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Freiflugkolbenmaschine Die Erfindung bezieht .sich auf eine Freiflugkolb-enmas,chine,
deren Flugmasse überein eine -Drehbewegung in eine Verschiebebewegung umsetzendes
Getriebe mit einer Welle verbunden ist, auf die eine Handkurbel, ein Schalthebel
o. dgl. aufsteckbar ist, so daß diese Flugmasse zum Zwecke des Ingangsetzens der
Maschine mittels Druckgases durch Drehen der Welle in eine zum Anlassen geeignete
Stellung gebracht werden kann.
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Bei Maschinen mit einer derartigen Einrichtung bestand bisher die
Gefahr, daß es übersehen werden konnte, die Handkurbel o. dgl. von der Welle abzunehmen,,
bevor dem Anlaßdruckgas der Zutritt zur Maschine freigegeben wird, .so daß .die
dann in schneller Folge hin und her schwingende Handkurbel Anlaß zu Unfällen beben
konnte.
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Die Erfindung bezweckt die Verhinderung derartiger Unfallmöglichkeiten;
siie erreicht" dies durch Schaffung einer Verblockungseinrichtung, welche den Zutritt
des Anlaßdruckgases zur Freiflugkolbenmaschine nur dann freigibt, wenn die Handkurbel
o. dgl. von der Welle abgezogen ist.
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Nach der Erfindung ist in der zur Frei$ugkolbenmaschine führenden
Anlaßdrwckgasleitung oder einer ins Freie führenden Abzweigung derselben ein Absperrglied
angeordnet, mit dem ein bewegliches Glied (Verblockungsglied) derart verbunden ist,
daß bei der einen Stellung des Absperrgliedes, bei welcher das Einführen von Druckgas
in den zum Anlassen benutzten Raum der Maschine nicht möglich ist, das Verblockungsglied
eine solche Lage einnimmt, daß es das Aufstecken der Handkurbel o. dgl. auf die
Welle nicht behindert, daß aber in der anderen Stellung
des Absperrgliedes,
bei welcher der Anlaßraum mit Anlaßdruckgas gefüllt werdenkann, das Verblockungsglied
in den Bereich hinieinragt, den die Handkurbel o. dgl. für sich beanspruchen würde,
wenn sie auf die Welle aufgesteckt wäre, so daß das Absperrglied nur dann in diese
Stellung gebracht werden kann, wenn die Handkurbel o. dgl. von der Welle abgezogen
ist.
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Ist das Absperrglied in der Anl.aßdruckgasleitung selbst angeordnet,
dann ist die Anordnung so zu treffen; daß es nur dann geöffnet werden kann, wenn
die Handkurbel von der Welle abgenommen ist, daß es aber immer dann geschlossen
sein muß, wenn die Handkurbel auf die Welle aufgesetzt ist.
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Wenn das Absperrglied sich in einer ins Freie führenden Abzweigung
der Anlaßdrttckgasleitung befindet, muß es geöffnet sein, wenn die Handkurbel auf
die Welle aufgesetzt ist, so daß, falls hierbei versehentlich Druckgas in die Anlaßleitung
eingelassen wird; dieses Druckgas über das offene Absperrglied ins Freie abströmen
kann, also nicht die Maschine in Gang zu setzen vermag. Dieses Absperrglied darf
nur dann geschlossen werden können, wenn die Handkurbel von der Welle abgezogen
ist.
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In der Zeichnung zeigt Abb. i im Längsschnitt und teilweise in Ansicht
den allgemeinen Aufbau einer Freiflugkolbenmaschine in vereinfachter Darstellung.
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Abb.2 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes,
und zwar: Abb. 2 ein in der Anlaßdruckgasleitung angeordnetes, als mit der Handkurbel
verstellbarer Schieber ausgebildetes Absperrglied im Längsschnitt, Abb. 3 ein ebenfalls
in der Anlaßdruckgas-Leitung angeordnetes Ventil im Längsschnitt, Abb. q. das Verblockungsglied
und die Handkurbel zu Abb.3 im Grundriß, zum Teil geschnitten.
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Abb. 5- ein in eine Abzweigung der Anlaßdruckgasleitung eingebautes
Ventil im Längsschnitt, Abb.6 und 7 ein gleichfalls in eine Abzweigung der Anlaßdruckgasleitung
eingebautes Ventil; dabei ist Abb.6 eine Stirnansicht, Abb.7 ein Längsschnitt nach
Linie VII-VI1 der Abb.6.
