DE3625053A1

DE3625053A1 - Piston supercharger which can be driven by the exhaust gas pulses of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3625053A1
Application number: DE19863625053
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr Ing Schatz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1986-07-24
Publication date: 1988-02-04
Also published as: DE3625053C2

Abstract

A piston supercharger which can be driven by the exhaust gas pulses of an internal combustion engine has at least one expansion chamber defined by a movable working piston (312). The boundary (20) of the expansion chamber lying opposite the working piston (312) is provided with at least one exhaust inlet (26) and exhaust outlet (28). The exhaust outlet (28) is provided with a valve, which has a movable closing body (343) which is connected to the working piston by way of a coupling (314, 351), releasable on the attainment of at least one predetermined limit position, for their temporary joint movement. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen durch die Abgasimpulse einer Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Kolbenla der, der mindestens einen durch einen beweglichen Ar beitskolben begrenzten Entspannungsraum aufweist, des sen dem Kolben gegenüberliegende Begrenzung mit min destens einem Abgaseinlaß und Abgasauslaß versehen ist, wobei der Abgasauslaß mit einem im Takt der Ab gasimpulse steuerbaren, seinen Fließquerschnitt zumin dest teilweise öffnenden und schließenden Ventil ver sehen ist, das einen durch den Arbeitskolben betätig baren Schließkörper aufweist.The invention relates to one by the exhaust gas pulses an internal combustion engine driven piston engine the one that has at least one through a movable ar has limited piston relaxation space, the limit opposite the piston with min least provided an exhaust gas inlet and exhaust gas outlet is, the exhaust gas outlet with one in time with the Ab controllable gas impulses, its flow cross section at least least partially opening and closing valve see is that one is actuated by the working piston baren closing body.

Damit die arbeitsfähige Energie der am Kolbenlader eintreffenden Abgase optimal ausgenützt werden kann, ist eine Steuerung des Abgasauslasses erforderlich, weil andernfalls ein Großteil der Abgase aus dem Ent spannungsraum ausfließen kann, ohne Arbeit zu verrich ten.So that the workable energy of the piston loader incoming exhaust gases can be optimally used, control of the exhaust outlet is required, because otherwise a large part of the exhaust gases from the Ent tension space can flow out without doing work ten.

Es ist bereits bekannt, zu diesem Zweck auf der Aus laßseite eine Ventilsteuerung anzuordnen, die direkt von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Dies führt zu komplexen und dadurch teueren Konstruk tionen, die außerdem die Freizügigkeit bei der räum lichen Anordnung des Kolbenladers relativ zur Ver brennungskraftmaschine behindern. Außerdem ist eine Anpassung des Kolbenladers an die Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine erwünscht, die bei einer Ventilsteuerung direkt von der Verbrennungskraftma schine aus nicht automatisch durchführbar ist, es sei denn durch eine zusätzliche, teuere Steuerung. It is already known for this purpose on the off leave a valve control to be arranged directly is driven by the internal combustion engine. This leads to complex and therefore expensive construction tion that also allows freedom of movement in the area Lichen arrangement of the piston loader relative to the Ver hinder internal combustion engine. Besides, one is Adaptation of the piston loader to the operating conditions the internal combustion engine desired at a Valve control directly from the internal combustion engine is not automatically feasible, it is because of an additional, expensive control.

Durch die DE-OS 21 39 932 ist eine durch Abgase einer Verbrennungskraftmaschine betriebene Kolbenmaschine be kannt, deren Entspannungsraum mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil versehen ist, wobei beide Ventile wechselweise durch einen gemeinsamen Schließkörper ge schlossen werden, der als Wippe ausgebildet ist, die durch eine Feder belastet und in die eine oder andere zweier stabiler Endstellungen gespannt ist. Die Wippe wird durch eine mit dem Arbeitskolben verbundene Um schaltvorrichtung gegen Ende des Kolbenhubs über den Totpunkt gedrückt und schnappt dann in die jeweils an dere Endstellung.DE-OS 21 39 932 is one by exhaust gases Internal combustion engine operated piston engine be knows whose relaxation room with an inlet and an outlet valve is provided, both valves alternately ge by a common closing body be closed, which is designed as a seesaw, the loaded by a spring and into one or the other two stable end positions. The seesaw is by a Um connected to the working piston switching device towards the end of the piston stroke over the Dead center pressed and then snaps into each their final position.

Bei dieser bekannten Kontruktion werden die Abgasimpulse zur Betätigung des Arbeitskolbens vom Einlaßventil er zeugt, das gegen das Ende des Arbeitshubs geschlossen und gegen das Ende des Rückhubs wieder geöffnet wird. Abgesehen von der Anordnung einer umfangreichen Mecha nik im Entspannungsraum, welche einer einfachen und platzsparenden Konstruktion gegenübersteht, ist eine den jeweiligen Einsatzbedingungen entsprechende optimale Anpassung durch Beeinflussung des zeitlichen Druckver laufs innerhalb des Entspannungsraums nicht möglich. Insbesondere besteht keine Möglichkeit, Abgaseinlaß und Abgasauslaß zugleich geöffnet zu halten, was in bestimm ten Betriebssituationen erwünscht sein kann.In this known construction, the exhaust gas pulses to actuate the working piston from the inlet valve witnesses that closed towards the end of the working stroke and is opened again towards the end of the return stroke. Except for the arrangement of an extensive mecha nik in the relaxation room, which is a simple and space-saving construction is one optimal according to the respective conditions of use Adjustment by influencing the temporal pressure ver not possible within the relaxation room. In particular, there is no possibility of exhaust gas inlet and Keep exhaust outlet open at the same time, what in certain operating situations may be desirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand eine zuverlässige Steuerung des Kolben laders zur optimalen Ausnützung der arbeitsfähigen Ener gie der Abgasimpulse, insbesondere auch der natürlichen Abgasimpulse der Verbrennungskraftmaschine zu ermögli chen, wobei zugleich eine automatische Anpassung des Kolbenladers an den herrschenden Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine erreichbar sein soll. Außer dem soll sich die Konstruktion dazu eignen, möglichst große Strömungsquerschnitte und einen zentralen Abgas auslaß bei möglichst geringem Platzbedarf vorzusehen. Schließlich soll durch einfache konstruktive Änderun gen eine optimale Anpassung an die jeweiligen Einsatz bedingungen möglich sein.The invention is based on the object, if possible Reliable control of the piston with little effort loaders for the optimal use of the working energy gie the exhaust gas impulses, especially the natural To allow exhaust gas pulses from the internal combustion engine chen, with an automatic adjustment of the Piston loader to the prevailing operating state of the Internal combustion engine should be accessible. Except the construction should be suitable for this, if possible large flow cross-sections and a central exhaust gas outlet to be provided with as little space as possible. Finally, by simple constructive changes optimal adaptation to the respective application conditions may be possible.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Kolbenlader der eingangs genannten Art darin, daß Arbeitskolben und Schließkörper über eine beim Erreichen zumindest einer vorgegebenen Endstellung des Ventils lösbare Kupplung zu zeitweiliger gemeinsamer Bewegung verbunden sind.This problem is solved with a piston loader of the type mentioned in that working pistons and Closing body over one when reaching at least one predetermined end position of the valve releasable coupling are connected to temporary joint movement.

