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grösser ist als der der Feder 37 auf die Verlängerung 36 des Kolbens 35. Die Feder 39 stützt sich gegen den Verschlussdeckel 40 der Bohrung des Gestelles 41.
Der Zylinder 11 ist auf seinem Umfange mit Öffnungen 42 zum Auspuff der verbrannten Gase versehen, die sich entsprechenden Öffnungen 43 des unbeweglichen Zylinders 10 gegenüberstellen können.
Die letztgenannten Öffnungen münden in einen Ringkanal, auf den das Auspuffrohr 44 aufgesetzt ist.
Die Entzündung der Ladung erfolgt durch eine Zündkerze 45 im Boden 12 des beweglichen Zylinders, die durch einen Draht 46 mit dem Magnetzünder 47 verbunden ist ; dieser ist fest auf dem Gestell der Maschine angebracht und wird durch eine Klinke 48, die am Zylinder 11 sitzt und mit ihm bewegt wird, geschaltet. Auf der Verdichtungsseite ist der entsprechende Boden 13 mit Kanälen 49 versehen, die einerseits nach aussen und anderseits mit dem Zylinderinnern in Verbindung stehen. Selbsttätige Saugventile-50 gestatten den freien Eintritt der Luft in den Zylinder, sobald auf der entsprechenden Seite durch die Bewegung des Kolbens eine Luftverdünnung entsteht.
Der feststehende Zylinder 10 trägt ferner eine Kammer M mit mehreren Öffnungen 52, die durch selbsttätige Druckventile 53 geschlossen gehalten warden, die unter dem Einfluss von Federn 54 stehen. Die Kammer 51 ist mit einem Druck- behälter 55 verbunden. Der Zylinder 11 besitzt eine weitere Reihe von Öffnungen 56, die mit den Öffnungen 52 des feststehenden Zylinders 10 in Verbindung treten können.
Um den Zylinder 11 in einer mittleren Schwingungslage mit Bezug auf die feststehenden Teile zu erhalten, werden zwei Reihen von Federn 70, 71 verwendet, die sich gegen den feststehenden Zylinder 10 stützen. Falls aus irgendeiner Ursache der Zylinder 11 eine abnormale Schwingung ausführen oder wenn sieh seine mittlere Stellung nach der einen oder anderen Seite verschieben sollte, so führen die Federn 70 und 71 ihn in diese selbsttätig zurück. In Fig. 1 ist lediglich eine Feder 70 und eine Feder 71 sichtbar, doch besitzt jede Reihe drei derartige Federn.
Diese Maschine arbeitet in nachstehender Weise : Der Behälter 55 wird mit Druckluft gefüllt, hierauf'wird der Kolben 14 so eingestellt, dass seine rechte Stirnfläche mit den Öffnungen 56 abschneidet, indem man beispielsweise eine Stange durch die Öffnung des Bodenstückes 12, in welche die ZündkelZ6 45 eingesetzt ist, einfuhrt. Der Zylinder 11 wird so eingestellt, dass seine Öffnungen 56 die Öffnungen 52 des feststehenden Zylinders 10 überdecken. Nunmehr wird die Zündkerze 45 in den Boden 12 eingesetzt, nachdem vorher flüssiger Brennstoff (Benzin) in das Zylinderinnere eingespritzt worden ist.
Durch eines der Ventile 5d lässt man'dann Druckluft aus dem Behälter 55 durch die Öffnungen 52 des Zylinders 10 und durch die Öffnungen56, des Zylinders 11 auf die Hinterseite (Verdichtungsseite) des Kolbens übertreten.
Infolgedessen wird dieser gegen das Bodenstück 12 geschleudert (Pfeilrichtung 57). Nachdem der Kolben die Auapufföffnungen 42 überdeckt hat, verdichtet er die vor ihm befindliche mit Brennstoff angereicherte Luft. Der bewegliche : ! Zy1inder 11 hat durch die Druckluft auch einen Impuls erfahren, der ihn in der
Richtung des Pfeiles 58 bewegt. Wenn der Kolben 14am Ende seines Hubes anlangt, so schaltet die Klinke48 den Magnetzünder 47., Es bildet sich ein Funke an der Kerze 45 und entzündet die Ladung. Von diesem
Augenblicke an arbeitet die Maschine weiter.
