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Verfahren zum Beschicken einer Brennkraftmaschine mit festen, pulverförmigen Brennstoffen und
Maschine hiezu.
Beim Betriebe von Brennkraftmaschinen mit festen, pulverförmigen Brennstoffen besteht eine besondere Schwierigkeit darin, den pulverförmigen Brennstoff in Vorratsbehälter an der Maschine locker und abteilfähig zu erhalten, die kleine pro Krafthub des Arbeitskolbens benötigte Brennpulvermenge sicher und genau vom Brennpulvervorrat des Vorratsbehälters abzutrennen und ohne den störenden Einfluss von Gegenströmungen oder Gegendrücken in die Beikammer bzw. am Kompressionsende, also zur Zeit des höchsten Arbeitszylinderdruckes, in den Arbeitszylinder einzubringen.
Um den durch irgendwelche Belastungsänderungen bedingten Mehr-oder Minderverbrauch an Brennpulver schnell auszugleichen, muss an der Maschine selbst ein kleiner Brennpulvervorrat gehalten werden, der aber durch das Erzittern der Maschine im Betriebe sehr leicht so fest eingerüttelt wird, dass die zwischen den einzelnen Brennpulverkörnchen befindliche Luft entweicht, wodurch das Brennpulver zum Backen und Klumpenbilden neigt und sich nicht mehr genau abteilen lässt. Die erste Aufgabe ist also, die aus dem Brennpulvervorrat entweichende Luft wieder zu ersetzen und den Vorrat stets in lockerem Zustande zu erhalten.
Da auch bei Maximalleistung der Maschine die pro Arbeitsspiel zu verbrennende Brennpulvermenge verhältnismässig klein ist und das leichte Pulver schon durch geringste Strömungen beeinflusst wird, müssen zum Abmessen, Abteilen und Überführen dieser kleinen Brennpulvermenge vom Vorratsbehälter bis in die Beikammer hinein alle schädlichen Nebenströmungen, insbesondere die starken Wechsel- drücke des Arbeitszylinders oder der mit ihm verbundenen Beikammer, ausgeschaltet werden.
Bisher war die das Brennpulver zur Zündung vorbereitende Beikammer gleichzeitig der Schleusenraum, d. h. der Raum, dessen Druckschwankungen benutzt wurden, um das Brennpulver aus dem unter atmosphärischem oder geringem Überdruck stehenden Vorratsbehälter in den hohen Kompressionsenddruck des Arbeitszylinders hinüberzuschleusen. Diese Beikammer war unmittelbar mit dem Brennpulvervorratsbehälter verbunden und nur durch ein Einfach-oder Doppelventil von dem Vorratsbehälter abschliessbar. Nach dem Arbeitszylinder zu war die Beikammer meist offen, so dass beim Einladen des Brennpulvers in diese Beikammerselleuse dieses Brennpulver auch gleich und schon vorzeitig in den Arbeitszylinder hinübergerissen werden konnte.
Deshalb wurde die Scr leusenwirkung, nämlich eine bestimmte und abgemessene Brennpulvermenge zu fördern und nur in die Beikammer nicht aber auch gleich in den Arbeitszylinder einzuladen, nur teilweise oder unvollkommen erreicht. Die Anordnung von Auslassorganen am Ausblasekanal der B ikammer in den Arbeitszylinder, die ein solches vorzeitiges Überreissen von Brennpulver in den Arbeitszylinder verhindern konnten, wurde wieder verlassen, weil diese Organe dem Zündungsfeuer unterliegen, schlecht geküllt und nicht dicht gehalten werden konnten. Da die Anordnung eines weiteren Abschlussorgans am Ausgang des Bsikammerschleusenraumes Schwierigkeiten machte, werden, wie die Fig. 1-12 an schematischen Schnitten durch verschiedene Beikammern 3 zeigen, ein oder mehrere Schleusenräume, z.
B. 5 bei Fig. 1 oder 5 und 6 bei Fig. 3, vor das Beikammerladeventil 12 gelegt, mit einem weiteren Abschlussorgan 13 gegen den Vorratsbehälter 4 versehen und wird so verfahren, dass die pro Arbeitshub
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vom Brennpulvervorrat 4 abgeteilte Brennpulvermenge in lockerem Zustande vom Vorratsbehälter 4 über diesen oder diese Messselleusenräume oder Schleusenkammern 5, 6 in die Beikammer 3 derart übergeführt wird, dass der oder diese Messsclleusenräume zur Entlüftung zunächst vor dem neuen Brennpulvereinladen mit der Aussenluft in Verbindung gesetzt werden,
darauf nach teilweisem oder gänzlichem
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gefälle vom Brennpulvervorratsbel älter 4 nach dem Arbeitszylinder 1 zu erzeugt wird und dass beim Übersclleusen der Brennpulvermenge der die Brennpulverladung zunächst aufzunehmende Raum (z. B. 5) erst nach Abschluss oder Drosselung der Verbindung zur Aussenluft und zu dem die Brennpulvermenge abgebenden Raum, z. B. 4, mit-dem nächstfolgenden, die Brennpulvermenge aufnehmenden Raum, z. B. 3, verbunden wird, wobei die Beikammer 3 vorteilhaft nicht längere Zeit, besonders nicht während ihrer Brennpulverladezeit, in durchgehende offene Verbindung mit dem Brennpulver- vorratsbehälter zu treten braucht.
Deshalb kann sich der wechselnde Arbeitszylinderdruek nicht mehr schädlich auf die Abteilung der Brennpulvermenge auswirken. Der Schleusenraum 5 bekommt dabei durch den Regler nur diejenige Brennpulvermenge zugemessen, welche beim nächsten Ladehub für die Beikammer 3 gebraucht wird und im Arbeitszylinder 1 dann verbrennt, wenn sie durch Vorzündung einer Teilmenge aus der Beikammer 3 in den Arbeitszylinder 1 ausgeblasen wird. Diese Schleusen-
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schalteten Messschleusenkammer 5 übertragen. Die Zündbeikammer 3 behält nur die Aufgabe, dass sie die Brennpulvermenge ohne Brikettierung auf den hohen Verbrennungsdruck bringt und in den Arbeitszylinder 1ineinfördert. Die Einzelfunktionen werden also auf zwei hintereinander geschaltete Räume 5 und 3 verteilt und dadurch die Brennpulvermenge genau und sicher regelbar gemacht.
Die Maschine wirkt wie folgt : Etwa wenn die Beikammer 3 vorzündet und nach dem Arbeitszylinder 1 zu ausbläst, wird die ScHeusenkammer durch, den Kanal 16 mit der Aussenluft verbunden, entlüftet und von der Aussenluft wieder abgeschlossen. Darauf kann die Schleusenkammer 5 unabhängig von den Druckvorgängen in der. Beikammer 3 und im Arbeitszylinder 1 nach Öffnen des Organs 13 mit Brennpulver aus dem Brennpulvervorratsbehälter 4 geladen werden, worauf das Organ 13 wieder geschlossen wird. Das Förderluftgefälle dazu von 4 nach 5 erfordert Atmosphärendruck im Vorratsbehälter 4 und einen gewissen Unterdruck im Schleusenraum 5 oder einen Überdruck im Vorratsbehälter 4 über den Atmosphärendruck oder gegenüber dem Schleusenraum 5.