Beim Eintreffen eines Abgasimpulses mit ausreichender arbeitsfähiger Energie wird der Arbeitskolben aus sei ner Ruhestellung angehoben, in welcher er sich nahe der mit dem Abgaseinlaß und dem Abgasauslaß versehenen Be grenzung des Entspannungsraums befindet. Nach einem dem jeweiligen Einsatzzweck anzupassenden Bewegungsgesetz wird die Bewegung des Arbeitskolbens zur Betätigung des Ventils eingesetzt; insbesondere kann das Ventil sofort geschlossen werden, wenn der Abgasimpuls den Arbeitskolben anhebt, um die arbeitsfähige Energie op timal zur Bewegung des Arbeitskolbens auszunützen. Insbesondere kann die Übertragung der Kolbenbewegung auf die Ventilbetätigung zeitweilig unterbunden und dadurch der zeitliche Druckverlauf im Zylinder des Kol benladers beeinflußt und auch eine Rückwirkung auf den zeitlichen Verlauf der Kolbenbewegung erreicht werden.When an exhaust gas pulse arrives with sufficient The working piston will be out of workable energy ner rest position in which he is close to the Be provided with the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet border of the relaxation room. After one Movement law to be adapted to the respective application the movement of the working piston becomes actuation the valve used; in particular, the valve be closed immediately when the exhaust pulse Piston lifts to the workable energy op timal to use the piston movement. In particular, the transmission of the piston movement temporarily prevented from operating the valve and thereby the temporal pressure curve in the cylinder of the Kol influenced and also a retroactive effect on the time course of the piston movement can be achieved.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß ein den Schließkörper bewegendes Stellglied mit dem Arbeitskolben über eine beim Erreichen einer Stell kraftschwelle lösbare Kupplung verbunden und der Schließ körper zwischen seine Öffnungs- und seine Schließstel lung definierenden Anschlägen bewegbar ist, es kann aber auch nach einer anderen zweckmäßigen Ausführungs form ein den Schließkörper bewegendes Stellglied durch eine ortsfeste, beim Erreichen einer Stellkraftschwelle lösbare Kupplung gehalten und über eine ein Spiel in Hubrichtung aufweisende Mitnehmerverbindung mit dem Arbeitskolben zur Verschiebung gegenüber der ortsfe sten Kupplung kuppelbar sein, wobei die beim Erreichen der Stellkraftschwelle lösbare Kupplung eine Reibungs kupplung sein kann.A particularly expedient embodiment consists in that an actuator moving the closing body with the Working piston over a when reaching a position Force-releasable clutch connected and the lock body between its opening and closing positions tion defining stops is movable, it can but also according to another expedient execution form an actuator moving the closing body a stationary one, when a force threshold is reached releasable clutch held and about a game in Carrier connection with stroke direction with the Working piston for displacement in relation to the local Most clutch can be coupled, which when reaching the actuating force releasable clutch a friction clutch can be.

Eine andere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Schließkörper im Arbeitskolben in des sen Hubrichtung zwischen zwei Grenzstellungen freibe weglich geführt ist, in deren oberer er vollständig in den Kolben eingetaucht ist und in deren unterer er aus dem Kolben zur Schließung des Abgasauslasses heraus ragt. Bei dieser Ausgestaltung kann der Schließkörper seine Stellung relativ zum Arbeitskolben aufgrund seiner Massenträgheit verändern oder beibehalten, so daß sich ein sehr geringer konstruktiver Aufwand bei sehr vorteilhaften Öffnungs- und Schließzeitpunkten ergibt. Beginnt der Kolben seinen Arbeitshub, bleibt der Schließkörper in seiner den Abgasauslaß sperren den Stellung bis er relativ zum Arbeitskolben seine untere Grenzstellung erreicht hat, was zweckmäßiger weise erfolgt, kurz bevor der Arbeitskolben seinen Arbeitshub beendet. Dadurch wird der Schließkörper in Richtung auf seine obere Grenzstellung beschleunigt, während der Arbeitskolben kurz darauf seinen Rückhub durchführt. Dabei bewegt sich der Schließkörper zu nächst noch in Richtung auf seine obere Grenzstellung. Sobald er diese erreicht hat, wird er vom Arbeitskolben in entgegengesetzter Richtung mitgenommen, wobei der Schließkörper in den Arbeitskolben eingetaucht bleibt, bis der Arbeitskolben seinen Rückhub beendet hat, so daß während des gesamten Rückhubs des Kolbens der Abgas auslaß geöffnet bleibt. Beendet der Arbeitskolben sei nen Rückhub, bewegt sich der Schließkörper aufgrund der Massenträgheit weiter, bis er den Abgasauslaß im gewünschten Umfang verschließt. Another, very advantageous embodiment exists in that the closing body in the piston in the clear stroke direction between two limit positions is guided in the upper, in which he completely in the plunger is immersed and in the lower one it is out the piston to close the exhaust outlet protrudes. In this embodiment, the closing body its position relative to the working piston change or maintain its inertia, so that a very low design effort very advantageous opening and closing times results. When the piston begins its working stroke, remains the closing body in its block the exhaust outlet the position until it is relative to the working piston has reached the lower limit, which is more appropriate wise takes place shortly before the piston Working stroke ended. This will close the body Accelerated towards its upper limit position, its return stroke shortly afterwards during the working piston carries out. The closing body moves towards it next in the direction of its upper limit position. As soon as it has reached this, it becomes the working piston taken in the opposite direction, the Closing body remains immersed in the working piston, until the piston has completed its return stroke, so that during the entire return stroke of the piston the exhaust gas outlet remains open. The working piston has ended NEN return stroke, the closing body moves due to the inertia until it has the exhaust outlet in closes the desired scope.

Noch eine weitere zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß zwischen dem Schließkörper und dem Arbeits kolben eine einseitig in Richtung auf die Schließstel lung des Schließkörpers gerichtete Mitnehmerverbindung besteht, daß der Schließkörper in seiner Schließstellung durch eine selbsttätige Sperre verriegelbar und in seine Öffnungsstellung vorgespannt ist, und daß die Sperre durch den Arbeitskolben in der Endphase des durch den Abgasimpuls verursachten Arbeitshubs lösbar ist.Yet another useful embodiment exists in that between the closing body and the work piston one-sided towards the locking mechanism development of the closing body directed driver connection there is that the closing body in its closed position lockable by an automatic lock and in his Opening position is biased, and that the lock by the working piston in the final phase of by the Exhaust pulse caused work strokes is solvable.

Durch diese Konstruktion wird das Ventil während des Arbeitshubs des Arbeitskolbens in seiner Schließstel lung festgehalten, bis der Arbeitskolben selbst die Sperre löst, worauf das Ventil unter dem Einfluß der Vorspannung rasch seine voll geöffnete Stellung einnimmt. Die Mitnehmerverbindung zwischen Arbeits kolben und Schließkörper wird vorzugsweise so ausge legt sein, daß erst bei Beendigung des Rückhubs das Ventil wieder seine geschlossene Stellung einnimmt.Due to this construction, the valve during the Working strokes of the working piston in its locking position until the working piston itself Lock releases what the valve under the influence of Preload quickly its fully open position occupies. The driver link between work piston and closing body is preferably made this way stipulates that only when the return stroke ends Valve returns to its closed position.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung besteht bei der einen Reibungsschluß zwischen Stellglied und Arbeitskolben aufweisenden Ausführungsform darin, daß zwischen Stellglied und Arbeitskolben ein Um kehrmechanismus zur gegenläufigen Verbindung von Stellglied und Arbeitskolben angeordnet ist. Dadurch wird der Arbeitskolben bei Beginn seines Arbeitshubs den Abgasauslaß schließen und bei Beginn des Rück hubs den Abgasauslaß öffnen.Another useful embodiment is a frictional engagement between actuator and Embodiment having working pistons therein, that between the actuator and the piston an order reversing mechanism for the opposite connection of Actuator and working piston is arranged. Thereby the working piston becomes at the beginning of its working stroke close the exhaust outlet and at the beginning of the return hubs open the exhaust gas outlet.

Noch eine andere zweckmäßige Ausbildung besteht da rin, daß der Schließkörper den Abgasauslaß überdeckt und durch eine Federanordnung in Richtung auf den dem Abgasauslaß zugewandten Boden des Arbeitskolbens be lastet ist. Bei dieser Ausbildung wird der den Ar beitskolben zur Durchführung des Arbeitshubs bewegen de Abgasimpuls den Schließkörper zunächst auf den Abgasauslaß drücken und diesen dadurch verschließen, wobei während des Arbeitshubs die Federspannung zu nimmt, bis sie schließlich den Abgasdruck überwindet und den Schließkörper vom Abgasauslaß abhebt. Dabei kann die Federanordnung zwei einen Abstand in Hubrich tung des Arbeitskolbens aufweisende Mitnehmer am Ar beitskolben und am Schließkörper aufweisen, zwischen denen ein Federelement angeordnet ist, um Kolben und Schließkörper in ihre benachbarte Stellung zu bewegen. Eine andere Variante kann darin bestehen, daß die Fe deranordnung bei dem Abgasauslaß benachbarter Ein stellung des Arbeitskolbens unter Bildung eines Aus laßspaltes den Schließkörper geringfügig vom Abgas auslaß abhebt, so daß die Abgasimpulse ohne Betäti gung des in Ruhestellung befindlichen Arbeitskolbens über den Abgasauslaß abgeleitet werden können, wenn sie, insbesondere im Leerlaufbetrieb der Verbrennungs kraftmaschine, nur eine geringe arbeitsfähige Energie enthalten.There is another appropriate training rin that the closing body covers the exhaust outlet and by a spring arrangement towards the Exhaust outlet facing the bottom of the piston is burdensome. In this training, the Ar move the piston to carry out the working stroke de exhaust pulse the closing body first on the Press the exhaust outlet and close it, whereby the spring tension increases during the working stroke takes until it finally overcomes the exhaust pressure and lifts the closing body from the exhaust outlet. Here can the spring arrangement two a distance in Hubrich driver of the working piston on the Ar beitskolben and on the closing body, between which a spring element is arranged to piston and To move the closing body into its adjacent position. Another variant can be that the Fe the arrangement at the exhaust outlet adjacent one position of the working piston with formation of an off leave the closing body slightly off the exhaust gas outlet lifts off, so that the exhaust gas pulses without actuation supply piston at rest can be discharged through the exhaust outlet if them, especially when the combustion is idling engine, only a small workable energy contain.

Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert. In Verbindung mit den An sprüchen ergeben sich aus dieser Beschreibung weitere vorteilhafte bzw. zweckmäßige Ausgestaltungen der Er findung.Based on the following description of the in the drawing tion illustrated embodiments of the invention this will be explained in more detail. In connection with the An Sayings arise from this description advantageous or expedient embodiments of the Er finding.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch den Zylinder einer als Lader dienenden Kolben maschine mit einer Drehklappe als Schließ körper eines den Abgasauslaß steuernden Ventils, Fig. 1 is a schematic axial section through the cylinder of a piston engine acting as loader with a rotary valve as a closing body of the exhaust gas outlet-controlling valve,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform vor dem Beginn des Rückhubs des Arbeits kolbens, Fig. 2 shows the embodiment shown in Fig. 1 before the start of the return stroke of the working piston,

Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Axialschnitt bei einer weiteren Ausführungsform mit tellerförmigem Schließkörper während des Arbeitshubs, Fig. 3 a of FIG. 1 in a further embodiment similar axial section with tellerförmigem closing element during the power stroke,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch die Ausführungs form nach Fig. 3 während des Rückhubs des Kolbens, Fig. 4 is an axial section through the execution form of Fig. 3 during the return stroke of the piston,

Fig. 5 einen der Fig. 4 ähnlichen Axialschnitt durch noch eine andere Ausführungsform mit tellerförmigem Schließkörper während des Rückhubs des Arbeitskolbens, Fig. 5 a of FIG. 4 similar axial section through yet another embodiment with tellerförmigem closing body during the return stroke of the working piston,

Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine weitere Aus führungsform in Ruhestellung, Fig. 6 is an axial section through a further implementation form in the rest position,

Fig. 7 einen Axialschnitt durch eine weitere Aus führungsform während des Arbeitshubs des Kolbens, Fig. 7 is an axial section through a further implementation form during the power stroke of the piston,

Fig. 8 einen Axialschnitt durch eine Variante der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform eben falls während des Arbeitshubs des Arbeits kolbens, Fig. 8 is an axial section through a variant of the embodiment shown in Fig. 7 just in case during the working stroke of the working piston,

Fig. 9 einen Axialschnitt durch noch eine weitere Ausführungsform in Ruhestellung, Fig. 9 shows an axial section through a still further embodiment in the rest position,

Fig. 10 die Ausführungsform nach Fig. 9 zu Beginn des Arbeitshubs des Arbeitskolbens, Fig. 10, the embodiment of FIG. 9 at the beginning of the working stroke of the working piston,

Fig. 11 die Ausführungsform nach Fig. 10 vor Be endigung des Arbeitshubs des Arbeitskolbens, Fig. 11 shows the embodiment of FIG. 10 prior to loading termination of the power stroke of the working piston,

Fig. 12 einen Axialschnitt durch eine Variante der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform während des Arbeitshubs des Arbeitskolbens Fig. 13 einen Axialschnitt durch die in Fig. 12 gezeigte Variante bei Beginn des Rückhubs des Arbeitskolbens. Fig. 12 is an axial section through a variant of the embodiment shown in Fig. 3 and 4 during the working stroke of the working piston Fig. 13 is an axial section through the in Fig. 12 variant shown at the beginning of the return stroke of the working piston.

Ein Zylinder einer als abgasgetriebener Lader einer Verbrennungskraftmaschine einzusetzenden Kolbenma schine ist mit 10 bezeichnet und enthält einen fla chen Arbeitskolben 212, der mit einer Kolbenstange 214 verbunden ist, die aus dem Zylinder 10 herausragt und außerhalb des Zylinders 10 in einer Führung 16 linear beweglich geführt ist. Der Zylinder 10 wird von einer oberen Stirnfläche 18 begrenzt, durch welche die Kolbenstange 214 nach außen geführt ist, und durch eine untere Stirnfläche 20.A cylinder of a piston machine to be used as an exhaust gas-powered loader of an internal combustion engine is designated 10 and contains a fla-type working piston 212 which is connected to a piston rod 214 which protrudes from the cylinder 10 and is guided in a linearly movable manner outside the cylinder 10 in a guide 16 . The cylinder 10 is delimited by an upper end face 18 , through which the piston rod 214 is guided to the outside, and by a lower end face 20 .

Die obere Stirnfläche 18 ist mit einem Ladelufteinlaß ventil 22 und einem Ladeluftauslaßventil 24 versehen, die in Form von Rückschlagventilen ausgeführt sind. Die untere Stirnfläche 20 ist mit einem Abgaseinlaß 26 und einem Abgasauslaß 28 versehen. Der Abgasauslaß 28 ist in Bezug auf die Zylinderachse konzentrisch ange ordnet, der Abgaseinlaß 26, der über eine Leitung 30 mit Abgasimpulsen von einer nicht dargestellten Ver brennungskraftmaschine versorgt werden kann, befindet sich seitlich vom Abgasauslaß.The upper end face 18 is provided with a charge air inlet valve 22 and a charge air outlet valve 24 , which are designed in the form of check valves. The lower end face 20 is provided with an exhaust gas inlet 26 and an exhaust gas outlet 28 . The exhaust outlet 28 is arranged concentrically with respect to the cylinder axis, the exhaust gas inlet 26 , which can be supplied via a line 30 with exhaust gas pulses from an internal combustion engine, not shown, is located laterally from the exhaust gas outlet.

Der Arbeitskolben 212 befindet sich in Ruhestellung un ter dem Einfluß einer Rückstelleinrichtung in einer dem Abgaseinlaß 26 und dem Abgasauslaß 28 benachbar ten, nachfolgend auch als "unterer Totpunkt" bezeichne ten Stellung. Die Rückstelleinrichtung kann beispiels weise aus einer Rückstellfeder 32 bestehen.The working piston 212 is in the rest position under the influence of a resetting device in an adjacent to the exhaust gas inlet 26 and the exhaust gas outlet 28 , hereinafter also referred to as "bottom dead center" position. The reset device can consist, for example, of a return spring 32 .

Trifft in der Ruhestellung des Arbeitskolbens 12 am Ab gaseinlaß 26 ein Abgasimpuls ein, der über eine ausrei chende, arbeitsfähige Energie verfügt, so wird der Ar beitskolben 212 in einem Arbeitshub in Richtung auf seine der oberen Stirnfläche 18 benachbarte, nachfolgend auch als "oberer Totpunkt" bezeichnete Endstellung bewegt, sofern die arbeitsfähige Energie des Abgasimpulses durch Entspannung des Abgases im Zylinder 10 nutzbar gemacht werden kann. Es muß also verhindert werden, daß das Abgas ungenützt aus dem Abgasauslaß 28 abfließen kann. Andererseits sollte das entspannte Abgas nach dem Ar beitshub des Arbeitskolbens 212 möglichst vollständig aus dem Zylinder 10 ausströmen. Auch beim Eintreffen von Abgasimpulsen mit geringer arbeitsfähiger Energie, wie etwa im Leerlaufbetrieb der Verbrennungskraftma schine, soll das Abgas ungehindert aus dem Abgasaus laß 28 ausströmen können.Arrives in the rest position of the working piston 12 at the gas inlet 26, an exhaust gas pulse that has a sufficient, workable energy, the Ar beitskolben 212 in a working stroke in the direction of its adjacent the upper end face 18 , hereinafter also as "top dead center "designated end position moves if the workable energy of the exhaust gas pulse can be made usable by relaxing the exhaust gas in the cylinder 10 . It must therefore be prevented that the exhaust gas can flow out of the exhaust outlet 28 unused. On the other hand, the relaxed exhaust gas should flow as completely as possible out of the cylinder 10 after the working stroke of the working piston 212 . Even when the arrival of exhaust gas pulses with low workable energy, such as in idle mode of the internal combustion engine, the exhaust gas should be able to flow freely from the exhaust gas outlet 28 .

