Rückstossmotor für Wasserfahrzeuge Gegenstand der -Erfindung ist ein Rückstossmotor für Wasserfahrzeuge.
Es handelt sich um einen Rückstossmotor derje nigen Gattung, bei der in einer Verbrennungskammer eingesaugte Füllungen eines Gemisches aus Luft und einem leicht und schnell explosiven Treibstoff in einander folgenden- Explosionen entzündet und die Verbrennungsgase durch eine einseitig wirkende Rückschlagklappe in ein Schubrohr eingelassen wer den, welches eine durch- ein Rückschlagventil über wachte Wassereinlassöffnung sowie eine Ausstossöff- nung besitzt.
Die Verbrennungsgase stossen die im Schubrohr befindliche Wassersäule wie einen Kolben aus. Die bisher bekannt. gewordenen Rückstossmoto- ren dieser Gattung erreichen nur mangelhafte Lei stung, da die erzielte Kompression ungenügend und das Anlassen sowie Ausstossen des Wassers aus dem Schubrohr mit. zu starken Widerständen belastet ist.
Bei einem bekannten Rückstossmotor dieser Art ver läuft die Verbrennungskammer von der Zündstelle aus unmittelbar zu der durch eine Rückschlagklappe überwachten- Einmündung in das Schubrohr; und die ses ist- an seinem Vorderende mit einem als Rück schlagventil. wirkenden Klappenaggregat ausgerüstet;
welches dem Schubrohr einen ausserordentlich hohen Frontwiderstand gibt. Denn das genannte Aggregat besteht, aus zahlreichen langen Lamellen, die. einen erheblichen Reibungswiderstand längs der ganzen Durchströmlänge bieten und auf Grund ihrer Bauart auch nicht das für das einwandfreie Arbeiten eines solchen pulsierenden Antriebes erforderliche schnelle Verschliessen und Wiederöffnen gewährleisten.
Andere bekannte Rückstossmotoren für Wasser fahrzeuge erfordern zu ihrem Betrieb einen Kompres- sor, sind also schon aus diesem Grunde für ein leich tes, ohne bewegte angetriebene Teile selbständiges Gerät nicht geeignet. Ebensowenig wird die Forde rung. der Handlichkeit und. Wirtschaftlichkeit: erfüllt durch Rückstossmotoren, die nach dem Venturi-Prin- zip im Ausströmraum arbeiten und an der Einlassseite des Schubrohres - überhaupt kein Ventil besitzen.
Denn die Rückstossmotoren dieser Art, die ausser- dem zum Start Fremdantrieb erfordern, arbeiten nur mit schlechtem Wirkungsgrad. Entsprechendes gilt infolge des praktischen Fehlens einer Kompression im Verbrennungsraum auch für einen weiteren. be kannten Rückstossantrieb für Wassexfahrzeuge, bei dem ein rohrförmiger Arbeitsraum in seinem oberen Teil eine Verbrennungskammer bildet, während der untere,.
sich unmittelbar an den Verbrennungsraum anschliessende Rohrteil eine durch ein Klappenven til überwachte Wassereinlassöffnung-besitzt und hin ten zum-Ausstoss des Wassers offen ist. Schon diese Art des Wassereinlasses gestattet günstigstenfalls eine ganz langsame. Explosionsfolge und hat. sich deshalb auch nicht, bewährt.- Ähnliches gilt schliesslich auch von einer nach dem Rückstossprinzip arbeitenden Pumpe, die auch als Schiffsantrieb verwendet werden kann. Bei diesem Gerät mündet die nur mit einer einen.
Teil des Kammerquerschnitts abdeckenden Prallplatte ausgerüstete Verbrennungskammer ohne Zwischenschaltung eines Rückschlagventils unmittel bar in ein Schubrohr, an dessen vorderem Ende ein den Wassereinlass überwachendes Klappenventil und an dessen:
hinterem Ende gleichfalls ein Ventil ange bracht ist, welches das Ausstossrohr gegen umgekehrt zuströmende .Flüssigkeit absperren soll, wodurch jedoch- fast alle Energie vernichtet wird. Auch der Wirkungsgrad dieser Pumpe, jedenfalls soweit sie für den Bootsantrieb verwendet werden sollte, war infol gedessen ein schlechter.
Die Erfindung beseitigt diese Mängel der bisher bekannt gewordenen, auf dem Rückstossprinzip beru henden Bootsantriebe dadurch, dass bei einem Motor der eingangs geschilderten Gattung erfindungsgemäss der Verbrennungsraum in mindestens zwei voneinan- der durch Rückschlagventile getrennte Kammern un terteilt ist und mit der letzten Kammer in das Schub rohr mündet, und dass das Ventil, welches die Was- sereinlassöffnung des Schubrohres überwacht, als trägheitsarmes,
schnell ansprechendes Rückschlag ventil mit Absperrklappen ausgebildet ist, die als um radiale Achsen schwenkbar gelagerte Schaufeln von einer durch das durchströmende Wasser angetriebe nen, frei umlaufenden Nabe nach Art eines Turbinen rades getragen sind.