Bei Viertaktmaschinen kann der Unterdruck in 5 dadurch hergestellt werden, dass die Schleusenkammer 5 während des Saughubes des Arbeitskolbens 2 mit der Beikammer 3 verbunden und diese Verbindung erst dann durch Schliessen des Organs 12 aufgehoben wird, wenn ein Teil des Saugunterdruekes des Arbeitszylinders durch die Beikammer 3 hindurch auch noch in den Schleusenraum 5 hinein wirksam geworden ist.
Während des nächsten Saughubes des Arbeitskolbens 2 saugt die Zündbeikammer 3 die abgemessene Pulverfüllung aus der Schleusenkammer 5 zu sich herüber. Dabei kann eine gewisse Primärluftmenge, z. B. durch den Kanal 16, in die Schleusenkammer 5 als Beförderungsmittel für die abgemessene Brennpulvermenge zugelassen werden. Der Kanal 16 wird zweckmässig am oberen Ende der Schleusenkammer 5 so angeordnet, dass die Primärluft die unten in der Schleusenkammer 5 befindliche Brennpulvermenge vor sich her in die Beikammer 3 einschiebt, wenn das Ventil 12 geöffnet wird und der Unterdruck vom
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saugt.
Diese Primärluftmenge ist aber anderseits nur so klein und wird vor dem Schliessen des Organs 12 abgeschaltet, so dass in der Schleusenkammer noch genügend Unterdrück verbleibt, um die neue Brennpulverlademenge aus dem Brennpulvervorl'at 4 noch anzusaugen.
Hierauf werden in sonst bekannter Weise die Friselluftladung des Arbeitszylinders 1 und die Ladung in der Beikammer 3 bis über die Selbstzündetemperatur des Pulverbrennstoffes verdichtet, bis eine durch die Grössenbemessung des Beikammervolumens nach dem Verdichtungsenddruck bestimmte Pulverteilmenge durch ihre Kompressionserhitzung anbrennt und durch ihren Zündüberdruck die erhitzte Beikammerladung durch den Mund- lochzerstäuber 19 in den Arbeitszylinder 1 hinüber zerstäubt, wo sie erst den zur völligen Verbrennung nötigen Luftsauerstoff vorfindet.
Das Freiloch 16 kann vorteilhaft auch während der Kompression und Zündung offengehalten werden, so dass bei undichtem Beikammerabschlussorgan 12 die etwaigen Undichtigkeitsgase einen leichten Weg nach aussen finden und nicht in den Brennpulvervorratsbehälter 4 eindringen können, wo sie das Brennpulver zurückblasen würden und schlimmstenfalls sogar den Brennpulvervorrat entzünden könnten.
Bei der eben beschriebenen Viertaktmaschine muss aber dann die Ladung der Schleusenkammer 5 beim Saughube des Arbeitskolbens 1 stattfinden.
Bei Zweitaktmaschinen oder bei schnellaufenden Maschinen wird der Brennpulvervorrat zweckmässig unter Überdruck, z, B. etwa 0-2 bis 0-5 Atmosphären, je nach dem nötigen Spülluftdruck dauernd gehalten. Beim Laden der Schleusenkammer 5 drückt dieser Überdruck die neue Brennpulverlademenge in die Sclleusenkammer 5 und spannt gleichzeitig den Schleusenkammerdruek über den atmosphärischen bezw. über den Spülluftdruck des Arbeitszylinders. Dann wird der Brennpulvervorratsbehälter 4 von der Schleusenkammer 5 abgeschlossen und mit der Beikammer. 3 die Schleusenkammer dann verbunden, wenn der Arbeitszylinder ausgepufft hat und mit Frischluft neu geladen wird, wenn also die Zündbeikammer 3
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einen geringeren Innenluftdruck besitzt als die Schleusenkammer 5.
Vorteilhaft wendet man bei Zweitaktmaschinen oder Schnelläufern auch die später beschriebenen Ausführungen nach Fig. 4-12 mit besonderem Füllkolben an.
Die Regelung der in die Beikammer eingeförderten Brennpulvermenge kann auf verschiedene Weise erfolgen. Z. B. kann der Maschinenregler auf das Druckgefälle zwischen Brennpulvervorratsbehälter 4 und Beikammer 3 einwirken. Wenn der Brennpulvervorratsbehälter 4 wie erwähnt unter Überdruck steht, geschieht dies am einfachsten durch Änderung dieses Überdruckes. Dieser Überdruck im Vorratsbehälter 4 kann beispielsweise durch Verbindung des Vorratsbehälters mit einem Druckluftkessel, der Spülluftpumpe, der Einblasepumpe oder Auspuffleitung oder dadurch zustande gebracht werden, dass der Vorratsbehälter aus einer Füllmaschine nach früheren Patenten des Erfinders gespeist wird. Die Füllmaschine ist in der Regel an sich selbst schon mit einer Regelung des Förderdruckes versehen.
In den übrigen Fällen kann in einfachster Weise ein dem Regler unterstelltes Drosselorgan zwischen dem Vorratsbehälter 4 und dem Druckluftbehälter od. dgl. eingeschaltet sein.
Eine andere Regelung durch Änderung des Druckgefälles kann dadurch erfolgen, dass die Schleusenkammer 5 früher oder später von der Beikammer 3 abgeschlossen wird. Da die Beikammer 3 mit dem Arbeitszylinder 1 stets in offener Verbindung steht, pflanzt sich der Unterdruck des Arbeitszylinders beim Saughub in die Beikammer 3 fort. Je nachdem man also das Beikammerabschlussorgan 12 öffnet und schliesst, wenn sich in der Beikammer 3 ein niedriger oder höherer Saugunterdruck ausgebildet hat, erhält man auch in der vorgeschalteten Schleusenkammer 5 einen niedrigeren oder höheren Unterdruck, der beim Öffnen des Abschlussorgans 13 eine kleinere oder grössere Brennpulvermenge in die Schleusenkammer 5 einladet.
Man kann aber den Beikammerunterdruck sich auch in stets konstanter Grösse in der Schleusenkammer 5 ausbilden lassen. Denn man hat es in der Hand, durch die gesteuerte Öffnung 16 den Schleusenkammerunterdruck durch Zulassen von Aussenluft mehr oder weniger zu verringern und dadurch denselben Effekt zu erreichen.
Diese kleine Aussenluftmenge kann endlich auch noch durch das Brennpulver im Vorratsber älter 4 selbst zugegeben werden und wird dann Beiluft oder Zusatzluft genannt. Dazu führt man vorteilhaft
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weder kann man den Betrieb nun so führen, dass bei nach aussen abgeschlossenen Vorratsbehälter 4 die durch das Rohr 17 eingesaugte kleinere oder grössere Beiluftmenge eine kleinere oder grössere Brennpulvermenge mit in die Schleusenkammer 5 mitreisst, oder aber man lässt den Unterdruck in der Schleusenkammer 5 bei geschlossener oder gedrosselter Luftzuführung durch 17 eine grössere Brennpulvermenge aus dem Vorratsbehälter 4 ansaugen.
Umgekehrt würde bei offener Freiluftzuführung 17 eine grössere Menge von der leicht beweglichen Beiluft zur Auffüllung des Schleusenraumunterdruckes eingesaugt werden und weniger Brennpulver.
