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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spülpumpeneinrichtung für Brennkraftrammen mit einem im Rammkörper geführten und mit diesem einen Verbrennungsraum bildenden, zum Hochwurf des Rammkörpers dienenden Kolben, der eine bundartige Erweiterung aufweist, die in einer Rammkörperausnehmung dichtend hin- und herbewegbar ist, von deren unterem Bereich ein zum Verbrennungsraum führender Überströmkanal abzweigt.
Bei bisher bekannten Ausführungen dieser Art kann nur jene Luft dem Verbrennungsraum als Spul- un Auflademittel zugeführt werden, die sich in dem jeweils unterhalb der bundartigen Kolbenerweiterung gelegenen ringförmigen Teil der Rammkörperausnehmung befindet. Dadurch ist die Spülluftzufuhr, verglichen mit jener bei normalen Brennkraftmaschinen mit Kurbelkastenspülung, beträchtlich eingeschränkt, da nicht die gesamte Kolbenfläche luftansaugend bzw. luftfördernd wirkt, sondern nur die durch die bundartige Kolbenerweiterung gebildete Ringfläche. Die Folge ungenügender Spülluftzufuhr ist aber eine schlechte, mannigfache Betriebsstörungen verursachende Verbrennung mit russigem Auspuff, namentlich dann, wenn die Ramme zum Eintreiben von Pfählen in verhältnismässig weiche, nachgiebige Böden, oder aber als Stampfer verwendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Rammen der eingangs genannten Art wesentlich grössere Spülluftliefermengen pro Aufladung zu erzielen, u. zw. mit möglichst einfachen zusätzlichen Mitteln, bei gleichzeitiger sinngemässer Auswertung bereits vorhandener Konstruktionsteile für das Zustandekommen des beabsichtigten Effekts.
Erfindungsgemäss wird dies insbesondere dadurch erreicht, dass der jeweils oberhalb der Kolbenerweiterung befindliche Teil der Rammkörperausnehmung über ein nach ihm hin öffenendes Überdruckventil mit der Aussenluft und über ein weiteres, von ihm hinweg öffnendes Überdruckventil mit einem im Innern des Kolbens vorgesehenen Speicherraum verbindbar ist, der am Ende des Verbrennungshubes mit dem vom unteren Bereich der Rammkörperausnehmung abzweigenden Überströmkanal in Verbindung steht, wodurch die während des Verdichtungshubes im Speicherraum komprimierte Luft am Ende des folgenden Ver- brennungshubes zusätzliche Spülung bewirkt.
Durch eine solche Ausbildung ist die bundartige Kolbenerweiterung doppelt wirkend gemacht, und damit kann auch die im jeweils oberhalb der Kolbenerweiterung gelegenen Teil der Rammkörperausnehmung befindliche Luft zur Spülung und Aufladung herangezogen werden, wobei man sie anschliessend an die vom unterhalb der Kolbenerweiterung liegenden Ausnehmungsteil herkommende Luft in den Verbrennungsraum überströmen lassen kann, wodurch dann die Spülung zeitlich und mengenmässig fortgesetzt wird. Die erfindungsgemässe Ausbildung erweist sich dabei auch insofern als vorteilhaft, als durch die damit gegebene Ausnutzung des jeweils oberhalb der Kolbenerweiterung befindlichen Teiles der Rammkörperausnehmung naturgemäss auch der bei den bekannten Ausführungen durch diesen Teil gebildete, die Pumpenwirkung beeinträchtigende schädliche Raum in Wegfall kommt.
Es ist übrigens bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen bekannt, mittels des Stufenkolbens eines zusätzlichen Spülpumpenzylinders in letzteren während eines Teiles des Verdichtungs- und des darauffolgenden Verbrennungshubes des Kraftkolbens Luft einzusaugen, um sie anschliessend, u. zw. gegen Ende des Verbrennungshubes, über einen sogenannten Spülluftaufnehmer in den Verbrennungsraum zu drücken. Der Spülluftaufnehmer wird also nicht schon während des Verdichtungshubes des Kraftkolbens mit Spülluft aufgeladen, sondern diese tritt vom Spülpumpengehäuse her erst im letzten Abschnitt des Verbrennungshubes in ihn ein, um noch während desselben Hubes in den Verbrennungsraum weiterbefördert zu werden.