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Gemäß Abb. i sind im Maschineilgehäuse i der Freiflugkolbenmaschine
ein Bren.nkraftzvlinder 2 und an beiden Enden desselben. und gleichachsig zu diesem
je esn Verdichterzylinder ;, .l angeordnet. In diesen Zylindern arbeiten.gegenläufig
zwei je aus einem Motorkolben 5, 7 und einem Verdichterkolben 6, 8 bestehende Flugmassen.
Die Flugmassen 5,6
bzw. 7, 8 sind durch ein Kupplungsgetriebe miteinander
so verbunden, daß sie übereinstimmende Zegenläuige Bewegungen ausführen. Als Kupplungsgetriebe
ist im dargestellten Beispiel ein Zahnstaiigenzahnradgetriel)e vorgesehen. Mit jeder
Flugmasse ist je eine Zahnstange g, 1o verbunden. Die Verzahnungen dieser Zahnstangen
greifen an einander gegenüberliegenden Stellen in ein Zahnrad 12 ein, das fest auf
einer am Maschinengehäuse i gelagerten Welle i i sitzt. Diese Welle i i trägt an
ihrem freien Ende einen Vierkant 13, auf den eine Handkurbel oder ein Schalthebel
o. dgl. aufgesetzt werden kann.
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Zum Anlassen der Freiflug kolbenmaschine müssen die Flugmassen in
eine Totlage oder in die Nähe derselben, z. B. in die äußere Totlage, bezogen auf
den Motorzylinder, gebracht werden. Dies geschieht durch Drehen der auf die Welle
i i aufgesteckten Handkurbel im entsprechenden Drehsinn. Nachdem die Flugmassen
in die Anlaßstellung gebracht sind, Zierden, sie mit Druckgas, z. B. Druckluft,
beaufschlagt, beispielsweise indem dieses in die Verdichterräu.me 3, 4. :eingelassen
wird. Dadurch werden die Flugmassen aufeinander zu geschleudert. Die inzwischen
in den Brennkraftzylinder 2 eingebrachte Brennladung wird hierbei durch die Motorkolben
5, 7 verdichtet, dann entzündet, so daß die nun entstehenden Brenngase die Flugmassen
wieder auseinandertreiben. Die Maschine ist somit in Gang gesetzt und verrichtet
nun ihre Arbeit (Erzeugung verdichteter Luft in den Verdichterzylindern 3, q.) in
an sich bekannter Weise.
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Wurde nun beim Anlassen der Maschine übersehen, die Handkurbel von
der Welle i i abzunehmen, bevor das Anlaßdruckgas der Maschine zugeleitet wurde,
so machte die Handkurbel die schnelle Schwingbewegung des Zahnrades der laufenden
Maschine mit, so daß in der Nähe llefindliche Personen stark gefährdet wurden. Darüber
hinaus 'bestand die Möglichkeit, daß die Handkurbel sich von der Welle i i ablöste
und mit großer Wucht weggeschleudert wurde. Solche Unfallmöglichkeiten werden durch
die im nachfolgenden beschriebenen Einrichtungen beseitigt.
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Bei dem Beispiel nach Abb. 2 ist in die Anlaßdruckgasleitung als Absperrglied
ein Schieber 15 eingeschaltet, der in einem Schiebergehäuse 16 bewegbar ist. In
das Schiebergehäuse 16 münden in :einigem Allstand voneinander nvei Leitungen ig,
20, von denen die eine, i g, von der Drtickgasquelle 22 kommt und ein Absperrglied
21 enthält, während die andere, 2o, zu den Anlaßräumen der Freiflugkolbenmaschine.
also beispielsweise zu den Räumen 3, ,l dieser Maschine (Abb. i), führt. Der Schieber
weist zwei an der Gehäuseinnenwand dicht anliegende Kolben 17,
18
auf, die einen etwas größeren Abstand als die Mündungen der Leitungen i g, zo vonander
haben. Das Druckgas kann sonach ungehindert von Leitung 19 in Leitung 2o gelangen,
wenn die Kolben und Mündungen symmetrisch zueinander stehen (mit vollen Linien gezeichnet);
der Druckgasdurchtritt ist aber gesperrt, wenn ein Kolben, z. $. 18, zwischen den
beiden Mündungen steht (gestrichelt gezeichnet). Eine Feder 24 ist bestrebt, den
Schieber gegen einen am S.chiebergehäuse 16 angeordneten Anschlag 25 zu drücken,
d. h. in jener Stellung zu halten, in der die Verbindung zwischen den Leitungen
i 9 und 2o über den zwischen den Mündungen dieser Leitungen liegenden Teil des Schiebergehäuses
hergestellt ist. Eine aus dem Gehäuse 16 nach außen ragende Verlängerung 3o des
Schiebers wirkt als Verblockungsglied mit einem Bund 27 auf der Nabe der Handkurbel
26 zusammen.
