DE2142233A1 - Freikolbenmaschine - Google Patents

Description

DA/G-4382

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Beschreibung . .

zu der

: Patent- und Gebrauchsmusteranmeldung

des

Anton Braun,
Minneapolis, USA

betreffend

Freikolbenmaschine (Priorität: 24. August 1970, USA, Nr. 66 386)

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freikolbenmaschine mit einem Arbeitszylinder mit einem Kraft si; of feinlaß und einem "Auslaß, die in "einer gewünschten .normalen Arbeitsfolge schließbar und offenbar sind, mit einem im Arbeitszylinder längs eines "Weges zwischen einem inneren und einem äußeren Umkehrpunkt, die von Hub zu Hub veränderlich sind, hin- und herbeweglichen Arbeitskolben und mit einer Einrichtung, durch die wiederholt im Arbeitszylinder Verbrennungen hervorgerufen werden , um den Arbeitskolben während· des Normalbetriebs der Maschine anzutreiben, sowie ein Verfahren zum. Starten derselben.

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Es sind bereits i'reikolbenmaschinen bekannt, die auf verschiedene Arten gestartet werden. Bei einer bekannten Freikolbenmaschine werden der Arbeitskolben und die mit ihm verbundenen Teile in der-iTähe de*s äußeren Tot- oder Umkehrpunktes festgehalten oder verriegelt, d. h. an einer Stelle, die der Kolben beim oder/Ln der Mhe des Starts eines Kompressionshubs unmittelbar vor einem gewünschten Arbeitshub einnimmt. Während der Kolben derart festgelegt ist, wird eine getrennte Druckluftquelle zum Aufbau eines beträchtlichen Druckes in einer Kompressorkammer gegen eine Fläche eines Kompressorkolbens in einer Richtung aufgebaut, so daß der Kolben durch den Arbeitsabschnitt des Kompressionshubs gedrücktywird. Beim lösen der Kolbenanordnung treibt dieser zusätzliche Druck den Kolben durch den Kompressionshub, und zwar mit einer ausreichenden Kraft, um entweder den hohen Kompressionsgrad in der Brennkammer des Arbeitszylinders zu erreichen, der zur Kompressionszündung einer Dieselmaschine notwenig ist, oder das zwar etwa niedrigere, jedoch immer noch sehr hohe Kompressionsverhältnis, wie es gewöhnlich am Zündpunkt einer mit Funkenzündung betriebenen Maschine erreicht·wird.

Bei einigen bekannten Freikolbenmaschinen werden auch, statt den Arbeitskolben in einer Stellung festzuklemmen und ihn dann unter hohem Druck zu lösen, mittels hierfür vorgesehener Einrichtungen in einer Kompressorlammer oder dergleichen der Freikolbenmaschine eine Reihe von starken Druckluft impuls en erzeugt, um den Kolben hin- und herzutreiben. Dabei steigen die

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Hublänge und die Brennkammerdrücke allmählich an, bis der Brennkammerdruck schließlich hoch genug ist, um eine Kompressionsoder Funkenzündung am inneren Umkehr- oder Totpunkt zu erreichen, der sehr genau dem normalen Umkehrpunkt des Arbeitskolbens während des Normalbetriebs der Maschine entspricht.

Bei den Preikolbenmaschinen, bei denen der Arbeitskolben verriegelt und dann unter beträchtlicher Krafteinwirkung gelöst wird, besteht die Gefahr einer Zerstörung der Teile. Bei sämtlichen bekannten Starteinrichtungen für Preikolbenmaschinen werden sehr hohe Luftdrücke benötigt, um die hohe Kompression in der Brennkammer zu erreichen, die für die normale Zündung notwendig ist. Hierzu gehört auch die aus der US-Patentschrift 2 982 271 bekannte Tandem-Preikolbenmaschine, bei der das brennbare Gemisch in einem der abwechselnd wirksamen Arbeitszylinder durch einen Funken gezündet wird. Die erste Funkenzündung erfolgt, nachdem zunächst in beide Zylinder Druckluft zugeführt wurde. Darauf wird der Kraftstoff in die Druckluft eingespritzt, so daß das brennbare Gemisch sehr hohe Drücke annimmt, die mehr in der Nähe des normalen Kompressionsverhältnisses als in der Nähe des Atmosphärendrucks liegen.

Die bekannten Preikolbenmaschinen arbeiten sämtlich nach dem "Alles-Oder-Nichts-Prinzip", d.. h. die erste Zündung und der erste Arbeitshub der Maschine reichen entweder aus, um die Maschine in den Normalbetrieb zu bringen, oder es muß ein neuer.

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Start versucht werden. Es fehlt bei den-bekannten Freikolbenmaschinen die Möglichkeit in aufeinander folgenden Arbeitshüben allmählich auf den Normalbetreib überzugehen, so daß der Normalbetrieb nach einem nicht ausreichenden ersten Hub oder einer Fehlzündung nicht erreicht werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach wirkende Freikolbenmaschine zu schaffen» bei der beim ersten Arbeitshub keine hohen Drücke in der Brennkammer notwendig sind und die keine großen Mengen an Druckluft für den Startzyklus benötigt.

Die erfindungsgemäße Freikolbenmaschine zeichnet sich aus durch eine eine Start-Brennkammer in Verbindung mit dem Arbeitszylinder begrenzende Einrichtung, durch eine Einrichtung zur Zufuhr eines brennbaren Startgemischs in die Start-Brennkammer, durch eine Zündeinrichtung zur Zündung des Startgemischs in der Kammer,/durch eine Einriehtung^ur anfänglichen Zündung der Zündeinrichtung an einer ersten Stellung des Kolbens, in der der Druck des Gemischs in der Startkammer beträchtlich unterhalb des wäh-? rend des Normalbetriebs üblichen Kompressionsverhältnisses liegt, durch die eine Verbrennungsexpansion des brennbaren Gemischs hervorgerufen wird, wobei die durch die Verbrennungsexpansion erzeugte Energie auf den Kolben übertragen wird, um eine schnelle Hin- und Herbewegung des Arbeitskolbens zu seinem äußeren gewünschten Umkehrpunkt zu bewirken und dadurch den normalen Maschinenbe-

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trieb einzuleiten und wobei die Einrichtung, die wiederholte Verbrennungen in dem Arbeitszylinder bewirkt, so betätigbar ist, daß während des Übergangsbetriebs, während/üessen die Maschine zum Jtformalbetrieb ünergeht, und während des normalen. Maschinenbetriebs, die Verbrennung bei anderen Stellungen der Kolben erfolgt, bei denen beträchtlich höhere und normalere Kompressionsdrücke des brennbaren Gemischs im Arbeitszylinder erreicht werden.

In einer Aüsführungsform wird mit Hilfe der Startvorrichtung ein brennbares Gemisch erzeugt, das bei einem Druck mittels eines Funkens zündbar ist, der entweder in der Nähe des Atmosphärendruckes oder wenigstens beträchtlich untor dem normalen hohen Kompressionsverhältnis während des Betriebs liegt. Diese Gemisch wird in dfe Brennkammer eingeleitet, der Arbeitskolben wird in eine Stellung gebracht, in der wenigstens die Einlaßöffnungen des Arbeitszylinders im wesentlichen verschlossen sind, und das Gemisch wird mittels eines Funkens gezündet. Durch die hierbei entstehende Verbrennung wird der Arbeitskolben nach außen zu seinem äußeren Tot- oder Umkehrpunkt getrieben. Von dort wird er für einen nachfolgenden Kompressionshub durch die üblichen Rückholenergie-Quellen einer solchen einfach wirkenden Freikolbenmaschine zurückgeführt, d. h. mittels des im Arbeitsvolumen .des Kompressors entwickelten Drucks, oder mit Hilfe einer Kombination dieser oder anderer ähnlicher Kräfte.

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Bei diesem anfänglichen schwachen Kompressionsarbeitshub kann genügend RUckholenergie erzeugt werden, um den Arbeitskolben im Arbeitszylinder in eine Stellung zu bringen, an derdie stellungsabhängige Steuereineinrichtung bekannter Freikolbenmaschinen eine weitere Verbrennung und einen verhältnismäßig schnellen Übergang auf den Normalbetrieb bewirkt. Erfindungsgemäß sind Einrichtungen vorgesehen, durch die die Steuerung der Einrichtung, durch die die Verbrennung hervorgerufen wird, in allmählichem Übergang möglich ist. Diese Einstellung kann von · Hand erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform der jerfin- dungsgemäßen Freikolbenmaschine wird wenigstens die nachfolgende Übergangszündung automatisch gesteuert, oder es werden die Zündpunkte in vorherbestimmbarer Zeitbeziehung zu dem Augenblick automatisch gesteuert, in dem der Arbeitskolben am Ende eines solchen Übergangs-Kompressionshubs seine Bewegungsrichtung umkehrt, und zwar ohne Berücksichtigung von Änderungen der tatsächlichen Arbeitskolbenlage innerhalb seines Zylinders im Umkehrzeitpunkt. Heicht die beim anfänglichen Start-Verbrennungshub erzeugte Kraft nur aus, den Arbeitskolben in eine Stellung kurz vor dem inneren Umkehrpunkt beim Normallauf zurückzubringen, so wird ein zweiter Verbrennungshub in Abhängigkeit von einer auf die Bewegung des Arbeitskolbens bezogene Kenngröße gezündet, die in vorherbestimmbarer Zeitbeziehung zum UmkehrZeitpunkt des Kolbens beim Start eines Arbeitshubs steht. Hierdurch ergibt sich ein zweiter Arbeitshub, während·die normale positionsabhängige Zündeinrichtung bekannter Freikolbenmaschinen nicht mehr

