate chamber 211 and the low pressure chamber 123 causes a reduction of the pressure difference or a pressure drop between the high pressure chamber 125 and the intermediate chamber 211, which ensures that the force of the valve member 193 biasing spring 201, a displacement of the valve element 193 in the fully open position.
Der fluiddruckbetätigte Motor 13 weist ferner eine Einrich tung auf, die auf die Kolbenbewegung unter Minimierung des Volumens der Hochdruckkammer 125 anspricht, um die Ver bindung zwischen der Nieder- und Hochdruckkammer 123, 125 zu unterbrechen und dadurch den Aufbau des Fluiddruckunter schiedes zwischen der Nieder- und Hochdruckkammer 123, 125 durch die den Fluiddruckunterschied erzeugende Einrichtung zu ermöglichen und ferner auch die Verlagerung des Motor kolbens 127 in die Richtung zu bewirken, bei der das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimal und das Volumen der Hochdruckkammer 125 maximal wird. Die dargestellte Einrich tung umfaßt eine Vielzahl von Zapfen oder Säulen 221, die von der zwischenliegenden Wand 25 nach oben zum Ventilelement 193 und durch den offenen Ventilkäfig 135 zur Eingriffnahme mit dem Ventilelement 193 ragen, um das Ventilelement 193 in die geschlossene Stellung zu versetzen, wenn sich der Motorkolben 127 der Position nähert, bei der das Volumen der Hochdruckkammer 125 minimal wird.The fluid pressure operated motor 13 further includes a Einrich tung on responsive to piston movement while minimizing the volume of the high pressure chamber 125 to the Ver bond between the low and high pressure chamber 123 to interrupt 125 and thereby difference in the structure of the fluid pressure between the low- and to enable high pressure chamber 123 , 125 by the fluid pressure difference generating device and also to cause the displacement of the engine piston 127 in the direction in which the volume of the low pressure chamber 123 becomes minimal and the volume of the high pressure chamber 125 becomes maximum. The illustrated device includes a plurality of pegs or pillars 221 which project from the intermediate wall 25 up to the valve member 193 and through the open valve cage 135 to engage the valve member 193 to place the valve member 193 in the closed position when the engine piston 127 approaches the position at which the volume of the high pressure chamber 125 becomes minimal.
Im Betrieb bewirkt das Anliegen von abwechselnden hohen und niedrigen Drücken in dem Leitungssystem 161 (unter der Annahme, daß sich das Ventilelement 193 in der Schließ stellung befindet) einen Aufbau und die Einhaltung eines höheren Druckes in der relativen Hochdruckkammer 125 und eine Verringerung sowie die Einhaltung eines niedrigen Druckes in der Niederdruckkammer 123. Der so erzeugte Druckunterschied bewirkt eine Verlagerung der beweglichen Trennwand 121 einschließlich des Motorkolbens 127 gegen die Kraft der den Motorkolben vorspannenden Feder 141 in die Stellung, bei der das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimal ist. Wenn sich der Motorkolben 127 der Position nähert, bei der das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimal ist, dient die das Ventilelement vorspannende Feder 201 dazu, die Motorkolbenöffnung 191 durch Ver lagerung des Ventilelementes 193 in die geöffnete Stellung freizugeben, wodurch der Druckunterschied verringert oder minimiert wird und eine Verlagerung der beweglichen Trennwand 121 durch die Kraft der Vorspannfeder 141 in die Stellung möglich ist, bei der das Volumen der Hochdruckkammer 125 minimal ist. Während dieser Bewegung und bei Fehlen von einem Druckunterschied bleibt das Ventilelement 193 in der geöffneten Stellung unter der Kraft der das Ventil element vorspannenden Feder 201.In operation, the application of alternating high and low pressures in line system 161 (assuming valve element 193 is in the closed position) builds up and maintains a higher pressure in relative high pressure chamber 125 and reduces and maintains it a low pressure in the low pressure chamber 123 . The pressure difference generated in this way causes the movable partition 121, including the engine piston 127, to be displaced against the force of the spring 141 , which biases the engine piston, into the position in which the volume of the low-pressure chamber 123 is minimal. When the engine piston 127 approaches the position at which the volume of the low pressure chamber 123 is minimal, the spring 201 biasing the valve element serves to open the engine piston opening 191 by displacing the valve element 193 in the open position, thereby reducing or minimizing the pressure difference and a displacement of the movable partition 121 by the force of the biasing spring 141 into the position at which the volume of the high pressure chamber 125 is minimal. During this movement and in the absence of a pressure difference, the valve element 193 remains in the open position under the force of the spring 201 biasing the valve element.
