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Verbrennungskraftmaschine mit frei fliegenden Arbeits- und Hilfskolben
zum Antrieb von stoßenden Werkzeugen Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine
kurbelwellen und schwungradlose Verbrennungskraftmaschine,. welche sich für den
direkten Antrieb von Werkzeugen, wie Bohrwerkzeuge, Hämmer u. dgl., eignet. Besonders
vorteilhaft kann sie auch in Verbindung mit Pumpenmechanismen zur Erzeugung von
Druckluft, zur Förderung, von Wasser usw. Verwendung finden.
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Die Vorzüge gegenüber dem Bekannten sind: eine sichere Förderung des.
zur Kraftwirkung angesaugten Mediums in den Explosionsraum. durch die besondere
Anordnung der Kolben, restloses Ausschieben der verbrannten Gase, gefühlsmäßige
Beeinflussung der Schlagstärke, gedrängte Bauart und frei fliegende Kolben.
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Zur Inbetriebsetzung der neuen Brennkraftmaschine nach Ausführungsbeispiel
Fig. i wird der Kolben i und gleichzeitig der Arbeitskolben 2 vermittels der Führungsstangen
3 bzw. durch Druck von Hand entgegen der mit Vorspannung eingesetzten Feder q. in
die gezeichnete Lage gebracht. Hierbei saugt der Kolben i Gasgemisch durch das Saugventil
5 bei geschlossenem Ventil 7 in den Raum a an. Wird nun der Druck auf die Führungsstangen
3 freigegeben, so schiebt die gespannte Feder ¢ den Arbeitskolben 2 und damit gleichzeitig
den Kolben i entgegen der Wirkung der Federn 6 nach oben, wobei das im Raum a befindliche
Gasgemisch verdichtet und schließlich durch das Ventil ? zwischen die einander zugekehrten
Stirnflächen der Kolben i und 2 gedrückt wird. Der Kolben i wird als Differentialkolben
so ausgebildet, daß der Druck des zwischen die Kolben i und 2 übergetretenen Gases
auf die dem Arbeitskolben zugeivandte Stirnfläche des Kolbens i größer ist als die
der Aufwärtsbewegung des Kolbens i entgegenwirkenden Kräfte. Auf diese Weise wird
erreicht, daß das in dem sich bei fortschreitender Aufwärtsbewegung des Kolbens
i verkleinernden Raum a befindliche Gasgemisch immer einen höheren Druck
aufweist als das zwischen den Kolbenflächen befindliche Gasgemisch, wodurch ein
ungehemmter Übertritt durch das Ventil ? gewährleistet ist. Vor seiner Hubbegrenzung
gelangt das Ventil 8 auf seinen Sitz im Kolben i, und dieses verhindert den weiteren
übertritt des Gasgemisches aus dem verbleibenden Raum a zwischen die beiden Kolben.
Das selbsttätige Ventil 7 schließt sich hiernach, und bei weiterer Aufwärtsbewegung
des Kolbens i, an der nunmehr das Ventil 8 teilnimmt, kommt letzteres zur Anlage
an die in der Ventilachse gegenüber dem Zylinder verstellbare Verschraubung 9, mittels
der die Hubbewegung der Kolben i und 2 in ihrer Länge veränderlich eingestellt werden
kann.
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Kurz vor oder in dem Augenblick, in dem das Ventil zur Anlage an die
Verschraubung 9 kommt, wird in bekannter Weise der Zündstroml@xeis selbsttätig geschlossen
und das zwischen den Kolben i und 2 verdichtete Gasgemisch zur Explosion gebracht.
