EP0093732A1 - Einrichtung in einem drucksystem. - Google Patents

Einrichtung in einem drucksystem.

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EP0093732A1
EP0093732A1 EP82903224A EP82903224A EP0093732A1 EP 0093732 A1 EP0093732 A1 EP 0093732A1 EP 82903224 A EP82903224 A EP 82903224A EP 82903224 A EP82903224 A EP 82903224A EP 0093732 A1 EP0093732 A1 EP 0093732A1
Authority
EP
European Patent Office
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piston
cylinder
pump
valves
annular groove
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Application number
EP82903224A
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English (en)
French (fr)
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EP0093732B1 (de
Inventor
Gerhard Brandl
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0093732A1 publication Critical patent/EP0093732A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0093732B1 publication Critical patent/EP0093732B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/05—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by internal-combustion engines
    • 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
    • F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
    • F02B71/045—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby with hydrostatic transmission
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an apparatus in a printing system, which preferably is a connected to a piston pump, a reciprocating piston having cylinder Kblbenanssen, an explosion engine, wherein the cylinder of the pump • via valves or slide with a Druck ⁇ memory and is connected to an essentially unpressurized storage container of the pressure medium.
  • Devices of this type are mostly used to convey pressure media from the storage container under pressure into the pressure accumulator, the pump being usually driven by an explosion motor.
  • the pump being usually driven by an explosion motor.
  • a pressure medium is applied to the cylinder-piston arrangement provided for driving the pump .
  • the piston of the pump is driven via an eccentric shaft and a connecting rod, the eccentric disk being operated via a crankshaft and Connecting rod and possibly a gear is driven by the piston of the cylinder-piston arrangement.
  • the valves of the pump are pressure-controlled or, as a rotary slide valve, are controlled as a function of the position of the piston of the pump.
  • the aim of the invention is now to propose a device of the type mentioned, which is characterized by a simple structure and which can be dispensed with in any case on a separate starting device.
  • the piston of the cylinder-piston arrangement is rigidly connected to at least one piston assigned to a pump and the valves of the pump, which are formed by slides, are positively controlled, the drive of the positive control of the valves being controlled by one of the Cylinder-piston arrangement independent independent motor.
  • valves or slide valves of the pump allows them to be used to start the explosion engine by controlling the valves in the same way as in normal operation and thus applying pressure medium coming from the pressure accumulator to the piston of the pump.
  • the pressure medium is pushed out of the pump cylinder by the spring action of the gas cushion compressed in the cylinder of the explosion motor if ignition occurs. by the effect of the explosion in the cylinder of the engine.
  • the pistons connected to one another are excited to an oscillation by the application of pressure medium to the pump and the control of the valves of the pump, the frequency of which is equal to the frequency of the positive control of the valves.
  • valves are designed as rotary valves which are driven by a separate motor via a toothed belt drive or a toothed wheel gear.
  • the control of the valves of the pump takes place via a common cam disk and a tappet controlled by this, which results in a very simple construction in which the mutual phase position of the valves always corresponds to the predetermined values corresponds.
  • this solution cannot change the phase position when the speed of the drive of the valve control changes, as is the case with separate and e.g. coupled via a belt or chain drive would be possible.
  • the piston of the cylinder-piston arrangement is connected to two pistons of two pumps via a straight rod, it being particularly advantageous when the pistons of the two pumps are connected to it by straight rods of the same design and projecting from both end faces of the piston of the cylinder-piston arrangement and the inlet and outlet openings of the cylinder housing of the cylinder-piston arrangement are arranged in the central region thereof.
  • the gas exchange in the cylinder-piston arrangement designed as an explosion engine takes place by utilizing the gas vibrations in the intake and exhaust pipes in the catfish, as is common in internal combustion engines, the optimization of the piston vibration in a simple manner due to the constant frequency of the piston vibration Suction and gas exchange ratio is possible.
  • the gas change can also be supported by a fan.
  • the explosion can be brought about by " spark ignition as in the gasoline engine, by injecting fuel into the highly compressed air as in the diesel engine, or by blowing in combustible gas during the compression stroke and then igniting the combustible mixture formed in this way as a result of the high temperature arising during the compression .
  • a particularly preferred embodiment of a device according to the invention is characterized in that the slide for connecting the pistons serve enStangen in which enclose denFroundungen of which has auf ⁇ each one incorporated in the prepared holes, circumferential annular groove and an associated, radially extending and down spaced apart from the ring • nut 'axially in the direction to the pump bore pipe at a force , the given all opens into a further annular groove and that each rod with two axially spaced recesses, preferably circumferential. Grooves are provided which, at different positions of the piston of the cylinder-piston arrangement, produce the connection from the annular groove to the combustion chamber of the cylinder-piston arrangement or from the annular groove to the bore connected to the fuel line.