Bei Zweitaktmaschinen ohne Saughub des Arbeitskolbens kann man wie bereits erwähnt einen Überdruck auf den Brennpulvervorrat im Behälter 4 geben oder Druckluft auch durch das Rohr 17 absatzweise zuführen, welche die Schleusenkammer durch Injektorwirkung mit dem Brennpulver ladet. In allen Fällen wird bei der Anordnung nach Fig. 2 eine besonders gute Auflockerung und Durchmischung des im Vorratsbehälter 4 etwa zusammengerüttelten Brennpulvers mit der Beiluft erreicht, die zur Herstellung eines stets gleichmässigen Brennpulverluftgemisehes, zum Weiterleiten desselben und zur Bildung einer kompressiblen Brennpulverwolke in der Beikammer 3 sehr förderlich ist.
Ausser durch die Veränderung des Druckgefälles kann die Brennpulvermenge natürlich auch in sonst bekannter Weise durch die Hubhöhe oder Hubdauer des Abschlussorgans 13 oder durch beide Massnahmen gleichzeitig geregelt werden.
Anstatt des einfachen Ventils 12 kann, wie später bei Fig. 6 beschrieben wird, auch ein Doppelventil 11, 12 vorgesehen werden, wie dies der Erfinder früher schon vorgeschlagen hat (Patent Nr. 98572).
Erweitert man den Zwischenraum dieses Doppelventils, so erhält man einen zweiten Schleusenraum 6, Fig. 3, zwischen Schleusenkammer 5 und Beikammer 3. Da er mit dem Freiloch 16 zur gefahrlosen Ableitung etwaiger Ventilundichtheiten versehen ist, also Sicherheit gegen Explosionen des Vorratsbehälters 4 gewährt, kann er auch als Sicherungsraum bezeichnet werden.
Bei schnellaufenden Maschinen und begrenzten Konstruktionsräumen, z. B. auf dem engen Zylinderdeckel, ist es wünschenswert, die Förderkraft der Druckdifferenz zwischen dem Brennpulvervorratsbehälter 4 und dem Schleusenraum 5 und nach der Beikammer 3 zu stärker zu machen, als der Saug-
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gegeben, dass man den Brennpulvervorratsbehälter unter beliebigen Luftüberdruck setzt. Desto nötiger wird aber hiebei die Zwischenschaltung der Schleusenkammer 5, um zu verhindern, dass die Brennpulverlademenge aus der Beikammer 3 vorzeitig auch schon etwas in den Arbeitszylinder hinüber eingeladen wird.
Deshalb ist es vorteilhaft, durch eine besondere, im Maschinentakt betätigte Pumpe oder einen Pumpen-oder Füllkolben 7, Fig. 4, die Saugkraft der Schleusenkammer 5 gegenüber dem Brennpulvervorratsbehälter 4 beim Laden der Schleusenkammer zu vergrössern und gegebenenfalls auch während des Entleerens der Schleusenkammer den Überdruck der Schleusenkammer 5 gegenüber der Beikammer 3
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Schleusenraum 5 hindurchdringen, frei und gefahrlos durch 16 in die Aussenluft abströmen und nicht in den Brennpulvervorratsbehälter 4 gelangen. Der Schleusenraum 5 bleibt immer spannungslos und bis zur Aufnahme der nächsten Brennpulvermenge entlüftet.
In Fig. 6 bewirkt ein mittels Hebel 31 um 90 Grad verschwenkbarer Drehhahn 30 die wechselweise Verbindung des Füllkolbenzylinders 8 einmal mit dem Brennpulvervorratsbehälter 4 und zum andern mit dem Schleusenraum 5. Zur Bildung eines ansaugbaren Brennpulver-Luft-Gemisches wird die Beiluft durch die Böschung des Brennpulvers hindurch angesaugt. Hinsichtlich der Zusammensetzung des Gemisches wird die Menge des Brennpulvers durch das Drosselorgan 13 und die Menge der Beiluft durch das Drosselorgan 18 geregelt. Ausserdem wird die angesaugte Gemischmenge durch den Hub des Füllkolbens 7 geregelt. Der Saughub des Füllkolbens 7 wird beispielsweise durch den Anschlag an der vom Regler vermittels der Schneckenwelle 27 verstellbaren Stellschraube 26 begrenzt, so dass der Steuerhebel 28 konstant bewegt werden kann.
Beim Laden der Beikammer 3 wird der Füllkolben 7 durch den Steuerhebel 28 abwärts bewegt und spannt dabei die Feder 29. Beim Saughub wird der Kolben 7 durch die Feder 29 wieder nach oben getrieben.
In manchen Fällen kann es rätlich sein, ein besonderes Saug-und Druckorgan für die Ladepumpe 8 beizubehalten. In einfachster Form können dafür selbsttätig arbeitende Ventilplatten, Federplatten u. dgl. verwendet werden. Eine beispielsweise Ausführung mit zwangläufig gesteuertem Ansaugorgan 10 und Druckorgan 11 zeigt Fig. 7. Während des Saughubes der Ladepumpe 8 wird das Ansaugorgan 10
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pulver-Luft-Gemisches in die Beikammer 3 wird das Saugorgan 10 und das Freilochsteuerorgan 15, dessen Hub mit c bezeichnet ist und durch die verstellbaren Anschläge 37, 38 verändert werden kann, geschlossen und das Druckorgan 11 um den Betrag b und das Beikammerladeorgan 12, wie punktiert dargestellt, geöffnet.
Dabei wird also der Pumpenzylinder 8 als Schleusenraum benutzt und das Brennpulver-LuftGemisch aus ihm sofort in die Beikammer 3 übergeschoben.
Man kann das Brennpulver-Luft-Gemisch aber auch aus dem Raum 8 zunächst in den Schleusenraum 5 einladen und von hier aus nach Abschluss des Druckorgans 11, währenddessen der Füllkolben 7 schon wieder die neue Ladung ansaugen kann, unter Zuhilfenahme des Unterdruckes des Arbeitszylinders 1 bei Viertakt, wie im Anfange beschrieben, dann in die Beikammer 3 einladen. Für die Regelung des Brennpulvers ist in bereits beschriebener Weise der Schieber 13 vorgesehen, der unter dem Einfluss des Maschinenreglers beispielsweise über das Schneckenrad 34 und Stellschraube 33 die Auslauföffnung des Vorratsbehälters 4 verändert. Für die Regelung der Beiluft ist wie bei Fig. 5 ein Drosselorgan 18 in der Beiluftleitung 17 vorgesehen.
Der Unterdruck der Schleusenkammer 5 bzw. des Ladepumpenhubra. umes gegenüber dem Brennpulvervorratsbehälter 4 kann vorteilhaft auch zum Heranbefördern des Brennpulvers aus einem ent-
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durch die Auslauföffnung 40 des Brennpulvervorratsbehälters 4 in den Raum 47 vor. Die Auslauföffnung 40 ist durch das Absperrorgan 41 drosselbar, dessen hohler Ventilschaft 42 durch die Löcher 43 mit der Aussenluft verbunden ist. Der Hebel 45 wirkt gegen den Druck der Schliessfeder 44 und wird über die Stossstange 46 vom Maschinenregler eingestellt und entsprechend der Maschinenbelastung verändert.
Der Raum 47 ist nur niedrig und dem Hub des Organs 41 derart angepasst, dass beim Abwärtsgehen des Organs 41 bei zunehmender Belastung der Maschine der Durchtrittsspalt für das Brennpulver durch die Öffnung 40 in den Raum 47 vergrössert und gleichzeitig die durch den hohlen Schaft 42 eintretende Beiluft gedrosselt wird. Dadurch muss der Pumpenkolben 7 mehr Brennpulver als Luft ansaugen, wie elf die Maschine bei hoher Belastung verlangt. Umgekehrt wird bei abnehmender Last der Brennpulverzutritt 40 gedrosselt und der Austrittsspalt 57 der Beiluft vergrössert, so dass mehr Luft als Brennpulver angesaugt wird.