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betätigt würde. Durch die erfindungsgemäße Zündung der Verbrennung In der Nähe des Umkehrzeitpunktes des Arbeitskolbens bei jedem nachfolgenden Übergangshub wird der Hub des Arbeitskolbens immer mehr vergrößert, bis er schließlich durch die normale Arbeitshubstrecke läuft.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Freikolbenmaschine eine Meß- oder Fühleinrichtung, die auf eine bewegungsabhängige Kenngröße des Arbeitskolbens anspricht, die in einer vorherbestimmten Beziehung zu dem Augenblick steht, zu dem der Arbeitskolben den Umkehrpunkt am Ende jedes Kpmpressionshubs erreicht, und die für verschiedene Arbeitshübe im wesentlichen unabhängig ist von der tatsächlichen Lage des Arbeitskolbens im Augenblick der Umkehr. Die Meßeinrichtung erzeugt ein dem augenblicklichen Wert der gewählten bewegungsabhängigen Arbeitskolben-Kenngröße analoges Meßsignal. Das Meßsignal wird einer Steuereinrichtung zugeführt, die zu einem gewünschten, auf die Kolbenumkehr bezogenen Augenblick die die Verbrennung hervorrufende Einrichtung betätigt.. Die Steuereinrichtung kann eine einstellbare Steuer- oder Zeitverzögerungseinrichtung enthalten, mit der die Zeitbeziehung zwischen der Betätigung der die Verbrennung hervorrufenden Einrichtung und dem Moment der Kolbenumkehr am Ende .des Kompressionshubs geändert werden kann;

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Das erfindungsgem&ße Verfahren zum Starten einer Freikolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß dem Arbeitszylinder ein brennbares Startgemisch zugeführt wird, das bei Drücken zündfähig ist, die wesentlich unterhalb des normalen Kompressionsdrucks der Maschine liegen, daß der Arbeitskolben in Richtung zum inneren Umkehrpunkt in eine Zwischenstellung bewegt wird, in der der Kraft stoffe inla S und der Auslaß wenigstens im wesentlichen geschlossen sind, und daß das brennbare Gemisch gezündet wird, während sich der Kolben in der Zwischenstellung befindet, so daß eine Kraft erzeugt wird, durch die zum Starten der Maschine der Arbeitskolben zum normalen äußeren Kolben-Umkehrpunkt bewegt wird.

Vorzugsweise wird die Einrichtung, durch die die Verbrennungen herbeigeführt ' wird, - nach der ersten Zündung po eingestellt, daß bei den nachfolgenden Übergangs-Arbeitshüben die Zündung allmählich bei den nachfolgenden Übergangs-Arbeitshüben an Punkten erfolgt, die schrittweise von der Zwischenstellung zum gewünschten normalen inneren Kolben-TJmkehrpunkt verschoben sind, bis die die Verbrennung bewirkende Einrichtung die Maschine im Normalbetrieb laufen läßt.

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Durch die Funkenzündung einer Gasfüllung bei einem beträchtlich unter dem normalen Kompressionsverhältnis oder Funkenzündiangsdruck als Mittel zum Erreichen der ersten Startbewegung einer einfach wirkenden Freikolbenmaschine sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Startvorrichtung zusammen mit anderen Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung der TTierbrennung während des Übergangs vom Start zum Normalbetrieb anwendbar. Dieser Übergang kann von Hand durch eine geeignete Einstellung des Zündpunktes gegenüber der Stellung, an der die Startzündung auftritt, zu den Punkten eingestellt werden, die schrittweise näher am gewünschten oberen Totpunkt des Kolbens während des Normalbetriebs liegen.

Erfindungsgemäß können auch eine auf die Umkehr bezogene, die Verbrennung einleitende Einrichtung und eine entsprechende, auf die Stellung ansprechende Einrichtung gemeinsam verwendet werden. In einer Ausführungsform ist die erste Zündung für den ersten Starthub abhängig vom Eintreffen des Arbeitskolbens an einer bestimmten gewünschten Stelle·, während die Verbrennung während der nachfolgenden Übergangs-Arbeitshübe durch eine auf die Umkehr bezogene Zündeinrichtung gesteuert wird. Die auf die Umkehr bezogene Einrichtung dieser Ausführungsform wird vorzugsweise zur Steuerung der Verbrennung während des üormalbetriebs verwendet.

In einer anderen Ausführungsform ist die auf die Umkehr bezogene Zündeinrichtung so aufgebaut, daß sie sowohl die erste

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Startverbrennung als auch die Verbrennung bei den nachfolgenden Ubergangs-Arbeitshüben zünden kann. Auch kann eine getrennte Stellungsabhängige Zündeinrichtung bei dieser Ausführungsform vorgesehen sein, um*die Wirkung der auf die Umkehr bezogenen Zündeinrichtung zu unterstützen.

Bei dieser Kombination kann an einer bestimmten Stelle während eines bestimmten Arbeitshubs gezündet werden, und zwar bevor oder nachdem die auf die Umkehr bezogene Einrichtung anderenfalls zünden würde. Diese auf die Stellung ansprechende ZUn-' dung kann dann angewendet werden, wenn sonst bei einzelnen Übergangs- oder Betriebs-Kompressionshüben der Arbeitskolben nach innen über den gewünschten optimalen inneren Umkehrpunkt hinaus bewegt würde, oder/bei einem unerwarteten Ausfall der auf die Umkehr bezogenen Zündeinrichtung während eines bestimmten Hubs eine Zwangszündung zu erreichen. Gewünschtenfalls kann die auf die Umkehr bezogene Zündung nur während der Ü bei" gangs hübe und/ oder des ersten Starthubs angewendet werden und die stellungsabhängige Zündung für die nachfolgenden rormalen Arbeitshübe. Hierdurch ergibt sich erfindungsgemäß eine vorteilhafte Kombination einer selektiv umkehrabhängig und stellungsabhängig arbeitenden Zündvorrichtung für Freikolbenmaschinen.

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Unter einer auf die Umkehr oder Bewegung bezogenen Arbeitskolben-Kenngröße ist eine beliebige Kenngröße zu verstehen, die in einer vorherbestimmten Beziehung zu dem Moment steht, zu dem der Arbeltskolben einen Umkehrpunkt am Ende eines Kompiessicmshubs erreicht, und die im wesentlichen unabhängig ist von Änderungen der tatsächlichen Lage des Kolbens innerhalb seines Zylinders im Umkehrmoment bei unterschiedlichen.Arbeitshüben. Eine entsprechende Heßeinrichtung erzeugt ein Signal, das ein Maß ist für die Bewegung oder Beschleunigung des Arbeitskolbens· innerhalb der Freikolbenmaschine, im Gegensatz zur genauen Stellung des Kolbens längs seines Weges.

Die auf die Bewegung bezogene Kenngröße ist zu unterscheiden von einer stellungsabhängigen oder Verschiebungs-Kenngröße, die direkt die Stellung oder Verschiebung des Arbeitskolbens angibt. Beispiele für solche Verschiebungs-Kenngrößen sina/Stellung von Teilen, die mechanisch mit dem beweglichen Arbeitskolben innerhalb einer Freikolbenmaschine verbund den sind, und die Verstellung oder Lage eines Mockenstößels, der auf einer am Arbeitskolben befestigten Nockenfläche innerhalb einer derartigen Maschine läuft und in jedem Zyklus an einer im wesentlichen festen Stelle eine Auslösung bewirkt. Der Ausdruck "stellungsabhängig" ist hier zusammen mit Ausdrücken wie "Kenngröße", "Zündeinrichtung", "Steuereinrichtung", "die Verbrennung bewirkende Einrichtungen" oder dergleichen vesrendet,

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um anzuzeigen, welcher Vorgang an einer bestimmten Stelle längs der Bewegungsbahn eines frei hin- und herlaufenden Maschinenelemente geschieht,' ohne Rücksicht auf Änderungen der Zeit oder der Lage, zu der das Maschinenelement am Ende eines Kompressionshubs die Richtung umkehrt.

Der Ausdruck "Kraftstoff" ist hier in seiner breitesten Bedeutung gemeint. Er schließt jegliches Gas oder/ Gasgemisch ein, wie· es üblicherweise bei Preikolbenmaschnen verwendet wird. Beispielsweise kann der Kraftstoff aus einem brennbaren Gas bestehen, einem brennbaren Gemisch aus. Gas und Luft, oder aus einer, Luftfüllung, in die der Brennstoff in der nähe des Endes eines Kompressionshubs eingespritzt wird.

Die Ausdrücke "die Verbrennung bewirkende Einrichtung" und "Zündeinrichtung" und dergleichen sind in ihrer breitesten Bedeutung verwendet, außer wo eine speziellere Bedeutung gegeben ist. Sie schließen beispielsweise die Zündkerze, die Zündschaltung einer Funkenzündungsmaschine und die Brennstoffeinspritzung einer KompressionsZündungsmaschine sowie andere Äquivalente dieser Einrichtungen ein.