  • combustible gas can flow in through an annular gap, which is formed by the annular groove of the rod connecting the pistons closer to the cylinder of the explosion motor and opens briefly during the compression stroke around the combustion chamber with the annular groove serving as a storage chamber connect the bore of the guide, from which the pressurized flammable gas located there flows into the combustion chamber and mixes with the air there.
  • the combustible gas flows through the top dead center of the piston of the explosion engine.
  • the combustible gas can with an appropriate valve, the pressure to be regulated to the inflowing amount and thus' to be able to adjust the power output to the requirements.
  • the output can be regulated as a function of the pressure in the pressure accumulator in such a way that it increases as the pressure in the pressure accumulator falls and the pressure thus remains essentially constant regardless of the pressure medium being removed from the pressure accumulator.
  • Either gaseous fuel or vaporized liquid fuel can be used as the combustible gas.
  • the evaporation of liquid fuel can take place either by utilizing the exhaust heat in a suitable, thermostatically controlled heat exchanger or by means of a whisk, which converts mechanical energy into heat in a small chamber and thereby evaporates the fuel.
  • the whisk can expediently be driven by means of a hydraulic motor or a small turbine acted upon by the pressure accumulator.
  • Figure 1 shows an embodiment with only one
  • Figure 2 one with two pumps per cylinder of an explosion engine.
  • the ' explosion engine 1 ' is designed as a two-stroke engine, in which the inlet opening 2 is connected, for example, to a carburetor, not shown.
  • fuel injection would also be possible, the injection being controlled as a function of the position of the piston 3 of the explosion engine, although the piston 3 is designed as a flat piston, a piston provided with a nose can, of course, also be used, and since this is not part of the invention, the usual piston rings are included the representation has been disregarded for the sake of simplicity.
  • the exhaust port 4 in the cylinder housing 5 is verbun ⁇ with conventional silencers or • pfen not shown 'Auspufft the.
  • the piston 7 'of which could possibly also be formed by the rod 6 or its free end face, there are two openings 12, 13 which can be closed by valves 10, 11 and which are connected by pipes 14, 15 10 are connected to a reservoir 16 for the pressure medium or a pressure accumulator 17. '
  • valves 10,11 are under bias of the springs 18, '19, which hold the valves in the closed position.
  • valve 20 it comes to a standstill only in a certain position of the cam disk 24 in which the valve 11 is securely closed and the valve 10 is kept open. Furthermore, a valve 26 is arranged in the pipeline 15, which closes as soon as the power supply to the motor 25 is interrupted.
  • a vent hole 26 is provided in the cylinder housing.
  • the pistons 3 and 7 are driven back very quickly and before the valve 11 is closed, as a result of which the medium in the cylinder housing 9 is pushed out via the valve 11 to the pressure accumulator 17.
  • the subsequent gas cushion which acts as a spring and is locked in by the compression of the gas cushion between the rear side 31 of the piston 3 and the end face of the cylinder housing 5 facing it, the pistons 3, 7 are again propelled forward, as a result of which the valve opens 10 pressure medium is sucked from the reservoir 16.
  • the fuel mixture sucked in by the piston driven back by the previous explosion is compressed again and then brought to ignition.
  • the piston 3 of the explosion motor 1 is rigidly connected to the pump pistons 2,2 'via the rods 6,6'. These piston Order is caused to oscillate by the pressure oil from the pressure container 17, since this flows into the cylinder housings 9,9 'via the valves 11, 11', which are designed as rotary valves and are driven by a separate motor, not shown, and alternately onto the pump pistons 7,7 'presses.
  • the cylinder housings 9, ' 9' are connected to the essentially unpressurized storage container 16 via the rotary slide valves i.10 serving as valves 10, 10 'and the liquid is ejected.
  • the gas cushions in the cylinder space 71, 71 ' serve as springs and support the pistons 7, 7' of the pumps 8, 8 ', which are acted upon alternately.
  • the annular groove 83 which is connected to a fuel line 82 via a radially extending bore 81, is connected through the annular groove 91 of the rod 6 to a storage chamber, which is formed by an annular groove 100 in the guide 101 of the rod 6 is formed and the flammable gas under pressure in the annular groove 83 flows through the annular groove 91 into the annular groove 100.
  • the annular groove temporarily connects the annular groove 100 serving as a storage chamber with the cylinder space 71 and the combustible gas flows into this cylinder space 71 and mixes there with the combustion air. This gas mixture is now compressed and ignited.
  • the annular groove 111 After passing through a certain distance to the left, the annular groove 111 briefly connects the annular groove 100 of the guide 101 of the rod 6 serving as a storage chamber to the cylinder space 71 and the combustible gas flows into the latter and mixes with the combustion air precompressed there. This gas mixture is further compressed by the piston 3 moving to the left, the connection between the annular groove 100 and the left cylinder chamber 71 being closed again by the rod 6 before the left extreme position is reached. • by the compression of the gas mixture in the left cylinder chamber 71 occurs in the region of the left extreme location of the piston assembly to explode the mixture.