Es ist deshalb in der unteren Stirnfläche 20 zwischen dem Abgaseinlaß 26 und dem Abgasauslaß 28 eine Mulde 50 ausgebildet, so daß in der Ruhestellung des Arbeits kolbens 12 das Abgas unter dem Kolbenboden 248 vom Abgas einlaß 26 zum Abgasauslaß 28 strömen kann. An die Mulde 50 schließt sich im Abgasauslaß 28 ein Ventilabschnitt 42 mit einer zylindrischen Wandung 44 an, der von einer Drehachse 41 diametral durchquert wird. Auf der Dreh achse 41 ist eine kreisscheibenförmige Ventilklappe 43 angebracht, die über eine an dieser Ventilklappe 43 und dem Arbeitskolben 12 gelenkig angeschlossene Stell stange 45 verschwenkt wird, sobald der Arbeitskolben 212 sich im Zylinder 10 auf- und abbewegt. Jedoch besteht keine feste Verbindung zwischen dem Arbeitskolben 212 und der Ventilklappe 43, vielmehr ist die Stellstange 45 mit einer inneren Kolbenstange 247 verbunden, die un ter Reibungsschluß in Längsrichtung in der hohlen, mit dem Arbeitskolben 212 verbundenen Kolbenstange 214 ge führt ist. Der Ventilklappe 43 ist im Ventilabschnitt 42 des Abgasauslasses 28 ein Anschlag 249 zugeordnet, der die Ventilklappe 43 in ihrer Schließstellung fest hält, wenn sie bei einem Arbeitshub des Arbeitskol bens 212 durch die sich nach oben bewegende Stellstan ge 45 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. It is therefore in the lower end face 20 between the exhaust gas inlet 26 and the exhaust gas outlet 28, a trough 50 is formed, so that in the rest position of the working piston 12, the exhaust gas under the piston head 248 from the exhaust gas inlet 26 can flow to the exhaust gas outlet 28 . A valve section 42 with a cylindrical wall 44 , which is traversed diametrically by an axis of rotation 41 , adjoins the trough 50 in the exhaust gas outlet 28 . On the axis of rotation 41 , a circular disk-shaped valve flap 43 is attached, which is pivoted via an actuating rod 45 connected to this valve flap 43 and the working piston 12 as soon as the working piston 212 moves up and down in the cylinder 10 . However, there is no fixed connection between the working piston 212 and the valve flap 43 , rather the actuating rod 45 is connected to an inner piston rod 247 , which leads to the longitudinal piston in the hollow piston rod 214 connected to the working piston 212 . The valve flap 43 is associated with a stop 249 in the valve section 42 of the exhaust gas outlet 28 , which holds the valve flap 43 firmly in its closed position when it is pivoted in a working stroke of the working piston 212 by the upwardly moving actuating rod 45 in a clockwise direction.

Wenn sich der Arbeitskolben aus der in Fig. 1 gezeig ten Stellung aus seinem unteren Totpunkt nach oben be wegt, wird zunächst die innere Kolbenstange 247 durch Reibungsschluß mit nach oben bewegt, so daß die Ven tilklappe 43 geschlossen wurde. Sobald die Ventil klappe 43 ihre Schließstellung einnimmt, kann die innere Kolbenstange 247 nicht mehr an der nach oben gerichteten Kolbenbewegung teilnehmen, es findet ein Schlupf zwischen der inneren Kolbenstange 247 und der äußeren Kolbenstange 214 statt, der anhält, bis der Arbeitskolben 212 den oberen Wendepunkt seiner Bewe gung erreicht, der bei hoher Abgasenergie mit dem obe ren Totpunkt zusammenfällt. Diesen oberen Totpunkt wird der Arbeitskolben umso leichter erreichen, als während des Arbeitshubs mit Ausnahme der Anfangsphase, welche zum Schließen des Abgasauslasses 28 durch die Ventilklappe 43 benötigt wird, der Abgasauslaß 28 ge schlossen bleibt (Fig. 2).When the piston moves from the position shown in Fig. 1 th position from its bottom dead center up, the inner piston rod 247 is first moved by friction with upward, so that the Ven tilklappe 43 has been closed. As soon as the valve flap 43 assumes its closed position, the inner piston rod 247 can no longer participate in the upward piston movement, there is a slip between the inner piston rod 247 and the outer piston rod 214 , which continues until the working piston 212 reaches the upper turning point reached its movement, which coincides with the top dead center at high exhaust gas energy. This top dead center will reach the working piston all the easier than during the working stroke, with the exception of the initial phase, which is required for closing the exhaust outlet 28 through the valve flap 43 , the exhaust outlet 28 remains closed ( FIG. 2).

Sobald der Rückhub des Arbeitskolbens 212 einsetzt wird durch die bestehende Reibungsverbindung die innere Kolbenstange 247 soweit abwärts bewegt, daß sich die Ventilklappe 43 in die voll geöffnete, in Fig. 1 gezeig te Stellung bewegt. In dieser Stellung bleibt die Ven tilklappe 43 nicht nur bis zur Vollendung des Rückhubs des Arbeitskolbens 212, sondern auch während der Ruhe stellung des Arbeitskolbens im unteren Totpunkt, bis zu Beginn eines neuen Arbeitshubs die Ventilklappe 43 wieder geschlossen wird.As soon as the return stroke of the working piston 212 begins, the inner piston rod 247 is moved downwards by the existing friction connection to such an extent that the valve flap 43 moves into the fully open position shown in FIG. 1. In this position, the Ven tilklappe 43 remains not only until completion of the return stroke of the working piston 212 , but also during the rest position of the working piston in bottom dead center, until the beginning of a new working stroke, the valve flap 43 is closed again.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine ähnliche Konstruktion, wobei zur Ventilbetätigung wieder eine in der hohlen Kolbenstange 314 bewegliche Stellstange 345 benutzt wird, die jedoch mit einem tellerförmigen Schließkörper 343 fest verbunden ist und deren freie Beweglichkeit gegenüber der hohlen Kolbenstange 314 nur durch zwei Anschläge begrenzt wird, deren einer der Schließkörper 343 selbst ist und deren anderer durch einen Bund 351 auf der Stellstange 345 gebildet wird. Zwischen diesem Bund 351 und dem Schließkörper 343 ragt ein Mitnehmer 353 des Arbeitskolbens 312 bzw. der hohlen Kolbenstange 314 in den Bewegungsbereich der beiden Anschläge 343 und 351. Die Stellstange 345 ist nach oben aus der hoh len Kolbenstange 314 herausgeführt und unter Reibungs schluß durch einen ortsfesten Bremsring 355 geführt. FIGS. 3 and 4 show a similar construction, where again a movable in the hollow piston rod 314, control rod is used 345 for actuating the valve, but which is fixedly connected to a plate-shaped closing body 343 and the free mobility with respect to the hollow piston rod 314 only by two stops is limited, one of which is the closing body 343 itself and the other of which is formed by a collar 351 on the adjusting rod 345 . Between this collar 351 and the closing body 343 , a driver 353 of the working piston 312 or the hollow piston rod 314 projects into the range of motion of the two stops 343 and 351 . The actuating rod 345 is guided upwards out of the hollow piston rod 314 and is guided under friction by a stationary brake ring 355 .

Der Schließkörper 343 deckt in seiner Schließstellung (Fig. 3) den Abgasauslaß 28 im Bereich einer in der unteren Stirnfläche 20 des Zylinders 10 vorgesehenen Mulde 50 ab, wobei eine Vorkehrung getroffen ist, daß Abgasimpulse mit geringer arbeitsfähiger Energie in den Abgasauslaß 28 eintreten können.In its closed position ( FIG. 3), the closing body 343 covers the exhaust gas outlet 28 in the region of a trough 50 provided in the lower end face 20 of the cylinder 10 , provision being made for exhaust gas pulses with less workable energy to enter the exhaust gas outlet 28 .

