CH421610A - Freikolbenmaschine - Google Patents
FreikolbenmaschineInfo
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- CH421610A CH421610A CH582364A CH582364A CH421610A CH 421610 A CH421610 A CH 421610A CH 582364 A CH582364 A CH 582364A CH 582364 A CH582364 A CH 582364A CH 421610 A CH421610 A CH 421610A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
Freikolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Freikolben maschine, die als kombinierte Kraft- und Arbeits maschine ausgebildet ist. Die Erfindung besteht darin, dass in einem ab- gestuften Zylinderraum einem einzigen freifliegenden, mehrstufigen Kolben, der den Zylinderraum in zu- mindest zwei Vorverdichterräume und zwei Ver brennungsräume unterteilt, eine Hin- und Herbewe- gung erteilt wird und dass mittels des gleichen Kolbens zugleich Arbeit geleistet wird. Vorteilhafterweise besteht die Maschine aus einem Mittelteil des Zylinderraumes mit relativ klei nem Durchmesser, in dem ein Mittelstück des Kol bens mit relativ kleinem Durchmesser geführt wird. Zu beiden Seiten des Mittelteils schliesst sich je ein Zylinderraum mit relativ grossem Durchmesser an. Diese anschliessenden Zylinderräume werden von je einem Kolbenstück mit relativ grossem Durchmesser unterteilt. Zur Mitte hin liegt je ein Vorverdichter- raum und nach aussen je ein Verbrennungsraum. Axial nach aussen sind der Zylinderraum und der Kolben hinter den Verbrennungsräumen bzw. den Kraftkolbenstücken wieder zur Achse hin abgestuft. Die Vorverdichter und die Verbrennungsräume bilden mit den zugehörigen Kolbenstücken den Kraft teil der Maschine. Der Arbeitsteil der Maschine lässt sich bevorzugt auf zwei Wegen verwirklichen. Die axial aussen liegenden Zylinderräume und die axial aussen liegenden Kolbenstücke können als Verdichter zusammenwirken. Die Zylinderräume werden in die sem Falle mit Ventilen versehen werden. Nach einer anderen Ausgestaltung lässt sich der Kolben innen hohl und konisch ausbilden. An den axialen Enden des Kolbens, die zu beiden Seiten aus der Maschine herausragen, kann ein durchströmendes Medium vor gesehen werden, das durch die Kolbenbewegung durch die Maschine gepresst wird. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Kraftteil der Maschine im Zweitaktprinzip und im Gegentakt. Zu diesem Zweck weist jeder Vorverdichterraum einen Einlass-@ und einen Auslassschlitz auf. Der Vor verdichterraum ist mit dem Verbrennungsraum durch einen überströmkanal verbunden, und jeder Ver brennungsraum ist mit einem Auslassschlitz versehen. Der an den Schlitzen vorbeibewegte Kolben steuert den Prozess. Gegenüber herkömmlichen Zweitakt motoren ergeben sich die Vorteile, dass keine Pleuel stangen und Kurbeln notwendig sind. Nach der Er findung arbeitet ein einziger Kolben in zwei Ver brennungsräumen im Gegentakt. Die bewegte Masse kann klein sein und iäeshalb kann höher verdichtet und exakter gesteuert werden als dies bei üblichen Zweitaktmotoren der Fall ist. Es braucht .auch nicht über ein Kurbelwellengehäuse angesaugt und vorverdichtet zu werden. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 eine Systemdarstellung im Schnitt, Fig. 2 im Längsschnitt eine bevorzugte Ausfüh rungsform und Fig. 3 eine andere Ausführungsform im Längs schnitt. Das Prinzip der Maschine ist in Fig. 1 dargestellt. In einem stufenförmig abgesetzten Zylinderraum 10, der durch eine Wand 12 begrenzt ist, befindet sich ein stufenförmig abgesetzter Freikolben 14. Der Kolben 14 ist axial frei bewegbar und besteht aus einem Mittelstück 16 sowie aus ,zwei Kraftkolben- stücken 18 und aus zwei Arbeitskolbenstücken 20. Das Kraftkolbenstück 18 und das Arbeitskolben stück 20 haben verschiedene Durchmesser. Das Mittelstück 16 ist im Durchmesser kleiner als die angrenzenden