  • the annular groove 83' connected to a fuel line 82 via a radially extending bore 81 ' is connected to the supply chamber by the annular groove 91' of the rod ' 6' which is formed by an annular groove 100 'of the guide 101' of the rod 6 1 and in the annular groove 83 'below. Flammable gas under pressure flows through the annular groove 91 'into the annular groove 100'. From there, when the piston 3 approaches its right extreme position, it reaches the cylinder space 71 'via the annular groove 111'.
  • the pressure of the combustible gas in the annular groove 83 is set with the regulating valve 130.
  • the combustible gas is produced by vaporizing liquid fuel, for which purpose a drive e.g. A whirl 200 provided with a hydraulic turbine 201 is provided, the evaporation being achieved by the mechanical energy introduced into the liquid and the throwing out of small liquid particles.

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Description

Schwingkolbenölpu pe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung in einem Drucksystem, die eine mit einer Kolbenpumpe verbundene, einen oszillierenden Kolben aufweisende Zylinder-Kblbenanordnung, vorzugsweise einen Explosionsmotor, aufweist, wobei der Zy- linder der Pumpe• über Ventile oder Schieber mit einem Druck¬ speicher und einem im wesentlichen drucklosen Vorratsbehäl- ter des Druckmediums verbunden ist.
Derartige Einrichtungen dienen meist dazu um Druckmedien vom Vorratsbehälter unter Druck in den Druckspeicher zu fördern, wobei der Antrieb der Pumpe meist über einen Explosionsmotor erfolgt. In Sonderfällen, z.B. wenn von einem Drucksystem Druck in einem anderen Drucksystem aufgebaut .werden soll, ohne daß es zu einem Transfer des Druckmediums kommen soll, kommt es aber auch vor, daß die zum Antrieb der Pumpe vorge¬ sehene Zylinder-Kolbenanordnung mit einem Druckmedium beauf¬ schlagt wird.
Bei bekannten Einrichtungen dieser Art erfolgt der Antrieb des Kolbens der Pumpe über eine Exzenterwelle und eine Pleu¬ elstange, wobei die Exzenterscheibe über eine Kurbelwelle und Pleuel sowie gegebenenfalls ein Getriebe von dem Kolben der Zylinder-Kolbenanordnung angetrieben wird. Die Ventile der Pumpe sind bei den bekannten derartigen Einrichtungen druck¬ gesteuert oder, als Drehschieber ausgeführt, in Abhängigkeit von der Lage des Kolbens der Pumpe gesteuert.
Diese bekannten Einrichtungen weisen daher einen erheblichen Nachteil auf, der durch ihren komplizierten konstruktiven Aufbau und bei einem Explosionsmotor als Antrieb die Notwen- di'gkeit der Anordnung einer Anlaßvorrichtung gegeben ist.
Ziel der Erfindung ist es nun, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und bei der in jedem Falle auf eine separa te Anlaßvorrichtung verzichtet werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Kolben der Zylinder-Kolbenanordnung starr mit mindestens einem einer Pumpe zugeordneten Kolben verbunden ist und die gegebe- nenfalls durch Schieber gebildeten Ventile der Pumpe zwangs- gesteuert sind, wobei der Antrieb der Zwangssteuerung der Ventile mittels eines von der Zylinder-Kolbenanordnung unab¬ hängigen separaten Motors erfolgt.
Damit ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau, bei dem sich der bei Kurbelwellen und Exzenterscheiben erforderliche sehr auf¬ wendige Ausgleich der sich drehenden exzentrischen Massen er¬ übrigt. Außerdem erlaubt es die Zwangssteuerung der Ventile oder Schieber der Pumpe diese zum Starten des Explosionsmo- tors zu verwenden, in dem man die Ventile ebenso wie im nor¬ malen Betrieb ansteuert und so den Kolben der Pumpe mit vom Druckspeicher kommenden Druckmedium beaufschlagt. Das Aus¬ schieben des Druckmediums aus dem Pumpenzylinder erfolgt durch die Federwirkung des im Zylinder des Explosionsmotors komprimierten Gaspolsters falls es zu einer Zündung kommt, durch die Wirkung der Explosion im Zylinder des Motors. In jedem Falle werden die miteinander verbundenen Kolben durch die Beaufschlagung der Pumpe mit Druckmedium und die Ansteu- erung der Ventile der Pumpe zu einer Schwingung angeregt, deren Frequenz der Frequenz der- Zwangssteuerung der Ventile gleich ist.
Durch die Wirkung der Explosionen im Zylinder des Motors eilt die Schwingung der Kolbenanordnung der mit konstanter Fre- quenz angetriebenen Steuerung der Ventile oder Schieber in der Phase voraus und es kommt zu einem Ausschieben des Druck¬ mediums in den Druckspeicher und zu einem Ansaugen aus dem im wesentlichen drucklosen Vorratsbehälter .