Trifft ein Abgasimpuls mit ausreichend großer arbeits fähiger Energie ein, wird der Arbeitskolben 312 nach oben bewegt, wobei zunächst der Schließkörper 343 unter dem Einfluß des Bremsrings 355 in seiner Schließstel lung festgehalten wird. Erst wenn der Mitnehmer 353 den Bund 351 erfaßt, was bei Annäherung des Arbeits kolbens 312 an seinen oberen Totpunkt der Fall ist, wird der Schließkörper 353 in seine geöffnete Stellung angehoben. Er wird vom Arbeitskolben 312 mitgezogen, bis dieser den oberen Wendepunkt seiner Bewegung er reicht. Zu Beginn des Rückhubs wird die Stellstange 345 durch den Bremsring 355 festgehalten, bis der Mitnehmer 353 auf den Schließkörper 343 auftrifft und diesen bis in seine geschlossene Stellung mitzieht, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.Arrives an exhaust gas pulse with a sufficiently large workable energy, the working piston 312 is moved upward, with the closing body 343 first being held in its closed position under the influence of the brake ring 355 . Only when the driver 353 detects the collar 351 , which is the case when the working piston 312 approaches its top dead center, is the closing body 353 raised to its open position. It is pulled by the working piston 312 until it reaches the upper turning point of its movement. At the beginning of the return stroke, the adjusting rod 345 is held by the brake ring 355 until the driver 353 strikes the closing body 343 and pulls it into its closed position, as can be seen from FIG. 4.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante ist mit einem tellerförmigen Schließkörper 443 eine Stell stange 445 fest verbunden, die durch eine hohle Kolbenstange 414 des Arbeitskolbens 412 geführt ist. Zwischen der Stellstange 445 und der Innenfläche der hohlen Kolbenstange 414 angeordnet, welche die Bewegung der Kolbenstange 414 auf die Stellstange 445 übertragen kann, sofern diese nicht durch einen Widerstand an einer Bewegung gehindert ist. Ein solcher Widerstand tritt auf, wenn der Schließkörper 443 in seiner Schließstellung auf dem Abgasauslaß 28 aufsitzt, oder wenn er am Kolben boden 448 oder einem anderen, ihm am Arbeitskolben 412 zugeordneten Anschlag anschlägt.In the variant shown in Fig. 5, a control rod 445 is fixedly connected to a plate-shaped closing body 443 , which is guided through a hollow piston rod 414 of the working piston 412 . Arranged between the actuator rod 445 and the inner surface of the hollow piston rod 414 , which can transmit the movement of the piston rod 414 to the actuator rod 445 , unless this is prevented from moving by a resistance. Such resistance occurs when the closing body 443 sits in its closed position on the exhaust outlet 28 , or when it strikes the piston bottom 448 or another stop assigned to it on the working piston 412 .

Beginnt der Arbeitskolben 412 seinen Arbeitshub, werden die Reibräder 457 bestrebt sein, den Schließkörper nach unten in seine geschlossene Stellung zu drücken. In dieser geschlossenen Stellung bleibt der Schließkörper 443 bis zum oberen Wendepunkt der Kolbenbewegung. Sobald sich der Arbeitskolben 412 abwärts bewegt, wird die Stellstange 445 aufwärts bewegt und öffnet dadurch den Abgasauslaß 28, weil sich der Schließkörper bis zum Anschlag am Arbeitskolben 412 hebt. Im weiteren Verlauf der Kolbenbewegung zum unteren Totpunkt wird der Schließkörper 443 wieder nach unten geführt, wobei die Anordnung vorzugsweise so getroffen ist, daß der Schließkörper 443 den Abgasauslaß noch nicht voll ständig abdeckt, wenn der Arbeitskolben im unteren Totpunkt angelangt ist. Erst zu Beginn des Arbeitshubs wird der Abgasauslaß 28 vollständig in der beschriebe nen Weise geschlossen.When the working piston 412 begins its working stroke, the friction wheels 457 will endeavor to press the closing body down into its closed position. In this closed position, the closing body 443 remains until the upper turning point of the piston movement. As soon as the working piston 412 moves downward, the actuating rod 445 is moved upward and thereby opens the exhaust gas outlet 28 because the closing body lifts up to the stop on the working piston 412 . In the further course of the piston movement to the bottom dead center, the closing body 443 is again guided downwards, the arrangement preferably being such that the closing body 443 does not yet completely cover the exhaust gas outlet when the working piston has reached bottom dead center. Only at the beginning of the working stroke, the exhaust outlet 28 is completely closed in the manner described.

Die Funktionsweise dieser in Fig. 5 gezeigten Variante ist mit der des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausfüh rungsbeispiels insofern vergleichbar, als in beiden Fällen die Ventilumsteuerung jeweils mit dem Beginn eines Hubs zusammenfällt, wodurch sich eine "unsymme trische" Öffnungscharakteristik des Ventils bezogen auf den Wendepunkt des Arbeitskolbens 212 bzw. 412 nach seinem Arbeitshub ergibt. Da in der Bewegungs übertragung zwischen Arbeitskolben 212 bzw. 412 und Schließkörper 43 bzw. 443 des Ventils ein Schlupf vor gesehen ist, wird erreicht, daß das Ventil seinen vollen Ventilhub sowohl beim Schließen als auch beim Öffnen jeweils bereits kurz nach Beginn des entspre chenden Hubs des Arbeitskolbens 212 bzw. 412 durchge führt hat und die für diesen Hub optimale Stellung einnimmt.The operation of this variant shown in FIG. 5 is comparable to that of the exemplary embodiment shown in FIGS . 1 and 2 insofar as in both cases the valve reversal coincides with the start of a stroke, resulting in an "asymmetrical" opening characteristic of the valve based on the turning point of the working piston 212 or 412 after its working stroke. Since a slip is seen in the motion transmission between the working piston 212 or 412 and the closing body 43 or 443 of the valve, it is achieved that the valve reaches its full valve stroke both when closing and when opening shortly after the start of the corresponding stroke of the working piston 212 or 412 and has the optimal position for this stroke.

Auch bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ergibt sich eine ähnliche "unsymmetrische" Öffnungs charakteristik. Dabei ist im Arbeitskolben 512 eine zur Achse des Zylinders 10 koaxial angeordnete Kammer 559 ausgebildet, die eine im Boden 548 des Arbeitskol bens 512 angeordnete Öffnung 561 mit geringerem Quer schnitt als dem der Kammer 559 aufweist. Ein Ventil schließkörper 543 mit einem der Öffnung 561 angepaßten Querschnitt ist derart in der Kammer 559 angeordnet, daß er durch einen dem inneren Querschnitt der Kammer 559 angepaßten Bund 563 an seinem in Bezug auf die Kammer 559 inneren Ende in axialer Richtung in der Kammer 559 geführt ist. Wenn der Schließkörper 543 vollständig in die Kammer 559 eingeschoben ist, wobei sein äußeres Ende noch im Bereich der Öffnung 561 ge führt ist, besteht zwischen dem Bund 563 und einer durch die Querschnittserweiterung der Kammer 559 gegen über der Öffnung 561 gebildeten, diesem Bund 563 zuge wandten Anschlagschulter 565 ein axialer Abstand, der etwas geringer ist, als die Hublänge des Arbeits kolbens 512. Der Abstand entspricht der Weglänge, die der Arbeitskolben 512 zurücklegt, bevor gegen Ende des Arbeitshubs der Abgasauslaß 28 geöffnet wird. Also in the embodiment shown in Fig. 6 there is a similar "asymmetrical" opening characteristic. Here, a coaxially arranged to the axis of the cylinder 10 chamber 559 in the working piston 512 is formed, the cut in the bottom 548 a disposed of Arbeitskol bens 512 opening 561 of smaller cross than the chamber having the 559th A valve closing body 543 with a cross section adapted to the opening 561 is arranged in the chamber 559 in such a way that it is guided in the axial direction in the chamber 559 by a collar 563 adapted to the inner cross section of the chamber 559 at its inner end with respect to the chamber 559 is. When the closing body 543 is fully inserted into the chamber 559 , with its outer end still leading in the area of the opening 561 , there is between the collar 563 and one formed by the cross-sectional expansion of the chamber 559 opposite the opening 561 , this collar 563 facing stop shoulder 565 is an axial distance which is slightly less than the length of stroke of the working piston 512th The distance corresponds to the distance traveled by the working piston 512 before the exhaust gas outlet 28 is opened towards the end of the working stroke.