Der Ausdruck "einfach wirkend" wird hier in Verbindung mit Freikolbenmaschinen verwendet, bei denen der Arbeitskolben und die mit ihn verbundenen Teile in aufeinander folgenden

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Arbeitsschüben in nur einer Richtung angetrieben werden, Hierzu im Gegensatz stehen sogenannte doppelt wirksame Maschinen oder Tandem-Maschinen, bei denen diese Teile in abwechselnd aufeinanderfolgenden Arbeitshüben angetrieben werden, wobei einem

Arbeitshub in der einen Richtung ein Arbeitshub in der Gegenrichtung im nachfolgenden Arbeitszyklus folgt.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsfarmen wird die Erfindung ip folgenden näher erläutert. Es zeigen: . . . -

Fig* 1 schematisiert und z, T, im Querschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine} Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt einer Abwandlung eines Teils der Freikolbenmaschine der Fig, 1, bei der eine auf die Stellung ansprechende Steuereinrichtung, durch die die erste Verbrennung bei© anfängliGhen Starthub herbeigeführt wird, für die nachfolgenden Hübe automatisch in eine wirkungslose Stellung bewegt wird» falls ' : die Maschine startet und während des tibergangsbetriebs

und/oder während des liprmalbetriebs weiterläuft; und Fig« 3 eine der Fig, 1 ähnliche Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindun^gsgemäßen Freikolbenmaschine,

Die Figuren dienen ζμΓ Erläuterung des Arbeitsprinzips der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine, Sie sind d^her nicht als maßstäbliche Darstellungen anzusehen. Soweit im folgenden

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die Ausdrücke "links", "rechts", oder andere Lagebezeichnungen verwendet werden, so beziehen sich diese auf die Darstellungen in den Figuren, vom Betrachter aus gesehen.

In Fig. 1 ist eine erste AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine gezeigt.

Eine Freikolbenmaschine 17 enthält einen Leistungsteil 13, der a mi äußeren linken Ende der Maschine angeordnet ist und einen 'Arbeits- oder Kraftkolben 20 enthält, der längs der mittleren Längsachse der Maschine innerhalb eines Arbeitszylinders 21 hin- und herläuft. Das Gehäuse der Freikolbenmaschine 17 ist insgesamt mit 22 bezeichnet. Die Maschine ist mit herkömmlichen Einrichtungen zur Einleitung des Kraftstoffs und zur Ableitung des; verbrannten Kraftstoffs zu geeigneten Zeiten innerhalb des Maschinenzyklus versehen. Diese sind als Einlaßöffnung 14 und Auslaßöffnung \6 In der Wandung des A rbe its Zylinders 21 dargestellt.

Am rechten Ende der Freikolbenmaschine 17 ist beispielsweise ein nach außen komprimierender Kompressor 23 dargestellt. Eine horizontal längs der mittleren Längsachse der Freikolbenmaschina 17 angeordnete Kolbenstange 24 verbindet den Arbeitskolben 20 mit einem Kompressorkolben 26. Der Kompressorkolben 26 ist längs der mittleren Längsachse der Freikolbenmaschine 17 innerhalb eines Kompressorzylinders 28 hin- und herbeweglich.

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Ein Einlaßventil 30 und ein Auslaßventil 32 sind am rechten Ende des lCompressorzylinders 28 angeordnet und dienen als Ein- und Auslaß für ein Fluid in bzw. aus einer Kompressorkamaier 34 zwischen der rechten Oberfläche 36 des Kompressorkolbens 26 und der inneren Oberfläche der Endwand 33.

Ein Rückschlagventil 37 steuert den Druck in einer Kammer 42 zwischen der linken Oberfläche des Kompressorkolbens 26 und der innenwand 48 des Kompressorzylinders 27. Mit Hilfe des Rückscnlagventils 37 ist es möglich, die Kammer 42 als Gegendruckkammer zu betreiben, d. h. als Kammer, mit der durch die Kompression des Fluids während des nach links gerichteten Hubs zusätzliche Energie für den Arbeitshub nach rechts abgegeben wird, und in der durch die Expansion des Volumens in der Kammer 42 während eines Arbeitshubs nach rechts ein reduzierter Druck oder ein partielles Vakuum entsteht, so daß der Rückkehrhub der Kolben 20 und 26 nach links erleichtert wird.

Hit Hilfe einer Rückschlagventil-Feder 4o, die, wie durch den Pfeil 46 angedeutet, einstellbar ist, kann innerhalb der Kammer 42 ein Maximaldruck eingestellt werden. Höhere Drücke werden dann über eine Leitung 87, das Rückschlagventil 37 und einen Auslaß 88 abgeleitet. . ■ ·

Die Freikolbenmaschine 17 enthält weitere Bestandteile bekannter Art, die im einzelnen für das Verständnis der vorlier genden Erfindung unwesentlich sind. So sind beispielsweise an

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den Stellen, an denen die Kolbenstange-24 durch die Innenwände 48 und 49 hindurchgeht, herkömmliche Dichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen, durch die ein Ausströmen des Gases und Schmiermitr tels rings um die Kolbenstange 24 während deren Hin- und Herbewegung verhindert wird.

Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Startvorrichtung sollen zusätzliche Teile der vollständigen Freikolbenmaschine und der mit ihr verbundenen Belastungsmaschine bzw. Kompressors näher erläutert werden. Während des Betriebs wird das aus der Kompressorkammer 34 ausgestoßene Medium über das Einwegoder Auslaßventil 32 in eine Steuerventil-Einheit 32 abgeführt. Diese enthält eine Auslaßleitung 53, die mit einer weiteren, mit einem Speicher 56 in Verbindung stehenden Leitung 54 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Leitungen 53 und 54 wird durch ein federbelastetes Auslaßventil 57 gesteuert, dessen Ventilfeder 58 es normalerweise in die geschlossene Stellung drückt» Wenn die Maschine startet und in der Auslaßleitung 53 ein genügend hoher Druck zur Überwindung des Widerstands der Ventilfeder 58 erzeugt wird, kann das Auslaßventil 57 in die voll geöffnete Stellung schnappen, so daß zwischen den Leitungen 53 und 54 eine vollständige Verbindung besteht. Das aus dem Kompressor ausgestoßene Medium, beispielsweise Luft, wird so in den Speicher 56 abgeführt.

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Um den Druck in der Kompressorkämmer 34 zu entspannen* wenn die Maschine stillgesetzt wird j und die Anordnung zum Starten der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine zu erleichtern, ist an ein Ende der Steuerventil-Einheit 52 eine Druckablaßleitung 59 angeschlossen* Am anderen Ende der Leitung 59 ist ein Steuerventil 61 vorgesehen, das in Fig*1 in seiner normalen Arbeitsstellung gezeigt ist, in der die Druckabläßleitung 59 geschlossen ist. Das Steuerventil 61 verbindet mittels eines • Ventilkanals- 64 die· Druekäblaßieitühg 5^ mit einer weiteren Leitung 63, wenn sein beweglicher Steuerteil gegen den Druck einer Feder 62 nach oben bewegt wirdi Die Leitung 63 ist an die Kammer 65 des Auslaßventils 57 angeschlossen) so daß an dessen Rückseite ein Gegendruck erzeugt werden kann* Wird daher der Ventilkanal 64 in die obere Arbeitsstellung bewegt, so pflanzt sich der Druck in der Steuerventileinheit 52_S der bereits an der oberen oder vorderen Seite des Auslaßventils 57 anliegt, über die Leitungen 59. Und 63 bis zur Rückseite des Ventils 57 fort. Bei einem Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Ventils 57 drückt die Ventilfeder 58 augenblicklich das ventil in die geschlissene Stellung. Der Druck in der BieUervfentil-Einheit 52» in den Leitungen 59 und 63 undÄer Kammer 64 wird dann allmählich verringert* während der Ventükanal 64 sich in der oberen Stel·^ lung befindet,und zwar durch eine schematisch angedeutete AüslaJßöffnung 66, die zwischen dem Steuerventil 6i und der Kammer mit der Leitung 63 in Verbindung steht*

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Beim Stillsetzen der Maschine wird das Steuerventil 61 betätigt, um das Auslaßventil 57 zu schließen und so ein Entweichen des Druckes aus dem Speicher 56 zurück durch die Steuerventil-Einheit 52 zu verhindern. Das Auslaßventil 57 und seine Steuereinrichtungen bilden ein Einweg-Rückschlagventil für das aus der Steuerventil-Einheit 52 abgeführte Medium. Dieses Rückschlagventil arbeitet zwangläufig in beiden Richtungen zwischen der voll geöffneten Stellung, in der es einen vollen Auslaß für die KompresBorkammer 34- bildet, und der geschlossenen Stellung,. in der der Druck im Speicher 56 gehalten wird.

Das Steuerventil 61 kann beispielsweise mit dem Haupt-Zündschalter 67 verbünden werden, so daß das Ventil aus der Arbeitsstellung der Fig. 1 in seine obere Lage bewegt wird, in der der Ventilkanäl 64 die Leitungen 59 und 63 miteinander verbindet j wenn de? /uptschalter 67 zum Ausschalten der Zündung geöffnet wird.. Der Schalter 67 kann von Hand oder abhängig von einem vorherbestimmten Druck im Speicher 56 oder auf andere geeignete Weise geöffnet werden.

Die erfindungsgemäße Freikolbenmaschine enthält zur Vorbereitung eines Btartzyklüs eine Einrichtung zur Bewßgiang des Irbeits- und Kömpressorkolbens in eine vorherbestimmte Stellung. Hierzu dient ein Zweiwege-Ventil 68, das axial aus einer Stellung in eine andere beweglich ist, und das durch gleiche und einander gegenüberliegende Federn 69 und 70 normalerweise in der in Fig*l

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gezeigten Stellung gehalten wird. In dieser normalen Arbeitsstellung sperrt der Mittelabschnitt 72 des Zweiwege-Ventils 68 die Verbindung zwischen den noch näher zu beschreibenden Leitungen, die ausschließlich zur Positionierung der Kolben vor und während der Startoperation dienen. Eine Eingangsleitung 73 ist über schematisch gezeigte Ventile 74 und 76 mit dem Druckspeicher 56 oder einer anderen geeigneten Hilfsdruckquelle verbunden, deren Druck niedriger sein kann als der normalerweise im-Speicher 56 herrschende Druck. Zur Erzeugung eines herabgesetzten Druckes kann in der Einlaßleitung 73 ein Reduzierventil 77 vorgesehen sein.