In konstruktiver Hinsicht ergeben sich besonders einfache Verhältnisse, wenn die Ventile als Drehschieber ausgebildet sind, die über einen Zahnriementrieb oder ein Zahnradgetriebe von einem separaten Motor angetrieben sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steuerung der Ventile der Pumpe über eine gemeinsame Nockenscheibe und von dieser gesteuerten Stößel erfolgt, wo¬ durch sich eine sehr einfache Konstruktion ergibt, bei der die gegenseitige Phasenlage der Ventile stets den vorbestimm- ten Werten entspricht. Insbesondere kann es bei dieser Lösung nicht zu Änderungen der Phasenlage bei Änderungen der Dreh¬ zahl des Antriebes der Ventilsteuerung kommen, wie dies bei separaten und z.B. über einen Riemen- oder Kettentrieb ge¬ koppelte Nockenscheiben möglich wäre.
Eine weitere im Hinblick auf die Justierung der gegenseiti¬ gen Lage der Öffnungs- und Schließzeitpunkte der beiden Ven¬ tile einer Pumpe sehr günstige Lösung zeichnet sich .dadurch aus, daß die Verbindung des Kolbens der Zylinder-Kolbenanord- nung mit dem Kolben der Pumpe über eine gerade Stange er¬ folgt, wobei die freie Stirnseite dieser Stange gegebenen- falls die Kolbenfläche der Pumpe bildet.
Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer als Ex¬ plosionsmotor ausgebildeten Zylinder-Kolbenanordnung ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß der Kol¬ ben der Zylinder-Kolbenanordnung über eine gerade Stange mit zwei Kolben zweier Pumpen verbunden ist, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn die Kolben der beiden Pumpen über gleich ausgebildete und von beiden Stirnseiten des Kolbens der ZylInder-Kolbenanordnung abstehenden geraden Stangen mit diesem verbunden sind und die Einlaß- und Auslaßöffnungen des Zylindergehäuses der Zylinder-Kolbenanordnung In dessen Mit¬ telbereich angeordnet sind.
Dadurch ist es besonders leicht den Explosionsmotor durch Be¬ aufschlagung der beiden Pumpen mit Druckmedium zu starten.
Der Gaswechsel in der als Explosionsmotor ausgebildeten Zy¬ linder-Kolbenanordnung erfolgt durch Ausnützung der Gas- Schwingungen in den Ansaug- und Auspuffrohren in der Welse, wie sie bei Verbrennungsmotoren üblich- ist, wobei aufgrund der konstanten Frequenz der Kolbenschwingung auf einfache Weise eine Optimierung der Ansaug- und Gaswechselverhältnis¬ se möglich ist. Der Gaswechsel kann außerdem durch ein Geblä- εe unterstützt werden.
Die Explosion kann durch" Funkenzündung wie beim Ottomotor, durch Einspritzung von Kraftstoff in die hochverdichtete Luft wie beim Dieselmotor oder durch Einblasen von brennbarem Gas während des Verdichtungshubes und anschließende Zündung des so gebildeten brennbaren Gemisches infolge der bei der Kom¬ pression entstehenden hohen Temperatur herbeigeführt werden.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die zur Verbindung der Kolben diene enStangen in die umschließen denFührungen gleiten, von denen jede eine in deren Bohrun eingearbeitete umlaufende Ringnut und eine mit einer Kraft stoffleitung verbundene, radial verlaufende und von der Ring • nut'axial in Richtung zur Pumpe hin beabstandete Bohrung auf¬ weist, die gegebenen alls in einer weiteren Ringnut mündet und daß jede Stange mit zwei axial voneinander beabstandeten Ausnehmungen, vorzugsweise umlaufenden. Nuten versehen ist, die bei verschiedenen Stellungen des Kolbens der Zylinder- Kolbenanordnung die Verbindung von der Ringnut zum Verbren¬ nungsraum der Zylinder-Kolbenanordnung bzw. von der Ringnut zur mit der Kraftstoffleitung verbundenen Bohrung herstellen.
Brennbares Gas kann bei dieser Ausführungsform durch einen Ringspalt einströmen, der- durch die dem Zylinder des Explosi¬ onsmotors nähere- Ringnut der die Kolben verbindenden Stange gebildet ist, und sich während des -Verdichtungshubes kurz öffnet, um den Brennraum mit der als Vorratskammer dienenden Ringnut der Bohrung der Führung zu verbinden, von der das dort befindliche, unter Druck stehende b.rennbare Gas in den Verbrennungsraum strömt und sich dort mit der Luft- mischt. Das brennbare Gas strömt im oberen Totpunkt des Kolbens des Explosionsmotors durch . einen zweiten, durch die zweite Ring¬ nut der Kolbenstange gebildeten Ringspalt in die Ringnut der Bohrung der Führung. Durch diese Konstruktion ergibt sich der Vorteil einer geringen Zahl an bewegten Teilen, da die die Kolben verbindende Stange zugleich die Kraftstoffzufuhr zum Brennraum des Explosionsmotors steuert. Dabei kann mit einem geeigneten Ventil der Druck des brennbaren Gases geregelt werden, um die einströmende Menge und somit', die abgegebene Leistung an den Bedarf anpassen zu können. Die Leistung kann in Abhängigkeit vom Druck im Druckspeicher so geregelt wer¬ den, daß sie bei fallendem Druck im Druckspeicher steigt und somit der Druck unabhängig von der Entnahme des Druckmediums aus dem Druckspeicher im wesentlichen konstant bleibt.