Ein in dieser Weise ausgestatteter Rückstossmo- tor erzielt auch ohne Verwendung eines besonderen Kompressors eine gute Leistung. Zur Speisung des Motors können flüssige und gasförmige Treibstoffe dienen, die mit Luft hochgradig wirksame Explo sionsgemische bilden, z. B. Benzin, wie es für die üblichen Vergasermotore verwendet wird. Durch die geschilderte Unterteilung des Verbrennungsraumes wird eine zusätzliche gasdynamische Kompression und damit eine grössere Leistung durch bessere Ver brennung erzielt.
Eine derartige Verbesserung des Explosionsdruk- kes durch Unterteilung der Verbrennungskammer in mehrere, durch Ventile voneinander getrennte Abtei lungen ist an sich bekannt. So hat man z. B. bei Pumpen für Heizgasförderung durch eine so gebildete Kette von Kammern eine Drucksteigerung auch bei solchen Explosionsgemischen erzielt, die in der ersten Kammer nicht vorkomprimiert waren.
Auf Rück- stossmotoren für Bootsantrieb, bei denen zur Erzie lung eines guten Wirkungsgrades eine Vorkompres- sion unbedingt erforderlich ist, hat man dieses Prin zip bisher jedoch noch nicht angewandt.
Seine Vor teile für das Sondergebiet der Bootsrückstossmotoren können aber auch nur ausgenutzt werden, wenn man dafür sorgt, dass die erzielte Vorkompression sich nicht im Auftreten starker Schläge und Erschütterun gen erschöpft, wie es bei dem in Bewegung zu setzen den Rückstossmedium, dem Wasser, sonst leicht ge schehen würde;
es muss vielmehr ausserdem durch Anwendung eines trägheitsarmen Rückschlagventils an der Einströmseite des Schubrohres erreicht wer den, dass das Öffnen und Schliessen der Wasserein- lassöffnung im Rhythmus der Explosionen so schnell und vollständig erfolgt, dass im öffnungszustand das Wasser weitgehend reibungslos in das Schubrohr ein strömt, so dass dort eine möglichst kontinuierliche Bewegung gesichert ist.
Das wird erreicht durch das geschilderte, besonders trägheitsarme und schnell ansprechende turbinenrad-ähnliche Rückschlagventil mit seinen um radiale Achsen drehbaren Absperr schaufeln. Ein derartiges Ventil ist betr.
Verstell- geschwindigkeit, Abschlussvermögen und wirbelfreien Durchlass den bei Rückstossmotoren der eingangs ge nannten Gattung verwendeten Lamellenventilen mit ihren langen, federnden Lamellen, die starke Durch- flussverluste und Wirbelbildungen unvermeidlich ma chen, weit überlegen.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgen den Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele, die auf den Zeichnungen dargestellt sind. Dabei zeigen: Fig. 1 ein schematisches Längsschnittbild durch einen Rückstossmotor nach der Erfindung; Fig. 2 einen Teilschnitt in grösserem Massstab durch denjenigen Teil des Schubrohres, in welchem das frei umlaufende Rückschlagventil mit seinen schwenkbaren Schaufeln gelagert ist;
Fig. 3 die Ansicht einer dieser Schaufeln des Ven tils mit zugeschärfter Schneidkante in Richtung der Klappachse gesehen, Fig.4 eine schematische Darstellung eines für den Rückstossmotor nach der Erfindung besonders geeigneten Zündgerätes; Fig. 5 die Gesamtansicht einer weiteren Ausfüh rungsform eines Rückstossmotors nach der Erfin dung im Längsschnitt; Fig. 6 den vorderen Teil dieser Ausführungsform in vergrössertem Darstellungsmassstab;
Fig: 7 den Mittelteil dieser Ausführungsform im Massstab der Fig. 6, Fig. 8 eine Ansicht des Zungenflatterventils zwi schen den beiden Kammern des Explosionsraumes mit der Wandung dieses Raumes; Fig. 9 eine Ansicht des Rückschlagventüs in der Nähe der Eingangsmündung des Schubrohres;
Fig. 10 eine Seitenansicht auf dieses umlaufende Ventilaggregat und Fig. 11 ein Schnittbild durch den unteren Teil der Anlasspumpe im Massstabe der Fig. 6 und 7 dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Zur Erleichterung des Verständnisses sind die Teile in den beiden dargestellten Ausführungsformen derart bezeichnet, dass diejenigen Stücke der zweiten Ausführungsform nach den Fig. 5-11, die ihr Ge genstück in entsprechenden Teilen der ersten Ausführungsform nach den Fig. 1-3 haben, die ent sprechende, nur jeweils um 100 erhöhte Bezugsziffer aus der anderen Ausführungsform tragen.
Der Motor gemäss der schematisch dargestellten ersten Ausführungsform der Fig.l-3 besteht aus einem von Wandungsteilen 1 umgebenen Verbren nungsraum und aus einem in seiner ganzen Ausdeh nung unter dem Wasserspiegel liegenden Schubrohr 2, 3. Die Mündung 5 des Verbrennungrsaumes in das Schubrohr ist durch ein Klappenventil 6 abgedeckt. Auf der dem Schubrohr entgegengesetzten Seite des Verbrennungsraumes ist dieser mit einer Anfahr- pumpe 4 versehen.