Bei Annäherung der beweglichen Wand 121 nebst des Motor kolbens 127 an die Stellung, bei der das Volumen der Hoch druckkammer 125 minimal ist, kommen die Zapfen 221 in Ein griff mit dem Ventilelement 193, um dieses in die ge schlossene Stellung zu bewegen. Bei so verschlossener Motorkolbenöffnung 191 wird der Druckunterschied er neut hervorgerufen und die Trennwand 121 wieder in die entgegengesetzte Richtung verlagert, um einen wei teren Arbeitszyklus zu beginnen. Da der Kraftstoffpump kolben 41 und der Ölpumpkolben 91 eine Bewegung zusammen mit dem Motorkolben 127 erfahren, bewirkt der fluidbe tätigte Motor 13 eine Hin- und Herbewegung dieser Bau teile mit einer Frequenz, die kleiner als die Frequenz ist, die den Motor 13 anregt, d. h. kleiner als der zeit liche Wechsel zwischen den höheren und niedrigen Drücken in der Quelle ist.When the movable wall 121 approaches the motor piston 127 to the position at which the volume of the high-pressure chamber 125 is minimal, the pins 221 come into engagement with the valve element 193 in order to move it into the closed position. With the engine piston opening 191 closed in this way, the pressure difference is caused again and the partition 121 is shifted again in the opposite direction in order to begin a further working cycle. Since the fuel pump piston 41 and the oil pump piston 91 experience movement together with the engine piston 127 , the fluid-operated motor 13 causes a reciprocation of these components with a frequency that is less than the frequency that excites the motor 13 , ie is less than the temporal change between the higher and lower pressures in the source.
Vorzugsweise sind Einrichtung vorgesehen, um gezielt die zeitliche Ausstoßmenge der Ölpumpeinrichtung 17 unge achtet der Verlagerung des Ölpumpkolbens 91 über einen im wesentlichen konstanten Hub einzustellen. Die dargestellte Einrichtung umfaßt eine Nebenkammer 231, die sich von der Ölpumpkammer 93 erstreckt und in der ein schwimmender Kolben 233 enthalten ist. Zwischen dem schwimmenden Kolben 233 und der Wand der Nebenkammer 231 ist eine Dichtung 235 vorgesehen. Der schwimmende Kolben 233 weist an seinem äußeren Ende ein Teil 237 auf, das sich aus der Nebenkammer 231 nach außen erstreckt und in Berührung mit einer Kurvenbahn 239 steht, die durch ein gestrichelt dargestelltes Gestänge 241 mit der Motordrosselklappe 243 verbunden ist, so daß die Kurvenbahn entsprechend der gewählten Position der Motordrosselklappe 243 gezielt verstellt werden kann. Die Kurvenbahn 239 begrenzt somit in veränderlicher Weise die Auswärtsbewegung des schwimmenden Kolbens 233 und steuert dadurch die effektive Pumphublänge des Ölpump kolbens 91. Eine ins Detail gehende Erläuterung der Anordnung zur Änderung der zeitlichen Ausstoßmenge der Ölpumpeinrichtung 17 ist in der US-Patentanmeldung 3 24 145 gegeben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.Means are preferably provided in order to selectively set the temporal output quantity of the oil pump device 17 regardless of the displacement of the oil pump piston 91 over a substantially constant stroke. The device shown includes a sub-chamber 231 which extends from the oil pump chamber 93 and in which a floating piston 233 is contained. A seal 235 is provided between the floating piston 233 and the wall of the secondary chamber 231 . The floating piston 233 has at its outer end a part 237 which extends outward from the secondary chamber 231 and is in contact with a cam track 239 which is connected to the engine throttle valve 243 by a linkage 241 shown in broken lines, so that the cam track can be specifically adjusted according to the selected position of the engine throttle valve 243 . The cam track 239 thus variably limits the outward movement of the floating piston 233 and thereby controls the effective pumping length of the oil pump piston 91 . A detailed explanation of the arrangement for changing the temporal discharge quantity of the oil pump device 17 is given in the US patent application 3 24 145, to which express reference is made.