•^r. : Als brennbares Gas kann entweder gasförmiger Treibstoff oder verdampfter flüssiger Treibstoff verwendet werden. Die Ver¬ dampfung von flüssigem Treibstoff kann entweder durch Ausnüt¬ zung der Auspuffwärme in einem geeigneten, thermostatisch geregelten Wärmetauscher oder mittels eines Quirls erfolgen, der mechanische Energie in einer kleinen Kammer in Wärme um¬ wandelt und dabei den Treibstoff verdampft. Der Antrieb des Quirls kann zweckmäßigerweise mittels eines -.Hydraulikmotors oder einer kleinen vom Druckspeicher beaufschlagten Turbine erfolgen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar¬ stellt. Dabei zeigt . -
Figur 1 eine Ausführungsform mit nur einer und
Figur 2 eine solche mit zwei Pumpen pro Zylinder eines Explosionsmotors.
Gemäß Figur 1 ist der' Explosionsmotor 1" als Zweitaktmotor aus¬ gebildet, bei dem die Einlaßöffnung 2 z.B. mit einem nicht dargestellten Vergaser verbunden ist. Selbstverständlich wäre auch eine Einspritzung von Kraftstoff möglich, wobei die Steu¬ erung der Einspritzung in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 3 des Explosionsmotors erfolgen müßte. Der Kolben 3 ist zwar als flacher Kolben ausgebildet, doch kann selbstver¬ ständlich auch ein mit einer Nase versehener Kolben verwendet v/erden. Ferner sind, da dies nicht Bestandteil der Erfindung ist, die üblichen Kolbenringe bei der Darstellung aus Gründen der Einfachheit unberücksichtigt geblieben.
Die AuspuffÖffnung 4 im Zylindergehäuse 5 ist mit üblichen, • nicht dargestellten Schalldämpfern bzw. 'Auspufft pfen verbun¬ den.
Per Kolben 3 des Explosionsmotors 1 ist mittels der Stange 6 mit dem Kolben 7 der Pumpe 8 verbunden, deren Zylindergehäu¬ se 9 axial mit dem Zylindergehäuse 5 des Explosionsmotors 1 fluchtet und mit letzterem verbunden, gegebenenfalls auch einstückig in Bezug auf Gehäusehälften ausgebildet ist. 5
Im Zylindergehäuse 9 der Pumpe 8, deren Kolben 7 'gegebenen¬ falls auch durch die Stange 6 bzw. deren freie Stirnfläche ge bildet sein könnte, sind zwei durch Ventile 10,11 ver¬ schließbare Öffnungen 12,13 angeordnet, die über Rohre 14,15 10 mit einem Vorratsbehälter 16 für das Druckmedium bzw. einem Druckspeicher 17 verbunden sind.'
Diese Ventile 10,11 stehen unter Vorspannung der Federn 18, ' 19, welche die Ventile in Schließstellung halten. Die Steue-
15 rung der Ventile erfolgt, mittels der Stößel 20,21 die durch die Federn 22,23 in Kontakt mit der 'Nockenscheibe 24 gehalten sind, die ihrerseits vom Motor 25 angetrieben ist. Der Motor
25, der vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet ist, weist
• eine nicht dargestellte Einrichtung auf die sicherstellt, daß
20 er nur in einer bestimmten Lage der Nockenscheibe 24, in der das Ventil 11 sicher geschlossen und das Ventil 10 offen ge¬ halten ist zum Stillstand kommt. Weiters ist in der Rohrlei¬ tung 15 ein Ventil 26 angeordnet, das schließt, sobald die Stromversorgung des Motors 25 unterbrochen ist.
25 . •
Um die Ausbildung von Gaspolstern an der Rückseite des Kol¬ bens 7 zu vermeiden ist in dem Zylindergehäuse ein Entlüf- • tungsloch 26 vorgesehen.