Oben trägt der Pumpenkolben einen Handgriff 42 und unten den Kolbenkörper 13, der mit einem Aufsitzrand seitlich abdichtet und am Boden zwei Klappen 30 besitzt, die sich beim Einsau gen des Brennstoffgemisches nach unten öffnen. Eine Feder 31, die zwischen den oberen und den unteren Abschlussteil des Kolbenraumes gesetzt ist, sucht den Pumpenkolben nach unten zu drücken.
Der Verbrennungsraum ist in mehrere Kammern unterteilt zur Erzielung einer Vorkompression, durch die ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind es die Kam- mein 7 und 8, die durch ein Flatterventil 9 miteinan- der verbunden sind, welches sich als Rückschlagven- til in die zweite Kammer 8 öffnet.
In der Kammer 7 liegt ein federbelastetes Tellerventil 10, durch wel ches das Treibstoffgemisch aus dem Vergaser ange saugt wird. Zum Vergaser 11 strömt die Verbren nungsluft durch die Öffnungen 12 im Pumpengehäuse und durch den im Betriebszustand stillstehenden Kol ben 13 der Handluftpumpe, so dass der Zylinder die ser Anlassluftpumpe zugleich ein Teil des Einström- rohres für die Verbrennungsluft ist.
Hinter dem Einlassventil 10 liegt die Zündkerze 14, die durch das oben erwähnte Zündgerät gesteuert wird. Das in Fig. 4 schematisch dargestellte Zündge- rät entnimmt Strom aus einer Batterie 34. Dieser wird durch einen Zerhacker 35 einem Zündtransfor- mator 36 zugeführt und transformiert. Ein Kondensa tor Co dient zur Dämpfung des Primärkreise.
Ausser der Sekundärspule für die Hochspannung des Zündtransformators 36 ist an diesen noch eine Heiz- spule für eine Hochspannungsgleichrichterröhre an geschlossen. Anstelle einer Hochspannungsgleichrich- terröhre können auch andere Hochspannungsgleich stromquellen verwendet werden, z. B. Trockengleich richter bekannter Bauart.
Der durch die Röhre 37 gleichgerichtete und zerhackte Gleichstrom fliesst in den Sammelkondensator Cl und wird durch einen veränderlichen Widerstand R1 in den Betriebskondensator C2 geführt. Vom Kondensator C. bekommt die einstellbare Hilfsfunkenstrecke 38 die gewünschte Spannung. Wenn die Spannung des Kondensators C2 die überschlagsspannung der Hilfs funkenstrecke 38 erreicht hat, springt der Funke an dieser und gleichzeitig an der Zündkerze 14 über.
Die Zündkerze 14 ist von einem stabilisierenden Widerstand R2 überbrückt, der bewirkt, dass vor der Funkenbildung der ganze Spannungsunterschied des Kondensators C2 an der Hilfsfunkenstrecke wirk sam ist.
Würde man die Überbrückung der Zünd kerze 14 durch den Widerstand R2 fortlassen, dann würde der Funkenüberschlag an der Hilfs funkenstrecke 38 nicht allein durch den Abstand an der Hilfsfunkenstrecke, sondern auch durch die Verhältnisse an der Zündkerze (Feuchtigkeit, Russ- ansatz) beeinflusst. Der mit den Zündkerzenelektro- den parallel geschaltete Widerstand R2 ist so gross bemessen,
dass beim überspringen des Fun kens an der Hilfsfunkenstrecke die Ladungs menge des Kondensators C2 nicht sofort ab geführt werden kann und die Spannung des Kondensators C2 an den Zündkerzenelektroden auf tritt, wodurch hier der leistungsstarke Funke entsteht. Dabei ist es nicht wichtig; ob der Zündker- zen-Elektrodenabstand richtig eingestellt ist, weil sogar eine durch Feuchtigkeit kurzgeschlossene Zündkerzenelektrode einwandfrei arbeitet, wobei die Feuchtigkeit beseitigt wird.
Die Hilfsfunkenstrecke 38 ist als einstellbares Drehkontaktpaar ausgebildet. Wie bereits oben aus geführt, kann durch Verstellung des Abstandes der Kontakte 38, aber auch durch Veränderung des Widerstandes R1, die Impulsfrequenz einfach gere gelt werden.
Bei Verstellung des Kontaktabstandes an der Hilfsfunkenstrecke ändert sich aber auch: in der dargestellten Weise die Leistung des überspringenden Zündfunkens. Bei grossem Kontaktabstand ist die Überschlagsspannung und folglich auch die Lade spannung des Zündkondensators C2 hoch und dieser lädt sich in verhältnismässig kurzer Zeit auf eine hohe Ladung (Kapazität X Spannung) auf.
Der Zündfunke springt also nur relativ selten, aber dann mit hoher Leistung über. Wird der Kontakt abstand an der Hilfsfunkenstrecke verkleinert, so sind Überschlags- und Ladespannung niedriger, die Ladung geht schneller vor sich, und die Zündung erfolgt verhältnismässig oft.