'Zum Ve"ständnis der Arbeitsweise werden nachstehend die Vorgänge geschildert, die zu beiden
Seiten des Kolbens auftreten :
Betrachtet mail die linke Seite, so werden durch die Explosion der Zylinder 11 in der Richtung des Pfeiles 57 und der Kolben in der Richtung des Pfeiles 58 bewegt. Bei dieser Bewegung bringt der
Zylinder. 11 die Rollen 25 und 26 in Berührung mit den Daumen 27 und 28. Der Daumen 27 veranlasst keine Ventilöffnung ; weil der kleine Kolben 35 die in Fig. 2 dargestellte Stellung einnimmt, der zufolge unter der Wirkung des Daumens 27 die Klinke 29 mit ihrer Nase 32 in die Bohrung des Kipphebels 23 eintreten kann, ohne den Kipphebel 23 bewegen zu müssen. Dabei legt sich die verlängerte Stange 36 des Kolbens 35 gegen die Anschlagstange 38 und die Rolle steht gegenüber dem Daumen 27.
Da die
Feder 39 kräftiger wirkt als die Feder 37, so trachtet der Kolben 35 sich unter die Nase 32 der Klinke 29 zu'schieben. Dies kann aber erst geschehen, wenn die Rolle 25 an dem Daumen vorbeigegangen ist und
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mit seiner dem Boden 12 zugekehrten Stirnseite die Austrittsöffnungen 42 erreicht, bzw. diese um ein Geringes freigelegt hat. In diesem Augenblicke sind infolge der Bewegung des Zylinders 11 diese Öffnungen in Verbindung mit den Öffnungen 43 des feststehenden Zylinders getreten. Der Auspuff findet somit in diesem Augenblick durch den Stutzen 44 statt. An diesen ist ein langes Rohr angesetzt, in dem sich die Auspuffgase ausdehnen und eine grössere Geschwindigkeit annehmen.
Dadurch wird im Innern des Zylinders ein genügender Unterdruck erzeugt, um durch die Leitung 16 eine grosse Menge Frischluft einzusaugen, die das Innere des Zylinders ausspült und die verbrannten Gase austreibt. Die Austritts- öffnungen sind so angeordnet und bemessen, dass sie während des ganzen Hin-und Herweges des Kolbens zwischen den Öffnungen 42 und dem Bodenstück 13 offen bleiben. Ebenso hält der Daumen 28 das Ventil 18 geöffnet, hebt es jedoch etwas später an als die Öffnungen 42 freigegeben werden.
Auf der Verdichterseite ist unterdessen der Vorgang folgender : Die sich nach der Explosion entgegen bewegenden Kolben und Zylinder bewirken zunächst die Verdichtung der Luft zwischen dem
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Kolben und dem BodenstÜck 13. Diese Luft wird in den Behälter 55 durch dieÖffnungen 56 und 52 gepresst, sobald der Druck stark genug geworden ist, um die Ventile z von ihrem Sitze abzuheben. Gegen Ende dieses Verdichtungshubes werden die Bewegungen des Kolbens und des Zylinders durch eine Luftmasse gebremst, die zwischen beiden eingeschlossen ist und die die nötige Energie aufspeichelt, um den Kolben nach der anderen Richtung zurückzusehleudern.
Auf der linken Seite des Kolbens spielt sich nun folgender Vorgang ab : Der Kolben und der Zylinder werden, wie zuletzt erläutert, in den Richtungen der Pfeile 57, bzw. 58 drich das eingeschlossene elastische Luftkissen geschleudert. Der Kolben drängt nun die verbrannten Gase, soweit diese dem Kolben bis über die Öffnungen 42 gefolgt sind, vor sich her. Diese Gase treffen jenseits dieser Öffnungen 42 auf einen heftigen Strom frischer Luft und können demnach in das Innere des Zylinders zwischen den Öffnungen 42 und dem Bodenstück 12 nicht eintreten. Sie werden durch die Öffnungen 42, die ständig, wie oben ausgeführt wurde, offen stehen, nach aussen getrieben.
Kurz bevor der Kolbf n die Öffnungen 42 erreicht, schliesst sich das Ventil 18. Die Rolle 25 bewegt sich über den Daumen 27, wobei der kleine Kolben 55, der unter der Wirkung der Feder 37 unter die Nase 32 der Klinke 29 getreten ist, in der in Fig. 3 dargestellten Stellung durch die Stange 38 festgehalten wird. Unter der Wirkung des Daumens 27 wird jetzt die Nase 32 auf den Kolben 35 und damit auf den Winkelhebel 23 drücken, das Ventil 17 hebt sich, und da noch ein bestimmter Unter druck im Zylinder infolge des Beharrungsvermögens der durch das Auspuffrohr austretenden Gase bestehen bleibt, so tiitt eine bestimmte angereicherte Menge Luft aus dem Vergaser 20, das Schieberohr 19 und den Kanal 15 in den Zylinder.