Die kombinierte Kraftstoff- und Ölpumpe 11 kann an dem Block des Zweitaktmotors 8 befestigt werden, um eine unmittelbare Verbindung zum Motorkurbelgehäuse 67 zu erhalten, und kann mit entfernt liegenden Quellen für Öl und Kraftstoff verbunden werden. Alternativ hierzu kann die kombinierte Kraftstoff- und Ölpumpe 11 an einer entfernten Stelle mehr oder weniger nahe bei den Quellen für den Kraftstoff und das Öl ange ordnet werden, wobei eine nicht gezeigte Leitung das Kurbelgehäuse 67 oder eine andere Quelle für abwechselnde hohe und niedrige Drücke mit der kombinier ten Kraftstoff- und Ölpumpvorrichtung 11 verbindet.The combined fuel and oil pump 11 can be attached to the block of the two-stroke engine 8 for direct connection to the engine crankcase 67 and can be connected to remote sources of oil and fuel. Alternatively, the combined fuel and oil pump 11 may be located at a remote location, more or less near the sources of fuel and oil, with a line, not shown, including the crankcase 67 or other source of alternating high and low pressures the combined fuel and oil pumping device 11 connects.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform von einer kombi nierten Kraftstoff- und Ölpumpe 301 gezeigt. Die in Fig. 2 dargestellte Konstruktion ent spricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1, wobei für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Dies gilt nicht für die Anordnung, die das volle Öffnen des Ventilelementes 193 sicherstellt, und für die Anordnung zur Änderung der Menge der Ölströmung und für die Ölausstoßanordnung.In Fig. 2, another embodiment of a combi ned fuel and oil pump 301 is shown. The construction shown in FIG. 2 corresponds essentially to that of FIG. 1, the same reference numerals being used for the same components. This does not apply to the arrangement that ensures the full opening of the valve member 193 , the arrangement for changing the amount of the oil flow, and the oil discharge arrangement.
Was die Anordnung zur Sicherstellung einer vollen Öffnungsbewegung des Ventilelementes 193 bei Annäherung des Motorkolbens 127 an die Position, bei der das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimal ist, betrifft, so sind bei der in Fig. 2 dargestellten Kon struktion die Ringe 213 und 215 weggelassen, wodurch sich auch die Zwischenkammer 211 erübrigt. Anstelle davon ist ein Anschlag 302 vorgesehen, der sich fest von der oberen Gehäusewand 23 zu einer Stelle nach unten erstreckt, bei der er in Eingriff mit dem Ventilelement 193 treten kann, wenn die bewegliche Trennwand 121 das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimiert. Diese Eingriffnahme bewirkt eine Spaltbildung oder eine leichte Freigabe der Öffnung 191, wodurch der Druckunterschied längs der beweglichen Wand 121 etwas verringert wird. Diese Verringerung des Druckunterschiedes erleichtert sofort die nachfolgende Arbeit der das Tellerventilelement vorspannenden Feder 201, um das Ventilelement 193 zu verlagern und dadurch die Öffnung 191 voll freizugeben, wodurch im wesentlichen der Druckunterschied beseitigt und eine Wandbewegung in die Richtung einer Minimierung des Volumens der Hochdruckkammer 125 unter der Kraft der die bewegliche Wand vorspannenden Feder 141 erhalten wird. Darauf hinzuweisen ist, daß der Anschlag 302 auch die Aufgabe hat, das obere Ende der das Tellerventilelement vorspannenden Feder 201 zu stabilisieren.As far as the arrangement for ensuring a full opening movement of the valve element 193 when the engine piston 127 approaches the position at which the volume of the low-pressure chamber 123 is minimal, the rings 213 and 215 are omitted in the construction shown in FIG. 2, whereby the intermediate chamber 211 is also unnecessary. Instead, a stop 302 is provided that extends downward from the upper housing wall 23 to a location where it can engage the valve member 193 when the movable partition 121 minimizes the volume of the low pressure chamber 123 . This engagement causes a gap or a slight release of the opening 191 , whereby the pressure difference along the movable wall 121 is somewhat reduced. This reduction in the pressure differential immediately facilitates the subsequent work of the spring 201 biasing the poppet valve member to displace the valve member 193 and thereby fully expose the opening 191 , thereby substantially eliminating the pressure differential and moving in the direction of minimizing the volume of the high pressure chamber 125 below the force of the spring 141 biasing the movable wall is obtained. It should be pointed out that the stop 302 also has the task of stabilizing the upper end of the spring 201 which prestresses the poppet valve element.