Es ist also durch Ver stellen der Hilfsfunkenstrecke 38 möglich, je nach der Betriebsweise des Motors einen sehr intensiven oder einen häufiger auftretenden, aber stromsparen- deren Funken zu erzeugen und so die Leistungs abgabe des Motors allein von der Zündung her zu steuern. Beim Anfahren nach dem Stillstand wählt man zunächst einen grossen Abstand, um einen lei stungsstärkeren Zündfunken zu erhalten, der die im Explosionsraum vorhandene Nässe zerstört.
Beim Dauerbetrieb wird man den Kontaktabstand verringern, um die Zündfolge zu verkürzen und die Pulsation und Leistungsabgabe des Motors zu stei gern. Da die Funkenzeitdauer sehr kurz eingestellt werden kann, mehrere Male, kürzer als bei den be kannten induktiven Verfahren, können auch Motoren mit hohen Pulsationszahlen einwandfrei und zuver lässig gesteuert werden.
Statt des Zerhackers 35 und des Zündtransforma- tors 36 kann die Wechselhochspannung auch durch die bekannten elektronischen Hochfrequenzschwin- gungen mittels einer Röhre oder eines Leistungstran sistors erzeugt werden, insofern dieser Weg im Ein zelfall wirtschaftlich tragbar ist.
Das beschriebene Zündgerät sorgt also für ein wandfreie Anfangsexplosionen, unabhängig davon, ob die unter Wasser arbeitende Zündkerze nass oder verrusst ist. Die Leistung des Motors wird durch die Fahrgeschwindigkeit mit dem steigenden Explo sionsrhythmus gesteuert: -Der Vorteil besteht darin, dass infolge der explosionsartigen heftigen Zündfun ken eine zuverlässige Zündung auch bei unterschied liehen Treibstoff-Luftgemischen gewährleistet ist.
Es ist also nicht zu fürchten, dass, wenn die Explosionen in der Kammer 7 zunächst unter geringem überdruck beginnen, durch Schwankungen in der Luft-Treib- Stoffmischung Störungen auftreten können, wie es bei den klassischen Induktions-Zündgeräten der Fall ist.
Den durch das genannte Zündgerät erzeugte viel stär kere Zündfunke- bringt vielmehr auch Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzungsverhältnisse mit Sicherheit zu starker Explosion: Die dabei auftretende Druckwelle. schiebt das ex plosive Gasgemisch aus der ersten Kammer 7 durch das Flatterventil 9 schneller in -die Kammer 8 hin über, als die Flammenausbreitung verläuft.
Deswegen bildet sich in der zweiten Kammer 8 schon ein vor komprimierter Treibstoff-Luftmischungszustand; der für die erzielbare Leistung wichtig ist. Es genügt dabei bereits die Verbrennung einer geringen Treib stoffmenge, um die Mischung von der Kammer 7 zu der Kammer 8 zu komprimieren. Schliesslich schlägt die Flamme dann durch das Flatterventit 9 und zündet auch die komprimierte Mischung in. der Kam mer 8;
worauf die sich ausdehnenden Verbrennungs- gase durch das Klappenventil 6 hindurch mit grosser Heftigkeit auf- das Wasser im Schubrohr 2 einwirken und es aus dessen Ausstossteil 3 hinausdrücken. Um die geschilderte Vorkompressionswirkung zu erhö hen, kann der Verbrennungsraum auch noch weiter in drei, vier oder mehr Kammern unterteilt werden,
die unter sich durch trägheitsarme Ventile der Zun gen- oder Flatterbauart voneinander getrennt sind. Diese Ventile verhindern gleichzeitig den Rückschlag in die vorangehenden Kammern, in denen schon ein niedrigerer Druck herrscht:
Während nun durch die heftige Explosion im Verbrennungsraum das- Wasser in Pfeilrichtung 15 nach hinten ausgestossen und durch die dadurch ent stehende Reaktionskraft der Motor in Fahrtrichtung nach vorne getrieben wird, verhindert das: im Vorder teil des Schubrohres angebrachte weiter unten näher beschriebene umlaufende Rückschlagventil 16;
dass auch Wasser durch die Einlassöffnung 17 ausströmen kann. Die Länge des Ausstossrohres 3 ist dabei so gewählt, dass die sich ausdehnenden Gase das Wasser- nur etwa bis zu der strichpunktiert gezeichneten Linie 50 schieben können.
Von dieser Linie an zie hen sich die Gase dann wieder zusammen. Durch die ses Zusammenziehen und durch die Trägheit des schnell ausströmenden Wassers besteht in den Kam mern 7 und 8 des Verbrennungsraumes ein Vakuum und dadurch wird frisches Brennstoffgemisch durch das Tellerventil 10, dem Vergaser 11 und die Pumpe 4 angesaugt.
Gleichzeitig saugt das Vakuum durch das umlaufende Rückschlagventil 16 Wässer durch die vordere Einlassöffnung an, und auch mit Hilfe des durch die Fahrgeschwindigkeit entstehenden Staudruckes wird so das Schubrohr 2, 3 wieder schnell mit Wässer gefüllt. Nun wiederholt sich der geschilderte Vorgang- bei der nächsten Zündung im Verbrennungsraum.