Befindet sich, wie in Fig. 6 dargestellt, der Arbeits kolben 512 in der auch als "unterer Totpunkt" bezeich neten Ruhestellung, liegt der Schließkörper 543 am Grund der Mulde 50 auf sich etwas über den Grund der Mulde 50 erhebenden Anschlägen 567 auf, welche somit einen Spalt freihalten, durch den beim Leerlaufbetrieb der Verbrennungskraftmaschine das Abgas entweichen kann. Der Bund 563 liegt nahe dem oberen, von der Öffnung 561 abgewandten Ende der Kammer 559. Wenn der Arbeitskolben 512 seinen Arbeitshub beginnt, bleibt der Schließkör per 543 aufgrund der Massenträgheit solange in der ge zeigten Schließstellung, bis die Anschlagschulter 565 auf den Bund 563 auftrifft. Zu diesem Zeitpunkt hat der Arbeitskolben 512 bereits den größeren Teil seines Arbeitshubs zurückgelegt. Der Schließkörper 543 wird in Richtung des Arbeitshubs beschleunigt. Wenn der Arbeitskolben 512 seinen oberen Wendepunkt erreicht, wird er durch eine Rückstellkraft wieder nach unten bewegt. Der Schließkörper 543 bewegt sich jedoch zu nächst unter dem Einfluß der Massenträgheit weiter nach oben, bis er am oberen Ende der Kammer 559 an schlägt, worauf er durch den Arbeitskolben 512 wieder nach unten mitgenommen wird. Weil der Schließkörper 543 dabei in die Kammer 559 zurückgezogen ist, bleibt der Abgasauslaß 28 voll geöffnet, bis der Arbeitskol ben 512 seinen unteren Totpunkt wieder erreicht hat.Is, as shown in Fig. 6, the working piston 512 in the also referred to as "bottom dead center" designated rest position, the closing body 543 lies on the bottom of the trough 50 on itself slightly above the bottom of the trough 50 elevating stops 567 , which thus keep a gap through which the exhaust gas can escape when the internal combustion engine is idling. The collar 563 is located near the upper end of the chamber 559 facing away from the opening 561 . When the working piston 512 begins its working stroke, the closing body remains in the closed position shown by 543 due to the inertia until the stop shoulder 565 strikes the collar 563 . At this point, piston 512 has already completed most of its stroke. The closing body 543 is accelerated in the direction of the working stroke. When the working piston 512 reaches its upper turning point, it is moved down again by a restoring force. However, the closing body 543 initially moves upward under the influence of inertia until it strikes the upper end of the chamber 559 , whereupon it is taken down again by the working piston 512 . Because the closing body 543 is retracted into the chamber 559 , the exhaust outlet 28 remains fully open until the working piston 512 has reached bottom dead center again.

Auch die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausfüh rungsformen dienen dem Zweck, den Abgasauslaß 28 während des Arbeitshubs geschlossen und während des Rückhubs geöffnet zu halten. Approximately forms the exporting shown in FIGS. 7 and 8 serve the purpose of the exhaust gas outlet 28 is closed during the power stroke and to hold open during the return stroke.

Der Arbeitskolben 612 ist hier wieder fest mit einer hohlen Kolbenstange 614 verbunden, durch die eine fest mit dem tellerförmigen Schließkörper 643 verbundene Stellstange 645 längsverschieblich geführt ist. An dem vom Schließkörper 643 abgewandten Ende ist die Stell stange 645 mit einem Bund 669 versehen. Eine bezogen auf den Zylinder 10 ortsfest gelagert Sperrklinke 671 ist in eine in die Bahn des Bundes 669 ragende Sperr stellung durch eine Feder 673 vorgespannt. Die Sperr klinke 671 ist so angeordnet, daß sie auf der vom Schließkörper gewandten Seite den Bund 669 übergreifen kann, wenn sich der Schließkörper 643 in seiner den Abgasauslaß 28 verschließenden bzw. bis auf einen Auslaßspalt für das bei Leerlaufbetrieb der Verbrennungskraftmaschine anfallende Abgas verschlie ßenden Stellung befindet. Zwischen dem Bund 669 und einem ortsfesten, von der Stellstange 645 durchquerten Widerlager 675 ist eine Druckfeder 677 eingespannt, die bestrebt ist, den Schließkörper 643 in seine geöff nete Stellung anzuheben, in der er am Boden 648 des Arbeitskolbens 612 anliegt.The working piston 612 is again firmly connected to a hollow piston rod 614 , through which an adjusting rod 645, which is fixedly connected to the plate-shaped closing body 643 , is guided in a longitudinally displaceable manner. At the end facing away from the closing body 643 , the adjusting rod 645 is provided with a collar 669 . A pawl 671 mounted in a stationary manner with respect to the cylinder 10 is biased into a locking position projecting into the path of the federal government 669 by a spring 673 . The locking pawl 671 is arranged so that it can overlap the collar 669 on the side facing the closing body when the closing body 643 closes in its exhaust outlet 28 or up to an outlet gap for the exhaust gas occurring when the internal combustion engine is idling located. Between the collar 669 and a stationary abutment 675 traversed by the actuating rod 645 , a compression spring 677 is clamped, which strives to lift the closing body 643 into its open position, in which it rests on the bottom 648 of the working piston 612 .

Dem Arbeitskolben 612 oder der mit ihm verbundenen Kol benstange 614 ist ein ortsfester Auslöser 679 derart zugeordnet, daß er bei der Annäherung des Arbeitskolbens 612 an dessen oberen Totpunkt betätigt wird. Der Aus löser 679 steht, z.B. elektrisch oder mechanisch, mit der Sperrklinke 671 derart in Verbindung, daß er bei seiner Betätigung die Sperrklinke 671 aus ihrer Sperr stellung bewegt. Dadurch kann die Druckfeder 677 den Schließkörper 643 in seine Öffnungsstellung drücken, in der er am Kolbenboden 648 anliegt. Durch den Rückhub des Arbeitskolbens 612 wird der Schließkörper 643 wieder in seine Schließstellung überführt, die er am Ende des Rückhubs des Arbeitskolbens 612 erreicht. Dabei läuft der Bund 663 an eine schräge Steuerkante 681 der Sperrklinke 671 an, um sie bei der Rückkehr in Sperrstellung beiseitezudrücken. Der Schließkörper 643 bleibt dann in der Schließstellung, bis er gegen Ende des nächsten Arbeitshubs des Arbeitskolbens 612 erneut freigegeben und durch die Druckfeder gehoben wird.The working piston 612 or the piston rod connected to it 614 is assigned a fixed trigger 679 in such a way that it is actuated when the working piston 612 approaches its top dead center. From the release 679 is, for example, electrically or mechanically, with the pawl 671 in such a way that it moves the pawl 671 from its locking position when it is actuated. As a result, the compression spring 677 can press the closing body 643 into its open position, in which it rests on the piston head 648 . The return stroke of the working piston 612 brings the closing body 643 back into its closed position, which it reaches at the end of the return stroke of the working piston 612 . The collar 663 runs against an inclined control edge 681 of the pawl 671 in order to push it aside when returning to the locked position. The closing body 643 then remains in the closed position until it is released again towards the end of the next working stroke of the working piston 612 and is lifted by the compression spring.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Konstruktion handelt es sich um eine der Fig. 7 sehr ähnliche Gestaltung, wo bei jedoch die Druckfeder 677 zwischen dem Bund 669 und einem Bund 683 an der hohlen Kolbenstange 614 ein gespannt ist und die Sperrklinke 671 den Schließkörper 643 dadurch freigibt, daß die hohle Kolbenstange 614 gegen eine hierzu an der Sperrklinke 671 vorgesehene Steuerkante 685 läuft.The construction shown in FIG. 8 is a design very similar to FIG. 7, but with the compression spring 677 tensioned between the collar 669 and a collar 683 on the hollow piston rod 614 and the pawl 671 the closing body 643 in that the hollow piston rod 614 runs against a control edge 685 provided for this purpose on the pawl 671 .

In den Fig. 9 bis 11 ist eine besonders einfache Kon struktion dargestellt, welche ebenfalls eine "unsymme trische" Öffnungscharakteristik für das den Abgas auslaß 28 steuernde Ventil ermöglicht.In FIGS. 9 to 11, a particularly simple Kon is illustrated constructive tion, which is also a "unsymme tric" opening characteristic of the exhaust gas outlet 28 allows controlling valve.