Dadurch, dass beim Ansaugen der Ladepumpe 8 die Beiluft durch die kleine Böschung des Brennpulvers hindurchtreten und das Brennpulver mitnehmen muss, dient diese Einrichtung gleichzeitig mit zum Verwirbeln und gutem Vermischen des Brennpulvers mit der als Förderluft benutzten Beiluft. Es wird also gleich beim Abteilen der Brennpulvermenge vom Vorrat ein von der Ladepumpe
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noch gut in die Schleusenkammer 5 bzw. in die Ladepumpe 8 eingesaugt werden kann. Um das Brennpulver im Vorratsbehälter 4 locker zu erhalten und die Bildung einer stets gleichmässigen, leicht absaugbaren Böschung beim Durchtritt durch die Öffnung 50 zu sichern, kann im Vorratsbehälter 4 zweckmässig eine Aufrührvorrichtung, z. B. ein auf einer Welle 52 sitzendes Flügelrad mit durchbrochenen Flügeln oder Stäben 50, vorgesehen werden.
Diese Aufrührvorrichtung wird entweder von Hand von Zeit zu Zeit bewegt oder ihre Bewegung wird von einem bewegten Maschinenteil abgeleitet, in Fig. 8 z. B. von der Hebelwelle 53, die vermittels eines Zahnsegmentes 48 das auf der Welle 52 sitzende Zahnrad 49 dreht.
Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen sind die Absperr-und Drosselorgane der leichteren Übersicht wegen in der Hauptsache als einfache Schieber gezeichnet. Natürlich können die Absperrorgane auch in sämtlichen andern bekannten Ventilformen ausgebildet werden, ohne am Wesen der Er-
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findung etwas zu ändern. In Fig. 9 ist das Saugorgan 10 der Ladepumpe 8 als rohrförmiges Ventil 10 ausgebildet und umgibt den Ladekolben 7, der anderseits in der Mittelachse von dem Druckventil l ? der Ladepumpe durchsetzt wird. Im übrigen sind die Einzelteile der Einrichtung genau so bezeichnet als die bisher beschriebenen Figuren, so dass die Arbeitsweise der Einrichtung nach dem vorangegangenen ohne weiteres verständlich ist.
Bei Mehrzylindermaschinen kann für jeden Zylinder bzw. jede Beikammer eine besondere Ladepumpe vorgesehen werden. Es ist aber auch möglich, mit einer einzigen Ladepumpe auszukommen. Fig. 10 zeigt diese Anordnung. An die gemeinsame Ladepumpe mit Brennpulvervorratsbehälter 4, die in ihrem ganzen Aufbau des Teiles 54 dem oberen Teil 76 der Fig. 9 entspricht und dieselben Bezeichnungen besitzt, sind die Druckförderleitungen 55,55', 55"zu den drei Zylindern bzw. zu den Beikammereinsätzen 56,
56', 56" angeschlossen, die in ihrer Einrichtung dem unteren Teil 77 der Fig. 9 entsprechen.
In Fig. 11 ist die Schleusenkammer 5 mit dem Ladepumpenzylinder 8 zusammengelegt. Die Freiluftleitung 58 ist in dem Mittelventil H vorgesehen und wird ähnlich wie bei Fig. 5 durch die Relativbewegung des Füllkolbens 7 zum Mittelventil H gesteuert. Beim Ansaugen des Füllkolbens 7 schliesst dieser zunächst die Öffnungen 60 ab, die den Füllkolbenhubraum 8 durch die Kanäle 59 im Füllkolben mit dem hohlen Ventilschaft 58 verbinden. Nach Beendigung des Ladehubes bzw. wenn der Füllkolben 7 seine untere Stellung wieder einnimmt, schieben sich die Öffnungen 60 beim Schliessen des Mittelventils Jü kurz vor dem Aufsitzen des Ventils. 11 über die Kanäle 59 und stellen so die Verbindung mit der Aussen- wieder her.
Bei Fig. 12 ist als Druckauslassorgan des Füllkolbenhubraumes 8 ein Doppelventilli, 12 vorgesehen, dessen Zwischenraum 61 nach Schluss beider Organe mit der Aussenluft in Verbindung gebracht wird, so dass Undichtheiten des nach der Beikammer 3 zu liegenden Organs 12 nicht in die Ladepumpe sondern in die Aussenluft abströmen können.
Die gedrängten Bauarten nach Fig. 9-12 eignen sich besonders für kleinere Maschinen, z. B. insbesondere Automotoren, deren Zylinderdeckel nur wenig Konstruktionsraum besitzt.
In den bisherigen Ausführungsbeispielen ist die Steuerung der Ventile und Schieber 10, 11, 12, 13, 14 und 15 weggelassen worden. Die Betätigung dieser Organe durch Hebel und Stangen oder dach Ölsteuerung ist bekannt. Bei einer grösseren Anzahl dicht nebeneinander liegender verschieden gesteuerter
Organe macht die Unterbringung der Steuergestänge aber oft Schwierigkeiten. Es ist deshalb vorteilhaft, die Steuerung ähnlicher oder gleichartiger Organe voneinander abzuleiten und mit einem weniger umfangreichen Steuergestänge auszukommen. In Fig. 7 ist eine Möglichkeit dafür dargestellt.
Die Ladepumpe nimmt durch Reibung ihres Kolbens 7 bzw. der Kolbenstange 39 ihr Saugorgan 10 und ihr Druckorgan 11 mit und führt dieselben beim Aufwärtsgang gegen feste Anschläge 35,36, die den Schlepphub dieser Organe begrenzen. Diese Anschläge können von Hand oder gegebenenfalls vom Maschinenregler verstellt und damit die Hubhöhe der mitgeschleppten Organe verändert werden. Die Reibung der Organe 10 und 11 an der Kolbenstange 39 vermittelt eingelegter Dichtungsstoff 64 pflanzlicher, tierischer oder mineralischer Art und Herkunft, der durch die Federn 22 elastisch gegen die Kolbenstange 39 gedrückt wird.
In ähnlicher Weise können z. B. auch die Organe 7, 10, 11 und 12 bei Fig. 9-12 durch Schlepp- reibung von einem dieser Organe mitgesteuert werden. Zur Wahrung des Vorteils, dass dabei die Beikammer 3 nicht längere Zeit in durchgehende offene Verbindung mit dem Brennpulvervorratsbehälter 4 zu treten braucht und schädliche Neben-und Gegenströmungen während des Überschleusens der abgemessenen Brennpulvermenge vermieden werden, kann auch noch eine Voreilung oder Vorüberdeckung 32 für eines der Steuerorgane am Füllkolben 7, z. B. M in Fig. 9 und 11, zu Hilfe genommen werde
Eine beispielsweise Ausführung dieser Schleppreibdichtung am Füllkolben 7 zeigt dabei Fig. 13 in grösserem Massstabe.
Die Anpressung des in die Nuten 67 eingelegten Dichtungsstoffes 64 bewirk die Metallfeder 68. Um ein gleichmässiges, glattes Anpressen des Dichtungsstoffes am ganzen Umfang an die äussere Wand 10 zu erreichen, ist zwischen dem Dichtungsstoff 64 und der Metallfeder 68 noch ein ringförmiges, geschmeidiges Metallband 72, Fig. 14, eingeschaltet. Der Durchmesser e des Kolbens 7 ist um den Spalt 71 kleiner als der innere Durchmesser/der Führungswand. M, so dass eine metallische Reibung des Kolbens 7 an der Wand 10 vermieden und der Kolben 7 nur durch die Bandagen 64 in der Führung JC geführt, gedichtet und zentriert wird.