Die Leistung des Motors wächst mit der Explo sionszahl je Zeiteinheit. Je schneller die Explosionen einander folgen, um so grösser ist die Schubkraft. Abgesehen von dem guten Wirkungsgrad ist deshalb eine hohe Explosionszahl zur Erzielung einer guten Motorleistung wichtig. Sollte nun aber eine Explosion stattfinden, während im Schubrohr 2, 3 noch Vakuum herrscht, wird die Ansaugperiode rasch be endet. Das Klappenventil dient dazu, unnötige Wir belbildung auszuschalten, hat also für den thermi schen Verlauf und den Druckverlauf des geschilder ten Vorganges an sich keine Bedeutung.
Es soll nicht einfinal hermetisch schliessen, weil der nach der An saugperiode entstehende Überdruck im Schubrohrteil 2, welcher das Gehäuse des Wasser-Einströmventils 16 darstellt, und im Kammerabschnitt 8 ausgeglichen sein soll.
Das als Rückschlagventil wirkende Wasserein- lassventil 16 des Schubrohres ist nach Art eines um laufenden Turbinenrades ausgebildet, dessen Flügel um radiale Schwenkachsen drehbar sind und anderer seits unter dem Einfluss des durchströmenden Was sers, andererseits der Zentrifugalkraft stehen.
Die an dieses Wassereinlassventil gestellten Forderungen bestehen darin, dass das Ventil möglichst trägheits- los, rasch und zuverlässig arbeitet, dass es den hohen Explosionsdruck aushalten, nach der Explosion aber sofort wieder möglichst viel Wasser einlassen soll, dass es einen möglichst geringen Frontwiderstand und Durchflusswiderstand haben soll,
und dass es schliesslich von den im Wasser schwebenden kleinen und grösseren Unreinigkeiten nicht verstopft oder in seiner Funktion gestört werden darf. Das zu diesem Zweck entwickelte Rückschlagventil nach Art eines frei umlaufenden Turbinenrades erfüllt diese Bedin gungen in hervorragender Weise und lässt eine so hohe Explosionszahl zu (die mehrfache Anzahl an Explosionen in der Zeiteinheit, als es mit den bisher verwendeten Ventilen möglich war), dass das Wasser fast kontinuierlich durch das Schubrohr strömt.
Zu diesem Zweck ist in das Schubrohr eine frei umlau fende Nabe 21 eingebaut, die sich um die Mittelachse 22 wie eine kleine Freilaufturbine dreht, wenn das Wasser durch die- vordere Einströmöffnung 17 in das Schubrohr 2 einströmt. (Für die folgende Beschrei bung dieser Turbine vergleiche auch die Einzeldar stellungen der Fig. 9 und 10 des entsprechenden Tei les der zweiten Ausführungsform). Zur Herbeifüh- rung der Drehung sind in der Nabe Schaufeln 19 ge lagert, die um radiale Achsen als Klappen schwenk bar sind.
Durch strömungsgünstig geformte Leitkör- per 23 und 24 in der Strömungsbahn des Schubroh res wird dafür gesorgt, dass das Wasser möglichst reibungs= und wirbelfrei ein- und durchströmt. Bei diesem Einströmen, wenn im vorderen Teil 2 des Schubrohres ein niedrigererDruckherrscht als imAus- senwasser, bilden die Schaufeln 19 zusammen mit der Nabe eine Art von Turbinenrad, das sich während des Einströmens des Wassers schnell dreht.
Das Was ser strömt denn Schubrohr drallfrei zu, und die Dre hung der Nabe entsteht dadurch, dass auf jede Schau fel ein seitlich wirkender Eintrittsstoss wirkt, weil das zuströmende Wasser nach jeder Explosion erst die geschlossenen Schaufeln bzw. Klappen öffnen muss. Dadurch entsteht ein Drehmoment um die Ventil achse. Die Schaufeln sind dabei aus der quer zur Fahrtrichtung liegenden Umlaufebene der radialen Schaufelträgerachsen etwas nach hinten ausgeklappt, wie es gestrichelt in Fig. 10 für die Ausführungsform nach dem zweiten Ausführungsbeispiel angedeutet ist.
Bei der Explosion, wenn also im Innern des Schub rohres ein Überdruck herrscht, kehren die Schau feln 19 sofort aus der ausgeklappten Lage wieder in die Verschlusslage in der genannten Umlaufebene zurück. Sie legen sich dabei dann sofort auf die kon zentrischen Anschlag- und Auflageränder 25 und bil den dadurch eine ringförmige Scheibe,
die alle Was serbewegungen in Richtung auf die Einlassöffnung 17 zu verhindert. Diese Umwandlung aus Freiluftturbine zum Rückschlagventil verläuft periodisch mit der Ex plosionszahl unter ständigem Umlaufen des Rück schlagventils. Die in der Drehrichtung liegenden Kan ten 26 der Schaufeln oder Ventilklappen sind scharf ausgebildet, so dass alle zwischen sie geratenden ein strömenden Wasserpflanzen klein geschnitten werden.
und ohne die Gefahr von Verstopfungen auch wieder frei aus dem Ausstossrohr austreten können.
Zwischen der Wassereinlassöffnung 17 und dem vorderen Teil des Schubrohres 2, in welchem das um laufende Rückschlagventil gelagert ist, kann die Wan dung 27 im Vorderteil des Schubrohres aus elasti schem Material, z. B. Gummi, bestehen.