In Fig. 9 befindet sich ein mit einer hohlen Kolben stange 714 versehener Arbeitskolben 712 in seiner Ruhe stellung, in die er durch eine Rückstellfeder 32 ge drückt wird, die zwischen einem an der Führung 716 der Kolbenstange 714 angeordneten Widerlager 787 und einem Führungsstück 789 an der Kolbenstange 714 einge spannt ist. Ein tellerförmiger Schließkörper 743 ist mit einer Stellstange 745 verbunden, die mit einem Führungsstück 769 in der hohlen Kolbenstange 714 ge führt ist, wobei zwischen dem Führungsstück 769 und einer auf dessen dem Schließkörper zugewandter Seite am Arbeitskolben 712 ausgebildeten Schulter 791 eine Druckfeder 793 eingespannt ist die bestrebt ist, den Schließkörper 743 gegen den Kolbenboden 748 zu ziehen. Die Anordnung ist jedoch so getroffen, daß der Schließ körper 743 einen geringen Abstand vom Kolbenboden 748 dadurch einhält, daß das Führungsstück 769 an der ihm zugewandten Seite des Führungsstücks 789 anliegt bevor der Schließkörper 743 den Arbeitskolben 712 erreicht hat.In Fig. 9 there is a hollow piston rod 714 provided working piston 712 in its rest position, in which it is pressed by a return spring 32 , which is arranged between a guide 716 of the piston rod 714 abutment 787 and a guide piece 789 the piston rod 714 is clamped. A plate-shaped closing body 743 is connected to an actuating rod 745 , which leads to a guide piece 769 in the hollow piston rod 714 , a compression spring 793 being clamped between the guide piece 769 and a shoulder 791 formed on the side facing the closing body on the working piston 712 strives to pull the closing body 743 against the piston crown 748 . However, the arrangement is such that the closing body 743 maintains a short distance from the piston crown 748 in that the guide piece 769 bears against the side of the guide piece 789 facing it before the closing body 743 has reached the working piston 712 .

In der in Fig. 9 gezeigten Ruhestellung liegt der Arbeitskolben 712 an der unteren Stirnfläche 20 des Zylinders 10 an, der Schließkörper 743 ist durch die Druckfeder in seine dem Kolbenboden 748 benachbarte Stellung gezogen und hält dadurch einen geringen Ab stand vom Boden der Mulde 50, so daß der bereits mehrfach erwähnte Spalt für das Abströmen des Abgases bei Leerlaufbetrieb geöffnet bleibt.In the rest position shown in FIG. 9, the working piston 712 bears against the lower end face 20 of the cylinder 10 , the closing body 743 is pulled into its position adjacent to the piston head 748 by the compression spring and thereby holds a small distance from the bottom of the depression 50 , so that the gap already mentioned several times remains open for the outflow of the exhaust gas when idling.

Beim Eintreffen eines Abgasimpulses mit ausreichend arbeitsfähiger Energie wird durch den Abgasdruck der Schließkörper 743 gegen die Wirkung der Druckfeder 793 gegen den Boden der Mulde 50 gedrückt, wodurch der Abgasauslaß vollständig geschlossen wird, so daß die Abgasenergie optimal ausgenützt werden kann. Während der Arbeitskolben 712 seinen Arbeitshub beginnt, bleibt der Abgasauslaß so lange geschlossen, bis die Kraft der sich spannenden Druckfeder 793 den Abgasdruck auf den Schließkörper 743 überwindet und den Schließ körper 743 gegen den Kolbenboden 748 zieht. Der Beginn des Arbeitshubs mit geschlossenem Abgasauslaß 28 ist in Fig. 10 dargestellt.When an exhaust gas pulse with sufficient workable energy arrives, the exhaust body pressure pushes the closing body 743 against the action of the compression spring 793 against the bottom of the trough 50 , as a result of which the exhaust gas outlet is completely closed, so that the exhaust gas energy can be optimally utilized. During the working piston 712 its power stroke begins, the exhaust port remains closed as long overcomes until the force of the exciting spring 793 the exhaust pressure on the closing body 743 and pulls the closing body 743 against the piston crown 748th The start of the working stroke with the exhaust outlet 28 closed is shown in FIG. 10.

Die Kraft der Druckfeder 793 wird vorzugsweise so be messen, daß der Abgasauslaß erst in der Endphase des Arbeitshubs des Arbeitskolbens 712 geöffnet wird. Die Situation unmittelbar vor dem durch die Feder 793 be wirkten Anheben des Schließkörpers 743 in seine Öff nungsstellung ist in Fig. 11 dargestellt. Man sieht in Fig. 11, daß sich das Führungsstück 769 um eine dem bis dahin zurückgelegten Weg des Arbeitskolbens 712 aus seiner Ruhestellung entsprechende Strecke von dem als Anschlag dienenden Führungsstück 789 entfernt hat, wobei die Feder 793 gespannt wurde, um den Abgas druck zu überwinden. The force of the compression spring 793 will preferably be so measured that the exhaust outlet is only opened in the final phase of the working stroke of the working piston 712 . The situation immediately before the spring 793 acting lifting the closing body 743 in its opening position is shown in Fig. 11. It can be seen in Fig. 11 that the guide piece 769 has moved a distance corresponding to the distance of the working piston 712 from its rest position up to that point from the guide piece 789 serving as a stop, the spring 793 having been tensioned in order to overcome the exhaust gas pressure .

Eine Variante der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Aus führungsform ist in den Fig. 12 und 13 dargestellt, wobei mit der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Bei der Variante nach den Fig. 12 und 13 ist an der dem Schließkörper 343 zugewandten Unterseite des Arbeitskolbens 312 im Bereich des Mit nehmers 353 ein Ansatz 333 ausgebildet, der die Stell stange 345 ringförmig umschließt und geeignet ist, stets zwischen dem Arbeitskolben 312 und dem Schließ körper 343 einen der axialen Ausdehnung des Ansatzes 333 entsprechenden Spalt freizuhalten. Eine den Arbeits kolben in Richtung auf seine Ruhestellung bzw. den sog. unteren Totpunkt belastende Rückstellfeder 332 stützt sich einerseits an der Kolbenstange 314 und andererseits am ortsfesten Bremsring 355 ab. Auf der vom Arbeitskolben 312 und vom Schließkörper 343 abgewandten Seite des Bremsrings 355 ist das Ende der Stellstange 345 mit einer Endplatte 335 versehen. Zwischen dieser Endplatte 335 und dem Bremsring 355 ist eine Druckfeder 337 angeordnet, die bestrebt ist, die Stellstange 345 und damit den Schließkörper 343 in der aus Fig. 12 gezeigten Stellung relativ zum Bremsring 355 abzustützen.A variant of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is shown in FIGS. 12 and 13, parts with the embodiment according to FIGS. 3 and 4 being identified by the same reference numerals. In the variant according to FIGS. 12 and 13, an extension 333 is formed on the underside of the working piston 312 facing the closing body 343 in the area of the driver 353 , which surrounds the adjusting rod 345 in a ring and is suitable, always between the working piston 312 and the Closing body 343 to keep a gap corresponding to the axial extent of the extension 333 . A return piston 332 , which loads the working piston towards its rest position or the so-called bottom dead center, is supported on the one hand on the piston rod 314 and on the other hand on the stationary brake ring 355 . On the side of the brake ring 355 facing away from the working piston 312 and from the closing body 343 , the end of the adjusting rod 345 is provided with an end plate 335 . A compression spring 337 is arranged between this end plate 335 and the brake ring 355 , which strives to support the actuating rod 345 and thus the closing body 343 in the position shown in FIG. 12 relative to the brake ring 355 .

Befindet sich der Arbeitskolben 312 in seinem unteren Totpunkt, drückt der Ansatz 333 den Schließkörper 343 gegen die Wirkung der Feder 337 in Richtung auf den Abgasauslaß 28, die axiale Länge des Ansatzes 333 ist aber so bemessen, das der Abgasauslaß 28 nicht voll ständig geschlossen wird.If the working piston 312 is in its bottom dead center, the extension 333 presses the closing body 343 against the action of the spring 337 in the direction of the exhaust gas outlet 28 , but the axial length of the extension 333 is dimensioned such that the exhaust gas outlet 28 is not completely closed continuously .

