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Stehender Motorverdichter Die Erfindung betrifft einen stehenden Motorverdichter
mit frei fliegendem Kolben und zwei Zylindern, von denen der untere als E-;pansionsraum
und der obere als Kompressionsraum benutzt wird. Bei derartigen Motorverdichtern
ist es bereits bekannt, vom Kolben zu Beginn des Niederganges und unabhängig von
der Hubhöhe ein Hilfsventil öffnen zu lassen, welches dem Kolben ein freies Herabfallen
bis zu diesem Ventil und die Aufspeicherung der zur folgenden Kompression erforderlichen
Energie gestattet.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Kolben eine Zahnstange trägt.
welche bei Beginn des Kolbenniederganges einen Finger mitnimmt, dadurch einen Doppelhebel
betätigt und das Ventil öffnet, wobei eine Klinke einen auf dem Hebel sitzenden
Stift erfaßt und das Ventil offen hält.
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Die Erfindung kann weiterhin derart durchgeführt werden, daß der Kolben.
nachdem er bei seinem Niedergang das Ventil überschritten hat, durch einen 2,i ocken
und einen Finger ein Gestänge betätigt, welches die Klinke auslöst, wobei der Stift
frei wird und das Ventil sich wieder schließt.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung
schematisch dargestellt.
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Der Motor besteht hauptsächlich aus zwei Zylindern i und 3, die durch
ein hohles Zwischenstück 2 miteinander verbunden sind, das mit zwei seitlichen Öffnungen
versehen ist, durch die das Steuergestänge geführt ist, und aus einem doppelseitigen
Kolben q. von großer Länge, der auf einer Seite treibend und auf der anderen Seite
verdichtend wirkt. Das Ganze steht aufrecht, wobei der untere Zylinder i als Motorzylinder
ausgebildet ist und mit einem Befestigungsfuß 7 versehen ist. Der Zylinder 3 ist
als 'Verdichter ausgebildet.
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Die beiden Zylinder stehen miteinander durch ein Rohr 9 in Verbindung,
das an den Enden, wo es in die Zylinder i und 3 übergeht, durch Ventile 8 und 2ä
geschlossen ist. Dieses Rohr soll dazu dienen, die Luft des "Zylinders 3 in den
Zylinder i strömen zu lassen, wenn der Kolben 4 hochgeht und die Spülung erfolgt.
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Der Zylinder 3 ist außerdem mit zwei Lufteinlaßv entilen 29 und 32,
einem Auslaßventil 35, das mit dem zu speisenden Druckluftbehälter verbunden ist,
und einer Luftauslaßöffnung 27 versehen, die zylindrisch ist und einen großen Querschnitt
hat und eine zu hohe Verdichtung beim Hochgehen des Kolbens vermeiden soll, was
der Geschwindigkeit des Motors schaden würde.
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Der Zylinder i ist außerdem mit zwei Ventilen 1q., 42 versehen. Das
erste wird durch die weiter unten beschriebene Steuerung
betätigt,
das zweite dagegen wird von Hand gesteuert und' dient nur zum Anlassen, wozu es
mit einer Druckluftquelle verbunden ist. Eine Öffnung 43 dient zum Auslassen der
verbrannten Gase, wenn der Kolben im oberen Hubende bleibt. Es ist außerdem im Zylinder
eine Brennstoffeinspritzvorrichtung io vorgesehen worden.
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Der Kolben .4 besitzt eine Reihe Quereinschnitte, die im Ouerschnitt
eine Zahnstange i9 bilden, und einen Zapfen 21, die zusammen einen Finger 12 und
einen Hebel 15 steuern und dadurch die Be*egung des Hebels i i erzeugen, der mit
dem Ventil 14 verbunden ist. Der Finger 12 schwingt zu diesem Zwecke um einen Zapfen
25 und greift gelenkig am Hebel i i an, der selbst um einen festen Zapfen 24 schwingt
und mit dem Ventil 14 verbunden ist, das j e nach den Bewegungen des durch die Zahnstange
betätigten Fingers i2 und des Hebels 15 bewegt wird, der durch ein Gestänge 15'
mit einem Riegel 16 verbunden ist, der mit einem auf dem Hebel i i sitzenden Zapfen
17 zusammenarbeitet. Eine Feder sucht den Finger 12 in der Ruhelage -zu halten,
wie sie auf der Zeichnung dargestellt ist und in der er mit der Zahnstange i9 in
Eingriff kommen kann. Eine Feder 22, die auf dem Zylinder i sitzt, sucht ebenfalls
den Hebel i i in die Ruhelage zu bringen, in der er sich gegen einen Anschlag 30
legt, der sich ebenfalls auf dem Zylinder i befindet.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Sobald der Kolben
4 seinen Arbeitshub beendigt hat, geht die verdichtete Luft in den Behälter über,
und der Motorkolben d. legt die Auslaßöffnungen 43 des Zylinders i frei; der dadurch
durch die vom Zylinder 3 durch das Ventil 8 herkommende Luft gespült wird. Der Kolben
4 geht somit unter der Wirkung des Eigengewichtes nieder, da ihn ja nichts zurückhält;
er wird sogar durch einen Teil der- verdichteten Luft verdrängt, die im Zylinder
3 zurückgeblieben ist. Der Kolben geht wieder nieder, und es wird dadurch ein Unterdruck
geschaffen, der durch die durch die Ventile 32 und 29 einströmende Luft ausgefüllt
wird. Kaum hat der Kolben 4 begonnen niederzugehen, greift der Finger 12 in einen
Zaun der Zahnstange i9 ein und schwingt auf seinem Zapfen 25, der auf dem Hebel
i i befestigt ist. Der Finger 12 beschreibt einen Kreisbogen und drückt den Hebel
i i um die Durchbiegung des beschriebenen Kreisbogens zurück, wobei der Hebel i
i auf seinem Zapfen 24 ausschwingt und durch diese Bewegung das Ventil 14 geöffnet
wird. Er bleibt jedoch in dieser zurückgedrückten Lage durch den Zapfen 17 festgehalten,
der durch den Riegel 16 zurückgehalten wird: Auf diese Weise kann die im Zylinder
gebliebene Luft frei entweichen und hindert nicht das Niedergehen des Kolbens, da
der Verdichtungshub erst dann beginnt, wenn der Kolben tiefer als die Bohrung des
Ventils 14 niedergegangen ist.