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Wenn die Handkurbel 26 auf den Vierkant i ä der Welle I I gesteckt
wird, um die Flugmassen 5, 6 bz,%v. 7, 8 (Abt. i) in ihre Anlaßstellung bringen
zu können, so stößt dabei der Bund 27 der Handkurbel gegen die Schieberverlängerung
3o und verschiebt den Schieber 15 in die in Abb.2 gestrichelt dargestellte Lage,
bei welcher der Schieberkolben 18 sich zwischen den Leitungen i 9 und 2o befindet
und diese Leitungen voneinander trennt. Falls jetzt versehentlich das Ventil 21
geöffnet und somit der Leitung 19 Druckgas aus der Druckgasquelle 22 zugeführt würde,
wäre diesem durch den S:chieberkolben i 8 der Zutritt zur Leitung 2o und somit auch
zu den Anlaßräumen der Freiflugkolbenmaschine versperrt. Dieses Druckgas würde vielmehr
durch den Ringspalt 29 zwischen dem Anschlag 25 und dein Ansatz 30 ins Freie
entweichen. Ein, Anlassen der Maschine ist also nicht möglich, solange die Handkurbel
auf die Welle i i aufgeschoben n ist. Die Dxuckgaszufuhr zur Maschine ist nur dann
möglich, wenn die Handkurbel 26 vom Vierkant 13 abgezogen ist, da nur dann der Schieber
15 -durch die Feder 24 in die in Abb. 2 mit vollen Linien dargestellte Lage gebracht
werden kann, bei der die Mündungen der Leitiuigen i9 und 2o miteinander verbunden
sind.
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Bei dem in Abb.3 und 4 :dargestellten Ausführungsbeispiel ist in die
von der Druckgasquelle zur Maschine führende Anlaßdruckgasleitung i9, 2o ein in
Richtung 'der gestrichelten Pfeile zu durchströmendes Ventil eingebaut, dessen zur
Druckgasquelle hin öffnender Ventilteller 48 normalerweise durch eine Feder 49 gegen
seinen im Ventilgehäuse 5o angeordnetem Sitz 51 angedrückt wird. Zum Öffnen des
Ventiltellers 48 dient ein um eine ortsfeste Achse 56 schwenkbarer Hebel 57, der
einen als Verblocku.ngsglied dienenden zweiten Arm 6o aufweist. Der Hebelarm 6o
nimmt gegenüber dem Vierkant 13 der Welle eine solche Lage ein, daß ein Aufstecken
der Handkurbel 26 auf den Vierkant 13 nur dann möglich ist, wenn der Ventilteller
48 geschlossen ist (mit vollen Linien gezeichnete Lage), und daß dieses Ventil nur
dann geöffnet werden kann., wenn die Handkurbel vom Vierkant abgezogen ist (.gestrichelt
dargestellt). Zum öffnen des Ventiltellers 48 wird der Hebel 57 im Sinne des Pfeiles
ac bis zum Anschlag gegen einen Festpunkt 58 verschwenkt, wobei er gegen den Ventilschaft
59 stößt und diesen samt dem Ventilteller 48 verschiebt. Solange die Handkurbel
26 sich auf dem Vierkant 13 befindet, liegt das Ende des Armes 6o der Handkurb;elnabe
so nahe, daß .es nicht möglich. ist, den Hiebel57 im Sinne des öffnens des Ventils
48, 51 au schwenken. Das Anlassen der Maschine kann also nicht vorgenommmen werden,
solange die Handkurbel 26 auf den Vierkant 13 aufgesteckt ist.
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Bei dem Beispiel nach Abb. 5 ist in einer von der Anlaßdrwckgasleitung
32 abzweigenden Leitung 33 als: Absperrglied ein Ventil so -angeordnet, daß sein
zur Druckgasquelle hin öffnender Ventilteller 34 normalerweise durch eine Feder
35 gegen seinen im Ventilgehäuse 36 angeordneten Sitz 37 angedrückt wird und so
den ins Freie führenden Ventilauslaß 45 absperrt. Eine aus dem Gehäuse 36 herausragende
Ventilschaftverlängerung 38 dient als Verblockungsglied und reicht nahe an den Vierkant
13 der Welle i i heran. Bei geschlossenem Ventil ist dieses Glied 38 dem Vierkant
13 so nahe, daß es nicht möglich ist, die Handkurbel 26 auf den Vierkant 13 zu stecken.
Bei dieser Ventilstellung kann die Freiflugkolbenmaschine durch Öffnen des Absperrventils
21 in Gang gesetzt werden.