Trifft ein Abgasimpuls mit ausreichend großer arbeits fähiger Energie ein, wird durch den im Spalt zwischen dem Arbeitskolben 312 und dem Schließkörper 343 wirken den Druck der Schließkörper 343 unter weiterer Belastung der Druckfeder 337 auf den Abgasauslaß 28 gedrückt und verschließt diesen, so daß durch die Entspannung des Abgases der Arbeitskolben 312 in Richtung auf den oberen Totpunkt bewegt wird. Sobald sich das Abgas soweit ent spannt hat, daß die auf den Schließkörper 343 in Rich tung auf dessen Schließstellung einwirkende Kraft durch die Druckfeder 337 überwunden werden kann, hebt die Druckfeder 337 den Schließkörper 343 vom Abgasauslaß ab. Dies geschieht unabhängig von der Stellung des Arbeits kolbens 312, es sei denn, der Mitnehmer 353 hätte be reits den Bund 351 auf der Stellstange 345 erfaßt und diese mitgezogen, so daß sich die Endplatte 335 bereits von der Druckfeder 337 abgehoben hat. Bei jedem voll ständigen Arbeitshub des Arbeitskolbens 312 wird der Schließkörper 343 bis in die in Fig. 15 gezeigte Stel lung angehoben und dann durch den Bremsring 355 festge halten, bis der Ansatz 333 beim Rückhub des Arbeitskol bens wieder auf den Schließkörper 343 trifft und diesen mitnimmt.If an exhaust gas pulse arrives with a sufficiently large amount of workable energy, the pressure in the gap between the working piston 312 and the closing body 343 causes the pressure of the closing body 343 to be pressed onto the exhaust gas outlet 28 with further loading of the compression spring 337, and closes the latter, so that the pressure relaxes of the exhaust gas of the working piston 312 is moved in the direction of the top dead center. As soon as the exhaust gas has stretched to such an extent that the force acting on the closing body 343 in the direction of its closing position can be overcome by the compression spring 337 , the compression spring 337 lifts the closing body 343 from the exhaust outlet. This happens regardless of the position of the working piston 312 , unless the driver 353 would have already captured the collar 351 on the actuating rod 345 and pulled this, so that the end plate 335 has already been lifted from the compression spring 337 . With each full working stroke of the working piston 312 , the closing body 343 is lifted into the position shown in FIG. 15 and then held by the brake ring 355 festge until the neck 333 hits the closing body 343 again during the return stroke of the working piston and takes it with it .

Die Feder 337 sorgt auch in der Ruhestellung des Arbeits kolbens 312 für eine beispielsweise beim Leerlaufbetrieb erforderliche, geringe Öffnung des Abgasauslasses 28; sie öffnet aber auch den Abgasauslaß 28, wenn die arbeits fähige Energie des Abgasimpulses nicht ausreicht, den Arbeitskolben so weit zu bewegen, daß der Mitnehmer 353 den Bund 351 mitnehmen und den Schließkörper 343 vom Abgasauslaß abheben kann. Der Auslaß wird stets geöffnet, wenn der Druck auf den Schließkörper 343 einen durch die Feder 337 vorgegebenen Wert unterschreitet.The spring 337 also ensures in the rest position of the working piston 312 for a small opening of the exhaust gas outlet 28 required, for example, when idling; but it also opens the exhaust gas outlet 28 when the working energy of the exhaust gas pulse is insufficient to move the working piston so far that the driver 353 can take the collar 351 and lift the closing body 343 from the exhaust gas outlet. The outlet is always opened when the pressure on the closing body 343 falls below a value predetermined by the spring 337 .

Claims

1. By the exhaust gas pulses of an internal combustion engine driven piston loader, which has at least one limited by a movable working piston relaxation space, the opposite piston is provided with at least one exhaust gas inlet and exhaust gas outlet, the exhaust gas outlet with a controllable in time with the exhaust gas pulses, its flow cross-section At least partially opening and closing valve is provided, which has a closing body which can be actuated by the working piston, since characterized in that the working piston ( 212 ; 312 ; 412 ; 512 ; 612 ; 712 ) and closing body ( 43 , 343 , 443 , 543 , 643 , 743 ) via a clutch that can be released when at least one predetermined end position is reached ( 45 , 247 ; 314 , 343 , 351 ; 412 , 434 , 445 ; 512 , 563 , 565 ; 612 , 643 ) for temporary joint movement.

2. Piston loader according to claim 1, characterized in that the closing body ( 43 ) moving actuator ( 45 ) with the working piston ( 212 ) via a releasable upon reaching an actuating force clutch ( 214 , 247 ) connected and the closing body between his Opening and its closing position defi ning stops ( 41 , 45 ; 249 ) is movable.

3. Piston loader according to claim 1, characterized in that a the closing body ( 343 ) moving actuator ( 345 ) th by a stationary, releasable when reaching an actuating force clutch ( 355 ) and have a play in the stroke direction de driver connection ( 343 , 351 , 353 ) with the Ar beitskolben ( 312 ) for displacement relative to the stationary coupling ( 355 ) can be coupled.

4. Piston loader according to one of claims 2 or 3, characterized in that the clutch ( 214 , 247 ; 355 ) which can be released when an actuating force threshold is reached is a friction clutch.

5. Piston loader according to claim 1, characterized in that the closing body ( 543 ) in the working piston ben ( 512 ) in the stroke direction is freely movable between two limit positions, in the upper rer of which he is completely immersed in the working piston ( 512 ) and in whose lower he protrudes from the working piston ( 512 ) to cover the exhaust gas outlet ( 28 ).

6. Piston loader according to claim 1, characterized in that between the closing body ( 643 ) and the working piston ( 612 ) a one-sided in the direction of the closed position of the closing body driver connection ( 612 , 643 ) that the closing body ( 643 ) in its closed position can be locked by an automatic lock ( 671 ) and is biased into its open position, and that the lock ( 671 ) by the working piston ( 612 ) in the final phase of the beitshubs caused by the exhaust gas pulse can be released.

7. Piston loader according to claim 6, characterized in that the driver connection ( 612 , 643 ) between the working piston ( 612 ) and the closing body ( 643 ) is designed such that the valve takes its closed position only when the return stroke is completed.

8. Piston loader according to claim 2, characterized in that between the actuator ( 445 ) and Ben working piston ( 412 ), a reversing mechanism ( 457 ) for the opposite connection of the actuator ( 445 ) and working piston ( 412 ) is arranged.

9. Piston loader according to claim 1, characterized in that the closing body ( 743 ) covers the exhaust gas outlet ( 28 ) and is loaded by a spring arrangement ( 793 ) in the direction of the bottom ( 748 ) of the working piston facing the exhaust gas outlet.

10. Piston loader according to claim 9, characterized in that the closing body ( 743 ) by the spring arrangement ( 793 ) in the direction of a piston on the working ( 712 ) arranged stop is loaded, with a distance between the closing body and the working piston ( 712 ) is kept clear when the closing body ( 743 ) lies against the stop.

11. Piston loader according to one of claims 9 or 10, characterized in that the spring arrangement on the one hand on the working piston ( 712 ) and on the other hand on the closing body ( 743 ) arranged, in the stroke direction of the working piston having a distance from each other driver ( 769 , 791 ), between which a Fe derelement ( 793 ) is arranged such that it strives to be the working piston ( 712 ) and the closing body ( 743 ) in their closely adjacent position because of.

12. Piston loader according to one of claims 9 to 11, characterized in that the spring arrangement ( 793 ) at the exhaust gas outlet ( 28 ) adjacent end position of the working piston ( 712 ) to form an outlet gap, the closing body ( 743 ) slightly from the exhaust gas outlet ( 28 ) takes off.

13. Piston loader according to one of claims 1 to 4, or 6 to 8, characterized in that the closing body is a rotary flap ( 43 ) which is pivotable about an axis transverse to the exhaust gas outlet ( 41 ) between a closed and an open position.

14. Piston loader according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that the closing body ( 343 ) is supported by a spring ( 337 ) in an exhaust gas outlet ( 28 ) at least partially releasing position against the closing direction.

15. Piston loader according to claim 14, characterized in that between the closing body ( 343 ) and the working piston ( 312 ) a stop ( 333 ) is seen before, which is suitable between a formed on the closing body ( 343 ), the working piston ( 312 ) facing piston surface and the working piston ben to keep a distance, and that the closing body is loaded by the supporting spring ( 337 ) in the direction of the working piston ( 312 ).