DE286958C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 286958 ^ KLASSE BIh. GRUPPE

Dr. MICHAEL Ritter von SENKOWSKI und FERDINAND BARBEROWSKI in KRAKAU.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juli 1913 ab.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsmaschine für stoßweise arbeitende Werkzeuge (Hammer, Stoßbohrer) u. dgl. Es ist bekannt, als solche Arbeitsmaschinen Zweitaktexplosionsmotoren zu verwenden, und zwar einerseits Zweizylinderrriaschinen ohne Schwungrad, bei welchen die Kompression in einem Zylinder während des Expansionshubes des anderen Zylinders vor sich geht, und anderseits Einzylindermaschinen mit Schwungrad und einer Pufferfeder, die den Kolben in die Ausgangsstellung zurücktreibt. Die Steuerung erfolgt somit bei den bekannten Maschinen durch einen zweiten Zylinder oder es wird ein Schwungrad verwendet.

Es gibt auch Maschinen, die zwei Zylinder und zwei Kolben oder wenigstens einen Zylinder und zwei Kolben besitzen, von denen der eine Kolben mit Kurbelwelle und Schwungrad verbunden die Steuerung und die Kompression übernimmt, der andere dagegen die Stöße ausführt und durch eine Spiralfeder zurückgetrieben wird, wobei aber größere Arbeitsverluste stattfinden.

Bei Übertragungsgetrieben für Explosionsmotoren werden auch Spiralfedern verwendet, die die Energie während des Explosionshubes aufspeichern und durch Veränderung ihrer Spannung eine Änderung der Ganggeschwindigkeit gestatten.

Gegenstand der Erfindung ist eine einzylindrige Antriebsmaschine ohne Schwungrad, bei welcher die Steuerung allein von einer Feder besorgt wird. Erfindungsgemäß ist der einfach wirkende Zweitaktexplosionsmotor derart ausgestaltet, daß der Kolben beim Arbeitshub einen elastischen Körper (Feder, Gas ο. dgl.) so stark zusammenpreßt und in ihm bis zum nächsten Hub so viel Arbeitsvermögen aufspeichert, daß dieser Körper allein bei seiner Entspannung den Kolben wieder in die Ausgangsstellung für den Arbeitshub zurückführt, dabei das Gemisch im Verbrennungsraum komprimiert, die Zündung des Gemisches herbeiführt und auf der anderen Kolbenseite frisches Gemisch ansaugt. Die treibende Energie ist gleich der Summe von Kompression und Explosion, und da die Kompressionsenergie zum neuen Spannen der Feder verbraucht wird, bleibt der volle Explosionsdruck, welcher die Stoßarbeit bewirkt.

Bei dieser Maschine wirkt die Explosionskraft unmittelbar als Stoßkraft, und zwar erfolgt die Explosion im günstigsten Augenblick,

denn in dem elastischen Mittel wird nur ein so großer Teil der Gesamtarbeit aufgespeichert, daß er zur Kompression, zum Gasansaugen und zur Zündung gerade ausreicht, und daß somit das Gemisch im Augenblick der größten Kompression gezündet wird. Die ganze Maschine kann daher sehr leicht gebaut sein; die Steuerung läßt auch hohe Hubzahlen (über iooo in der Minute) sehr leicht erreichen. Alle

ίο diese Umstände wirken bei der Maschine zusammen und bedingen ihre besondere Brauchbarkeit für den angegebenen Zweck.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung, und zwar in Fig. 1 im Längsschnitt, während die Fig. 2, 3, 4 und 5 Querschnitte nach den Linien 2-2, 3-3, 4-4 bzw. 5-5 der Fig. 1 zeigen.