Dieser Spalt 14 soll bei Brennpulvermaschinen nicht kleiner sein als der Durchmesser der grössten Asche-oder Brennpulverkörner, damit die Aschekörner oder Brennpulverkörner nicht reiben und nicht zertrümmert werden, wodurch die Wände als Mahlbahnen wirken und leicht abgenutzt werden würden. Der Spalt 14 soll aber auch nicht grösser gemacht werden,
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masse von grossem inneren Zusammenhange, die etwas nachgiebig, aber doch für die auftretenden Seitenkräfte genügend druckfest sein muss, also z. B. Gummi, Graphit, Asbest, Filz, Fäden, Gewebe oder porösen Kunststoff, z. B. Kunstharzschwamm usw. Filze und Faserstoffe dürfen nicht so lose zusammenhängen, dass die Fäden herausgerissen werden können.
Fig. 15. zeigt das für Reibschleppdichtung eingerichtete Doppelventil 11, 12 aus Fig. 12. Die Ventilschäfte besitzen ringförmig angeordnete Unterschneidungen 73, die derart beschaffen sind, dass das eingelegte Dichtungsmaterial 66 hinten hohl liegt und dadurch etwas elastisch nach vorn drückt.
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Das Dichtungsmaterial 66 muss zur Bildung dieser kleinen Brücke steif genug sein und darf sich im Be- triebe nicht von selbst zusammenschieben. Es wird beim Einstecken in die Nuten 73 ringförmig zusammen- gedrückt, wie bei 74 dargestellt, so dass es sich in die Nuten 73 hineinschieben lässt, wo es sich durch seine eigene innere Spannkraft fest gegen die unterschnittenen Nutenränder stützt und dadurch gegen Herausspringen gesichert ist.
Die elastische Andrückung dieser Dichtung 66 kann dadurch erhöht werden, dass man in die Höhlung 75 zwischen Dichtungsmaterial und Nutengrund ein oder mehrere federnde Drähte 69 einlegt, welche nach aussen drücken können.
Diese Dichtungsbandagen lassen sich natürlich nicht nur bei Steuerorganen verwenden, die einander durch Reibschleppung mitnehmen sollen, sondern darüber hinaus ganz allgemein für die Abdichtung bewegter Maschinenteile. Sie führen und zentrieren die abzudichtenden Organe. verhindern die metallische Berührung der Gleitflächen und dichten zugleich die bewegten Körper an den Führungsflächen ab. Dadurch pressen sich die Spindeln in den Führungen nicht fest und bleiben nicht hängen. Ferner brauchen sie nicht dauernd geschmiert zu werden. Die Dichtungsbandagen 64,66 werden mit Fett und Graphit oder neutralem Stearin u. dgl. getränkt, welches sich in den Poren hält, so dass die Bandagen nicht trocken sondern mit etwas Schmierstoff die abdichtende Wand berühren.
Diese Dichtung ist deshalb auch für alle Schieber und Ventile bei der Erfindung verwendet worden,
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Diese Dichtung ist in Fig. 16 nochmals deutlicher dargestellt. Anstatt die Abdichtung am bewegten, dünnwandigen Ventilschaft 10 auszuführen, ist sie hier in entsprechender Weise im festen Teil 76 der Führung angebracht. Der Dichtungsstoff 65 ist in käfigförmige Federringe 70 eingesetzt, die die elastische Andrückung an das Ventil 10 besorgen.
Ein grosser Vorteil dieser Dichtungsbandagen ist, dass man die damit ausgerüsteten Ventile so leicht als möglich mit sehr wenig Masse bauen kann. Die Bandagen können dünn und die Wandstärken der Ventile oder Schieber sehr klein sein. Das ist bei hohen Drehzahlen von 5000 bis 6000 Umdrehungen in der Minute sehr wesentlich, damit die Massenkräfte beim Aufsetzen der Ventilkanten nicht die meist für pulverförmigen Brennstoff scharfen Schneiden abplaLten.
Da sich in dem abzudichtenden Brennpulver oder deren Asche häufig auch harte Mineralstoffe oder Abriebteile aus den Mühlen befinden, die sich in dem Dichtungsstoff abfiltern und dann auf der Gegenwand schädlich reibend wirken können, empfiehlt es sich, die Gegendichtungswand hart oder aus
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haltigen Gemischen mit Chrom, Vanadium, Titan und ähnlichen Zusätzen zu machen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Beschicken einer Brennkraftmaschine mit festen, pulverförmigen Brennstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die pro Arbeitshub vom Brennpulvervorrat (4) abgeteilte Brennpulver- menge in lockerem Zustande vom Vorratsbehälter (4) über einen oder mehrere Räume (Messschleusen- räume oder Schleusenkammern 5,6, 8) in die Beikammer (, 3) derart übergeführt wird, so dass der oder diese Messschleusenr ume zur Entlüftung zunächst vor dem neuen Brennpulvereinladen mit der Aussen- luft in Verbindung gesetzt werden, ferner dass darauf nach teilweisem oder gänzlichem Abschluss von der Aussenluft in diesem oder diesen Messsohleusenräumen 5, 6, 8)
nacheinander ein Druckgefälle vom P mpulvervorratsbehälter nach dem Arbeitszylinder (1) zu erzeugt wird und dass weiterhin beim "'Ûberschleusen der Brennpulvermenge der die Brennpulverladung zunächst aufnehmende Raum (z. B. 5) , erst nach Abschluss oder Drosselung der Verbindung zur Aussenluft und zu dem die Brennpulvermenge abgebenden Raum (z. B. 4) mit dem nächstfolgenden die Brennpulvermenge aufnehmenden Raum (z. B. 3) verbunden wird, wobei die Beikammer (3) vorteilhaft nicht längere Zeit während ihrer Brennpulverladezeit in durchgehende offene Verbindung mit dem Brennpulvervorratsbehälter zu treten braucht (Fig. 1-12).
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Method for charging an internal combustion engine with solid, powdery fuels and
Machine for this.
When operating internal combustion engines with solid, powdery fuels, there is a particular difficulty in keeping the powdery fuel in the storage container on the machine loosely and divisibly, safely and precisely separating the small amount of fuel powder required per power stroke of the working piston from the fuel powder supply of the storage container and without the disruptive influence of counter-currents or counter-pressures in the secondary chamber or at the end of compression, i.e. at the time of the highest working cylinder pressure, in the working cylinder.
In order to quickly compensate for the increased or reduced consumption of fuel powder caused by any changes in the load, a small supply of fuel powder must be kept on the machine itself, which, however, is very easily shaken in by the shaking of the machine in the company so that the air between the individual fuel powder grains is very easy escapes, as a result of which the fuel powder tends to bake and form lumps and can no longer be separated precisely. The first task is to replace the air escaping from the fuel powder supply and to keep the supply in a loose state.
Since the amount of fuel powder to be burned per work cycle is relatively small even when the machine is at maximum power and the light powder is influenced by even the slightest currents, all harmful secondary currents, especially the strong ones, have to be used to measure, divide and transfer this small amount of fuel powder from the storage container to the additional chamber Alternating pressures of the working cylinder or of the additional chamber connected to it are switched off.