- 30 Um die dargestellte Einrichtung in Betrieb zu -nehmen genügt es die Nockenscheibe 24 mittels des Motors 25 in Drehung zu versetzen, und das Druckmedium vom Druckspeicher 17 über das geöffnete Ventil 26 und das Ventil 11 in die Pumpe 8 einströ¬ men zu lassen, wobei das Ventil 10 aufgrund der Form der Nok- 35 kenscheibe 24 geschlossen ist. Dadurch wird der Kolben 7 zu¬ rückgedrängt und der Kolben 3 verdichtet nach dem Überstrei¬ chen der Einlaß- und Auslaßöffnungen 2,4 den im Zylinderge- gehäuse 5.befindlichen Gaspolster, Dieser wirkt als Feder und treibt die beiden Kolben 3 und 7 nach dem Schließen des Ven- tiles- 11 und Öffnen des Ventiles 10, welcher Vorgang durch die Drehung der Nockenscheibe 24 bedingt ist, wieder zurück, wobei die Kolben 3,7 aufgrund der Massenträgheit über die Einlaß- und Auslaßöffnungen 2,4 weiterlaufen und es zu einem Ansaugen vor im nicht dargestellten Vergaser aufbereiteten Kraftstoffgemlsch kommt. Dieses Gemisch wird danach wieder verdichtet, sobald das Ventil 10 schließt μnd das Ventil 11 öffnet und Druckmedium in. die Pumpe 8 einströmt.
Sobald sich die Frequenz der -oszillierenden Bewegung der Kol¬ ben 3,7 aufgrund der sich erhöhenden Drehzahl des Motors 25 genügend erhöht hat bzw. den Betriebswert erreicht hat, wird genügend Brennstoffgemisch angesaugt und es kommt bei der an¬ schließenden Verdichtung zur Zündung' des Gemisches u.zw. ent¬ weder durch Zündung aufgrund der Erreichung des kritischen Druckes oder einer Fremdzündung mittels einer nicht darge¬ stellten Einrichtung, -die in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 3 oder vom Druck in von der Pumpe 8 abgekehrten Ende des Zylindergehäuses 5 gesteuert ist.
Kommt es zur Explosion des Kraftstoffgemisches, so werden die Kolben 3 und 7 sehr rasch und schon vor dem Schließen des Ventiles 11 zurückgetrieben, wodurch das im Zylindergehäu¬ se 9 befindliche Medium über das Ventil 11 zum Druckspeicher 17 hinausgeschoben wird. Beim nachfolgenden, durch die Kom¬ primierung des zwischen der Rückseite 31 des Kolbens 3 und der dieser zugekehrten Stirnfläche des Zylindergehäuses 5 eingesperrten Gaspolsters, der als Feder wirkt, werden die Kolben 3,7 wieder nach vor getrieben, wodurch über das geöff¬ nete Ventil 10 Druckmedium aus dem Vorratsbehälter 16 ange¬ saugt wird. Gleichzeitig wird das vom durch die vorherige Ex¬ plosion zurückgetriebene Kolben angesaugte Kraftstoffgemiseh wieder verdichtet und anschließend zur Zündung gebracht. Beim Übergang vom Startvorgang, bei dem Druckmedium im Zylin¬ der gehäuse 9 der Pumpe 8 unter Abgabe von mechanischer Ar¬ beit entspannt wird, zum Normalbetrieb bleibt die Drehzahl des die Nockenscheibe 24 antreibenden Motors 25 konstant und es ändert sich lediglich die Phasenlage der Kolben 3 und 7 in Bezug auf die Lage der Ventile 10,11 bzw. der Nockenscheibe 24.
Beim Abstellen der Einrichtung genügt es die Brennstoffzufuhr zum Explosionsmotor 1 zu unterbrechen und den Motor 25 abzu¬ stellen, wobei letzteres mit einer geringen Verzögerung erfolgen kann. Während des Auslaufens des Motors 25 vermin¬ dert sich die Schwingfrequenz der Kolben 3,7 in gleichem Maße wie die Drehzahl der Nockenscheibe 24, wobei sichergestellt ist, daß die Nockenscheibe 24 letztlich in einer Stellung stehen bleibt, in der das Ventil 11 geschlossen ist, das Ven¬ til 10 dagegen offen steht.
Um nach dem Abstellen der Einrichtung eine Stellung der Kol¬ ben 3,7 sicherzustellen, die ein abermaliges Starten der Ein- richtung .ermöglicht, ist eine Feder 27 vorgesehen, welche den Kolben 7 nach rechts drängt, sodaß dieser in keinem Falle in der linken'Extremposition stehen bleiben kann, in welcher ein selbsttätiges Starten mittels des Druckmediums unmöglich wä¬ re.
Zur Vermeidung eines größeren Schadens im Falle eines Gebre¬ chens bei der Ventilsteuerun • ist ein federbelastetes Sicher¬ heitsventil 28 vorgesehen, welches ein Abströmen des Druckme¬ diums -ermöglicht, falls es im Fehlerfalle z.B. zu einer Ex¬ plosion von Kra tstoffgemisch im Zylindergehäus.e 5 bei gleichzeitig geschlossenen Ventilen 10 und 11 der Pumpe 8 kommt.