Wenn nach dem Einströmen des Wassers während der Explosion die Ventilklappen 19 sich schliessen und ein Nach strömen weiteren Wassers verhindert wird, so bewir ken der Staudruck und die kinetische Energie des vorne eintretenden Wassers, dass die Gummiwan dung 27 aufgeblasen, also die kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt wird. Diese poten tielle gespeicherte Energie verwandelt sich wieder in kinetische Energie in dem Augenblick, in dem die Klappen bzw.
Schaufeln des umlaufenden Rück schlagventils wieder aufgehen, wodurch das Wasser noch eine zusätzliche Beschleunigung für das Einströ men in den anschliessenden Teil des Schubrohres erhält.
Da die schnell nacheinander folgenden heftigen Explosionen im Verbrennungsraum und die dadurch auf die Wassersäule im Schubrohr ausgeübten Stösse die Gefahr einer unerwünschten Erschütterung des ganzen Motors und Bootskörpers herbeiführen könn ten, kann das Ende des Schubrohres als dämpfender Explosionspuffer 28 ausgebildet sein. In dieser Aus weitung des Ausstossrohres vor seinem Ausgang wer den auch die nach hinten ausströmenden Auspuffgase komprimiert. In dem Zwischenraum zwischen zwei Explosionen herrscht in diesem Pufferraum 28 ein grösserer Druck als im sonstigen Ausstossrohr 3. Da das Wasser aus diesem Pufferrohr dann ins Freie strömt, wird die Erschütterung stark gedämpft.
In an sich bekannter Weise sitzt ganz am Schluss des Aus- stossrohres noch ein trompetenartiger Diffusor 29, der die Rückstosskraft erhöht. Zum Anlassen des Motors muss zunächst das Treibstoff-Luftgemisch in den Verbrennungsraum 1 eingebracht werden. Dazu dient die Handpumpe 4. Beim Anheben des Pumpen- kolbens 13 gegen die Wirkung der Feder 31 strömt die Luft durch das dabei geöffnete Pumpenventil 30 in den Kolbenraum der Pumpe 4 ein.
Beim Loslassen des Pumpenkolbens wird dieser durch die Feder 31 wieder heruntergedrückt, wobei die Luft durch das Ventil 10 in den Verbrennungsraum 1 hineingescho ben wird. Beim Vorbeigehen am Vergaser 11 reisst die schnellströmende Luft dabei in üblicher Weise Treibstoffe mit. Beim Einpumpen herrscht im Verga ser und seinem Schwimmergehäuse 32 ein grösserer Druck als beim Ansaugen. Hierdurch könnten unter schiedliche Gemische mit verschiedenen Volumen verhältnissen Treibstoff zu Luft entstehen. Um das zu vermeiden, ist es zweckmässig, den Pumpenraum 4 durch ein Röhrchen 33 mit dem Schwimmergehäuse 32 oberhalb von dessen Treibstoffniveau zu verbin den.
Dadurch herrscht zwischen der Vergaserdüse und dem Schwimmergehäuse immer der gleiche Druckunterschied, unabhängig davon, ob der Motor saugt oder ob die Pumpe betätigt wird. Es ist also die gleiche Vergasereinstellung zum Einsaugen und zum Einpumpen verwendbar.
Die Fig. 5-11 zeigen ein anderes Ausführungs beispiel für einen Rückstossmotor nach der Erfin dung. Bei diesem ist der Verbrennungsraum in das Innere des Schubrohres gelegt. Grundsätzlich ist aber der Aufbau des Motors im wesentlichen derselbe wie bei dem vorangehend beschriebenen ersten Ausfüh rungsbeispiel.
Das strömungstechnisch günstig gestaltete Schub rohr ist in seinem Vorderteil mit 102 und in seinem mittleren- und rückwärtigen Teil mit 103 bezeichnet. Im Innern des Schubrohres zentriert liegt der Ver brennungsraum, dessen Wandungen gleichfalls nach strömungsgünstigen Gesichtspunkten gestaltet sind. Kräftige Bolzen halten den inneren Verbrennungs- raumkörper innerhalb des Schubrohres fest, und vorn sorgen geeignete durchbrochene Führungen für Zen- triereng der beiden Motorteile ineinander.
Die Ver bindung des inneren Verbrennungsraumes mit dem Innenraum des Schubrohres wird durch eine ganze Reihe Durchbrüche 105 in der Wandung des Ver- brennungsraumkörpers hergestellt. Diese Durchbrü che sind durch Klappenventile 106 abgedeckt. Diese Klappenventile sind besonders deutlich in Fig. 6 er kennbar. Sie sind dort mit ausgezogen und gestrichelt gezeichneten Linien in zwei verschiedenen Lagen dargestellt: die geschlossene Lage ist ausgezogen, und die aufgeklappte Lage ist gestrichelt gezeichnet. Der Schwenkpunkt dieser Klappen liegt vorn in der Wan dung des Brennkammerkörpers.
Der Verbrennungsraum, dessen Wandung mit 101 bezeichnet ist, besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel wiederum aus zwei Kammern 107 und 108, welche durch ein Flatterventil 109 mit- einander verbunden sind. Die Kammer 108 öffnet sich, wie bereits dargelegt, über die Durchbrüche 105 in den Raum des Schubrohres 102. Auf der entgegen gesetzten Seite des Verbrennungsraumes ist dieser mit der Anfahrpumpe 104 verbunden. Mit dieser Pumpe ragt der Motor aus dem Wasser. Oben hat die Pumpe einen Handgriff 142.