Up to now, the additional chamber that prepared the fuel powder for ignition was also the lock chamber, i.e. H. the room whose pressure fluctuations were used to transfer the fuel powder from the storage container, which is under atmospheric or slightly overpressure, into the high compression end pressure of the working cylinder. This additional chamber was directly connected to the fuel powder storage container and could only be closed off from the storage container by a single or double valve. After the working cylinder was closed, the additional chamber was mostly open, so that when the fuel powder was loaded into this additional chamber, this fuel powder could also be torn over into the working cylinder immediately and prematurely.
Therefore, the Scr leusen effect, namely to promote a certain and measured amount of fuel powder and only to load it into the additional chamber but not also into the working cylinder, was only partially or incompletely achieved. The arrangement of outlet organs on the blow-out channel of the chamber in the working cylinder, which could prevent such a premature tearing of fuel powder into the working cylinder, was abandoned again because these organs are subject to the ignition fire, poorly cooled and could not be kept tight. Since the arrangement of a further closing organ at the exit of the Bsikammerschleusenraumes made difficulties, as shown in FIGS. 1-12 in schematic sections through various additional chambers 3, one or more lock rooms, z.
B. 5 in Fig. 1 or 5 and 6 in Fig. 3, placed in front of the Beikammerladeventil 12, provided with a further closing member 13 against the storage container 4 and is proceeded so that the per working stroke
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The amount of fuel powder divided off by the fuel supply 4 is in a loose state from the storage container 4 via this or these measuring chamber or lock chambers 5, 6 into the additional chamber 3 in such a way that the measuring chamber or chambers are first connected to the outside air for venting before the new burning powder is loaded,
then after partial or total
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gradient from the fuel powder supply older 4 is generated after the working cylinder 1 and that when the fuel powder volume is overflowed, the space initially to be accommodated (e.g. 5) only after the connection to the outside air and to the space that emits the fuel powder volume, e.g. B. 4, with-the next, the fuel amount receiving space, z. B. 3, is connected, wherein the additional chamber 3 advantageously does not need to enter into continuous open connection with the fuel powder storage container for a long time, especially not during its fuel powder loading time.
Therefore, the changing cylinder pressure can no longer have a damaging effect on the division of the amount of fuel powder. The sluice chamber 5 receives only that amount of fuel powder which is needed for the next loading stroke for the additional chamber 3 and then burns in the working cylinder 1 when it is blown out of the additional chamber 3 into the working cylinder 1 by pre-ignition of a partial amount. These locks
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switched measuring lock chamber 5. The ignition chamber 3 only has the task of bringing the amount of fuel powder to the high combustion pressure without briquetting and conveying it into the working cylinder 1. The individual functions are thus distributed over two rooms 5 and 3 connected one behind the other and the amount of fuel powder can be regulated precisely and reliably.
The machine works as follows: For example, when the secondary chamber 3 pre-ignites and blows out towards the working cylinder 1, the lock chamber is ventilated through the channel 16 with the outside air, and closed off again from the outside air. Then the lock chamber 5 can be independent of the printing processes in the. Beikkammer 3 and in the working cylinder 1 after opening the organ 13 are loaded with fuel powder from the fuel powder storage container 4, whereupon the organ 13 is closed again. The conveying air gradient for this from 4 to 5 requires atmospheric pressure in the storage container 4 and a certain negative pressure in the lock space 5 or an overpressure in the storage container 4 above atmospheric pressure or in relation to the lock space 5.
In four-stroke machines, the negative pressure in 5 can be produced by connecting the lock chamber 5 to the secondary chamber 3 during the suction stroke of the working piston 2 and only breaking this connection by closing the organ 12 when part of the negative suction of the working cylinder passes through the secondary chamber 3 through it has also become effective in the lock space 5.
During the next suction stroke of the working piston 2, the ignition chamber 3 sucks the measured powder filling from the lock chamber 5 over to it. A certain amount of primary air, e.g. B. through the channel 16 into the lock chamber 5 as a means of transport for the measured amount of fuel powder. The channel 16 is expediently arranged at the upper end of the lock chamber 5 so that the primary air pushes the amount of fuel powder located in the lock chamber 5 in front of it into the additional chamber 3 when the valve 12 is opened and the negative pressure is reduced
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sucks.
On the other hand, this primary air quantity is only so small and is switched off before the organ 12 is closed, so that sufficient negative pressure still remains in the lock chamber to suck in the new fuel powder load quantity from the fuel powder supply 4.
The air charge of the working cylinder 1 and the charge in the auxiliary chamber 3 are then compressed in the otherwise known manner to above the auto-ignition temperature of the powder fuel until a partial amount of powder determined by the size of the auxiliary chamber volume after the final compression pressure burns due to its compression heating and the heated auxiliary chamber charge through its ignition overpressure the mouth hole atomizer 19 is atomized over into the working cylinder 1, where it only finds the atmospheric oxygen necessary for complete combustion.
The free hole 16 can advantageously also be kept open during the compression and ignition, so that in the event of a leaky second chamber closure element 12, any leaking gases can easily find their way to the outside and cannot penetrate into the fuel powder storage container 4, where they would blow the fuel powder back and, in the worst case, even ignite the fuel powder supply could.
In the four-stroke engine just described, however, the loading of the lock chamber 5 must then take place at the suction head of the working piston 1.
In two-stroke machines or in high-speed machines, the fuel powder supply is expediently kept permanently under excess pressure, e.g. about 0-2 to 0-5 atmospheres, depending on the necessary purging air pressure. When loading the lock chamber 5, this overpressure pushes the new amount of fuel powder load into the lock chamber 5 and at the same time spans the lock chamber pressure over the atmospheric and respectively. via the purging air pressure of the working cylinder. Then the fuel powder storage container 4 is closed off by the lock chamber 5 and with the additional chamber. 3, the lock chamber is connected when the working cylinder has blown out and is reloaded with fresh air, i.e. when the ignition chamber 3
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has a lower internal air pressure than the lock chamber 5.
In the case of two-stroke machines or high-speed machines, it is also advantageous to use the versions according to FIGS. 4-12 described later with a special filling piston.
The amount of fuel powder fed into the additional chamber can be regulated in various ways. For example, the machine controller can act on the pressure gradient between the fuel powder storage container 4 and the additional chamber 3. If the fuel powder storage container 4 is under excess pressure, as mentioned, this is most easily done by changing this excess pressure. This overpressure in the reservoir 4 can be brought about, for example, by connecting the reservoir to a compressed air tank, the scavenging air pump, the injection pump or exhaust line or by feeding the reservoir from a filling machine according to the inventor's earlier patents. As a rule, the filling machine itself is already provided with a control of the delivery pressure.
In the other cases, a throttle element subordinate to the regulator between the storage container 4 and the compressed air tank or the like can be switched on in the simplest manner.
Another regulation by changing the pressure gradient can take place in that the lock chamber 5 is closed off by the secondary chamber 3 sooner or later. Since the extra chamber 3 is always in open connection with the working cylinder 1, the negative pressure of the working cylinder is propagated into the extra chamber 3 during the suction stroke. Depending on whether one opens and closes the additional chamber closing element 12, when a lower or higher suction negative pressure has developed in the additional chamber 3, a lower or higher negative pressure is also obtained in the upstream lock chamber 5, which when opening the closing element 13 produces a smaller or larger amount of fuel powder into the lock chamber 5.