Auf der Seite der Einlaßleitung 73 des Ventils 68 ist eine weitere Leitung 78 vorgesehen, die zum Ablassen des Drukkes zur Atmosphäre hin offen ist. Das Ventil 68 enthält ferner Ventilteile 79 und 81, die zur Querverbindung der Leitungen 73 und 78 auf der.einen Seite des Ventils mit Leitungen 82 und 83 auf der anderen Seite des Ventils 68 dienen. Die Leitung 82 ist bei 84 an die Kompressorkammer 34 angeschlossen. Die Leitung ist bei 86 an die Leitung 87 angeschlossen, die die Kammer 42 mit dem Rückschlagventil 37 und dem Auslaß 88 verbindet.

Wenn die Freikolbenmaschine 17 stillgesetzt ist und die Kolben 20 und 26 in die Startstellung gebracht werden sollen, wird zunächst das Zweiwege-Ventil 68.nach rechts betätigt, so daß der Ventilteil 79 die Leitung 73 mit der Leitung 83 verbin-

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det und aus dem Speicher 56 und dem Reduzierventil 77 Druckluft in die Leitung 87 und die Kammer 42 eingeleitet wird. Gleichzeitig verbindet der Ventilteil 79 die Leitung 82 mit der Auslaßleitung 78. Somit ist die Kompressorkammer 34 durch eine vollständig offene Verbindung mit der Atmosphäre verbunden, so daß in dieser Kammer bestehender Druck abgelassen wird. Durch den Druckunterschied zwischen dem verhältnismäßig hohen Druck in der Kammer 42 und dem Umgebungs- oder Atmosphärendruck in der Kompressorkammer 34 wird der Kompressorkolben 26 · zusammen mit den mit ihm verbundenen Teilen nach rechts zum äußeren Ende des Kompressorzylinders 28 gedrückt. Läßt man nun, wenigstens momentan, das Zweiwege-Ventil- 68 in seine in l'ig. 1 gezeigte normale Stellung zurückkehren, so bleiben der Kompressorkolben und die mit ihm verbundenen Teile zum Start ■ in ihrer rechten Stellung.

Das Starten erfolgt erfindungsgemäß mittels einer geeigneten Verbrennungskammer, in die ein brennbares Gas eingeleitet und mittels eines Zündfunkens gezündet wird. Obwohl dies mit einer beliebigen geeigneten Verbrennungskammer geschehen kann, beispielsweise mittels eines der Zylinder der Maschine oder auch einer Vorkammer eines solchen Zylinders, wird vorzugsweise eine reguläre Verbrennungskammer im Leistungszylinder 21 verwendet. Dieser Zylinder enthält eine Zündeinrichtung in Form

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einer Zündkerze 89«

Für einen Startzyklus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird 'der Arbeitszylinder 21 mit einem brennbaren Gemisch gefüllt, das durch die Einlaßleitung 14 in den Zylinder zugeführt werden kann. Ein als Block dargestellter Vergaser oder Mischer 91 ist auf normale Weise bei 92 an einen regulären Gasspeicher 93 angesdiossen. Während des Hormalbetriebs der Maschine führen der Vergaser und der Gasspeicher dem Arbeitszylinder 21 . zu-den richtigen Zeiten das erforderlich Gas zu, and zwar wenn der Einlaß 14 bei einer Auswärtsbewegung des Kolbens 20 am Ende: eines ' Arbeitshubs nach rechts offen ist*

Zum Starten der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine dient ein spezielles Startventil 94* das gwei Ventilteile 96 und 9? enthalt. Befindet sich der Ventilteil 96 im Hörmalbetrieb der Maschine in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, so ist das Startventil 94 geschlossen* Wird das Startvehtil nach links betätigt» so verbindet es elnaa schematisch dargestellten Hilfs-Luftspeicher Über eine Leitung 99 und eine Leitung 101 mit dem Vergaser 91* Die Verbindung erfolgt durch Ventilkanäle iö2 im Ventilteil 9f ■. Der Ventilteil 97 kann ferner einen weiteren Ventilkanal 103 enthalten, der den. Vergaser 91 Über Leitungen I08 und 107 mit einem Hilfa-Gasspsicher 104 verbindet»

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Im Betrieb wird durch Bewegung des Startventils 94- bzw. seines Ventilkörpers nach links in den Arbeitszylinder 21 ein brennbares Startgemisch aus Gas und Luft eingeleitet, wie es während des Startzyklus benötigt wird. Die Ililfsluft dient zur Herstellung eines brennbaren Gemischs beim anfänglichen Starthub, wenn die Freikolbenmaschine normalerweise mit dem Arbeitszylinder oder dem Gemisch mittels eines geeigneten Spülsystems zugeführter Luft arbeitet»Ein solches System ist in Fig. 1 schematisch mit Bezug auf eine Spülkammer 105 zwischendem Arbeitskolben 20 und der Innenwand 4-9 gezeigt* Ein Einlaß-ventil 108 läßt die Luft in die Kammer 105 eintreten, wenn sich der Arbeitskolben 20 nach links bewegt. Bewegt sich dann der Arbeitskolben 20 beispielsweise während eines Arbeitshubs nach rechts, so verbindet ein Auslaßventil 109 die Spülkammer. 105 je nach der Art der Maschine direkt mit der Einlaßöffnung 14 oder dem Vergaser bzw. dem Mischer 91· Somit ergibt sich während des Normalbetriebs durch die Bewegung des Arbeitskolbens 20 gegenüber der Spülkammer 105 ein' ausreichender Luftstrom zur richtigen Füllung des ArbeitsZylinders»

Da jedoch ein derartiges Spülsystem im Ruhezustand des Arbeitskolbens 20 vor einem Start keine Luft abgibt, wird erfindüttgsgemäß aus dem Hilfs-Luftspeieher 98 über das Startventil 94· die notwendige Luftmenge abgegeben, um zum Starten ein brennbares Gemisch im Leistungszylinder herzustellen»

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Bei einem Startzyklus der Freikolbenmaschine der Fig. 1 muß das Startventil 94 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in seine linke Stellung bewegt werden, in der der Ventilteil 97 den Hilfs-Luftspeicher und den Hilfs-Gasspeicher mit dem Vergaser 91 verbindet. Gleichzeitig wird nun das Zweiwegeventil 68, das vorher in die rechte Stellung gebracht wurde, in die linke" Stellung bewegt, so daß der Ventilteil 81 die unter niedrigem Druck stehende Luft von der Einlaßleitung 73 über die Leitung 82 mit der Kompressorkammer 34 verbindet und der Druck aus der Kamiaer 42 über die Leitung 78 zur Atmosphäre abgelassen wird. Durch den höheren Druck in der Kompressorkammer 34 werden der Kompressorkolben 26, die Kolbenstange 24 und der Arbeitskolben 20 in einer Art nach links bewegt, die ihrer Bewegung während eines regulären Kompressionshubs entspricht. Der Druck in der Kammer 34 braucht nicht besonders hoch zu sein, da er auf die verhältnismäßig große Fläche des Kompressorkolbens"26 wirkt. Er braucht nur so groß au sein, daß der Reibungswiderstand der Teile überwunden wird. So kann bei der erfindungsgemäßen Startvorrichtung an der Einlaßleitung 73 und am Hilfs-Luftspeicher 98 auch eine Hand-Luftpumpe verwendet werden. Der Druck an der Einlaßleitung 73 braucht beispielsweise nur um etwa 0,14 kg/cm über Atmosphärendruck zu liegen.

Bei der Bewegung nach links bewegt sich der Arbeitskolben 20 zunächst über das äußere Ende der Einlaßöffnung 14 hinweg und schließt allmählich diese Öffnung und die Auslaßöffnung

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16. Sobald, oder kurz nachdem die Einlaß- und Auslaßöffnungen 14 und 16 im wesentlichen geschlossen sind, wird das Zündsystem betätigt und an der Zündkerze 89 ein Zündfunken erzeugt, so daß das brennbare Gemisch im Arbeitszylinder 21 zündet und der erste Verbrennungs- oder Arbeitshub des Kolbens 20 nach rechts erfolgt. Der Zündfunke für die anfängliche Verbrennung wird bei dieser Ausführungsform durch eine stellungsabhängige Einrichtung erzeugt, d. h. durch eine Einrichtung, bei der die Zündung ■ in einer bestimmten Stellung des Leistungszylinders 20 und der zugehörigen Teile längs ihrer Bewegungsbahn ausgelöst wird. Beispielsweise ist ein Unterbrecher 112 auf einem einstellbaren Gleiter 113 angebracht, der in einem Führungsschlitz 114 in .Axialrichtung der Maschine beweglich ist. Ein Einstellknopf 116 ragt durch das Gehäuse nach außen, so daß die Betätigungsstelle einstellbar ist.