Der Spülluftaufnehmer dient somit nicht zur während des ganzen Verdichtungshubes stattfindenden Kompression zusätzlicher Spülluft, die in ihm bis zum Ende des nachfolgenden Verbrennungshubes aufgespeichert bliebe, um sodann, anschliessend an die durch die andere Kolbenseite in dem Verbrennungsraum gedrückte Spülluft, ausgewertet zu werden, was übrigens bei diesen bekannten Ausführungen schon deshalb nicht der Fall sein kann, weil bei diesen die gesamte Spülluftzufuhr über den Spülluftaufnehmer, nicht aber auch über einen andern Weg erfolgt.
Der Spülpumpenkolben ist nämlich bei diesen bekannten Konstruktionen nicht deshalb stufenförmig ausgebildet, um ihn]
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damit für die Spülluftzufuhr doppelt wirkend zu machen ; der an die Kolbenerweiterung an- schliessende Kolbenteil dient vielmehr der Be- schickung des Verbrennungsraumes des Kraft- zylinders mit kraftstoffzuführender Einblaseluft.
Es ist schliesslich bei Brennkraftmaschinen auch bekannt, das Gasgemisch durch einen hohlen
Kolben zu fördern, der aber ebenfalls keinen
Speicherraum bildet, in welchem während des
Verdichtungshubes Luft komprimiert und für eine am Ende des folgenden Verbrennungshubes stattfindende Zusatzspülung bereitgestellt würde, zumal auch bei diesen bekannten Ausführungen eine Zusatzspülung in keiner Weise vorgesehen ist.
Der Hohlkolben bildet nur einen Teil der
Ansaugleitung für das Brennstoff-Luft-Gemisch.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungs- gegenstandes kann das vom jeweils oberhalb der
Kolbenerweiterung befindlichen Teil der Ramm- körperausnehmung hinweg öffnende Überdruck- ventil in der Kolbenerweiterung angeordnet und mit dem im Kolbeninnern befindlichen Speicher- raum über einen in der Kolbenerweiterung vor- gesehenen Ringraum und von diesem in das
Kolbeninnere führende, vorzugsweise radial ver- laufende Durchlässe verbunden sein. Der in der
Kolbenerweiterung vorgesehene Ringraum kann dabei bis an die Wandung der Rammkörper- ausnehmung heranreichen, somit durch diese seitlich abgeschlossen sein, und nur am Ende des
Verbrennungshubes mit dem Überströmkanal in
Verbindung stehen.
Weitere erfindungsgemässe Merkmale sind an
Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Aus- führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wiedergibt. Fig. 1 zeigt die Spülpumpenein- richtung im Aufrissschnitt, u. zw. bei auf den
Pfahl soeben aufgetroffenem Rammkörper, wo- gegen sie Fig. 2 bei vom Pfahl bereits abgehobenem
Rammkörper darstellt. Fig. 3 veranschaulicht einen Teil der Einrichtung in grösserem Massstab.
Mit 1 ist der Rammkörper, mit 2 der in diesem geführte, zum Hochwurf dienende Kolben be- zeichnet. Rammkörper und Kolben bilden den
Verbrennungsraum 3. Der Kolben weist eine bundartige Erweiterung 4 auf, die in der Ramm- körperausnehmung 5 dichtend hin-und her- bewegbar ist. Die Ausnehmung 5 ist dabei durch den, einen Teil des Rammkörpers bildenden Spülzylinder seitlich begrenzt. Vom unteren
Bereich der Rammkörperausnehmung 5 zweigt der über den seitlichen Raum 6 und den Spül- schlitz 7 zum Verbrennungsraum 3 führende Überströmkanal 8 ab.
Der Raum 6, über welchen nicht nur die Förderung der Spülluft zum Ver- brennungsraum, sondern auch das Ansaugen eines
Teiles der Spülluft erfolgt, steht mit dem Aussen- raum über Ansaugöffnungen 9 in Verbindung, denen nach aussen hin schliessende Klappen 10 zugeordnet sind.
Der jeweils oberhalb der bundartigen Kolben- erweiterung 4 befindliche Teil 5' (Fig. 2) der
Rammkörperausnehmung 5 ist mit der Aussenluft über ein nach ihm hin, also nach innen, öffnendes Überdruckventil 11 verbindbar, das auch in Mehrzahl vorgesehen sein kann. Die zu diesem Ventil führende Ansaugleitung ist mit 12 bezeichnet.