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Dieses Ventil 14 schließt sofort nach dem Beginn der Verdichtung unter
der Einwirkung des Zapfens 21, des Fingers 15 und des Gestänges 15', wodurch der
Zapfen 17 des Hebels i i verschob-en wird und dieser seine normale Lage unter der
Einwirkung der Feder 22 wieder einnimmt, wobei die Grenze durch den Anschlag
30 bestimmt wird. Ein Einschnitt 31 des Kolbens 4 über der Zahnstange i9
gestattet es dem Finger 12, ebenfalls seine normale Lage wieder einzunehmen. Der
Kolben .4 findet sich alsdann unter einen geschlossenen Kolben und beginnt seine
Vorverdichtung, wobei der Brennstoff durch die Einspritzvorrichtung io eingelassen
wird, die durch den Zapfen 2o der Brennstoffpumpe 5 betätigt wird. Das Gasgemisch
wird dann bis zur Entzündung verdichtet, und der Kolben wird nach oben mit großer
Geschwindigkeit verschoben. Die Entspannung der heißen Gase wird sehr rasch verlaufen,
denn nur das Gewicht des Kolbens wird sich seinem Hochgehen entgegenstellen. Sobald
der Kolben die Auslaßöffnung 43 überschritten hat, wird diese freigelegt, und die
aus dem Behälter 4o kommende Luft wird durch das Ventil 8 den Zylinder spülen. Der
Kolben hat dann eine große Geschwindigkeit erreicht, denn auf der Seite des Verdichters
befindet sich kein Hindernis, da die große Öffnung 27, die im unteren Teile des
Zylinders 3 vorgesehen ist, das Ausströmen der Luft gestattet. Über diese Öffnung
27 hinaus jedoch verdichtet der Kolben die im Zylinder zurückbleibende Luft, die
durch das. Ventil 28, das Rohr 9 und den Behälter 4o entweicht und die Spülluft
für den Zylinder des Motors bildet. Über dieses Ventil 28 hinaus wird der Kolben
den Rest des Zylinderinhaltes durch das Ventil 35 in den Luftbehälter verdrängen,
wobei nur ein sehr kleiner Teil der verdichteten Luft in der Kammer 23 über dem
Ventil 35 zurückbleibt, die als Puffer dienen soll.
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Benutzt man auf der Verdichterseite kleine Bohrungen im Vergleich
zu der Motorseite, so wird es schwer sein, die zur Spülung des Motors erforderliche
Luftmenge zu erzeugen. Das gleiche würde sich einstellen, falls man andere Gase
alsLuft verdichten wollte, und in diesem Fall müßte der Unterdruck am Ende der Entspannung
genügend weit getrieben werden, um durch das Ventil 8 alle zur Verbrennung erforderliche
Luft anzusaugen. Der Behälter 4o, das Rohr 9 und das Ventil 28 würden dann beseitigt
wie auch die Öffnung
4.3, und der Auslaß würde allein durch das
Ventil 14 stattfinden.
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Das Anwerfen dieses Motors findet durch Einlaß von Druckluft statt,
was mit Hilfe des von Hand betätigten Ventils 42 erfolgt. Sobald der Kolben am oberen
Hubende angelangt ist, öffnet man das Ventil 14 mit Hilfe des Griffes 6, der sich
gegen den Hebel i i legt, derart, daß die Luft aus dem Zylinder ausgelassen wird,
und der Kolben fällt herunter, verdichtet das brennbare Gemisch und die Zündung
findet statt. Um das Anwerfen der kleinen Motoren zu erleichtern, kann die Zylinderhaube
vorher erhitzt werden.