Der Unterbrecher 112 enthält einen beweglichen Kontakt 117 und einen festen Kontakt 118. Eine zwischen beiden liegende Feder 119 drückt die Kontakte voneinander weg, ein Anschlag 121 begrenzt die Aufwärtsbewegung des bewegliehen Kontakts 117. Der bewegliche Kontakt 117 trägt beispielsweise eine fidüe 120, die gegen einen Steuernocken 122 auflaufen kann. Dieser ist an an einem Halter 123 befestigt, der .wiederum an der Kolbenstange 24 oder an einem anderen geeigneten Teil der Maschine befestigt ist, das sich synchron mit dem Arbeitskolben 20 bewegt. Der bewegliche Kontakt ist über eine elektrische Leitung 124 und über

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einen Verbindungspunkt 126 der Schaltung mit der positiven Klemme einer Batterie 127 verbunden, deren negative Klemme bei 128 an Masse geführt ist. Eine weitere elektrische Leitung 129 verbindet den festen Kontakt 118 über einen Startschalter 136, einen Verbindungspunkt 141 und den Haupt-Zündschalter 6j mit der Primärwicklung 131 einer Zündspule 132. Die Sekundärwicklung 133 der Zündspule 132 ist über eine elektrische" Leitung 134 mit der Zündkerze 89 verbunden, die Zündspulenwicklungen 131 und 133 sind an Masse geführt. ' ·

Der Startschalter 136 wird bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform betätigt, wenn der Unterbrecher 112 während des Teils des Starts oder Laufs der Maschine eingeschaltet werden soll, während dessen die Zündung an einer bestimmten Stellung des Arbeits kolbens 20 längs seines Wegs im Arbeitszylinder erfolgen soll. In Pig. 1 ist der Arbeitskolben 20 an seinem äußeren Totoder Umkehrpunkt.gezeigt, wobei seine Arbeitsfläche in der durch einen gestrichelten Pfeil 137 gekennzeichneten Lage liegt. Während des Kormalbetriebs soll sich der Kolben während eines Kompressionshubs nach links bewegen, bis er einen normalen inneren Umkehrpunkt erreicht, der durch einen gestrichelten Pfeil 138 gekennzeichnet ist.

Während sich der Arbeitskolben 20 aus der Stellung

137 in die .Stellung 138 bewegt, wird der Arbeitszylinder 21 durch die Betätigung des Startieentils 94 mit einem brennbaren

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Gemisch gefüllt. Die Zündstellung ist mit Hilfe des Einstellknopfes 116 eingestellt, so daß die.Unterbrecherkontakte durch den Steuernocken 122 betätigt werden, wenn die innere Arbeitskolbenflache die Zwischenstellung 139 erreicht, d. h. einige Zeit nach Schließung der Einlaßöffnung 14 und der Auslaßöffnung 16, Jedoch bevor der Kolben den inneren Umkehrpunkt 138 erreicht. In der Stellung 139 ist der Druck des brennbaren Gemischs im Arbeitszylinder 21 geringer als während des regulären Laufs der .Maschine bei -vollem.Kompressionshub. Die Startbewegung· des Arbeitskolbens 20 von rechts nach links wird, wie bereits beschrieben', nur durch den über das Ventil 68 der Kammer 34 zugeführten Druck bewirkt. Da die Fläche des Kolbens 26 im allgemeinen größer ist als·die des Irbeitskolbens 20, kann durch einen gegebenen Druck in der Kammer 34 ein etwas größerer Druck in dem Arbeitszylinder erzeugt werden. Ein besonders hoher Druck ist erfindungsgemäß jedoch nicht notwendig.

Auf jeden Fall werden die Zünd- oder Unterbrecherkontakte mit Hilfe des Einstellknopfes 116 so eingestellt, daß die anfängliche Verbrennung für einen ersten Arbeitshub des Arbeitskolbens 20 in einer Stellung erfolgt, die der Kolben bei seiner Bewegung von rechts nach links sicher erreicht, wobei der Kolben sich nach links nur bis zu der Zwischensteilung 139 bewegen muß. Der anfängliche, bei geringer Kompression erfolgende Arbeitshub ergibt gewöhnlich eine geringere Kraft als der spätere normale

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Arbeitshub nach dem Starten der Maschine. Sie reicht ,jedoch aus, um die Hin- unr! Herbewegung de·»" Kolben einzuleiten. Der Einstellknopf 116 kann dann allmählich nach links "bewegt werden, so daß die nachfolgenden Arbeitshübe durch die Verbrennung allmählich immer näher am inneren Umkehrpunkt I38 gestartet werden. Each dem anfänglichen Verbrennungshub wird durch den Arbeitskolben 20 auch das normale Luft-Spülsystem durch die Spülkammer 105 und das Ventil 109 in Tätigkeit gesetzt, so daß durch die reguläre Zufuhr von Gas durch den Mischer 91 und von Luft .durch das Spülsystem in der folgenden Zeit eine normalere Verbrennung erreicht wird. Dann kann das Ventil 94 in seine rechte Stellung zurückgebracht werden, so daß die Zufuhr des Hilfsgases und der Hilfsluft unterbrochen wird, die anfänglich zugeführt wurden, um während des anfänglichen Starthubs die Erzielung eines richtig proportionierten brennbaren Gemische zu gewährleisten«

In der soeben beschriebenen Betriebsweise wird die allmähliche Einstellung des Zündpunktes von der Starthub-Verbrennung an der Kolbenstellung 139 in den Formalbetrieb, in dem die Verbrennung näher am normalen inneren Umkehrpunkt 138 erfolgt». durch Einstellung öer Zündstellung längs des Weges der Korben- "bewegung erreicht. Gemäß einem,weiteren Merkmal der Erfindung Isaan ,ieäoch die Zündsteuerung wenigstens während des Überganges Y©m ersten Starthub in den Normalbetrieb und vorzugsvjeise aueh während des Normalbetriebs erreicht 'werden₉ indem der Zündpunkt zeitlich auf einen vorherbestimmten Augea-

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blick eingestellt wird, der zu dem Augenblick in Beziehung steht,zu dem der Arbeitskolben 20 tatsächlich am Ende eines Kompressionshubs seine Bewegungsrichtung umkehrt und mit dem unmittelbar folgenden Arbeitshub beginnt. Eine solche, auf die Kolbenumkehr bezogene Steuerung ist unabhängig von Änderungen, die bei Freikolbenmaschinen zwischen den tatsächlichen Stellungen des Arbeitskolbens 20 im Umkehrmoment bei verschiedenen aufeinander folgenden Arbeitshüben auftreten können.

Zu diesem Zweck dient ein weiterer Unterbrecher 140, der zu dem Unterbrecher 112 parallel geschaltet ist. Der bewegliche Kontakt 14O^S ist über den Verbindungspunkt 126 mit der positiven Klemme der Batterie 127 verbunden. Der feste .Unterbrecherkontakt 140" ist mit dem Verbindungspunkt 141 in der elektrischen Leitung 129 verbunden, die an die Primärwicklung 131 der Zündspule 132 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt 141 liegt zwischen dem Haupt-Zündschalt er 6¹J und dem Startschalter 136, so daß der Unterbrecher 140 ständig in der Schaltung der Primärwicklung 131 liegt, unabhängig davon, ob der Startschalter 136 geöffnet oder geschlossen ist. So kann zum Starten der Startschalter 136 geschlossen werden, so daß der Unterbrecher die anfängliche stellungsabhängige Zündung an der Zündkerze 89 bewirkt, wenn der Arbeitskolben 20 die vorher^ewählte Startstellung erreicht. Der Startschalter 136 kann dann geöffnet werden, so

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daß der Zündpunkt während der nachfolgenden Übergangs- und Betriebs-Arbeitshübe durch den Unterbrecher 140 gesteuert wird.

Der Unterbrecher 140 wird durch den Stößel 142 einer Steuereinrichtung 143 gesteuert, durch die in'Abhängigkeit vom Umkehrmoment des Leistungskolbens 20 am Ende eines Kompressionshubs die'Kontakte des Unterbrechers 140 zu einer bestimmten Zeit geschlossen oder geöffnet werden. Die Steuereinrichtung der ]?ig. 1 enthält einen Zylinder 144 mit einer Steuer-Druckkammer 146, in der ein mit dem Stößel 142 verbundener Kolben 147 hin- und herbeweglich ist. Der Kolben 147 wird mittels einer Feder 148 nach links gedruckt, deren Spannung mittels eines in das Ende des Zylinders geschraubten Stellknopfes 149 einstellbar ist. Steigt der Druck ia der Kammer 146 auf einen durch die Einstellung der Feder 146 bestimmten Wert an, so wird der Stößel 142 nach rechts gedrückt und die Kontakte 140' und 14O" des Unterbrechers 14O schließen. .Bei einem Druckabfall in der Kammer i46zu einer einstellbaren Zeit, die zu dem inneren Umkehrpunkt des Kolbens in einer Beziehung steht, werden die Kontakte des Unterbrechers 14O geöffnet und an der Zündkerze 89 wird ein Zündfunken erzeugt.

Die Steuer-Druckkammer 146 empfängt über eine an einen Druck-Meßzylinder 152 angeschlossene- Leitung 151 Drucksignale. Iu dem Druck-Meßzylinder *152 ist ein Druck-Meßkolben 153 beweglich, der mittels einer Kolbenstange ·154 mit einem an der Kolben-

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stange 24 befestigten Führungsarm 156 verbunden ist. Die Bewegung des Meßkolbens 153 entspricht also der Bewegung des Arbeitskolbens 20. Der Kolben 153 erzeugt in dem Zylinder 152 Drücke, die auf die Steuer-Druckkammer 146 übertragen werden, und zwar in einer bestimmten Beziehung zur Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Arbeitskolbens 20 längs seines Weges. Die Steuereinrichtung 143 kann beispielsweise mittels einer Blende 157 einstellbar sein. Dies ist schematisch durch einen Pfeil 158 angedeutet. Durch die Blende. 157 ist eine beliebige Druckverringerung in der Kammer 146 und somit der Augenblick steuerbar-, zu dem die Kontakte des Unterbrechers 140 öffnen.