However, the secondary chamber negative pressure can also be formed in the lock chamber 5 in a constant size. Because it is up to you, through the controlled opening 16, to more or less reduce the sluice chamber negative pressure by admitting outside air and thereby to achieve the same effect.
This small amount of outside air can finally also be added by the fuel powder in the storage tank older than 4 itself and is then called auxiliary air or additional air. One leads to this advantageously
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Neither can the operation now be conducted in such a way that with the storage container 4 closed to the outside, the smaller or larger amount of additional air sucked in through the pipe 17 entrains a smaller or larger amount of fuel powder into the lock chamber 5, or the negative pressure in the lock chamber 5 is left with the lock chamber closed or a reduced air supply through 17 sucking in a larger amount of fuel powder from the storage container 4.
Conversely, with the open-air supply 17 open, a larger amount of the easily movable additional air would be sucked in to fill up the negative pressure in the lock chamber and less fuel powder.
In two-stroke machines without a suction stroke of the working piston, you can, as already mentioned, apply overpressure to the fuel powder supply in container 4 or supply compressed air intermittently through pipe 17, which charges the lock chamber with the fuel powder by injector action. In all cases, with the arrangement according to FIG. 2, a particularly good loosening and mixing of the fuel powder roughly shaken together in the storage container 4 with the additional air is achieved, which is necessary for the production of a constant fuel powder air mixture, for the forwarding of the same and for the formation of a compressible fuel powder cloud in the additional chamber 3 is very beneficial.
In addition to changing the pressure gradient, the amount of fuel powder can of course also be regulated in an otherwise known manner by the lifting height or lifting time of the closing element 13 or by both measures at the same time.
Instead of the simple valve 12, as will be described later in connection with FIG. 6, a double valve 11, 12 can also be provided, as the inventor has already proposed earlier (patent no. 98572).
If the intermediate space of this double valve is expanded, a second lock chamber 6, Fig. 3, is obtained between lock chamber 5 and secondary chamber 3. Since it is provided with the free hole 16 for the safe drainage of any valve leaks, so it provides security against explosions of the storage container 4 it can also be referred to as the security room.
For high-speed machines and limited design spaces, e.g. B. on the narrow cylinder cover, it is desirable to make the delivery force of the pressure difference between the fuel powder storage container 4 and the lock chamber 5 and after the additional chamber 3 to be stronger than the suction
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given that the fuel powder storage container is placed under any excess air pressure. The interposition of the lock chamber 5 is all the more necessary, in order to prevent the amount of fuel powder from the additional chamber 3 from being prematurely loaded into the working cylinder.
It is therefore advantageous to use a special pump or a pump or filling piston 7, Fig. 4, to increase the suction force of the lock chamber 5 compared to the fuel powder storage container 4 when the lock chamber is loaded and, if necessary, to increase the overpressure while the lock chamber is being emptied the lock chamber 5 opposite the secondary chamber 3
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Pass through the lock space 5, flow freely and safely through 16 into the outside air and do not get into the fuel powder storage container 4. The lock chamber 5 always remains de-energized and vented until the next quantity of fuel powder is received.
In Fig. 6, a rotary valve 30 pivotable by means of lever 31 causes the alternating connection of the filling piston cylinder 8 once with the fuel powder storage container 4 and the other with the lock chamber 5. To form a fuel-air mixture that can be sucked in, the auxiliary air is drawn through the slope of the Fuel powder sucked through. With regard to the composition of the mixture, the amount of fuel powder is regulated by the throttle element 13 and the amount of additional air by the throttle element 18. In addition, the amount of mixture sucked in is regulated by the stroke of the filling piston 7. The suction stroke of the filling piston 7 is limited, for example, by the stop on the adjusting screw 26, which can be adjusted by the regulator by means of the worm shaft 27, so that the control lever 28 can be moved constantly.
When loading the additional chamber 3, the filling piston 7 is moved downwards by the control lever 28 and thereby tensions the spring 29. During the suction stroke, the piston 7 is driven upwards again by the spring 29.
In some cases it may be advisable to keep a special suction and pressure element for the charge pump 8. In the simplest form, automatically working valve plates, spring plates u. Like. Be used. An example of an embodiment with a positively controlled suction element 10 and pressure element 11 is shown in FIG. 7. During the suction stroke of the charge pump 8, the suction element 10 becomes
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powder-air mixture in the additional chamber 3, the suction element 10 and the free hole control element 15, the stroke of which is denoted by c and can be changed by the adjustable stops 37, 38, closed and the pressure element 11 by the amount b and the additional chamber loading element 12, open as shown in dotted lines.
In this case, the pump cylinder 8 is used as a lock chamber and the fuel powder-air mixture from it is immediately pushed into the additional chamber 3.
The fuel powder-air mixture can also be loaded from space 8 into lock space 5 and from here, after the pressure element 11 has been completed, during which the filling piston 7 can suck in the new charge again, with the aid of the negative pressure of the working cylinder 1 Four-stroke, as described at the beginning, then invite into the additional chamber 3. To regulate the fuel powder, the slide 13 is provided in the manner already described, which changes the outlet opening of the storage container 4 under the influence of the machine controller, for example via the worm wheel 34 and adjusting screw 33. As in FIG. 5, a throttle element 18 is provided in the additional air line 17 to regulate the additional air.
The negative pressure of the lock chamber 5 or the loading pump lift. umes compared to the fuel powder storage container 4 can advantageously also be used to convey the fuel powder from a dedicated
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through the outlet opening 40 of the fuel powder storage container 4 into the space 47. The outlet opening 40 can be throttled by the shut-off element 41, the hollow valve stem 42 of which is connected to the outside air through the holes 43. The lever 45 acts against the pressure of the closing spring 44 and is set by the machine controller via the push rod 46 and changed according to the machine load.
The space 47 is only low and is adapted to the stroke of the organ 41 in such a way that when the organ 41 descends with increasing load on the machine, the passage gap for the fuel powder through the opening 40 into the space 47 is enlarged and at the same time the air entering through the hollow shaft 42 is throttled. As a result, the pump piston 7 has to suck in more fuel powder than air, as is required by the machine at high loads. Conversely, when the load decreases, the fuel powder inlet 40 is throttled and the outlet gap 57 of the additional air is enlarged so that more air than fuel powder is sucked in.
Because the additional air passes through the small slope of the fuel powder when the charge pump 8 is sucked in and has to take the fuel powder with it, this device also serves to swirl and thoroughly mix the fuel powder with the additional air used as conveying air. So when the amount of fuel powder is divided off from the supply, it becomes one from the loading pump
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can still be easily sucked into the lock chamber 5 or into the charge pump 8. In order to keep the fuel powder in the storage container 4 loosely and to ensure the formation of an always uniform, easily suction-able slope as it passes through the opening 50, an agitating device, for. B. an impeller seated on a shaft 52 with openwork blades or rods 50 may be provided.
This agitator is either moved by hand from time to time or its movement is derived from a moving machine part, in FIG. B. from the lever shaft 53, which rotates the gear 49 seated on the shaft 52 by means of a toothed segment 48.
In the previous exemplary embodiments, the shut-off and throttle elements are mainly drawn as simple slides to simplify the overview. Of course, the shut-off devices can also be designed in all other known valve shapes without affecting the nature of the
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finding something to change. In Fig. 9, the suction member 10 of the charge pump 8 is designed as a tubular valve 10 and surrounds the charge piston 7, which is on the other hand in the central axis of the pressure valve? the charge pump is enforced. In addition, the individual parts of the device are designated in exactly the same way as the figures described so far, so that the operation of the device according to the preceding is readily understandable.
