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Schwungradlose Explosionspumpe mit schwingender Flüssigkeitssäule.
Bei Kolbenexplosionskraftmaschinen ist es bekannt, die Abgase durch ein langes Rohr
auspuffen und durch den dabei im Verbrennungsraum erzeugten Unterdruck Spülluft
einsaugen zu lassen. Irgendwelche Schwierigkeiten, das Auspuffventil etwa von der
Kurbelwelle aus mittelbar oder unmittelbar zwangläufig dann zu öffnen, wenn die
Abgase noch genügend Druck haben, um mit der erforderlichen Geschwindigkeit durch
das lange Rohr auszupuffen, bestehen bei Kolbenmaschinen nicht, treten vielmehr
erst auf, wenn es gilt, auf die geschilderte Art bei EXplosionspumpen oder -kompressoren,
die ohne Kurbelwelle und Schwungrad, d. h. nur mit freischwingenden flüssigen oder
starren Massen arbeiten, Spülluft oder, was bei diesen Maschinen ungleich wichtiger
ist, frisches Ladegemisch einzusaugen. Man kennt zwar schon verschiedene. Lademethoden
bei diesen Pumpen, die jedoch' namentlich beize Arbeiten im Zweitakt noch mit allerlei
Mängeln behaftet sind.
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Demgemäß lautet die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, wie kann
bei Explosionspumpen mit frei schwingenden und in der Hublänge veränderlichen Massen
das Öffnen des Auspuffventils nach jeder Zündung erzwungen werden, solange die Abgase
noch genügenden Druck haben, um die für die Vakuumerzeugung im Verbrennungsraum
erforderliche Geschwindigkeit beim Entweichen durch das lange Auspuffrohr hervorzubringen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe in der Weise, daß durch die Druckschwankungen in
der Verbrennungskammer oder in einem sich daran. anschließenden Teil der Anlage
auf eine Vorrichtung eingewirkt wird, die hydraulisch oder pneumatisch Druck auf
das Auspuffventil überträgt und letzteres dadurch zum öffnen bringt.
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Wie die Erfindung im einzelnen ausgeführt sein kann, ergibt sich aus-
der nachstehenden Beschreibung sowie aus der Zeichnung, auf der ein Ausführungsbeispiel
im senkrechten Längsschnitt veranschaulicht ist.
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Die Verbrennungskammer q, ist durch eine Wand 3 in die Abteile i und
2 zerlegt. Diese Scheidewand taucht unten stets in die nicht mit dargestellte Flüssigkeitssäule
ein und läßt oben -eine Verbindung zwischen z und 2 offen. Am der Verbrennungs.kaxnmer
sind auf der einen Seite der Wand 3 ein Gaseinlaßventil5, ein Lufteinlaßventil9
und auf der anderen Wandseite das Auspuffventil 6 angeordnet. Die Anordnung ist
dabei so getroffen, daß das. Auspuffventil durch einen Zwischentrieb geöffnet wird,
sobald ein bestimmter Druck in der Verbrennungskammer erreicht ist. Im vorliegenden
Falle dient diesem Zweck ein kleiner in dem Zylinder io gleitender Kolben 7, der
durch Flüssigkeit oder Druckluft von den Rohren ii und z2 aus bewegt wird. Durch
ein Rohr 13 kann das Treibmittel des Kolbens 7 abfließen, nachdem es hierfür die
Vorschubarbeit geleistet
hat, und das Ventil 6 zum Schließen freigegeben.
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Für den Fall, daß ein Flüssigkeitsgestänge angewendet werden soll,
ist ein Behälter 14 vorgesehen, der von der Verbrennungskammer her durch das mit
dem Rückschlagventil 16 versehene Rohr 15 mit Flüssigkeit versorgt wird und über
der Flüssigkeit ein Gas-oder Luftkissen enthält. Durch ein anderes Rohr 17, das
ebenfalls mit der Verbrennungskammer in Verbindung steht, gelangt Flüssigkeit unter
Druck hinter einen Kolben 18, der entgegen einer Feder in einem Zylinder i9 verschoben
wird und eine biegsame Stange trägt. Diese Stange weist am freien Ende
,einen Haken 2o auf, der mit den Zähnen 21 H es! dem in die Leitung
i i, ri Za-d#gegnierntes an 13 eingeschalteten Zweiweghahn 22 in Eingriff kommt.