Die eigentliche Antriebsmaschine besteht

aus einem Zylinder 1, der zweckmäßig in bekannter Weise mit Kühlrippen ausgestattet ist, und einem Kolben 4 mit Kolbenstange 4'. Der Zylinder der Maschine ist an seinem unteren Ende durch einen Deckel 9 abgeschlossen, der vorteilhaft eine nach innen ragende hülsenförmige Verlängerung 9' als Führung für die Kolbenstange 4' aufweist; zwischen dem Deckel 9 und dem Kolben 4 ist eine Feder 10 angeordnet. Der Zylinder 1 ist mit einem Auspuffschlitz 11, einem Schlitz 12' zum Einlaß der vorkomprimierten Mischung in den Explosionsraum und einem Einlaßventil 13 (Fig. 3) zum Ansaugen des frischen Gemisches ausgestattet; durch einen Schlitz 12 wird das beim Niedergang des Kolbens vorkomprimierte frische Gemisch aus dem unteren Raum des Zylinders hinausgeschoben. An einer geeigneten Stelle ist im Zylindermantel eine elektrische Zündkerze vorgesehen. Mit dem Deckel 9 ist ein Zwischenmantel 22 verbunden, in welchem sich zwei Ansätze 5 und 6 eines an der Kolbenstange 4' befestigten Hammerbodens 4" bewegen können. In dem nach Fig. 1 linksseitigen Schlitz ist ferner ein Anschlag 16 angeordnet. Mit dem Hammerboden 4" ist ein Hammerkörper 7 mit Hammerplatte 8 verbunden; der Hammerkörper 7 ist vorteilhaft mit schraubenförmig gewundenen Nuten η' versehen (Fig. 5).

Mit dem Zwischenmantel 22 ist ein Zylinder 18 verbunden, in welchem eine Hülse 17 angeordnet ist, die mit Schaltklinken 19 ausgestattet ist, welche mit den Nuten η' des Hammerkörpers 7 in Eingriff stehen. Im unteren Teil der Hülse 17 ist der Stoßbohrer 21 und eine kräftige Pufferfeder 20 angeordnet. Am Zylinder 1 der Antriebsmaschine ist ferner in Nuten des Zylindermantels ein Schlitten 14 gleitbeweglich geführt (Fig. 3), der an seinem unteren Ende eine gelenkig angebrachte Klinke 15 trägt, die sich in dem linksseitigen Schlitz des Zwischenmantels bewegen kann.

Am Hammerboden ist zweckmäßig eine Unterbrecherrolle 5' o. dgl. für den Stromkreis der Zündkerze angeordnet.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Um die Antriebsmaschine anzulassen, wird der Schieber 14 unmittelbar oder mittels eines Antriebsgestänges von Hand aus der in Fig. 1 in vollen Linien dargestellten Lage nach abwärts bis in die in gebrochenen Linien dargestellte Lage geschoben. Dabei wird mittels der Klinke .15 der Hammerboden 4" und damit der Kolben 4 mitgenommen, wobei das im Vorkompressionsraum (Federraum) der Maschine enthaltene frische Gemisch komprimiert wird. Am Ende dieser Bewegung des Kolbens werden oben die Einlaßschlitze 12' zum Einströmen des vorkomprimierten Gemisches in den Verbrennungsraum der Maschine freigegeben. Nun trifft die Klinke 15 auf einen mit dem Zwischenmantel 22 verbundenen Anschlag 16 und wird dadurch so weit ausgeschwungen, daß der Hammerboden samt dem Kolben frei wird und sich unter Einwirkung der Feder 10 in die obere Endlage bewegt. Dabei wird das frische Gemisch im Verbrennungsraum komprimiert und am Schlüsse des Kompressionshubes durch die Wirksamkeit der Unterbrecherrolle 5' am Hammerboden in bekannter Weise gezündet.

Nun läuft die Maschine allein weiter; das beim Aufwärtsgang des Kolbens im Vorkompressionsraum durch das Einlaßventil 13 von einem Vergaser o. dgl. angesaugte Gemisch wird beim Arbeitshub des Kolbens vorkomprimiert und gleichzeitig wird die Feder gespannt ; am Schlüsse dieser Bewegung strömt das vorkomprimierte Gemisch in den Verbrennungsraum und die Rückstände werden durch den Auspuffschlitz 11 ausgeschoben; der eigentliche Kompressionshub wird durch die Feder 10 bewirkt usw.

