Br ennkr aft-Freikolbenmaschine mit waagrecht angeordneten Zylindern und einem Synchronisiergestänge. Die Erfindung betrifft eine Brennkraft- Freikolbenmaschine mit waagrecht angeord neten Zylindern und einem Synchronisier gestänge.
Sie besteht darin, @dass eine Ent lastungsvorrichtung vorgesehen ist, die ,durch ein Traggestänge mit den Freikolben ver bunden ist und neben dem Gestängegewicht mindestens einen Teil des Gewichtes der Freikolben aufnimmt. Vorteilhafterweise weist die Entlastungsvorrichtung für jeden Freikolben einen Entlastungskolben auf, der in einem mit einem Windkessel verbundenen Zylinder arbeitet.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt eine waagrecht angeordnete Gegenkolbenmaschine, deren: Entlastungsvor richtung einfachwirkende Zylinder besitzt; Fig. 2 zeigt einen doppeltwirkenden Ent lastungszylinder.
Die waagrecht angeordnete -Brennkraft- Freikolbenmäschine in Fig. 1 hat im Zy linder 1 zwei ,gegenläufig arbeitende Brenn- kraftkolben 2, 3, welche mit den Kompres- sorkolben 4, 5 in den Kompressorzylindern 6, 7 starr verbunden, die Freikolben bilden. Die ,durch.
die Saugventile 8 von den Kolben 4, 5 angesaugte Luft wird durch die Druck- ventile 9 in den Aufnehmer 10 gefördert.
Von dort belangt sie durch die Einlassschlitze 11 in den Zylinder 1, wo .am Ende der Kom pression aus dem Brennstoffventil 12 Brenn stoff eingespritzt wird. Die Verbrennungs gase entweichen am Ende der Expansion durch die Auspuffschlitze 13 in die Treib gasleitung 14, welche sie ihrem Verwen dungszweck, z. B. einer Abgasturbine, zu führt.
Ein Teil der verdichteten Luft könnte der Leitung 14 unter Umgehung des Brenn- kraftzylinders zugeführt werden.
Auch könnte aus den Kompressorzylindern aus tretende Luft ohne Vermischung mit Ver brennungsgasen als Druckluft verwendet werden. In diesem Falle erhält der Brenn- kraftzylinder 1 lediglich ,die zum Spülen er forderliche Luft und arbeitet mit dem nor- malen Gegendruck, und die Abgase werden ins Freie abgelassen.
An den Zapfen 15 der Kolben 2, 3 sind die Stangen 16 angelenkt, welche die Kolbe n 2, 3 mit der Pendelscheibe 1"r, die mit den Stangen 1,6 das Synchronisiergestänge bil det, verbinden. Ferner sind die Tragstangen 18 oben ebenfalls mittels der Zapfen 1:i an die Kolben ?, 3 an.gelenkt und unten mittels der Bolzen<B>19</B> gelenkig mit den Kolben '?0 verbunden, die in den Zylindern 21 arbeiten.
Der durch die Kolben 20 abgeschlossene Raum der Zylinder 21 ist mittels der ge meinsamen Leitung 2 2 mit dem Windkessel 23 verbunden, der von einer nicht gezeich neten kleinen Luftpumpe über die Druck luftzufuhrleitung 24 und das Regelventil ?5 unter Druck gehalten wird.
Das Gestänge 16 belastet mit seinem halben Gewicht die Pendelscheibe 17, wäh rend die andere Hälfte von dem Zapfen 15 der Kolben 20 aufgenommen wird. Der Druck im Windkessel 23 bezw. auf der Un terseite der Kolben 20 ist so gross, dass das Gewicht der Tragstangen 18 und das halbe Gewicht der Stangen 16, sowie mindestens ein Teil des Gewichtes der Freikolben 2, 3 von den Kolben 20 aufgenommen wird. Bei der Bewegung der Freikolben 2, 3 machen die Kolben 20 einen kleinen Ausschlag nach unten.