Über ein weiteres, von ihm hinweg öffnendes Überdruckventil 13 ist der Raumteil J'mit einem Speicherraum 14 verbindbar, der vorliegend im Innern des Kolbens 2 vorgesehen ist und am Ende des Verbrennungshubes mit dem vom unteren Bereich der Rammkörperausnehmung 5 abzweigenden Überströmkanal S in Verbindung steht (Fig. 2).
Das Überdruckventil 13 ist in der Kolbenerweiterung 4 angeordnet. Es steht mit dem im Kolbeninnern befindlichen Speicherraum 14 über einen ebenfalls in der Kolbenerweiterung 4 vorgesehenen Ringraum 15 und von diesem in das Kolbeninnere führende, radial verlaufende Durchlässe 16 in Verbindung. Der Ringraum 15 reicht dabei bis an die Wandung 1" der Raumkörper- ausnehmung 5 heran, wodurch er durch diese seitlich abgeschlossen ist (Fig. 1) und nur am Ende des Verbrennungshubes mit dem Überströmkanal 8 in Verbindung gelangt (Fig. 2).
Das in der Kolbenerweiterung 4 angeordnete Überdruckventil 13 ist als Ringventil ausgebildet. Seine schraubenförmige, den Kolben 2 umgebende Feder 17 stützt sich gegen den unteren Teil 4'der Kolbenerweiterung 4 ab (Fig. 3).
Der Ventilsitz 18 ist an einem den oberen Teil 4" der Kolbenerweiterung bildenden Ringkörper vorgesehen, der auf den Kolben 2, u. zw. in Achsrichtung desselben, mittels eines Gewindes 19 aufschraubbar ist. Zwecks Abdichtung des Ringraumes 15 der Kolbenerweiterung 4 gegenüber der Rammkörperausnehmung 5 weisen der obere Teil 4" und der untere Teil 4'der Kolbenerweiterung 4 je einen mit der Wandung 1" der Rammkörperausnehmung 5 zusammenwirkenden Dichtungsring 20 auf. Mit 21 (Fig. 2) ist der Auspuffschlitz bezeichnet, dessen obere Kante wie üblich etwas höher liegt als jene des Spülschlitzes 7.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Der Rammkörper 1 sei, wie dies Fig. 1 wiedergibt, auf den in das Erdreich zu treibenden Pfahl F aufgetroffen, nachdem vorher in noch zu beschreibender Weise in den Speicherraum 14 des Kolbens 2 Spülluft eingepresst worden ist. Durch
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auf dem Pfahl P abstützend, hochgeworfen. Die Mittel zum Einbringen des Treibstoffes in den Verbrennungsraum sind, da an Brennkraftmaschinen in verschiedenster Ausführung bekannt und üblich, in der Zeichnung weggelassen. Durch die beim Hochwurf auftretende Relativbewegung zwischen Rammkörper 1 und Kolben 2 entfernt sich die Kolbenerweiterung 4 vom Überdruckventil 11, das hiebei zufolge des im oberen Teil der Rammkörperausnehmung entstehenden Unterdruckes öffnet und in diesen Ausnehmungsteil über die Ansaugleitung 12 Luft eintreten lässt.
Gleichzeitig wird die auf der andern Seite der doppeltwirkenden Kolbenerweiterung 4, also im Aus-
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nehmungsteil 5", aber auch im Überströmkanal 8 und im Raum 6 bereits vorhandene Luft komprimiert, u. zw. so lange, bis am Ende des Verbrennungshubes der Spülschlitz 7 vom Kolben 2 freigegeben wird, in welchem Augenblick dann diese verdichtete Spülluft in den Verbrennungsraum 3 einströmt.
Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Rammkörpers 1 in bezug auf den am Pfahl P aufruhenden Kolben 2 tritt dann sofort der Ringraum 15 der Kolbenerweiterung 4 mit dem Überströmkanal 5 in Verbindung (Fig. 2), wodurch an die vom Ausnehmungsteil 5" herkommende Luft sofort anschliessend, auch die im Ausnehmungsteil J'und im Speicherraum 14 vorher verdichtete Luft über den Überströmkanal 8, den Raum 6 und den Spülschlitz 7 in den Verbrennungsraum 4 eingepresst wird. Somit wird also nicht nur die unterhalb der Kolbenerweiterung 4, sondern auch die oberhalb derselben in der Rammkörperausnehmung 5 befindliche Luft am Ende ein und desselben Verbrennungshubes in den Verbrennungsraum 3 eingeblasen.