Durch diesen sind Ein stell- und Regelorgane für den Vergaser 111 geführt, der zwischen der Anlasspumpe und dem Verbren nungsraum liegt: Der obere geriffelte Stellknopf 143 dient zur Einstellung der Benzinzufuhr durch Verstel lung des in Fig. 7 sichtbaren Nadelventils; und der untere geriffelte Stellknopf 144 dient zur Einstellung der Luftzufuhr durch Verstellung des Lufttrichters im Vergaser.
Das zwischen den beiden Verbrennungskammer teilen 107 und 108 liegende flache Ventil 109 ist in Fig. 8 dargestellt. Das Ventil besteht aus einer Reihe von Zungen 109, die sich in der Mitte vereinigen und dort, wie es in Fig. 6 zu sehen ist, an einer pilzförmi- gen Unterlage festgelegt sind.
Dieser Pilzkörper dient gleichzeitig zur Wasserkühlung des Ventils, dessen Zungen sich im übrigen aus der Verbrennungskam mer 107 in die Kammer 108 hinein öffnen, so wie es in Fig. 6 gestrichelt dargestellt ist. In der Schliesstel- lung legen sich die einzelnen Zungen gegen An schläge des Wandungskörpers 101.
An der Eintrittsseite wird die Kammer 1.07 durch ein federbelastetes Tellerventil 110 abgeschlossen, durch welches das Treibstoffgemisch angesaugt wird. Bei diesem Vorgang strömt die Verbrennungsluft durch die Öffnungen 112 im Pumpengehäuse und durch den im Betriebszustand stillstehenden Kolben 113 der Handluftpumpe zum Vergaser 111. Auch bei dieser Ausführungsform sitzt am Schaft des Pumpen- Kolbens ein Kolbenkörper 113, der mit einem Auf sitzrand seitlich abdichtet.
Am Boden besitzt er zwei Klappen 1'30, die sich beim Einsaugen des Brenn stoffgemisches nach unten öffnen, wie es in Fig. 11 gestrichelt dargestellt ist. Eine Feder 131 sucht den Pumpenkolben unten zu halten. Andere kleine Spiral federn 141, die um die Schwenkachsen der Klappen 130 gelegt sind und sich mit ihrem einen Ende am Körper des Pumpenkolbens und mit ihrem an deren Ende auf die genannten Klappen stützen, füh ren diese Klappen 130 bei Aufhören des Durch strömens des angesaugten Gemisches leicht in die horizontale Verschlusstellung zurück.
Die Pumpen klappen 130 nehmen dann die in Fig. 5 durch die voll ausgezogen gezeichnete Linie angedeutete horizontale Lage ein, während sie während des Durchströmens der Luft in der Öffnungsstellung die in Fig. 5 und 11 gestrichelt eingezeichnete Lage haben.
Hinter dem Einlassventil 110 liegt auch bei der zweiten Ausfüh rungsform die Zündkerze 114, welche der Zündkerze 14 in der ersten Ausführungsform entspricht und durch dasselbe Zündgerät gesteuert wird, welches oben für die erste Ausführungsform des Motors näher beschrieben und in Fig. 4 schematisch veran schaulicht ist.
Zündkerze 114 und Vergasergehäuse 132 mit Schwimmer usw. sind in einer stromlinienförmigen Verkleidung am Gehäuse 113 des Schubrohres ange bracht. Die Stromzuführung zur Zündkerze und die Brennstoffzufuhr zum Schwimmer erfolgen durch nach oben ragende Anschlüsse dieser beiden Ele mente.
Um zu vermeiden, dass beim Betrieb unter schiedliche Brennstoff-Luftgemische mit verschiede nen Volumenverhältnissen dieser beiden Komponen ten dadurch entstehen, dass beim Einpumpen im Ver gaser und seinem Schwimmergehäuse 132 eint grösse- rer Druck herrscht als beim Ansaugen; so ist auch bei dieser Ausführungsform durch ein Röhrchen 133 eine Verbindung zwischen dem Schwimmergehäuse 132 und dem unteren Teil des Pumpenraumes ge schaffen und zwar oberhalb des Treibstoffniveaus im Schwimmergehäuse.
Dadurch herrscht also zwischen der Vergaserdüse und dem Schwimmergehäuse immer der gleiche Druckunterschied, unabhängig davon, ob der Motor saugt, oder ob die Pumpe betä tigt wird. Die gleiche Vergasereinstellung ist also zum Einsaugen und zum Einpumpen verwendbar.
Wird das vergaste Brennstoff-Luftgemisch an der Zündkerze 114 gezündet, so schiebt auch hier die dabei auftretende Druckwelle das explosive Gasge misch aus der ersten Kammer 107 durch das Flatter- vetil 109 schneller in die Kammer 108 hinüber, als die Flammenausbreitung verläuft. In der zweiten Kammer 108 wird also eine vorkomprimierte Treib stoff-Luftmischung gebildet, wie sie für eine mög lichst hohe Leistung wünschenswert ist.