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform enthält die Ölpumpe einen Ölpumpkolben 303, der teilweise eine Ölpumpkammer 393 mit variablem Volumen definiert. Ein oberes Ende 305 des Ölpumpkolbens 303 greift gleitbar in das bewegliche Element 91 ein. Das obere Ende 305 ist in einer umschlossenen zentralen Kammer 307 im beweglichen Element 91 angeordnet. Ein mittlerer Abschnitt 309 des Kolbens 303 erstreckt sich durch eine Öffnung 311 aus der Kammer 307 heraus und verbindet das obere Kolbenende 305 mit einem unteren Kolbenteil 313 in dem zylindrischen Raum 87. Das obere Ende 305 des Kolbens 303 ist größer als die Öffnung 311, so daß bei einer Aufwärtsbewegung des be weglichen Elementes 91 der Kolben 303 diese Bewegung des Elementes 91 mitmacht. Dichtungen 315 sind oberhalb eines unteren Endes 317 des Kolbens 303 und zwischen dem unteren Abschnitt 313 des Kolbens und der Wand des zylindrischen Raumes 87 vorgesehen. Die An ordnung der Dichtung 315 erlaubt, daß sich das untere Ende 317 des Kolbens bis unterhalb des Ventileinlasses 101 und Auslasses 319 erstrecken kann.In the embodiment shown in FIG. 2, the oil pump includes an oil pump piston 303 , which partially defines an oil pump chamber 393 with a variable volume. An upper end 305 of the oil pump piston 303 slidably engages the movable member 91 . The upper end 305 is arranged in an enclosed central chamber 307 in the movable element 91 . A central portion 309 of the piston 303 extends out of the chamber 307 through an opening 311 and connects the upper piston end 305 to a lower piston part 313 in the cylindrical space 87 . The upper end 305 of the piston 303 is larger than the opening 311 , so that with an upward movement of the movable element 91, the piston 303 joins this movement of the element 91 . Seals 315 are provided above a lower end 317 of the piston 303 and between the lower portion 313 of the piston and the wall of the cylindrical space 87 . The arrangement of the seal 315 allows the lower end 317 of the piston to extend below the valve inlet 101 and outlet 319 .
Bei der Ausführungsform weist die Ölpumpe 17 einen mit einem Ventil versehenen Auslaß 319 auf, der sich koaxial zu dem Ventileinlaß 101, jedoch an der gegenüberliegenden Seite des zylindrischen Raumes 87 erstreckt. Der Auslaß 319 enthält ein Einwegventil 321, das eine Ausströmung des Öles in die Leitung 63 zur Zuführung des Öles zum Vergaser 65 erlaubt.In the embodiment, the oil pump 17 has a valve-provided outlet 319 which extends coaxially with the valve inlet 101 but on the opposite side of the cylindrical space 87 . The outlet 319 contains a one-way valve 321 , which allows the oil to flow out into the line 63 for supplying the oil to the carburetor 65 .
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform umfaßt die Einrichtung zum gezielten Einstellen der zeitlichen Aus stoßmenge der Ölpumpe einen einstellbaren Anschlag 323, der teilweise die Ölpumpkammer 393 definiert. Der einstellbare Anschlag 323 befindet sich in dem zylindri schen Raum 87 unterhalb des Einlasses 101 und Auslasses 319. Eine Dichtung 325 ist zwischen dem einstell baren Anschlag 323 und der Wand des zylindrischen Raumes 87 vorgesehen, und ein Abschnitt 327 des einstellbaren Anschlages oberhalb der Dichtung 325 hat einen geringeren Durchmesser als der Durchmesser des zylindrischen Raumes 87, damit der obere Abschnitt 327 des einstellbaren An schlages sich bis oberhalb des Einlasses 101 und Auslasses 319 erstrecken kann. Das untere Ende des einstellbaren Anschlages 323 weist ein Teil 329 auf, das sich aus dem zylindrischen Raum 87 nach außen in Eingriff mit einer Kurvenbahn 239 erstreckt. Die Kurvenbahn 239 wirkt, wie zuvor beschrieben.In the embodiment shown in Fig. 2, the device for selectively adjusting the temporal output quantity of the oil pump comprises an adjustable stop 323 , which partially defines the oil pump chamber 393 . The adjustable stop 323 is located in the cylindrical space 87 below the inlet 101 and outlet 319 . A seal 325 is provided between the adjustable stop 323 and the wall of the cylindrical space 87 , and a portion 327 of the adjustable stop above the seal 325 has a smaller diameter than the diameter of the cylindrical space 87 , so that the upper portion 327 of the adjustable type can extend to above inlet 101 and outlet 319 . The lower end of the adjustable stop 323 has a part 329 which extends outwards from the cylindrical space 87 into engagement with a cam track 239 . The cam track 239 acts as previously described.
Die Ölpumpe weist ferner eine Vorspanneinrich tung zum Vorspannen des Ölkolbens 303 gegen den einstell baren Anschlag 323 auf. Die Vorspanneinrichtung umfaßt eine Feder 331 zwischen dem oberen Ende 305 des Kolbens und dem beweglichen Element 91 in der zentralen Kammer 307.The oil pump also has a biasing device for biasing the oil piston 303 against the adjustable stop 323 . The biasing means includes a spring 331 between the upper end 305 of the piston and the movable member 91 in the central chamber 307 .