Der Kolben 3 des Explosionsmotors 1 ist mit den Pumpenkolben 2,2' starr über die Stangen 6,6' verbunden. Diese Kolbenan- ordnung wird durch das Drucköl aus dem Druckbehälter 17 in Schwingung versetzt, da dieses über die mit einem separaten, nicht dargestellten Motor angetriebenen als Drehschieber aus¬ gebildeten Ventile 11,11' in die Zylinderghäuse 9,9' ein- strömt und abwechselnd auf die Pumpenkolben 7,7' drückt. In der der Druckperiode folgenden drucklosen Periode werden die Zylindergehäuse 9,'9' über die mit derselben Drehzahl laufen- i den als Ventile 10,10' dienenden Drehschieber mit dem im we¬ sentlichen drucklosen Vorratsbehälter 16 verbunden und die Flüssigkeit ausgeschoben. Die Gaspolster im Zylinderraum 71, 71 ' dienen dabei als Federn und unterstützen die wechselweise beaufschlagten Kolben 7,7' der Pumpen 8,8'.
Durch die Zündung des brennbaren Gasgemisches in den Zylin- derräumen 71,71' infolge der bei der Verdichtung des Gaspol- sters entstehenden hohen Temperatur kommt es zur Explosion dieses brennbaren Gasgemisches. Wegen des Druckes der Explo¬ sionen In den Zylinderräumen 71,71' eilt die aus den Kolben 3,7 und 7* bestehende Kolbenanordnung in der Phase der Dre- hung der Drehschieber 10,11 und 10',11' voraus und es kommt zu einem Ausschieben des Druckmediums in den Druckbehälter 17 und zu einem Ansaugen aus dem im wesentlichen drucklosen Vor¬ ratsbehälter 16. Je höher die Explosionsdrücke sind, umso mehr eilt die Kolbenanordnung der 'Drehschieberdrehung in der Phase voraus und umso mehr Druckmedium wird in den Druckbe¬ hälter 17 gefördert.
Wenn sich die Kolbenanordnung in der rechten Extremlage be¬ findet, wird die über eine radial verlaufende Bohrung 81 mit einer Kraftstoffleitung 82 verbundene Ringnut 83 durch die Ringnut 91 der Stange 6 mit einer Vorratskammer verbunden, die durch eine Ringnut 100 der Führung 101 der Stange 6 ge¬ bildet ist und das in der Ringnut 83 unter Druck stehende brennbare Gas strömt durch die Ringnut 91 in die Ringnut 100.
In der rechten Extremlage der Kolbenanordnung 3,7,7' kommt es auch zur Zündung des in dem • rechts vom Kolben 3 gelegenen Zylinderraum 71' befindlichen- Gasgemisches, wobei das brenn¬ bare Gas vor .Erreichung der rechten Extremlage der Kolbenan¬ ordnung über die Ringnut 111' der Stange 6' von der als Vor- ratskammer dienenden Ringnut 100' in. den Zylinderraum 71' eingeströmt ist.
Wenn. sich die Kolbenanordnung durch' die Explosion im rech¬ ten Zylinderraum 71' nun wieder nach links bewegt verbindet die Ringnut -111-kurzzeitig die als Vorratskammer dienende Ring¬ nut 100 mit- dem Zylinderraum 71 und das brennbare Gas strömt in diesen Zylinderraum 71 und mischt sich dort mit der Ver¬ brennungsluft. Dieses Gasgemisch wird nun komprimiert und ge¬ zündet.
Bei der durch eine Explosion im rechten Zylinderraum 71' be¬ dingten Bewegung der Kolbenanordnung nach links wird die bei der vorherigen Bewegung der Kolbenanordnung nach rechts in den Zylinderraum 71 eingeströmte Luft verdichtet, und nach der Freigabe der Einlaßöffnung 2 vom Gebläse 140 verdichtete Frischluft in den Zylinderraum 71' eingeblasen und gleichzei¬ tig die Verbrennungsgase durch die ebenfalls freigegebene Auslaßöffnung 4 ausgeschoben, sodaß diese über das Auspuff¬ rohr 180 In den AuspuffSammler 190 gelangen.
Nach dem Durchlaufen einer bestimmten Wegstrecke nach links verbindet die Ringnut 111 kurzzeitig die als Vorratskammer dienende Ringnut 100 der Führung 101 der Stange 6 mit dem Zylinderräum 71 und das brennbare Gas strömt in diesen ein und mischt sich mit der dort vorkomprimierten Verbrennungs¬ luft. Dieses Gasgemisch wird durch den sich nach links bewe¬ genden Kolben 3 weiter verdichtet, wobei vor Erreichung der linken Extremlage die Verbindung zwischen der Ringnut 100 und dem linken Zylinderraum 71 durch die Stange 6 wieder ge¬ schlossen wird. Durch die •Komprimierung des Gasgemisches im linken Zylinderraum 71 kommt es im Bereich der linken Extrem- lage der Kolbenanordnung zur Explosion des Gemisches.