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Durch den Explosionsdruck wird der Kolben i entgegen dem Druck der
bei seiner Aufwärtsbewegung gespannten Federn 6 in seiner
oberen
Stellung gehalten, während der Kolben 2 Arbeit verrichtend nach unten geschleudert
wird, wobei er gleichzeitig die Feder q. spannt. Nachdem der l#,'olben 2 bei seiner
Abwärtsbewegung den Auspuff io überschritten hat, wodurch Verbindung des Raumes
zwischen den Kolben i und 2 mit der Außenluft erfolgt und in diesem Raum durch das
Auspuffen der verbrannten Gase Druckabfall erfolgt, bewegt sich der Kolben i unter
dem Einfluß der gespannten Federn 6 und seines Eigengewichtes in die .in Fig. i
gezeichnete Stellung, wobei er vor sich durch den Auspuff i o und durch den Kanal
14, der durch ein. zusätzliches Auspuffventil i i gesteuert wird, dessen beispielsweise
Ausführung noch nachträglich beschrieben wird, verbrannte Gase ausschiebt und hinter
sich in dem Raum a neues Gasgemisch ansaugt. Gleichzeitig bewegt sich der Kolben
2, nachdem durch den erfolgten Auspuff die Druckwirkung auf diesen beendet ist,
unter dem Einfluß der Feder ¢ nach oben und schiebt den restlichen Teil der verbrannten
Gase durch den Auspuff i o und den Kanal 14 aus. Beim Auftreffen auf den Kolben
i wird dieser wiederum -in seine oberste Stellung gedrückt, wobei sich die vorbeschriebenen
Vorgänge wiederholen. Die neue Brennkraftmaschine arbeitet also ohne Zuhilfenahme
von Kurbelwelle und Schwungrad vollkommen selbsttätig.
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Die Wirkungsweise des zusätzlichen Auspuffventils in der beispielsweisen
Ausführung nach Fig. i ist folgende: überschreitet- die untere - Kolbenkante des
Kolbens i bei seiner Aufwärtsbewegung den Kanal 13; so wirkt sich der Druck des
zwischen den Kolben i und 2 befindlichen Gasgemisches auf das Ventil i i, -das in
der Ruhestellung die gezeichnete Lage hat, so aus, daß dieses den Kanal 14, der
eine Verbindung des Zylinderinnern mit der. Außenluft darstellt, schließt. ' Die
Schließung kann gleichfalls durch den Druck der nun eingeleiteten Explosion erfolgen.
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Der in dem Raum zwischen den beiden Kolben i und 2 während des Arbeitshubes
des _Kolbens 2 herrschende überdruck hält den Kanal 14 durch das Ventil i i so lange
geschlossen, bis durch Freigabe des Auspuffes io durch den Kolben 2 Druckabfall
erfolgt, wodurch die größere Fläche des Ventils i i entlastet wird und- dieses unter
dem Einfluß der Feder 12 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt und den Kanal 14
zum Austritt der zwischen den Kolben i und 2 befindlichen verbrannten Gase freigibt.
Bei der Ausführung nach Fig.2 kommen die Federn 6 in Fortfall, und die Abwärtsbewegung
des Kolbens i nach jedem Arbeitshub des Kolbens z und Freigabe des Auspuffes io
erfolgt durch sein Eigengewicht oder durch zusätzlichen Druck von Hand vermittels
der Führungsstangen 3. Das Ventil 7 wird in der oberen Endstellung des Kolbens i
mechanisch auf seinen Sitz gedrückt, beispielsweise durch Hebel 15, die um
einen Drehpunkt schwingen und kurz vor der Hubbegrenzung des Kolbens i an einem
Anschlag zur Anlage kommen und bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens das
Ventil ? in der in Fig. 2 gezeichneten Weise schließen. Danach wird wiederum der
Stromkreis geschlossen und die Explosion eingeleitet. Die Arbeitsweise wiederholt
sich, wie zu Ausführungsbeispiel Fig. i beschrieben. Der Arbeitskolben ist als frei
fliegender Kolben ohne Kolbenstange o. dgl. ausgebildet und dient gleichfalls als
Pumpenkolben. Das beim Hochgehen des Kolbensdurch das Ventil 16 eintretende
Medium, beispielsweise Luft, wird beim Arbeitshub des Kolbens 2 durch das Ventil
17 in eine Leitung, Kessel o. dgl. herausgedrückt.