Der Hahn 22 trägt ferner einen Arm 23, an dem eine Feder 24 angreift, die den Hahn
22 für gewöhnlich in der gezeichneten Stellung- hält. Wenn der Druck in der Verbrennungskammer
steigt, bewegt sich der Kolben 18 nach rechts, und der Haken 2o gleitet über die
Zähne 21. Fällt der Druck, so wird der Kolben 18 durch 'seine Feder nach links zurückgedrückt,
wobei die Hakenstange 2o infolge ihres Eingriffes in die -:Zähne äi den Hahn 22
so dreht, daß das Rohr i i mit dem Rohr 12 in Verbindung gesetzt wird. Infolgedessen
fließt Druckflüssigkeit vom Behälter 14 ab und drückt den Kolben 7 nach links derart,
daß das Auspuffventil 6 sich öffnet. Die Feder des Kolbens 18 wird so eingestellt,
daß das Ventil 6 dann öffnet, wenn in.der Verbrennungskammer vor der Abzweigung
17 ein genügender Druck eintritt, um die Abgase durch das Ventil 6 und durch das
lange Auspuffrohr 25 mit sol-= cher Geschwindigknit und lebendigen Kraft abströmen
zu lassen, daß der Druck in der Verbrennungskammer herabgemindert und = in diese
frisches Gas durch das. Ventil 5 sowie frische Luft durch das Ventil 9 eingesaugt
wird. « Bei weiter fallendem Druck in der Verbrennungskammer kommt der Haken 2o
schließlich außer Eingriff mit den Zähnen 21, worauf die Feder 24 den Hahn 22 in
seine ". ursprüngliche Stellung zurückdreht. Der Kolben 7 wird dadurch entlastet
und das Ventil 6 nur noch durch seine Feder 26 offen gehalten, die so schwach ist,
daß das Ventil 6 durch die in 1,'2 ansteigende Flüssigkeitssäule geschlossen werden
kann.
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= - - Um eine bestimmte Menge Gas und Luft einzusaugen und die Ventile
in der richtigen Reihenfolge zu öffnen, sind bei dem dargestellten. _Beispiel folgende
Einrichtungen ge-:-troff@en. Dem Lufteinlaßrohr 27 ist ein unten :-offener Zylinder
28 vorgeschaltet,-indem sich = eine i11n nur --löse ausfüllende Scheib' ä9 bewegt.
Diese Scheibe ist mit einer- Stange 30
versehen, die einen verstellbaren Mitnehmer
31 für einen Hebel 32 trägt. Eine Nase 33 an diesem Hebel hält für gewöhnlich in
Verbindung mit einem Stellring 34 das Gasventil 5 in der geschlossenen Stellung
gesperrt und gibt es erst frei, wenn die Scheibe 29 eine bestimmte Höhenlage erreicht
hat. In das Gaszuleitungsrohr 37, 38 ist ein Gasbeutel 35 mit einem Ventil
36 eingeschaltet, das das Rohr 37 schließt, wenn eine bestimmte Menge Gas
aus dem Gasbeutel, rascher als durch 38 zufließen kann, in die Verbrennungskammer
eingesaugt worden ist. Wenn die Energie der Abgase im Rohr 25 aufgebraucht ist-
und Luft und Gas in die Verbrennungskammer eingesaugt sind; schließen sich- die
Ventile 5 und 9 unter der Wirkung ihrer Fe-(lern. Die aufwärts gesaugte Scheibe
29, die dann das Rohr 27 schließt, wird frei und fällt unter ihrem Eigengewicht,
bis ihre Bewegung durch den Stellring 39 der Stange 3o aufgehalten wird. Wenn das
Ventil 5 geschlossen hat, wird das unter leichtem Druck von dem Rohr 38 her zugeführte
Gas, den Gasbeutel 35 anfüllen und in nach links in die gezeichnete Stellung drücken.
Die Abwärtsbewegung der Scheibe ä9. und die Rückbewegung des Gassacks 35 nach links
kann durch Federn unterstützt werden. Ferner kann das Gas durch Röhr 38 angesaugt
werden.
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Die Wirkungsweise der Explosionspumpe ist folgende: Beim Entzünden
der in dem oberen Teil 4 der Verbrennungskammer verdichteten Ladung.wird beigeschlossenen-Ventilen
die Flüssigkeitssäule auswärts geschleudert. Sobald diese die Abzweigung 17 freigegeben
hat und dabei die Verbrennungsgase bis zu der Spannung, bei welcher das Ventil 6
sich öffnen soll, expandiert haben, entweichen sie schnell .durch das Rohr 25. Die
kinetische Energie der abströmenden Gase schafft in der Verbrennungskammer einen
Unterdruck, der zunächst dass Spülluftventil 9 öffnet und dann, wenn die Platte
29 in dem Zylinder 28 weit genug gestiegen ist und das Ventil s für die Gaszuleitung
entsperrt hat, auch dieses öffnet, bis wieder der Schluß der Ventile 5 und 9 erfolgt:
Die auswärts geschleuderte Flüssigkeitssäule kehrt, nachdem sie zur Ruhe gekommen
ist, unter Druck nach der Verbrennungskammer zurück, treibt zunächst die Abgase
aus dem Raume 2 und schließt dann das Ventil 6. Durch das weitere Ansteigen der
Flüssigkeit in der Kammer wird dann das. frische Ladegemisch verdichtet, bis die
Flüssigkeitssäule schließlich wieder zur Ruhe gekommen ist und die Zündung der frischen
Ladung einen neuen Arbeitsgang einleitet.
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Um die kinetische Energie der Auspuffgase
besser auszunutzen,
kann das, Rohr 25 allmählich erweitert sein, wie auf der Zeichnung dargestellt.