Wenn sich beim Betrieb das bewegliche Element 91 nach unten bewegt, erfährt der Ölkolben 303 eine Abwärts bewegung über die gleiche Wegstrecke. Die Feder 331 ist so gespannt, daß sie sich nicht verformt aufgrund entweder des Ölpumpdruckes oder der Dichtungsreibung. Wenn sich der Kolben 303 nach unten bewegt, verringert sich das Volumen der Ölpumpkammer 393, so daß Öl durch den Ventilauslaß 319 nach außen ge drückt wird. Wenn jedoch der Ölkolben 303 den einstell baren Anschlag 323 berührt, endet die Bewegung des Kolbens und äußert sich die restliche Hubstrecke des beweglichen Elementes 91 nur in einer Verformung der Feder 331. Die Lage des einstellbaren Anschlages 323 verändert deshalb das Volumen der Ölpumpkammer 393 und die Menge an von der Pumpeinrichtung gepumptem Öl.When the movable member 91 moves down during operation, the oil piston 303 undergoes a downward movement over the same distance. Spring 331 is tensioned so that it does not deform due to either oil pump pressure or seal friction. When the piston 303 moves down, the volume of the oil pumping chamber 393 decreases, so that oil is pressed out through the valve outlet 319 . However, if the oil piston 303 touches the adjustable stop 323 , the movement of the piston ends and the remaining stroke distance of the movable element 91 manifests itself only in a deformation of the spring 331 . The position of the adjustable stop 323 therefore changes the volume of the oil pump chamber 393 and the amount of oil pumped by the pump device.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform von einer kombi nierten Kraftstoff- und Ölpumpe 401, die dem Verbrennungs motor 8 zugeordnet ist und verschiedene Merkmale der Erfindung aufweist. Die in Fig. 3 gezeigte Konstruktion entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 2, so daß für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen ver wendet wurden. Dies gilt nicht für die Kraftstoffpumpe, die leicht modifiziert wurde, und ebenfalls nicht für die Ölpumpe, die modifiziert wurde, um eine Änderung des Ausstoßes der Ölpumpe entsprechend der Motordrehzahl vorzusehen, ohne daß ein bewegliches Teil 239 oder ein Element 323 und das zugehörige Gestänge vorliegen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß das Einwegedruckregulierventil 177 weggelassen wurde und der Hub des Motorkolbens 127 sich entsprechend der Motordrehzahl ändert. Zu diesem letztgenannten Zweck hat die das Tellerventil vorspannende Feder 201 eine Federsteifigkeit, die zu einer Freigabe der Öffnung 191 vor der vollen Hublänge des Motorkolbens 127 führt, wenn der Motor 8 bei niedriger Drehzahl läuft, und die die Öffnung 191 am Ende der vollen Hubstrecke des Motorkolbens 127 freigibt, wenn der Motor 8 bei hoher Drehzahl läuft. Fig. 3 shows a further embodiment of a combined fuel and oil pump 401 , which is associated with the internal combustion engine 8 and has various features of the invention. The construction shown in Fig. 3 corresponds essentially to that of FIG. 2, so that the same reference numerals have been used for the same components ver. This does not apply to the fuel pump, which has been slightly modified, nor to the oil pump, which has been modified to provide a change in the output of the oil pump in accordance with the engine speed without a moving part 239 or element 323 and the associated linkage . Another difference is that the one-way pressure regulating valve 177 has been omitted and the stroke of the engine piston 127 changes in accordance with the engine speed. For this latter purpose, the spring valve biasing spring 201 has a spring stiffness which results in the opening 191 being released before the full stroke length of the engine piston 127 when the engine 8 is running at low speed, and the opening 191 at the end of the full stroke distance of the Engine piston 127 releases when the engine 8 is running at high speed.