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Will man zum Zwecke des Anlasseis der Maschine die Flugmassen in ihre
Anlaßstellwng bringen, so muß erst der Ventilteller 34 entgegen der Kraft der Feder
35 in die Offenst:ellung gebracht werden, in der .,las Glied 38 das Aufstecken der
Handkurbel 26 auf den Vierkant 13 nicht behindert.
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Zum Offnen des Ventiltellers 34 dient ein um eine' ortsfeste Achse
41 schwingbarer Fiandhebel4o, der mit seinem einen Ende in eine Aussparung 42 des
Blockierungsgliedes 38 eingreift und an seinem anderen Eride, dem Griffende, ein
Sperrglied, bestehend aus dem Hilfshebel 43 und der Klinke 44, trägt. Am Gehäuse
36 ist ferner eine Rast 39 für die Klinke 44 so vorgesehen, daß die in diese Rast
eingreifende Klinke den Ventilteller 34 in seiner Offenstellung festhält. Bei dieser
Offenstellung ist der Z*ischenraum zwischen dem Glied 38 und dem Vierkant i3 so
groß,
daß die Handkurbel 26 auf diesen Vierkant aufgesetzt
werden kann. Würde jetzt versehentlich das Ventil 21 in der Anlaßdrwckgasleitung
geöffnet, um die Freiflul-kolbenmaschine anzulassen. so wäre dies ungefährlich,
da das Druckgas über das geöffnete Ventil 3.1, 37 und den Auslaß .l5 in die Atmosphäreentweichen
könnte. Um die Maschine in Gang setzen zu können, muß also erst die Handkurbel 26
wieder von der Welle 11 abgezogen und dann das Ventil 3.4, 37 geschlossen werden.
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Das in den Abb. 6 und 7 dargestellte Ausführungsbeispiel wirkt grundsätzlich
ebenso wie das gemäß Abb. 5, d. h, es ist ebenfalls ein zur Druckgasquelle hin öffnendes
Ventil in eine ins Freie (Auslaß 45) ausmündende Abzweigung 33 der Anlaßdruckgasleitung
eingebaut. Auf dem aus dem Ventilgehäuse 63 nach außen geführten Schaft 6.1 des
von °iner Feder 67 dauernd auf Schließen belasteten Ventiltellers 62 ist ein Knopfgriff
65 befestigt, der einen als Verblockungsglied -wirkenden Schwenkarm 66 trägt, welcher
um die Achse des Ventils s.chwenhbar Lund mit dem Ventilteller 62 axial verschiebbar
ist. Bei der einen Lage E dieses Schwenkarmes (in Abb. 6 mit vollen Linien und in
Abb.7 dargestellt) ist der Ventilteller 62 in Schließstellung und das Ende des Armes
66 dem Vierkant 13 der Welle i i so nahe, daß ein Aufstecken der Handkurbel
26 auf den Vierkant 13 nicht möglich ist. Bei dieser Stellung des Armes 66 kann
die Maschine angelassen werden. Sollen die Flugmassen der Maschine in die Anlaßstellung
gebracht werden, so wird der Ventilteller 62 durch Druck'. auf den Griff 65 entgegen
der Kraft seiner Feder 67 in die Offenstellung verschoben. Hierbei kommteine von
der Nabe des Griffes 65 vorspringende Ecke 71 des Armes 66 zur Deckung mit einer
Nut 73 im Ventilgehäuse 63. Durch Schwenken des Griffes 65 im Sinne des Pfeiles
b (Abb. 6) tritt die Ecke 7I in die Nut 73 ein und greift hinter die Nutvo.rderwand
7 2; dadurch wird der Ventilteller in der Offens.tellung festgehalten. Durch diese
Vers,cliwenkung ist der Arm 66 in die in Abb.6 gestrichelt gezeichnete Lage A gebracht
worden, bei der die Handkurbel 26 auf die Welle i i aufgesteckt werden kann. Ein
Anlassen der Maschine .ist hierbei nicht möglich., da das Anlaßdruckgas durch das
.geöffnete Ventil und die Ausmünching ¢5 ins Freie entweichen würde.
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Auch das in einer Abzweigung der Anlaßdruckgasleitung liegende Absperrglied
kann als Schleier ausgebildet sein; die Anordnung ist dann nur. umgekehrt wie ün
Beispiel nach Abb. :2, so zu treffen, daß der Durchtritt frei. ist, wenn
die Flugmassen der Maschine i:n die Anlaßstellung gebracht werden sollen, und daß
er gesperrt ist, wenn die Maschine angelassen werden soll.