Bei der Bewegung der Freikolben 2, 3 aus der gezeichneten Stellung findet eine Be schleunigung des Gestänges 18 und der Kol ben 20 statt. Die senkrechten Komponenten der Beschleunigungskräfte wirken zu Beginn jedes Hubes in der Richtung des Gewichtes und es kann nun Hub und Fläche der Ent lastungskolben einerseits und Druck und Vo lumen des Windkessels der angeschlossenen Räume anderseits so aufeinander abgestimmt sein, dass die durch die Bewegung der Kol ben 20 verursachte Druckänderung im Wind kessel die Beschleunigungskräfte in der Ent lastungsvorrichtung möglichst ausgleicht.
Da nun aber, nachdem die Tragstangen 18 durch ihre senkrechte Stellung hindurch gegangen sind, eine Beschleunigung nach oben stattfindet. ist nach Fig. 2 der Ent- lastungszilinder 26 doppeltwirkend ausge führt, indem die Kolbenstange 28 seines Kolbens 27 im Zylinderdeckel mittels einer Stopfbüchse 29 abgedichtet ist. Die Trag stange ist mittels des Bolzens 30 mit der Kolbenstange 2@8 verbunden.
Die untern Sei tun der Zylinder 26 sind wiederum mittel: der Leitung 22 mit einem Windkessel 23 ver bunden, während die obern Seiten der Zy linder 26 mittels einer Leitung 31 an einen andern, nicht gezeichneten Windkessel an geschlossen sind, der ebenso wie der Wind kessel 23 eine Luftzufuhr und ein Druck regelventil aufweist. Er kann an dieselbe Luftpumpe wie der Windkessel 23 ange schlossen sein, auch wenn der Druck darin von dem Druck im Windkessel 23 verschieden ist. Es kann auch ein besonderer Wind kessel fehlen und nur der schädliche Raum unter bezw. über den Kolben 20 bezw. 27, als Windkessel wirken.
Dies ist besonders angezeirt, wenn trotz der kleinen Bewe-un- gen der Kolben ?0, bezw. 2 7 eine nennens werte Drueksteigerung erreicht werden soll, so dass der Ausgleichsraum nicht gross sein kann. Zuin gleichen Zweck kann auch in Fig. 1 der schädliche Raum der Zylinder 21, sowie die Leitung 22 und ein Teil des Wind kessels 23 mit Flüssigkeit ausgefüllt sein und nur der obere Teil des Windkessels 23 Luft enthalten.
Eine Flüssigkeitsfüllung in glei chem Sinne kann auch die schädlichen Räume filier den Kolben 2 7 verkleinern.
Das Trag-estänge 18 kann gleichzeitig ein Teil des Synchronisierb stänges bilden, indem die Stangen 16 nicht an den Bolzen 15, sondern an Bolzen an den Tragstangen 18 zwischen den Bolzen 1.5 und den Bolzen 19 angreifen. wobei dann die Pendelscheibe 7 7 unterhalb des Brennkraftzy lindern ge lagert ist.
oder indem die Stangen 18 in Fig.l. über den Brennkraftzylinder verlän gert und am Ende mit Gelenkzapfen für die Stangen 16 versehen sind und die Pendel- scheibe oberhalb des Brennkraftzylinders ge lagert ist.
In diesem Fälle wäre die Pendel scheibe auf der einen Seite und die Zylinder der Entlastungsvorrichtung auf der andern Seite des Brennkraftzylinders 1 angeordnet, wobei es natürlich gleichgültig ist, welche von beiden sich oberhalb und welche sich unterhalb des Brennkraftzylinders befinden.
Fuel-free piston engine with horizontally arranged cylinders and a synchronizing linkage. The invention relates to an internal combustion free-piston engine with horizontally angeord designated cylinders and a synchronizing linkage.
It consists in @that a relief device is provided, which is connected to the free piston by a support rod and, in addition to the rod weight, takes at least a part of the weight of the free piston. The relief device advantageously has a relief piston for each free piston, which operates in a cylinder connected to an air chamber.
In the drawing, Ausführungsbei games of the invention are shown schematically. Fig. 1 shows a horizontally arranged opposed piston machine whose: Entlastungsvor direction has single-acting cylinders; Fig. 2 shows a double-acting discharge cylinder Ent.
The horizontally arranged internal combustion free-piston machine in FIG. 1 has two counter-rotating internal combustion pistons 2, 3 in cylinder 1, which are rigidly connected to the compressor pistons 4, 5 in the compressor cylinders 6, 7 and form the free pistons. By.