Bekanntlich erzeugt bei einem Zweitaktmotor, z. B. dem Motor 8, die Bewegung des Kolbens relativ zum Zylinder und Kurbel gehäuse 67 in letzterem zyklische Zustände mit relativ hohen und niedrigen Drücken, die im Kurbelgehäuse eine Druckamplitude vorsehen, die sich entsprechend der Motor drehzahl ändert, d. h. mit der Motordrehzahl ansteigt. Bei z. B. Leerlauf des Motors oder Betrieb bei niedriger Drehzahl können sich die Drücke im Kurbelgehäuse von etwa +0,21 bis etwa -0,21 kp/cm2 ändern, was eine Druck amplitude im Kurbelgehäuse von 0,42 kp/cm2 ergibt. Bei Betrieb des Motors bei hoher Drehzahl kann sich z. B. der Druck im Kurbelgehäuse von etwa +0,35 bis -0,42 kp/cm2 oder von etwa +0,70 bis etwa -0,07 kp/cm2 ändern, so daß sich eine Druckamplitude im Kurbelgehäuse von 0,77 kp/cm2 ergibt.As is known, generated in a two-stroke engine, e.g. B. the engine 8 , the movement of the piston relative to the cylinder and crankcase 67 in the latter cyclical states with relatively high and low pressures, which provide a pressure amplitude in the crankcase that changes according to the engine speed, ie increases with the engine speed. At z. B. idling the engine or operating at low speed, the pressures in the crankcase can change from about +0.21 to about -0.21 kp / cm 2 , which results in a pressure amplitude in the crankcase of 0.42 kp / cm 2 . When operating the engine at high speed z. B. the pressure in the crankcase from about +0.35 to -0.42 kp / cm 2 or from about +0.70 to about -0.07 kp / cm 2 change, so that a pressure amplitude in the crankcase of 0, 77 kp / cm 2 results.
Wegen der Verbindung des Kurbelgehäuses 67 mit der Nieder druckkammer 123 und der Hochdruckkammer 125 und wegen der Einwegventile 169 und 171 geben unter Betriebs bedingungen die Druckverhältnisse in der Nieder- und Hochdruckkammer 123, 125 rasch die Drücke im Kurbelge häuse 67 wieder und schaffen einen Druckunterschied längs des beweglichen Motorkolbens 127, d. h. zwischen der Nieder- und Hochdruckkammer 123, 125, wobei der Druckunterschied eine Amplitude hat, die etwa der Druck amplitude im Kurbelgehäuse entspricht.Because of the connection of the crankcase 67 to the low pressure chamber 123 and the high pressure chamber 125 and because of the one-way valves 169 and 171 , the operating conditions, the pressure conditions in the low and high pressure chamber 123 , 125 quickly give the pressures in the crankcase 67 again and create a pressure difference lengthways of the movable engine piston 127 , ie between the low and high pressure chamber 123 , 125 , the pressure difference having an amplitude which corresponds approximately to the pressure amplitude in the crankcase.
Die das Tellerventil vorspannende Feder 201 hat, wie schon erwähnt, eine derartige Federsteifigkeit, daß eine teilweise Bewegung des Motorkolbens 127 zwischen den ein minimales Volumen der Nieder- und Hochdruckkammer 123, 125 bewirkenden Positionen zu einer derartigen Kontraktion der Vorspannfeder 201 führt, daß die auf grund des Druckunterschiedes auf das Ventilelement 193 wirkende Kraft überwunden wird, wenn der Motor 8 bei niedriger Drehzahl läuft. Die Federsteifigkeit ist andererseits so, daß bei Betrieb des Motors 8 bei hoher Drehzahl die durch den Druckunterschied hervorge rufene Kraft ausreichend groß ist, um vor Freigabe der Öffnung 191 eine Bewegung der beweglichen Wand 121 oder des Motorkolbens 127 über eine größere oder volle Wegstrecke vorzusehen. Infolge davon erhält der Motor kolben 127 eine Hubstrecke, die sich mit der Motordrehzahl ändert, d. h. eine Hubstrecke, deren Länge mit der Motor drehzahl zunimmt.The poppet valve biasing spring 201 has, as already mentioned, such a spring stiffness that a partial movement of the engine piston 127 leads between a minimum volume of the low and high pressure chamber 123, 125 causing positions to such a contraction of the biasing spring 201 that the on due to the pressure difference on the valve element 193 force is overcome when the engine 8 is running at low speed. On the other hand, the spring stiffness is such that when the motor 8 is operated at high speed, the force caused by the pressure difference is sufficiently large to provide for a movement of the movable wall 121 or the motor piston 127 over a greater or full distance before the opening 191 is released . As a result, the engine piston 127 receives a stroke that changes with the engine speed, that is, a stroke whose length increases with the engine speed.