Die Kompression der in den oberen Ausnehmungsteil J'in bereits beschriebener Weise über die Ansaugleitung 12 eingesaugten Luft hat hiebei während der vorhergehenden Verdichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches stattgefunden, da sich während dieser die Kolbenerweiterung 4 dem Überdruckventil 11 genähert hat, wodurch letzteres geschlossen und die im Raum J'befindliche, vorher angesaugte Luft verdichtet worden ist. Zufolge des damit einhergehenden Druckanstieges im Ausnehmungsteil J'hat sich das in der Kolbenerweiterung 4 angeordnete ringförmige Über- druckventil 13 geöffnet, wodurch die Luft über den dabei seitlich abgeschlossenen Ringraum 15 der Kolbenerweiterung und über die Durchlässe 16 in den Speicherraum 14 gepresst worden ist.
Es steht also für jede Spülperiode auch die vorher im Kolbeninneren aufgespeicherte und verdichtete Luft zur Verfügung, die, wie bereits erwähnt, anschliessend an die vom unteren Ausnehmungsteil 5" herkommende Luft in den Verbrennungsraum gedrückt wird, was eine vorzügliche Spülung und Aufladung ergibt, die einen klaglosen Betrieb der Ramme auch bei sehr nachgiebigem Boden gewährleistet und darüber hinaus auch die Verwendung des Gerätes als Stampfer ermöglicht.
Verglichen mit den bisher bekannten Ausführungen, ist die für die Spülung zur Verfügung stehende Luft hiebei mehr als verdoppelt, u. zw. deshalb, weil-wie aus der Zeichnung entnehmbar-im oberhalb der Kolbenerweiterung 4 befindlichen Teil J'der Rammkörperausnehmung 5 eine nicht unwesentlich grössere Pumparbeit durchführbar ist als im unteren Teil 5", da, bei gleichem Ausmass der wirksamen oberen und unteren Ringfläche der Kolbenerweiterung, der oberen, also im Raum 5'arbeitenden Ringfläche ein grösserer wirksamer Ansaug- und Verdichtungshub zugeordnet ist.
Was die Ansaugöffnungen 9 und die diesen zugeordneten Klappen 10 anlangt, so sind letztere während des Verbrennungshubes geschlossen, wogegen das Überdruckventil 11 die für den jeweils nächstfolgenden Verbrennungshub bereitzustellende zusätzliche Spülluft in den Rammkörper eindringen lässt.
Der durch den Verbrennungsdruck hochgeworfene Rammkörper 1 nimmt bei seiner weiteren, über die Darstellung gemäss Fig. 2 hinausgehenden Aufwärtsbewegung sodann den Kolben 2 mit. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, bildet sich nach erfolgtem Überlaufen des Überströmkanales 8 unterhalb des unteren Teiles 4'der Kolbenerweiterung ein Luftpolster X, durch den der bisher auf dem Pfahl P aufruhende Kolben 2 beschleunigt wird, bis er zunächst die gleiche Geschwindigkeit wie der Rammkörper 1 erreicht.
Beim unmittelbar darauffolgenden Entspannen des beim Einsetzen der Kolbenmitnahme zusammengedrückten Luftpolsters wird die Aufwärtsbewegung des Rammkörpers weiter verzögert, hingegen der Kolben beschleunigt hochgeworfen, u. zw. mit einer relativen Geschwindigkeit in bezug auf den Rammkörper 1, die jener Geschwindigkeit entspricht, die der Rammkörper in jenem Augenblick besessen hat, in welchem er über den Luftpolster X auf den Kolben 2 den die Mitnahme desselben auslösenden elastischen Stoss ausübte. Um dabei einen guten Wirkungsgrad der zusätzlichen Spülung sicherzustellen, muss die Durchtritts- öffnung des Überdruckventils 13 und auch der Speicherraum 14 reichlich bemessen werden, was in konstruktiver Beziehung ohneweiters erfüllbar ist.
Für einen grossen Durchtrittsquerschnitt des Überdruckventils 13 sorgt schon dessen Ausgestaltung als den Kolben umschliessendes Ringventil ; für die entsprechende Bemessung des Speicherraumes ist im Kolben genügend Platz.
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