Arbeitskolbenstücke. Der Zylinderraum 10 weist einen Mittelteil 22 auf, in dem das Mittelstück 16 geführt wird. An beiden Seiten schliesst je ein Raum an, der von dem in diesem Raum geführten Kraftkolbenstück 18 in je einen innenliegenden Vorverdichterraum 24 und je einen aussenliegenden Verbrennungsraum 26 unter teilt wird. In äusseren. Enden des Zylinderraums 10 befinden sich Arbeitszylinder 28, in die sich die Arbeitskolbenstücke 20 :hinein- und herausbewegen. Zum Betrieb der Maschine sind weitere Teile erforderlich, die in Fig. 2- eingezeichnet sind. Die bereits anhand der Fig. 1 erläuterten Teile sind mit gleichen Bezugszahlen belegt. Jeder Vorverdichter- raum 24 besitzt einen Einlassschlitz 30, dessen Zu führungskanal mit einer nicht dargestellten herkömm lichen Brennstoffvergaser- oder Brennstoffeinspritz- einrichtung verbunden ist. An einem Auslassschlitz 32 schliesst sich ein überströmkanal 34 an, der in einen Einströmschlitz 36 in der Wand zum Verbrennungs raum 26 eingelassen ist. Für den Austritt der Ver brennungsgase ist ein Auslassschlitz 38 vorgesehen. Die Steuerung der Schlitze, d. h. das Öffnen und Schliessen, erfolgt durch das Kolbenstück 18. Alle Kolbenstücke tragen Kolbenringe 40. Im Verbrennungsraum 26 sind Zündhilfen, wie Glüh- kerzen oder Zündkerzen 42, eingeschraubt. Die Arbeitszylinder 28 sind als Kompressions kammern. ausgebildet, in denen ein beliebiges Medium wie Luft, Wasser oder Öl vom-Arbeitskolbenstück 20 im Gegentakt angesaugt bzw. verdichtet wird. Jeder Zylinder 28 ist deshalb mit einem Einlassventil 44 und einem Auslassventil 46 versehen, Die Maschine arbeitet in folgender Wise: In dem in Fig. 2 links liegenden Verbrennungs raum 26 befindet sich das Kolbenstück 18 in der Kompressionsstellung kurz vor -dem Umkehtpuükt und vor dem Entzünden des Gases. Nach der Ver brennung des Gasgemisches, das beim Dieselbetrieb ohne Zündung erfolgt, aber auch beim Betrieb mit leichtflüchtigen Brennstoffen, wie beispielsweise Ben= zin, wegen der hohen Verdichtung keine Zündhilfe ausser beim Anlassen braucht, wandert der ganze Kolben 14 in Fig. 2 nach rechts. Hierbei presst das Kolbenstück 18 das in den linken Vorverdichterranm 24 eingeströmte Gas in den überströmkanal 34 und nach dem Öffnen des Schlitzes 36 in den Verbren nungsraum 26. Während des gleichen Hubes werden im rechten Verbrennungsraum 26 die Gase vor dem rechten Kolbenstück 18 bis zum Entzünden kom- primiert. Gleichzeitig strömt über den Einlassschlitz 30 frisches Brenngas in den .rechten evakuierten Vorverdichterraum 24 und aus dein linken Verbren nungsraum 26 entweichen die verbrannten Abgase durch den Schlitz 38. Nach Beendigung dieses Hubes wiederholt sich der Ablauf in umgekehrter Richtung. Es liegt somit ein Zweitakt-Gegentaktverfahren vor. Das Verfahren arbeitet mit einer Querstrom= Spülung, da im Verbrennungsraum die Frischgas- zufuhr- und die Abgasabführrichtung quer zur Kol benrichtung erfolgt. . Die gewonnene Kraft wird vom selben einteilige Kolben durch die Arbeitskolbenstücke. 20 in Arbeit umgesetzt. Beim Hub nach rechts (in Fig. 2) säugt das Kolbenstück 20 im Arbeitszylinder 28 über das Ventil 44 ein Medium an.. Gleichzeitig wird das zuvor angesaugte Medium im rechten Arbeitsraum 28 durch das Ventil 46 hinausgepresst. Das Medium kann beispielsweise in einem nicht dargestellten Kreislauf eine oder mehrere -Turbinen antreiben, die in den einzelnen Rädern eines Fahr zeuges untergebracht sind. Auf diese Weise wird ein vorteilhafter Fahrzeugantrieb geschaffen. Dar über hinaus .sind viele andere Anwendungsmöglich- keiten der Erfindung denkbar. In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform gezeigt. Der Kraftteil der Maschine entspricht voll kommen der vorstehenden Beschreibung. Die