Bewegt sich also der Arbeitskolben 20 während eines Kompressionshubs vom äußeren Totpunkt 137 zum inneren Umkehrpunkt 138 nach links, so wird er zunächst auf eine Maximalgeschwindigkeit beschleunigt und dann allmählich abgebremst. Die Geschwindigkeit erreicht in einer bestimmten Stellung längs des Kolbenweges den Viert 1!IuIl₉ wo die den Kolben nach links treibenden Kräfte ausgeglichen und von den den Kolben nach rechts treibenden Kräften überschritten werden. Während der anfänglichen Beschleunigung nach links erzeugt der Meßkolben 153 in der Druckkammer 146 ein Drucksignal, so daß der Druck in der Kammer 146 schneller ansteigt, als er durch die Blende 157 wieder abgelassen werden kann. Somit schließt der Unterbrecher 140. Während der Arbeitskolben 20 in seiner nach links gerichteten Bewegung unmittelbar vor dem TJmkehrpmikt abgebremst wird, nimmt der

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Druckanstieg des Drucksignals vom Kolben 153 ab. Der Druck in der Kammer 146 wird dann über die Blende 157 abgelassen, so daß der Unterbrecher 140 öffnet. Durch richtige Einstellung der Spannung der Feder 148 und der Öffnung der Blende i^( Kann also der Unterbrecher 14O so geschlossen und geöffnet werden, daß in einer gewünschten Beziehung zum Umkehrzeitpunkt des Arbeitskolbens 20 an der Zündkerze 89 ein Zündfunke erzeugt wird. Diese Zeitsteuerung erfolgt, wenn sich der Kolben zum Umkehrzeitpunkt entweder in der_Uähe des normalen inneren Betriebs-Umkehrpunktes 133 oder in der Mähe des Startpunktes 139 oder an einer anderen Stelle längs seines Bewegungsbereiches befindet.

Durch öffnung des Hand-Startschalters 136 kann der Unterbrecher 112 abgetrennt werden, so daß durch ihn keine Frühzündungen nach der ersten Startverbrennung herbeigeführt werden» Dabei übernehmen die Steuereinrichtung 143 und der Unterbrecher 140 die nachfolgende Zündung in Beziehung zum inneren Umkehrpunkt des Arbeitskolbens 20. Alternativ kann mit Hilfe des in dem Schlitz 114beweglichen Einstellknopfes II6 der Unterbrecher 112 soweit nach links bewegt werden,, daß ein Auflaufen der Solle 120 auf den Steuernocken 122 unmöglich ist, auch wenn der Arbeits« kolben seinen normalen inneren Umfcehrpunkt 158 erreicht. Hierdurch kann der stellungsabhängigo Unterbrecher 112 wirkungslos gemacht vjerden.»

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Eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung zum Abschalten des Unterbrechers 112 nach der ersten Startverbrennung ist in Fig. 2 gezeigt. Hier ist statt des festen Steuernockens 122 an dem mit der Kolbenstange 24 verbundenen Halter 123 ein Steuermechanismus 123A vorgesehen, der ein bewegliches Steuernockenteil 161 am Ende eines Gewichts 162 enthält. Das Gewicht 162 ist in einem im Steuermechanismus 123A vorgesehenen Führungskanal 163 gleitend beweglich. Sine Feder 164 drückt das Gewicht 162 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung, in der der Steuernockenteil 161 so weit hervorsteht, daß die Rolle 120 des Unterbrechers 112 in der gleichen wie durch den Steuernocken 122 der Fig, 1 betätigt werden kann. Während des verhältnismäßig langsamen anfänglichen Kompressionshubs von rechts nach links bleibt das Gewicht 162 in der gezeigten Stellung, so daß die Zündung in cer gewünschten Kolbenstellung 139 der Fig. 1 erfolgt.

Nach erfolgreicher Zündung wird der Arbeitskolben 20 während des anfänglichen Arbeitshubs stark nach rechts beschleunigt. Infolge seiner Trägheit wird dann das Gewicht gegen die Feder 164 in den Körper des Steuermechanismus 123A zurückgezogen, so daß der Steuernockenteil 161 nicht soweit vorsteht, daß die ßolle 120 während der nachfolgenden Hübe auf ihn auflaufen kann. Um den Steuernockenteil 161 so lange in der rückgezogenen Stellung zu halten» als die Kolbenanordnung während der nachfolgenden Arbeitshübe stark beschleunigt wird, 1st das Gewicht 162 über'eine Kolbenstange 166 mit einem Kolben I67 in einem Hilfszylinder oder

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einer -kammer 163 verbunden, so daß seine Bewegung gedämpft wird. Durch eine große Öffnung I69 am rechten Ende des Hilfszylinders 168 kann Luft eintreten. Hierdurch wird die Bewegung des Kolbens 1o7 nach links erleichtert, wenn durch die Beschleunigung während des Arbeitshubs eine relative Bewegung des Gewichts 162 und der mit ihm verbundenen Teile in dieser Sichtung erfolgt. Diese Bewegung wird ferner durch ein Einweg- oder Rückschlagventil 171 am linken Ende des Hilfs- oder Dämpfungszylinders 168 ermöglicht, durch welches die Luft auf der linken Seite des Kolbens 167 schnell entweichen kann. Durch das Rückschlagventil 171 kann jedoch keine Luft eintreten. Der Hilfszylinder 168 kann nur über eine kleine Blendenöffnung 172 wieder aufgefüllt werden. Die Größe dieser Blendenöffnung ist so gewählt, daß die Rückkehrgeschwindigkeit des Kolbens 167, der Kolbenstange 166 und des Gewichtes 162 von links nach rechts unter dem Druck der Feder 164 zu langsam ist, als daß der Steuernockenteil 161 zwischen zwei aufeinander folgenden Arbeitshüben, bei denen eine Verbrennung erfolgt, wieder aus dem Körper des Steuermechanismus 123A herausragen könnte. Wird jedoch die Maschine beabsichtigt oderünbeabsiehtigt stillgesetzt, so gestattet die durch die Blendenöffnung 172 eintretende Luft eine Rückstellung der Teile in die in Fig. 2 gezeigte Stellung unter der Einwirkung der Feder 164, so daß der Steuernockenteii 161 wieder betriebsbereit ist und den Unterbrecher 112 bei einem Starthub in einem neuen Startzyklus wieder betätigen kann.

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In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freikolbenmaschine gezeigt, mit der eine bevorzugte, auf die Umkehr bezogene Zündungs-Steuereinrichtung verbunden ist. Diese steuert die Zündung sowohl beim ersten ütarthub, als auch während des Übergangs vom ersten Starthub auf den llorraalbetrieb und schließlich während des Normal betriebs der Maschine.

.Ίη diesem Fall wird ein abgewandeltes Startgemisch-Steuerventil 94A' verwendet. Anstatt sowohl das Hilfsgas als auch die Hilfsluft zum Mischer "bzw.Vergaser' und zum Arbeitszylinder beim Starthub zu steuern und darauf beide abzusperren, wenn die reguläre Gaszufuhr und das Spülluftsystem die nachfolgenden Arbeitshübe steuern, ändert das Startventil 94-A nur die Hilfsluftzufuhr und verbindet in beiden Stellungen die reguläre Gaszufuhr mit dem Mischventil 91· Die Hilfsluft wird während des Startens über den Ventilteil 97 zugeführt, bis das normale Spülluftsystem genügend Luft abgibt. Die Hilfsluftzufuhr wird dann durch den Ventilteil 9όΑ des Ventils 94Δ abgesperrt. Die beiden Ventilteile 96A und 97 verbinden die Gaszufuhr nicht nur während des Start-Arbeitshubs, sondern auch während des Übergangs und während des ilormalbetriebs der Mas chine mit dem Mischer.

Dieser bevorzugte Steuermechanismus 174 arbeitet nach dem Prinzip der ausgeglichenen dynamischen Drücke über und unter einer"beweglichen Membran zur Steuerung des Unterbrechers

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14O. Zu diesem Zweck empfängt der Steuermeehanismus aus der Leitung 151 vom Druck-Meßkolben 153 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und dsr Beschleunigung des Arbeitskolbens 20 erzeugte Drucksignale-. Die Leitung 151 führt die Drucksignale an Abzweigleitungen 176 und 177, die mit der unteren 178 bzw. oberen Druckkammer 179 unter bzw. über einer flexiblen Membran 181 liegen.' Die Membran I8I ist in ein Gehäuse 182 eingespannt. An die untere Kammer 178 ist eine Auslaßblende 183 angeschlossen, deren öffnung einstellbar ist. Dies ist durch einen Pfeil 184 angedeutet. Eine vveitere offene Auslassleitung 186 ist an die obere Kammer 179 angeschlossen.

In der Mitte der Blende 181 ist eine Membranstange I87 befestigt, die vertikal nach oben verläuft und als Betätigungsglied für den Unterbrecher 14O dient. Ein an der Membranstange 187 befestigter Bund I88 liegt auf einem Anschlag 189 auf und begrenzt die Abwärtsbewegung der Membranstange 187 und bestimmt die Ruhelage der Membran 1Sl - Die £eile werden mittels einer verhältnismäßig sehwachen Feder 191 nach unten gedrückt, deren Spannung mittels einer Einstellschraube 192 verändert werden kann. Das obere Ende 193 der Membranstange I87 ist mit einer teleskopartigen federnden Auflaufbremse 194 versehen, die ein Kontakt-Betatigungsglied 196 enthält. J)as Kontakt-Betätigungsglied 196 sehließt die Unterbrecherkontakte 140' und 140" bei der Aufwartsbewegung der Membranstange 187 und der Membran 181 und öffnet die Kontakte bei der Abwärtsbewegung derselben.