Die Flamme schlägt dann schliesslich durch das selbstverständlich aus entsprechend hitzebeständigem Werkstoff beste hende Flatterventil 109 hindurch und zündet auch die komprimierte Mischung in der Kammer 108. Die sich ausdehnenden Verbrennungsgase treten nun mit gros- ser Heftigkeit durch das Klappenventil 106 (gestri chelt gezeichnete Lage nach Fig. 5 und 6) hindurch mit grosser Heftigkeit in das Innere des Schubrohres 102 ein und stossen das in diesem befindliche Wasser aus dem Ausstossteil 103 nach hinten hinaus (Pfeil 115).
Während dieses Vorganges verhindert das im Vorderteil des Schubrohres ängebrachte Rückschlag ventil 116, dass auch Wasser durch die Einlassöff nung 117 ausströmen kann. Die Länge des Ausstoss- rohres 103 ist so gewählt, dass die sich ausdehnenden Gase das Wasser etwa nur bis zu der strichpunktiert gezeichneten Linie 150 (Fig. 5) schieben können. Von da an ziehen sich die Gase dann wieder zusam men.
Durch dieses Zusammenziehen und durch die Trägheit des schnell ausströmenden Wassers entsteht in den Kammern 107 und 108 ein Vakuum, durch welches frisches Brennstoffgemisch durch das Teller ventil<B>110,</B> den Vergaser 111 und die Pumpe 104 an gesaugt wird. Das Vakuum säugt gleichzeitig auch durch das umlaufende Rückschlagventil 116 Wasser in die vordere Einlassöffnung 117 ein. Bei der so vor sich gehenden Wiederfüllung des Schubrohres 2, 3 mit Wasser wirkt auch der durch die Fahrtgeschwin digkeit entstehende Staudruck mit. Nunmehr wieder holt sich der vorstehend geschilderte Vorgang.
Das als Rückschlagventil wirkende Wasserein- lassventil 116 ist in den Fig. 9 und 10 im einzelnen dargestellt. Das Ventil ist nach Art eines frei umlau- Ienden Turbinenrades ausgebildet. Während das ent sprechende Ventil 16 bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform in einem zu diesem Zweck mitten im Schubrohr angebrachten Lagerkörper ruhte, wird für die Lagerung des Ventils bei der zweiten Ausfüh rungsform gemäss den Fig. 5 und 6 gleich der im Schubrohr befindliche Verbrennungsraumkörper be nutzt.
Dieser trägt zu diesem Zweck in seinem vorde ren Teil eine frei umlaufende Nabe 121, die sich um eine Mittelachse 122 wie eine kleine Freiluftturbine dreht, wenn das Wasser durch die vordere Ein- strömöffnung 117 in das -Schubrohr 102 einströmt. Radial zur Mittelwelle 122 sitzen an der Nabe<B>121</B> eine Reihe von Schwenkachsen 120 für fahnenartige Schaufeln oder Klappen 119. Diese Klappen sind um die genannten radialen Achsen 120 schwenkbar.
Strömungsgünstig geformte Leitkörper 123 und 124 sorgen am vorderen und am hinteren Ende des im Innern des Schubrohres gelagerten Verbrennungs- raumkörpers für möglichst reibungs- und wirbelfreies Einströmen und Abströmen des Wassers. Beim Ein strömen im vorderen Teil des Schubrohres 102 bil den die Schaufeln 119 zusammen mit der Nabe 121 eine Art Turbinenrad, das sich während des Einströ- mens des Wassers schnell dreht, wie es bereits oben bei der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels dargelegt wurde.
Nach jeder Explosion schliesst sich das Ventil 116 dann wieder für kurze Zeit, wobei sich die Schaufeln 119 auf die konzentrischen An schlag- und Auflageränder 125 legen und dann eine ringförmige geschlossene Scheibe bilden, die jede Wasserrückströmung in Richtung auf den Einlass 117 zu verhindert. Auch hier können wiederum mit Vorteil die Vorderkanten der Schaufeln 119 ange- schärft werden, um eingesaugte Pflanzenteile zu zer schneiden, wie es für die Schaufeln 19 des Ventils 16 im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurde.
Ebenso kann auch bei der zweiten Ausführungsform am Schluss des Ausstossrohres 103 in bekannter Weise ein trompetenartiger Diffusor 129 angeordnet wer den, der die Rückstosskraft erhöht.
Das Anlassen des Motors erfolgt grundsätzlich in derselben Weise, wie es oben für das erste Ausfüh rungsbeispiel beschrieben wurde, nän-lich durch An heben des Pumpenkolbens 113 gegen die Wirkung der Feder 131, so dass die Luft durch das dabei ge öffnete Pumpenventil 130 in den Pumpenraum 104 einströmt. (Fig. 11). Beim Loslassen des Pumpenkol bens drückt die Feder 131 diesen dann wiederum nach unten, wobei die Luft mit Hilfe der inzwischen in die Schliessstellung übergegangenen Klappen 130 durch das Einlassventil 110 in den Verbrennungs raum 107 hineingeschoben wird.
Der weitere Vor gang ist grundsätzlich derselbe wie bei dem anderen Ausführungsbeispiel.