In multi-cylinder machines, a special charge pump can be provided for each cylinder or each additional chamber. But it is also possible to get by with a single charge pump. Fig. 10 shows this arrangement. The pressure delivery lines 55, 55 ', 55 "to the three cylinders or to the additional chamber inserts 56 are connected to the common loading pump with fuel powder storage container 4, which corresponds in its entire structure of part 54 to upper part 76 of FIG. 9 and has the same designations ,
56 ', 56 ", which correspond in their arrangement to the lower part 77 of FIG.
In FIG. 11, the lock chamber 5 is merged with the charge pump cylinder 8. The open-air line 58 is provided in the central valve H and, similar to FIG. 5, is controlled by the relative movement of the filling piston 7 to the central valve H. When the filling piston 7 is sucked in, it initially closes the openings 60 which connect the filling piston displacement 8 to the hollow valve stem 58 through the channels 59 in the filling piston. After the end of the loading stroke or when the filling piston 7 assumes its lower position again, the openings 60 slide when the central valve Jü closes shortly before the valve is seated. 11 via the channels 59 and thus establish the connection with the outside.
In Fig. 12, a double valve 12 is provided as the pressure outlet element of the filling piston displacement 8, the space 61 of which is brought into connection with the outside air after the two organs are closed, so that leaks in the element 12 located after the additional chamber 3 do not enter the charge pump but into the Outside air can flow out.
The compact designs according to Fig. 9-12 are particularly suitable for smaller machines such. B. in particular car engines whose cylinder cover has little design space.
In the previous exemplary embodiments, the control of the valves and slides 10, 11, 12, 13, 14 and 15 has been omitted. The actuation of these organs by levers and rods or roof oil control is known. If there is a larger number of closely spaced, differently controlled
However, organs often find it difficult to accommodate the control linkage. It is therefore advantageous to derive the control of similar or similar organs from one another and to get by with a less extensive control linkage. One possibility for this is shown in FIG.
The charge pump entrains its suction element 10 and its pressure element 11 through the friction of its piston 7 or piston rod 39 and, during upward movement, guides them against fixed stops 35, 36 which limit the drag stroke of these elements. These stops can be adjusted by hand or, if necessary, by the machine controller and thus the lifting height of the organs dragged along can be changed. The friction of the organs 10 and 11 on the piston rod 39 is mediated by the inserted sealing material 64 of vegetable, animal or mineral nature and origin, which is pressed elastically against the piston rod 39 by the springs 22.
Similarly, e.g. For example, organs 7, 10, 11 and 12 in FIGS. 9-12 can also be controlled by one of these organs by drag friction. To maintain the advantage that the additional chamber 3 does not need to be in continuous open connection with the fuel powder storage container 4 for a long time and harmful side and counter currents are avoided during the transfer of the measured fuel powder quantity, an advance or overlap 32 for one of the Control members on the filling piston 7, for. B. M in Figs. 9 and 11, will be used as an aid
An example of an embodiment of this drag friction seal on the filling piston 7 is shown in FIG. 13 on a larger scale.
The pressing of the sealing material 64 inserted into the grooves 67 results in the metal spring 68. In order to achieve a uniform, smooth pressing of the sealing material over the entire circumference against the outer wall 10, an annular, flexible metal band 72 is also between the sealing material 64 and the metal spring 68 , Fig. 14, switched on. The diameter e of the piston 7 is smaller by the gap 71 than the inner diameter / of the guide wall. M, so that metallic friction of the piston 7 on the wall 10 is avoided and the piston 7 is only guided, sealed and centered in the guide JC by the bandages 64.
In fuel powder machines, this gap 14 should not be smaller than the diameter of the largest ash or fuel powder grains so that the ash grains or fuel powder grains do not rub and are not shattered, whereby the walls act as grinding tracks and would be easily worn. The gap 14 should not be made larger either,
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A mass of great internal coherence, which must be somewhat flexible, but still be sufficiently pressure-resistant for the side forces that occur, e.g. B. rubber, graphite, asbestos, felt, thread, fabric or porous plastic, e.g. B. synthetic resin sponge etc. Felts and fibers must not be so loosely connected that the threads can be torn out.
FIG. 15 shows the double valve 11, 12 from FIG. 12 set up for friction drag seals. The valve stems have annularly arranged undercuts 73, which are made such that the inserted sealing material 66 is hollow at the back and thus pushes somewhat elastically forwards.
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The sealing material 66 must be stiff enough to form this small bridge and must not collapse by itself during operation. When it is inserted into the grooves 73, it is compressed in a ring, as shown at 74, so that it can be pushed into the grooves 73, where it is firmly supported against the undercut groove edges by its own internal tension and is thus secured against jumping out.
The elastic pressure of this seal 66 can be increased by inserting one or more resilient wires 69, which can press outwards, into the cavity 75 between the sealing material and the groove base.
These sealing bandages can of course not only be used for control organs that are intended to drag each other with them by friction drag, but also very generally for sealing moving machine parts. They guide and center the organs to be sealed. prevent the metallic contact of the sliding surfaces and at the same time seal the moving bodies on the guide surfaces. As a result, the spindles do not press firmly in the guides and do not get stuck. Furthermore, they do not need constant lubrication. The sealing bandages 64,66 are u with grease and graphite or neutral stearin. Like. Soaked, which is held in the pores, so that the bandages are not dry but touch the sealing wall with a little lubricant.
This seal has therefore also been used for all slide and valves in the invention,
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This seal is shown even more clearly in FIG. Instead of performing the seal on the moving, thin-walled valve stem 10, it is attached here in a corresponding manner in the fixed part 76 of the guide. The sealing material 65 is inserted into cage-shaped spring washers 70, which provide the elastic pressure on the valve 10.
A great advantage of these sealing bandages is that the valves equipped with them can be built as easily as possible with very little mass. The bandages can be thin and the wall thicknesses of the valves or slide valves can be very small. This is very important at high speeds of 5000 to 6000 revolutions per minute, so that the inertial forces when touching the valve edges do not flatten the cutting edges, which are usually sharp for powdered fuel.
Since the fuel powder to be sealed or its ashes often also contain hard minerals or abrasive particles from the mills, which can filter off in the sealant and then have a harmful rubbing effect on the opposing wall, it is advisable to make the opposing sealing wall hard or off
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containing mixtures with chromium, vanadium, titanium and similar additives.
PATENT CLAIMS:
1. A method for charging an internal combustion engine with solid, powdered fuels, characterized in that the amount of fuel powder divided off from the fuel powder supply (4) per working stroke is in a loose state from the supply container (4) via one or more rooms (measuring lock rooms or lock chambers 5, 6, 8) is transferred into the additional chamber (3, 3) in such a way that the measuring lock room (s) are initially connected to the outside air for venting before the new fuel powder is loaded, and then after partial or complete closure of the outside air in this or these measuring soles rooms 5, 6, 8)
successively a pressure gradient is generated from the powder storage container to the working cylinder (1) and that, when the amount of fuel powder is passed over, the space initially receiving the fuel powder charge (e.g. 5), only after the connection to the outside air and to the the space (e.g. 4) that delivers the fuel quantity is connected to the next following space (e.g. 3) that receives the fuel quantity, whereby the additional chamber (3) advantageously does not have a continuous open connection with the fuel powder storage container during its fuel powder loading time needs (Fig. 1-12).