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BAD OBSQMAL

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Wenn sich im Betrieb der Arbeitskolben in der anhand Fig. 1 beschriebenen Weise langsam nach links bewegt, um die erste Verbrennung 'einzuleiten, so wird das ansteigende Drucksignal über die Leitung 151 auf die Kammern über und unter der Membran 181 verteilt. Durch die an die Kammer unter der Membran 181 angeschlossene Blende 183 entsteht ein Druckunter-' schiedunter und über der Membran 181, wobei der Druck unter der Membran größer ist als der über der Membran. Die Membranstange 187 bewegt sich so nach oben und schließt die Unterbrecherkontakte. Vieil sich der Arbeitskolben 20 weiter nach links bewegt und etwa die gewünschte Stellung der ersten Zündung erreicht, so wird erdurchdie leichte Kompression im Arbeitszylinder 21 abgebremst. Bei dieser verlangsamten Bewegung übersteigt die Druckabsenkung mittels der Blende 183 den verringerten Druck in der Abzweigleitung 170, so daß sich der Druck unter und über der Membran I81 ausgleicht. Die Membranstange 187 wird dann durch die Feder 191 nach unten gedrückt und öffnet die Kontakte des Unterbrechers 140 und bewirkt die erste Zündung.

Bei dieser Ausführungsform ist der Unterbrecher 112 entweder ganz weggelassen oder soweit nach links bewegt, daß er

nicht betätigt wird, d. h., daß der Hocken 122 die Rolle 12ö nicht erreicht.

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Die für den ersten Starthub beschriebene Wirkungsweise tritt auch, jedoch schnelles während der Übergangs-Leistungshübe auf, wenn der Kolben allmählich seine gewünschte normale Bewegungslänge erreicht. Bei dieser schnelleren Arbeitsweise wird die Membran, falls die Öffnung der Blende 183 nicht ausreicht, den Druck in der Kammer 17Ö ausreichend stark abzusenken, bevor der Leistungskolben seinen Umkehrpunkt erreicht, schnell nach unten bewegt, so daß die Unuerbrecherkontakte nicht später als in einer Stellung unmittelbar nach der Umkehr am inneren Totpunkt geöffnet werden. An dieser Stelle wird, während sich der Druck-Meßkolben 153 nach rechts zu bewegen beginnt, der Druck in der Leitung 131 und in den Abzweigleitungen 176 und 177 schnell abgesenkt. Diese Druckabsenkung wirkt sich jedoch in der unteren Kammer I78 stärker aus, da die Druckabnahmegeschwindigkeit in der Leitung I76 durch die Mckströmung der Luft durch die Blende I83 nicht so schnell ausgeglichen werden kann, wie dies in der oberen Kammer 179 durch die größere Öffmng der Leitung I86 der Fall ist. Somit ergibt sich eine plötzliche zwangsweise Abwärtsbewegung der Membran 181 und der Membranstange 187, bis der Bund I88 am Anschlag I89 anliegt. Somit kann der Zündfunke Je nach der Einstellung der Blende 183 unmittelbar vor, gleichzeitig oder nicht später als unmittelbar nach der Um kehr des Arbeitskolbens an seinem inneren Umkehrpunkt, d. h., dem 'Ende eines Kompressionshubs und dem Beginn eines neuen Arbeitshubs, erzeugt werden. Mit Hilfe des Steuermechanismus 174 kann also die Maschine während des Starts, während des Übergangs, während dessen die Hublänge des Kolbens allmählich ansteigt, und während des Normalbetriebs gesteuert werden, bei dem die Umkehr

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an oder in der Iahe des normalen gewünschten inneren Totpunkts erfolgt.

Obwohl, wie oben erwähnt, der Unterbrecher 112 weggelassen werden kann, wurde er bei der Ausführungsform der Fig. 3 beibehalten, so daß die Maschile sowohl mit Hilfe einer stellungsabhängigen als auch mit Hilfe einer auf die Umkehr des Arbeitskolbens ansprechenden Zündeinrichtung betrieben "Herden kann. Vrird beispielsweise der Unter.brecher 112 gemäß Fig. 3 in die äußerste linke Stellung gebracht, so betätigt der Steuernocken 122 den Unterbrecher .an. oder etwas hinter dem gewünschten inneren Umkehrpunkt des Arbeitskolbens 20. So kann mittels des Unterbrechers 112 ein sonst zu langer Kompressionshub nach links in Folge einer anomalen Arbeitsweise der Maschine korrigiert werden . Der Unterbrecher 112 gewährleistet dann, daß die Zündung nicht später als an dem Punkt erfolgt, an dem die Rolle 120 auf den Steuernocken 122 aufläuft, falls der Arbeitskolben 20 sonst seine Bewegungsrichtung nicht umkehren würde, bis er noch etwas weiter in den Kopf des Arbeitszylinders eingedrungen wäre.

Viie oben beschrieben, kann die erfindungsgemäße Freikolbenmaschine in verschiedenen Ausführungsformen benutzt werden. Bei jeder Ausführungsform ergibt sich durch die Verbrennungssteuerung in einer vorherbestimmten Zaitbeziehung zu dem Umkehrmoment des Arbeitskolbens am Ende des Kompressionshubs eine vor-

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teilhafte Arbeitsweise wenigstens während der Übergangsperiode zwischen dem ersten Starthub und deipinormalen Betriebs zustand. Bei der Ausführunssform der Pig. 1 ist die auf die Umkehr bezogene Zündungssteuerung mit einer stellungsabhängigen Zündungssteuerung kombiniert, wobei die letztere zur Steuerung des ersten Zündfunkens für den ersten Arbeitshub während des Startzyklus verwendet wird. Bei äer Ausführungsform der Fig. 3 kann der stellungsabh'in;:ige Unterbrecher 112 entweder ganz weggelassen oder, zusammen mit dem auf die Umkehr bezogenen Steuermechanismus 174 zur Korrektur in bestimmten Fällen verwendet werden, in denen bei auf die Umkehr bezogener Steuerung der Zündfunke etwas später als erwünscht erzeugt würde oder gänzlich ausbliebe.

Die Prinzipien der Erfindung können in einer großen Vielfalt von speziellen Ausführungsformen angewendet werden, die sich von denen der Figuren 1 bis 3 unterscheiden. So können zusätzlich zu Systemen, die auf der Druckmessung basieren, auf die Umkehr bezogene Steuereinrichtungen verwendet werden, die auf die Bewegung des Arbeitskolbens ansprechen. Auch können andere mit einem Fluid arbeitende Steuersysteme sowie hierzu äquivalente elektrische oder mechanische Steuersysteme verwendet werden, um den gewünschten Startzyklus, die bevorzugte Steuerung des Übergangs von der ersten Startverbrennung auf .den Dauerbetrieb und schließlich die Steuenng der Zündung Während des Uormalbetriebs einer Freikolbenmaschine zu erreichen.

Ansprüche

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BAD ORiGSMAL

Claims (1)

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   A N S P R Ü 0 HE

   Freikolbenmaschine mit einem Arbeitszylinder mit einem Kraftstoffeinlaß und einem Kraftstoffauslaß, die in einer gewünschten normalen Arbeitsfolge schließbar und offenbar sind, mit einem im Arbeitszylinder längs eines Weges zwi- ' sehen einem inneren und einem äußeren Umkehrpunkt, die von Hub zu Hub veränderlich sind, hin- und herbeweglichen Arbeitskolben, und mit einer Einrichtung, durch die wiederholt im Arbeitszylinder Verbrennungen hervorgerufen werden, um den Arbeitskolben während des Iiormalbetriebs der Maschine anzutreiben, gekennzeichnet durch eine eine Start-Brennkammer in Verbindung mit dem Arbeitszylinder (21) begrenzende Einrichtung, durch eine Einrichtung (94·) zur Zufuhr eines brennbaren Startgemischs in die Start-Brennkammer, durch eine Zündeinrichtung (89) zur Zündung des Startgemischs in der Kammerjydurch eine Einrichtung (112 bzw. 114) zur anfänglichen Zündung der Zündeinrichtung (89) an einer ersten Stellung (139) des Kolbens, in der der Druck des Gemischs in der Startkammer beträchtlich unterhalb des während des Normalbetriebs üblichen Kompressionsverhältnisses liegt, durch die eine Verbrennungsexpansion des brennbaren Gemischs hervorgerufen wird, wobei die durch die Verbrennungsexpansion erzeugte Energie auf den Kolben übertragen wirdi, um eine schnelle Hin- und Herbewegung des Arbeitskolbens (20) zu seinem äußeren gewünschten Umkehrpunkt zu bewirken und da-

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   durch den normalen Maschinenbetrieb einzuleiten und wobei die Einrichtung (89, 112), die wiederholte Verbrennungen in dem Arbeitszylinder (21) bewirkt, so betätigbar ist, daß während des Übergangsbetriebs, währenddessen die Maschine zum ITormalbetrieb übergeht, und während des normalen Maschinenbetriebs, die Verbrennung bei anderen Stellungen der' Kolben erfolgt, bei denen beträchtlich höhere und normalere Kompressionsdrücke des brennbaren Gemischs im Arbeitszylinder (21) erreicht werden.