Die bei der Konstruktion nach Fig. 3 verwendete Kraftstoff pumpe unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 und 2 darin, daß der Ventilkraftstoffeinlaß 51 in Verbindung mit der unteren Kammer 47 (die natürlich keine Verbindung mit der Atmosphäre hat) steht. Des weiteren weist der Kraftstoffpumpkolben 39 ein oder mehrere kleine Öffnungen 411 auf, denen jeweils ein Einwegeabsperrventil 413 zugeordnet ist, das eine Strömung von der unteren Kammer 47 in die obere Kammer 45 ermöglicht, jedoch eine Strömung von der oberen Kammer 45 in die untere Kammer 47 verhindert. Der Hub des Kraftstoffpumpelementes oder Kolbens 39 ist gleich dem Hub des Motorkolbens 127, so daß sich die Menge an gepumptem Kraftstoff entsprechend der Motordrehzahl ändert, d. h. zunimmt, wenn die Motordrehzahl ansteigt.1, the fuel used in the construction of Fig. 3 pump differs from that of Fig. And 2 in that the valve fuel inlet 51 in communication with the lower chamber 47 (which of course is no connection with the atmosphere has) stands. Furthermore, the fuel pump piston 39 has one or more small openings 411 , each of which is assigned a one-way shut-off valve 413 , which allows a flow from the lower chamber 47 into the upper chamber 45 , but a flow from the upper chamber 45 into the lower chamber 47 prevented. The stroke of the fuel pump element or piston 39 is equal to the stroke of the engine piston 127 so that the amount of fuel pumped changes in accordance with the engine speed, ie increases as the engine speed increases.
Wenn erwünscht, kann auch eine Kraftstoffpumpanordnung gemäß Fig. 1 und 2 verwendet werden.If desired, a fuel pump arrangement as shown in FIGS. 1 and 2 can also be used.
Die Ölpumpe unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 und 2 darin, daß die Menge an gepumptem Öl automatisch entsprechend der Motordrehzahl verändert wird und daß aufgrund der Totgangverbindung zwischen dem Motorkolben 127 und dem Ölpumpkolben 303 ein Pumpen von Öl nicht bis nach Überschreiten eines ersten Motor drehzahlniveaus eintritt, das zwischen der niedrigen und hohen Drehzahl liegen kann. Oberhalb des ersten Motordrehzahlniveaus findet das Pumpen von Öl verstärkt mit zunehmender Motordrehzahl statt.The oil pump differs from that of FIGS. 1 and 2 in that the amount of oil pumped is automatically changed in accordance with the engine speed and that due to the lost motion connection between the engine piston 127 and the oil pump piston 303, oil is not pumped until after a first engine is exceeded speed levels occurs, which can be between the low and high speed. Above the first engine speed level, the pumping of oil takes place increasingly with increasing engine speed.
Zu diesem letztgenannten Zweck ist der Ölpumpkolben 303 mit dem Motorkolben 127 verbunden, so daß beide Kolben während eines Teils der Motorkolbenhubstrecke eine gemeinsame Bewegung vornehmen, während während eines anderen Teils der Hubstrecke des Motorkolbens 127 eine Totgangbewegung vorliegt. Dazu ist das obere Ende des Ölpumpkolbens 303 mit einer axialen Ausnehmung oder Bohrung 415 versehen, die an ihrem oberen Ende von einem nach innen weisenden Ringflansch 417 begrenzt wird, der eine Öffnung 419 definiert, und ist der Motor kolben 127 mit einer Verlängerung 421 versehen, die durch die durch den Ringflansch 417 geschaffene Öffnung 419 hin durchragt und an dem unteren Ende einen erweiterten Kopf 423 aufweist, der nicht durch die von dem Ringflansch 417 geschaffene Öffnung 419 hindurchtreten kann. Daher bewirkt eine anfängliche aufwärtsgerichtete Hubbewegung des Motorkolbens 127 von der das Volumen der Hochdruck kammer 125 minimierenden Stellung keine entsprechende Bewegung des Ölpumpkolbens 313. Bevor jedoch der Motor kolben 127 die das Volumen der Niederdruckkammer 123 minimierende Stellung erreicht, kommt der Kopf 423 in Berührung mit dem Flansch 417, was eine gemeinsame Bewegung des Ölpumpkolbens 303 und des Motorkolbens 127 zur Folge hat. Eine anfängliche nach unten gerichtete Hubbewegung des Motorkolbens 127 bewirkt keine Bewegung des Ölpumpkolbens, solange nicht der Kopf 423 in Berührung mit dem Blindende der Ausnehmung oder Bohrung 417 getreten ist. Daher entsteht ein Ölpumpvorgang nur am oberen Ende des Aufwärtshubes der Motorkolbenbewegung und am un teren Ende des Abwärtshubes der Motorkolbenbewegung. Somit be wirkt die in Fig. 3 gezeigte Ölpumpanordnung nur wenig oder gar kein Pumpen bei niedrigen Drehzahlen und eine verstärkte Ölpumpwirkung bei ansteigenden Drehzahlen ober halb der niedrigen Motordrehzahl.For this latter purpose, the oil pump piston 303 is connected to the engine piston 127 , so that both pistons make a common movement during part of the engine piston stroke, while there is a lost motion during another part of the stroke of the engine piston 127 . For this purpose, the upper end of the oil pump piston 303 is provided with an axial recess or bore 415 , which is delimited at its upper end by an inwardly facing annular flange 417 , which defines an opening 419 , and the engine piston 127 is provided with an extension 421 , which protrudes through the opening 419 created by the ring flange 417 and has an enlarged head 423 at the lower end which cannot pass through the opening 419 created by the ring flange 417 . Therefore, an initial upward stroke movement of the engine piston 127 from the position that minimizes the volume of the high pressure chamber 125 does not cause a corresponding movement of the oil pump piston 313 . However, before the engine piston 127 reaches the position that minimizes the volume of the low pressure chamber 123 , the head 423 comes into contact with the flange 417 , which causes the oil pump piston 303 and the engine piston 127 to move together. An initial downward stroke of the engine piston 127 does not cause the oil pump piston to move unless the head 423 comes into contact with the blind end of the recess or bore 417 . Therefore, an oil pumping process occurs only at the upper end of the upward stroke of the engine piston movement and at the lower end of the downward stroke of the engine piston movement. Thus, the oil pump arrangement shown in Fig. 3 acts little or no pumping at low speeds and an increased oil pumping effect at increasing speeds above half the low engine speed.