Diese Luft vermischt
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Atmosphäre in Verbindung stehen. Das Ventil 17 fällt sofort auf seinen Sitz zurück, und der durch die Feder 87 beeinflusste kleine Kolben 35, der von der Anschlagstange frei geworden ist, tritt in die Stellung nach Fig. 2 zurück. Kolben 14 und Zylinder 77 setzen ihre Bewegung fort, verdichten die zwischen ihnen eingeschlossene Ladung, bis die Klinke 48 den Magnetzünder 47 schaltet und die Zündung der Explosionsmischung veranlasst.
Die Vorgänge auf der Verdiehtungsseite des Kolbens sind folgende : Zunächst ei folgt die Ausdehnung des zwischen Kolben 14 und Zylinder 11 auf der dem Zylindeiboden 75 zugekehrten Seite cin-
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sich bewegenden Teile eine Beschleunigung ihrer Bewegung nicht mehr erfahren. Dagegen fällt deren Schluss mit dem verhältnismässig plötzlichen Stillstand des Zylinders zusammen und mit seiner heftigen Umkehr infolge der Explosion. Es ist klar, dass die plötzliche Beschleunigung bei Rückkehr des Zylinders ein festes Aufpressen der Saugventile auf ihren Sitz zufolge hat und damit einen äusserst raschen Abschluss der Kanäle 49. Auf diese Weise setzen Kolben 14 und Zylinder 11 ihre Bewegungen ununtei- brochen fort.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform besitzt eine Steuervoirichtung, die sich überhaupt für solche Zylinderöffnungen eignet, die während eines ganzen oder teilweisen Kolbenhubes geöffnet, aber während der Rückbewegung des Kolbens verschlossen bleiben müssen. Erfindungsgemäss wird die Steuerung durch die Bewegung des Zylinders im Vereine mit sich verschiebenden Steuerhülsen bewirkt.
Zur Erläuterung dieser Vorrichtungen ist angenommen, dass sie ebenfalls an einer zur Luftverdichtung dienenden Verbrennungskraftmaschine der beschriebenen Art angebracht und für die Steuerung der Einlässe für die mit Brennstoff angereicherte Luft bestimmt sind. Es erübrigt sieh demnach, auf den Bau und die Arbeitsweise der Maschine in ihrer Gesamtheit einzugehen ; es genügt eine Beschreibung der Teile, die eine Änderung erfahren haben : Ausser der Vorrichtung zum Einlass der angereicherten Luft ist die Anordnung der Spülventile 18 geändert worden, indem diese selbsttätig gemacht wurden, da das Spülen stets durch die den Auspuff begleitende Luftansaugung geschieht.
Der feststehende Zylinder ist baulich der Einrichtung angepasst und der Vergaser 20 an anderer Stelle angebracht worden.
Zwischen dem beweglichen Zylinder 11 und dem feststehenden Zylinder 10 ist eine Steuerhülse 60 eingesetzt, die einerseits auf dem Zylinder 11 und anderseits im Zylinder 10 unter leichter Reibung verschiebbar ist. Diese Hülse besitzt Öffnungen 61, die abwechselnd mit Öffnungen 62 des beweglichen Zylinders 11 und mit Öffnungen 6. 3 des unbeweglichen Zylinders 10 in Verbindung treten können. Durch letztere münden sie in einen umlaufenden Kanal 64, der an den Vergaser 20 angeschlossen ist. Auf dem beweglichen Zylinder sind zwei Anschlagring 65 und 66 angebracht zur Begrenzung der Bewegung der Hülse 60 in bezug auf den Zylinder 11.