   2. Freikolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Start-Brennkammer innerhalb des ArbeiteZylinders (21) liegt und den Teil des ArbeitsZylinders (21) umfaßt, der als Arbeitskammer für die wiederholten Verbrennungen zum Antrieb des Arbeitskolbens (20) während des normalen Maschinenbetriebs dient.

   3' Freikolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, durch die die wiederholten Verbrennungen hervorgerufen werden, die Zündeinrichtung (89) umfaßt, sowie eine auf die Umkehr bezogene Steuereinrichtung (14O) zur Speisung der Zündeinrichtung (89) während des Kompressionshubs des Arbeitskolbens (20), die unabhängig von einer bestimmten Stellung des Arbeitskolbens (20) längs seines Weges innerhalb des Arbeitszylinders (21) arbeitet,

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   4. Freikolbenmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (68, 26, 27J zur - Bewegung des Koioens in eine vorbereitende Startstellung (137) innerhalb seines Zylinders vor der Betätigung der Einrichtung (112) zur anfänglichen Speisung der Zündeinrichtung (89), und durch eine Einrichtung (68, 26, 27) zur Bewegung des Arbeitskolbens (20) in Richtung seines inneren Umkehrpunktes (138) aus der vorbereitenden Startstellung (137). in d-ie .erste Lage '(139), in der die Zündeinrichtung (89) erstmalig gezündet wird, wobei die vorbereitende Startstellung in der Nähe des gewünschten äußeren Umkehrpunktes (138) liegt, und wobei die erste Lage (139) des Kolbens eine Zwischensteilung ist, in der der Kraftstoffeinlaß (14) und der Ausl=tß (16) in wesentlichen geschlossen sind und die Verbrennungsgase nach ihrer Zündung einen beträchtlichen Druck auf den Arbeitskolben (20) ausüben und ihn in fiichtung seines Arbeitshubs antreiben.

   5. Freikolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Starteinrichtung (68, 26, 27) auf einen Luftdruck von etwa 0,14 kg/cm über dem Atmosphärendruck anspricht und den Kolben aus seiner vorbereitenden Startstellung (137) in die erste Lage (139) treibt.

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   6. Freikolbenmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Kolben-Positioniereinrichtung (68, 2ü, 27) zur Bewegung des Arbeitskolbens (20) nach innen zu seinem gewünschten inneren Uiakehrpunkt (138) aus einer vorbereitenden Startstellung (137J, die in Richtung nach außen hinter der ersten Lage (139) liegt, und durch eine Brennst of f-Zufuhreinrichtung (94·) mit einem Betätigungsglied (95) das zwischen einer Startstellung, in der die •Brennstoff-Zuführeinrichtung (94) dem Arbeltszylinder (21) ein brennbares Hilfs-Startgemisch zuführt, und einer Laufstellung betätigbar ist, in der die Brennstoff-Zufuhreinrichtung (94·) dem Arbeitszylinder (21) ein Uormalbetriebs-Gemisch zuführt, wobei das Betätigungsglied (96) selektiv in seine Startstellung gebracht werden kann, bevor die Kolben-Positioniereinrichtung (68, 26, 27) den Arbeitskolben (20) nach innen in die erste Lage (139) bewegt.

   7· Freikolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , -daß die Kolben-Positioniereinrichtung ein Ventil (68) enthält, mit einer ersten, an eine Luftdruckquelle (56) angeschlossenai Öffnung (73), mit einer zweiten, an den anderen Zylinder (28) angeschlossenen Öffnung (82) zur selektiven Zufuhr von Luft zu dem einen Ende' dieses Zylinders (28), mit deren Hilfe der zweite Kolben (26) und der Arbeitskolben (20) zum inneren Umkehrpunkt (138) und zu der ersten Lage (139) bewegt werden, und mit einem wenigstens zwischen einer Nor- ,.

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   malbetriebsstellung und einer Startstellung beweglichen Ventilglied (81), das wenigstens zwischen einer Normalbetriebsstellung, in der es "den Luftstrom von der ersten Öffnung (73) zur zweiten öffnung (82) absperrt und einer Startstellung beweglich ist, in der es die erste öffnung (73) mit der zweiten Öffnung (81) verbindet.

   8, Freikolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß der Arbeitszylinder (21) als Start- · Brannkamtaer dient, wobei das brennbare Start gemisch in den Kraftstoffeinlaß (14) und den Arbeitszylinder (21) eingeleitet wird und daß die Maschine eine Einrichtung (26, 28) zur Bewegung des Arbeitskolbens (20) nach innen zu seinem gewünschten inneren Umkehrpunkt (138) aus/einer vorbereitenden Startstellung (137) enthält, die längs des Kolbenweges vom Inneren Umkehrpunkt (138) und von der ersten Lage (139) nach außen jeweils in einem Abstand liegt,und daß die Zündeinrichtung (89) und die Einrichtung (112) zur Speisung der Zündeinrichtung (89) so ausgebildet und verbunden sind, daß sie als Einrichtung zur anfänglichen Zündung des Startgemische im Arbeitszylinder (21) arbeiten, wenn die Antriebseinrichtung (26, 28) den Arbeitskolben (20) von der vorbereitenden Startstellung (137) in die erste Lage (139) bewegt hat.

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   9. Freikolbenmas chine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (140), durch die die wiederholten Verbrennungen herbeigeführt werden und/oder die Einrichtung (112) zur anfänglichen Zündung des Startgemischs aus einer auf die Umkehr des Kolbens ansprechenden Einrichtung bestehen.

   10. Freikolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η-•zeichne.t, daß die Einrichtung (14.O), die die wiederholten Verbrennungen herbeiführt, aus-einer auf die Umkehr des Kolbens ansprechenden Einrichtung besteht.

   .11. Freikolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (112) zjur anfänglichen Zündung des Startgemischs aus einer auf die Stellung des Kolbens ansprechenden Einrichtung besteht.

   12. Freikolbenmaschine nach Anspruch 11, g. e k e η η -

   ζ e i c h η e t durch eine Abschalteinrichtung (116, 123A, 136) zur Abschaltung der stellungsabhängigen Einrichtung (112) nach der ersten Zündung.

   13. Freikolbenmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Absehalteinrichtung ein einen Hokken tragendes Gehäuse (123A),. das mit dem Arbeitskolben

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   (20) beweglich ist, einen auf die Beschleunigung ansprechenden Nocken (161 ) der in dem Gehäuse (123A) zwischen einer

   normalen Startstellung, in der der Nocken (151) die Zündeinrichtung (112) betätigen kann, und einer zurückgezogenen Stellung beweglich ist, in der der Nocken (161) aus seiner wirksamen Startstellung zurückgezogen ist, und eine Einrichtung (167, 171) enthält, die den Nocken (161) automatisch in Abhängigkeit von der Beschleunigung des. Kolbens (2ü) während " eines Verbrennungs-A-rbeitshubs in die rückgezogene Stellung bewegt.

   14. Freikolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Umkehr des Kolbens ansprechende Einrichtung mit der Einrichtung (89, 140), die die wiederholten Verbrennungen bewirkt und der Einrichtung (89, 112) zur anfänglichen Zündung des Startgemischs verbunden ist, und daß die auf die Stellung des Kolbens ansprechende Einrichtung (112) mit der Einrichtung verbunden ist, duroh die die wiederholten Verbrennungen herbeigeführt werden und diese in einer bestimmten Stellung des Arbeitskolbens (20) unabhängig von der auf die Umkehr ansprechenden Einrichtung in einer vorherbestimmten Stellung des Arbeitskolbens (20) in der Nähe des gewünschten inneren Umkehrpunktes (138) betätigt.

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   15· Verfahren zum Starten einer Freikolbenmaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1-Ms H, mit einem Arbeitszylinder mit einem Kraftstoffeinlaß und einem Auslaß, mit einem im Zylinder frei hin- und herbeweglichen Arbeitskolben, der zwischen einem inneren und einem äußeren Kolben-Umkehrpunkt von Hub zu Hub veränderlich ist, und mit einer einstellbaren, die Verbrennung bewirkenden Einrichtung zur Zündung eines brennbaren Gemischs in dem Arbeitszylinder, durch die aufeinanderfolgende 'Arbeitshübe des Kolbens zum äußeren Umkehrpunkt hervorgerufen werden, dadurch gekennze i chnet ,-daß dem Arbeitszylinder ein brennbares Startgemisch zugeführt wird, das bei Drücken zündfähig ist, die wesentlich unterhalb des normalen Kompressionsdrucks der Maschine liegen, daß der Arbeitekolben 4η Richtung zum inneren Umkehrpunkt in eine Zwischenstellung bewegt wird, in der der Kraftstoffeinlaß und der Auslaß wenigstens im wesentlichen geschlossen sind, und daß das brennbare Gemisch gezündet wird, während sich der Kolben in der Zwischenstellung befindet, so daß eine Kraft erzeugt wird, durch die zum Starten der Maschine der Arbeitskolben zum normalen äußeren Kolben-TImkehrpunkt bewegt wird.

   16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, durch die die Verbrennungen bewirkt werden, nach der ersten Zündung des Startgemischs eingestellt wird, so daß bei den nachfolgenden Übergangs -Arbeitshüben die Zündung allmählich bei den nachfolgen-

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   den Übergangs-Arbeitshüben an Punkten erfolgt, die schrittweise von der Zwischenstellung zum gewünschten normalen inneren Kolben-Umlcehrpunlct verschoben sind, bis die die Verbrennungen bewirkende Einrichtung die Maschine im Normalbetrieb laufen läßt. .

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