Beim Arbeitshub des Kolbens geht der Hammer 7 vor und schlägt gegen den Stoßbohrer 21 o. dgl.; bei diesem Vorwärtsgang des Hammers wird durch die Nuten und Schaltklinken in bekannter Weise die Hülse 17 verdreht und damit der Stoßbohrer versetzt. Die Pufferfeder 20 verhindert beispielsweise no bei herausgefallenem Stoßbohrer eine Zerstörung der Vorrichtung.

Bei den bekannten Motoren wird für Kompression, Gasaustausch, Zündung usw. die Trägheit des Schwungrades ausgenutzt, man erhält aber dabei keine gute Stoßwirkung; bei der beschriebenen Maschine wird statt der Trägheit die Elastizität benutzt und dadurch eine vorzügliche Stoßkraft erreicht.

Die Feder braucht nur etwa ein Zehntel der vollen Explosionskraft aufzunehmen; sie kann also entsprechend schwach sein, und die

ganze Maschine kann daher verhältnismäßig leicht gebaut werden. Auch das Anlassen ist nicht schwerer als beim gewöhnlichen Motor, wo auch nur die Kompression beim Ankurbeln zu überwinden ist. Trotzdem wird bei der beschriebenen Maschine die volle Explosionskraft als Stoß ausgenutzt, und zwar kann dies in einem Augenblick geschehen, wo die Geschwindigkeit des Kolbens und somit auch

ίο die Stoßkraft am größten ist. Da der Federdruck immer kleiner ist als der Explosionsdruck, so besitzt die Beschleunigung des Kolbens bis zum letzten Augenblick den positiven Wert, und somit besitzt der Kolben im Schlagmomente die größte Geschwindigkeit.

Die Maschine kann überall mit den gleichen Vorteilen Verwendung finden, wo eine schlagende Kraftwirkung erreicht werden soll, z. B. für Bohrmeißel, Schmiedehämmer u. dgl.

Mit der Antriebsmaschine läßt sich eine hohe Hubzahl leicht erreichen, so daß sie auch für schnellaufende Kompressoren, Vakuumapparate, Pumpen usw. bei unmittelbarer Kupplung angewendet werden kann.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Antriebsmaschine für stoßweise arbeitende Werkzeuge u. dgl. mit einem einfach wirkenden Zweitaktexplosionsmotor ohne Kurbel und Schwungrad, dessen KoI-ben bei seinem Arbeitshube einen elastischen Körper (Feder, Gasmenge u. dgl.) zusammenpreßt, dadurch gekennzeichnet, daß der gefederte Kolben (4) mit der an sich bekannten Gemischzuführungsvorrichtung (13,12,12') gepaart und der elastische Körper (Feder 10) so bemessen ist, daß in ihm so viel und nur so viel von der treibenden Energie bis zum nächsten Spiel aufgespeichert wird, als erforderlich ist, damit dieser Körper allein bei seiner Entspannung den Kolben wieder in die Ausgangsstellung für den Arbeitshub zurückführt, dabei das Gemisch im Verbrennungsraum komprimiert, die Zündung des Gemisches herbeiführt und auf der anderen Kolbenseite frisches Gemisch ansaugt.
2. 2. Antriebsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Zylinder der Maschine ein Schieber (14) o. dgl. gleitbeweglich angeordnet ist, der mittels einer Klinke (15) mit einem mit dem Kolben der Maschine verbundenen Mitnehmer in Eingriff gebracht werden kann, und dessen Klinke (15) bei der Anlaßverschiebung des Kolbens durch einen in ihrer Bahn angeordneten festen Anschlag (16) ausgeklinkt wird, so daß die Maschine mittels dieses Schiebers angelassen werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.