Air sucked into the suction valves 8 by the pistons 4, 5 is conveyed through the pressure valves 9 into the receiver 10.
From there, it is directed through the inlet slots 11 into the cylinder 1, where fuel is injected from the fuel valve 12 at the end of the compression. The combustion gases escape at the end of the expansion through the exhaust slots 13 in the propellant gas line 14, which they use their uses, eg. B. an exhaust turbine, leads to.
A portion of the compressed air could be fed to line 14 bypassing the internal combustion cylinder.
Air emerging from the compressor cylinders could also be used as compressed air without mixing with combustion gases. In this case, the internal combustion cylinder 1 only receives the air required for purging and works with the normal counter pressure, and the exhaust gases are released into the open.
The rods 16 are hinged to the pins 15 of the pistons 2, 3 and connect the pistons 2, 3 to the pendulum disk 1 ″ r, which form the synchronizing linkage with the rods 1,6. The support rods 18 are also at the top by means of the pins 1: i to the pistons?, 3 and articulated below by means of the bolts <B> 19 </B> with the pistons? 0, which work in the cylinders 21.
The space of the cylinder 21 closed by the pistons 20 is connected by means of the common line 2 2 to the air chamber 23, which is kept under pressure by a small air pump (not shown) via the compressed air supply line 24 and the control valve 5.
The linkage 16 loads the pendulum plate 17 with half its weight, while the other half of the pin 15 of the piston 20 is received. The pressure in the air tank 23 respectively. on the underside of the piston 20 is so large that the weight of the support rods 18 and half the weight of the rods 16, as well as at least part of the weight of the free pistons 2, 3 is absorbed by the piston 20. When the free pistons 2, 3 move, the pistons 20 make a small downward deflection.
When moving the free piston 2, 3 from the position shown, an acceleration of the linkage 18 and the Kol ben 20 takes place. The vertical components of the acceleration forces act at the beginning of each stroke in the direction of the weight and the stroke and area of the discharge piston on the one hand and the pressure and volume of the air chamber of the connected rooms on the other hand can be coordinated so that the movement of the piston benches 20 caused pressure change in the wind boiler, the acceleration forces in the Ent load relief device compensates as possible.
Since, however, after the support rods 18 have passed through their vertical position, an upward acceleration takes place. According to FIG. 2, the relief cylinder 26 is double-acting in that the piston rod 28 of its piston 27 is sealed in the cylinder cover by means of a stuffing box 29. The support rod is connected to the piston rod 2 @ 8 by means of the bolt 30.
The lower Be do the cylinder 26 are in turn medium: the line 22 ver with an air tank 23 connected, while the upper sides of the cylinder 26 are closed by means of a line 31 to another, not shown wind tank, the boiler as well as the wind 23 has an air supply and a pressure control valve. It can be connected to the same air pump as the air chamber 23, even if the pressure therein is different from the pressure in the air chamber 23. A special wind kettle can also be missing and only the harmful space under or. over the piston 20 respectively. 27, act as an air chamber.
This is particularly indicated if, despite the small movements, the piston? 0 or. 2 7 a significant increase in pressure should be achieved so that the compensation area cannot be large. For the same purpose, the harmful space of the cylinder 21, as well as the line 22 and a part of the wind kettle 23 can be filled with liquid in Fig. 1 and only the upper part of the air kettle 23 contain air.
A liquid filling in the same chemical sense can also reduce the harmful spaces filier the piston 2 7.
The support rod 18 can at the same time form a part of the Synchronisierb rod in that the rods 16 do not engage on the bolts 15, but on bolts on the support rods 18 between the bolts 1.5 and the bolts 19. then the pendulum plate 7 7 beneath the Brennkraftzy alleviate ge is superimposed.
or by the rods 18 in Fig.l. Extended over the internal combustion cylinder and provided at the end with pivot pins for the rods 16 and the pendulum plate is mounted above the internal combustion cylinder.
In this case, the pendulum disc would be arranged on one side and the cylinder of the relief device on the other side of the internal combustion cylinder 1, of course it does not matter which of the two are above and which are below the internal combustion cylinder.