Bei der Annäherung an die linke Extremlage der Kolbenanord¬ nung 3,7,7' wird die über eine radial verlaufende Bohrung 81' mit einer Kraftstoffleitung 82 verbundene Ringnut 83' durch, die Ringnut 91' der Stange' 6' mit einer Vorratskammer verbun¬ den, die durch eine Ringnut 100' der Führung 101' der Stange 61 gebildet ist und das in der Ringnut 83' unter. Druck ste¬ hende brennbare Gas strömt durch die Ringnut 91' in die Ring¬ nut 100'. Von dieser aus gelangt es bei Annäherung des Kol¬ bens 3 an seine rechte Extremlage in den Zylinderraum 71' übe die Ringnut 111' .
Der Druck des brennbaren Gases in der Ringnut 83 wird mit dem Regulierventil 130 eingestellt.
Das brennbare Gas wird durch Verdampfen von flüssigem Kraft¬ stoff hergestellt, wozu ein mit einem Antrieb z.B. einer Hy¬ draulikturbine 201 versehener Quirl 200 vorgesehen ist, wobei die Verdampfung durch die in die Flüssigkeit eingebrachte me¬ chanische Energie und das Herausschleudern von kleinen Flüs¬ sigkeitspartikel erreicht wird.

Claims

Patentansprüche:
1. Einrichtung in einem Drucksystem, die einen mit einer Kol¬ benpumpe verbundenen, einen oszillierenden Kolben aufwei¬ senden Zylinder-Kolbenanordnung, vorzugsweise einen Explo¬ sionsmotor aufweist, wobei der Zylinder der Pumpe über 5 Ventile mit einem Druckspeicher und einen im wesentlichen drucklosen Vorratsbehälter des Druckmediums verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) der Zylinder-Kolbenanordnung (1) mit mindestens einem einer Pumpe (8) zugeordneten Kolben (7)
10 starr verbunden ist und die gegebenenfalls durch Schieber gebildeten Ventile (10,11) der Pumpe. (8) zwangsgesteuert sind, wobei der Antrieb der Zwangssteuerung der Ventile •(lo,ll) mittels eines von der Zylinder-Kolbenanordnung un¬ abhängigen separaten Motors (25) erfolgt.
15.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ventile (10,11) der Pumpe über eine gemeinsame Nockenscheibe (24) und von dieser gesteuerten 20 Stößel (20,21) erfolgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, •'dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile als Drehschieber (4,5;4',5') ausgebildet 5 sind, die über einen Zahnriementrieb oder ein Zahnradge¬ trie e von einem separaten Motor angetrieben wird.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, 0 daß die "Verbindung des Kolbens (3) der Zylinder-Kolbenän- ordnung (1) mit dem Kolben (7) der Pumpe (8) über eine ge¬ rade Stange (6) erfolgt, wobei die freie Stirnseite dieser Stange (6) gegebenenfalls die Kolbenfläche der Pumpe (8) bildet. 5 " 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Zylinder-Kolbenanordnung als Explosionsmotor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
5 daß der Kolben (3) der Zylinder-Kolbenanordnung (l) über eine gerade Stange (6) mit zwei Kolben (7,7') zweier Pum¬ pen (8,8') verbunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, !0 dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (7,7') der beiden Pumpen (8",8') über gleich ausgebildete und von beiden Stirnselten des Kolbens (3) de Zylinder-Kolbenanordnung (1) abstehenden geraden Stangen (6,6') mit diesem verbunden sind und die Einlaß- und Aus- 15 ' laßöffnungen (2,4) des Zylindergehäuses (5) der Zylinder- Kolbenanordnung (l) In dessen Mittelbereich angeordnet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, 2(*- dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbindung der Kolben (3,7,7') dienenden Stan¬ gen (6,6') in sie umschließende Führungen (101, 101') gleiten,.- von denen jede eine in deren Bohrung eingearbei¬ tete! Ausnehmung, vorzugsweise umlaufende Ringnut (100, 100') und eine mit einer Kraftstoffleitung (82,82') ver¬ bundene, radial verlaufende und von der Ringnut axial in .. Richtung zur Pumpe (8,8") hin beabstandete Bohrung (81, 81') aufweist, die gegebenenfalls In einer weiteren Ring¬ nut (83,83') mündet und daß jede Stange (6,6') mit zwei
30 " axial voneinander beabstandeten Ausnehmungen, vorzugsweise umlaufenden Nuten (91,91 ' ,111,111 ' ) versehen ist, die bei verschiedenen Stellungen des Kolbens (3) der Zylinder-Kol¬ benanordnung die Verbindung von der Ringnut (100,100') zum
Verbrennungsraum der Zylinder-Kolbenanordnung (1) bzw. von 35 der Ringnut (100,100') zur mit der Kraftstoffleitung (82, 82') verbundenen Bohrung (81,81') herstellen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verdampfen von flüssigem Treibstoff ein in einer Kammer rotierender Quirl (200) vorgesehen ist, der vor¬ zugsweise von einer vom Druckmedium beaufschlagten Hydrau¬ likturbine (201) angetrieben ist.
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