Die Vorrichtung arbeitet in nachstehender Weise : Bei Beginn der Bewegung des Zylinders in der Richtung der Pfeile 58 (Fig. 4) ist die Hülse 60 gegen den Anschlag 65 gepresst und festgehalten. In
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kommt, die drei Öffnungen 61, 62, 63 sich überdecken, die angereicherte Luft wird eingesaugt. Bei der weiteren Bewegung des Zylinders wird die Verbindung der Öffnungen 61 und 63 unterbrochen und der Zylinderraum geschlossen. Am Ende der Bewegung des Kolbens und der Zylinders wird die auf dem Zylinder verschiebbare Hülse 60 wieder gegen den Ring 66 gestossen, so dass sie die Stellung nach Fig. 5 einnimmt, in der die Öffnung 61 und 62 sich zu überdecken aufhören.
Wenn der Zylinder nach stattgefundene Explosion wieder in der Richtung der Pfeile 57 (Fig. 5) geschleudert wird, so legt sich zunächst die Hülse 60 fest gegen den Ring 66, so dass der Vorbeigang der Öffnungen 61 und 62 vor der Öffnung 63 unter einer gewissen Verstellung stattfindet und während dieses Hubes keine Verbindung zwischen dem Zylinderinnern 11 und dem Vergaser 20 stattfinden kann. Gegen Ende des Hubes des Zylinders erfolgt wieder Bremsung und Stillstand, worauf die Hülse von neuem von dem Anschlag 66 bis zum Anschlag 65 gleitet (Stellung Fig. 4). Dieselben Vorgänge wiederholen sich ohne Unterbrechung, so dass der Eintritt der angereicherten Luft während des einen Weges des Zylinders und des Kolbens erfolgen kann und jede Verbindung mit dem Vergaser auf dem Rückweg unterbrochen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Als Luftverdichter ausgebildete Verbrennungskraftmaschine mit Freiflugkolben und in einem feststehenden Fuhrnngszylinder frei beweglichem Arbeitszylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (10) beiderseits offen ist und nur zur Fühlung des ArbeitszyJindc. rs (11) dient, dessen eine Kolbenseite als Verbrennungskraftmaschine und dessen andere Kolbenseite als Luftverdichter wirkt, in welchem nach erfolgter Luftfördeiung noch ein Luftkissen verbleibt, das die Stosswirkung zwischen Kolben (14) und Arbeitszylinder dämpft und deren Rückbewegung in die Ausgangslage herbeiführt.
2. Maschine nach Anspluch l, dadurch gekennzeichnet, dass eine im beweglichen Zylinder (11) angeordnete Auspuffschlitzreihe (42) einerseits vom Kolben (14) und anderseits von einer mit dem Auspuffrohr (44) verbundenen Schützreihe ( des feststehenden Zylinders (10) derart gesteuert wird, dass nach dem Entweichen der Abgase am Ende des Explosionshubes die Verbindung des Zylinderinnern mit dem Auspuffrohre noch so lange erhalten bleibt, bis der Kolben auf der Verdichterseite den Fördcr- und Saughub zurückgelegt hat, um auf der Verbrennungsseite des Zylinders einen Unterdruck zu erhalten,
der zuerst den Eintritt von Spülluft herbeiführt und nach Abschluss der Auspuffschlitze den Eintritt des Gemisches in den Zylinder unterstützt, worauf die Ladung durch den Kolben verdichtet wird.
3. Maschine nach den Ansprüchen 1 imid 2 mit durch den bsweglichen Zylinder gesteuerten Einlassventilen für Luft und Brennstoff durch am Zylinder angeordnete Kipphebel, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem feststehenden Daumen (27) zusammenwirkende Rolle (25) des das Brennstoffventil betätigenden Kipphebels (23) auf einer am Kipphebel drehbaren Klinke (29, 32) sitzt, die bei Bewegung des Zylinders (11) in der einen Richtung unter der Wirkung des Daumens in eine Bohrung des Kipphebels eintreten kann, ohne diesen zu bewegen, so dass das Brennstoffventil geschlossen bleibt, wogegen bei Bewegung des Zylinders in der anderen Richtung ein kleiner Kolben (35) in die Bohrung des Kipphebels (23) unter die Klinke (29, 32) tritt,
wodurch diese den Kipphebel bewegt und dieser das Brennstoffventil öffnet (Fig. 1 bis 3).
4. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem beweglichen
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Innen- und Aussenzylinders in Verbindung treten, und dass die Bewegung der Hülse durch Anschläge ; (65, 66) des Innenzylinders begrenzt wird, um in der einen Stellung des beweglichen Zylinders eine Verbindung des Zylinderinnern mit dem Vergaser (20) herbeizuführen und diese in der anderen Stellung zu unterbrechen (Fig. 4 und 5).
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