seit lichen Arbeitszylinder sind entfallen, und der Kolben 14 ragt mit seinen axialen Enden heraus. Der Kolben ist innenhohl .ausgebildet: Der hohle Innenraum 48 ist konisch gestaltet und dient als Arbeitszylinder, in dem das Medium verdichtet wird. Das Medium wird am relativ breiten offenen Ende 50 angesaugt und am relativ engen offenen Ende 52 ausgestossen. Der Stromfluss wird durch die oszillierende Bewegung des Kolbens 14 hervorgerufen. Gegen die Strom flussrichtung sperrt ein nicht dargestelltes Flatter ventil. Zum Anlassen der Maschine wird der Arbeits- prozess in einen Kraftprozess umgekehrt. Ist der Arbeitsprozess ein Verdichterprozess, wird ein ver- dichtetes Medium, wie Pressluft, zum Starten benutzt. Die Pressluft wird in alternierenden Stössen in die Arbeitsräume -geleitet und bringt dadurch den Kolben zum Schwingen, bis die Verbrennungsgase in den Verbrennungsräumen zünden.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Als -kombinierte Kraft= und Arbeitsmaschine aus gebildete Freikolbenmaschine, dadurch gekennzeich= net; dass in einem abgestuften Zylinderraum einem einzigen freifliegenden;mehrstufigen Kolben, der den Zylinderraum in zumindest zwei Vorverdichterräume und zwei Verbrennungsräume unterteilt, eine Hin- und Herbewegung erteilt wird, und dass mittels des gleichen Kolbens zugleich Arbeit geleistet wird. UNTERANSPRÜCHE 1.Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass in einem Mittelteil des Zylinder raumes finit relativ kleinem Durchmesser ein Mittel stück des Kolbens mit relativ kleinem Durchmesser geführt ist;dass sich zu beiden Seiten des Mittelteils je ein Zylinderraum mit relativ grossem Durchmesser anschliesst, der je von einem Kraftkolbenstück mit relativ grossem Durchmesser in einen zur Mitte liegen= den Vorverdichterraum und einen nach aussen liegen den Verbrennungsraum unterteilt ist, und dass der Zylinderraum und der Kolben axial nach aussen hinter den Verbrennungsräumen bzw. den Kraft- kolbenstücken zur Achse hin abgestuft sind. 2.Maschine nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial aussen liegenden Zylinderräume und die axial aussen liegenden Kolbenstücke als Verdichter zusammen- wirken, wobei die Zylinderräume mit Ein- bzw. Auslassventilen versehen sind. 3. Maschine nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben innen konisch hohl ausgebildet ist und an den beiden axialen Enden Anschlussmöglichkeiten für ein durch- strömendes Medium aufweist, sowie dass er mit einem Flatterventil versehen ist. 4.Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass jeder Vorverdichterraum einen Einlassschlitz und einen Auslassschlitz aufweist, dass jeder Vorverdichterraum mit dem entsprechenden Verbrennungsraum durch einen überströmkanal ver bunden ist und dass jeder Verbrennungsraum mit einem Auslassschlitz versehen ist. 5. Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kraftteil der Maschine im Zweitaktprinzip und im Gegentakt arbeitet.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEH0049061 | 1963-05-06 | ||
DEST022364 | 1963-10-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH421610A true CH421610A (de) | 1966-09-30 |
Family
ID=25980007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH582364A CH421610A (de) | 1963-05-06 | 1964-05-04 | Freikolbenmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH421610A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4700667A (en) * | 1984-12-05 | 1987-10-20 | Ohna Bernt E | Internal combustion engine |
-
1964
- 1964-05-04 CH CH582364A patent/CH421610A/de unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4700667A (en) * | 1984-12-05 | 1987-10-20 | Ohna Bernt E | Internal combustion engine |
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