Wie bei der Konstruktion nach Fig. 2, wird der Ölaus stoß aus dem Auslaß 319 in die Kraftstoffausstoßleitung 63 zur Vermischung mit dem Kraftstoff geführt. Wenn er wünscht, könnte jedoch das ausgestoßene Öl auch zur Ver mischung mit dem Kraftstoff in entweder die obere Kammer 45 oder untere Kammer 47 eingegeben werden.As the Ölaus is intermittently from the outlet 319 in the fuel discharge conduit 63 out to mix with the fuel in the construction of FIG. 2. If desired, however, the oil discharged could also be introduced into either upper chamber 45 or lower chamber 47 for mixing with the fuel.
Claims (5)
daß die Niederdruckkammer (123) und die Hochdruckkammer (125) über Einwegventile (169, 171), die lediglich eine Fluid strömung aus der Niederdruckkammer (123) heraus und in die Hochdruckkammer (125) hinein zulassen, mit dem Kurbelgehäuse (67) verbindbar sind
und daß die Ventilanordnung (191, 193, 201) eine Öffnung (191) in der Trennwand (121) und ein auf Grund der Druck differenz zwischen der Hochdruckkammer (125) und der Nieder druckkammer (123) in seiner die Öffnung (191) verschließen den Stellung gehaltenes Ventilelement (193) umfaßt, das von einer am Gehäuse (15) abgestützten Feder (201) in Öffnungs richtung belastet ist.1. Pump device for an internal combustion engine, the Kur belgehäuse ( 67 ) are cyclically exposed to higher and lower fluid pressures with a pressure amplitude that changes accordingly to the engine speed, comprising at least one valve-controlled piston pump ( 17 , 19 ) with a in a pump chamber ( 45 , 93 ; 45 , 393 ) movable pump piston ( 41 , 91 ; 41 , 303 ), in particular a combined fuel and oil pump for conveying fuel-oil mixture for a two-stroke engine, a fluid pressure-operated pump drive ( 13 ) with a low pressure chamber ( 123 ) and a high pressure chamber ( 125 ) containing housing ( 15 ), a movably arranged partition wall ( 121 ) separating the low pressure chamber ( 123 ) from the high pressure chamber ( 125 ), which is connected to the pump piston ( 41 , 93 ; 41 , 303 ) and during its alternating movement of changing the volumes of the low pressure chamber ( 123 ) and the high pressure chamber ( 125 ) the pump piston ( 41 , 93 ; 41 , 3 03 ) drives, and with a valve arrangement ( 191 , 193 , 201 ) controllable depending on the movement of the partition ( 121 ), characterized in that
that the low pressure chamber ( 123 ) and the high pressure chamber ( 125 ) via one-way valves ( 169 , 171 ), which only allow fluid flow out of the low pressure chamber ( 123 ) and into the high pressure chamber ( 125 ), can be connected to the crankcase ( 67 )
and that the valve arrangement ( 191 , 193 , 201 ) an opening ( 191 ) in the partition ( 121 ) and a due to the pressure difference between the high pressure chamber ( 125 ) and the low pressure chamber ( 123 ) in its closing the opening ( 191 ) the position held valve element ( 193 ), which is loaded by a spring ( 201 ) supported on the housing ( 15 ) in the opening direction.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |