Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen, die ein Werkzeug antreiben, und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum Betrieb und insbesondere zum schnellen Anlassen eines von einer Brenn- hraftmaschine betriebenen Werkzeuges, das als Schlagwerkzeug oder als Ramme zu den verschiedensten Zwecken, beispielsweise als Gesteinsbohrwerkzeug, als Stopfer etwa bei Gleis- oder Strassenarbeiten, zum Aufreissen von Strassendecken und dergleichen verwen det werden kann.
Nach dem Verfahren nach der Erfindung wird bei der Inbetriebnahme ein sauerstoff haltiges Druckgas in die Brennkraftmaschine geleitet, dessen Druck den Arbeitskolben aus seiner äussern in die innere Totpunktlage drückt und ein Steuerorgan, das die Brenn stoffzufuhr zum Verbrennungsraum und den Einlass des Druckgases in den Zylinder der Brennkraftmaschine beherrscht, so bewegt, dass der Arbeitskolben den Zylinderinhalt verdichtet und sodann die zum Betrieb erfor derliche Verstellung des Steuerorgans be wirkt.
Das Druckgas kann noch: 1. falls der Brennstoff dem Verbren nungsraum in flüssiger Form zugeführt wird, diesen vergasen und zusammen mit dem vergasten Brennstoff ein explosibles Gemisch bilden; 2. das erzeugte Brennstoffluftgemisch verdünnen, indem es diesem in reinem Zustand in einstellbarer Menge beigemischt wird; 3. die Rückbewegung des Arbeitskol bens, und 4: die Kühlung des Arbeitszylinders be wirken.
Zwei Ausführungsbeispiele der Einrich tung gemäss der Erfindung veranschaulicht die beiliegende Zeichnung. Anhand dersel ben wird im folgenden auch das Verfahren gemäss der Erfindung beispielsweise erläu tert.
Fig, 1 stellt. einen senkrechten Längs schnitt durch den Zylinder der Brennkraft- maschine des ersten Ausführungsbeispiels dar, während Fig. 2 einen Teil des entsprechenden Längsschnittes des zweiten Ausführungsbei spiels zeigt.
Nach Fig. 1 ist der Arbeitskolben 1 als frei fliegender Kolben ausgeführt und im Arbeitszylinder 2 über dem Werkzeug 39 angeordnet. Der Arbeitszylinder 2 ist, damit er sich beim Betrieb durch die Explosions wärme nicht zu stark erhitzt, mit einem Mantel 3 umgeben, an dem Kühlrippen 4 angeordnet sind. Der Explosionsraum des Arbeitszylinders ist vom Hubraum durch einen mit Bohrungen versehenen Zwischen boden 30 getrennt. In der Wandung des Zylinders 2 befinden sich Längskanäle 5, die an den Enden des Arbeitsraumes durch Querkanäle 6 bezw. Querkanäle 7 derart miteinander verbunden sind, dass sie eine fortlaufende Leitung darstellen.
Der erste Kanal 5 steht über den Kanal 10 und ein federbelastetes Ventil 9 mit dem Anschluss stutzen 8 für eine nicht gezeichnete Leitung für Druckluft oder verdichteten Sauerstoff in Verbindung. Das Ventil 9 kann mittelst eines Hebels 32 bei einem der Handgriffe 38 des Apparates geöffnet und offengehalten werden. Der letzte Querkanal 7 führt zu zwei Kanälen 17 und 34. Die Verbindung mit dem Kanal 17 beherrscht ein Schieber 16, der mit einem in einem Steuerzylinder arbeitenden Kolben versehen ist. Der Kanal 17 ist in offener Verbindung mit einem Ka nal 15 und einem Kanal 19. Der Kanal 19 führt in den Raum 18 und kann durch eine Stellschraube 20 gedrosselt oder völlig ab gesperrt werden.
Der Kanal 15 führt in den untern Teil eines sackartig am Zylinderkopf angeordneten Vergasers 11, der über eine mittelst der Schraube 12 verschliessbare Füll öffnung gefüllt werden kann. Der Boden des Brennstoffbehälters 11 ist sieblochartig mit Bohrungen 14 versehen. Der Brennstoff behälter 11 steht in offener Verbindung mit dem Raum 18. Vom Raum 18 führt ein mit einem Rüekschlagventil 21 versehener Kanal 22 meinen Raum 23, dessen Verbindung mit dem Zylinder 2 das Ventil 36 des Steuer organs 24 beherrscht.
Der Kanal 34 führt in einen Raum 28 zwischen dem Raum 23 und einem Raum 37, und das Steuerorgan 24 besitzt einen grösseren Kolben 27 und einen kleineren Kolben 35, welche in Bohrungen zwischen dem Raum 28 und dem Raum 23 bezw. 37 dicht eingepasst sind. Der Raum 37 steht bei geschlossenem Einlassventil 36 mit einer Auslassöffnung 26 in offener Ver bindung und wird bei ganz offenem Ventil 36 durch einen Kolben 33 des Steuerorgans von ihr getrennt.
Das Steuerorgan 24 besitzt einen Teil 25, der einen auf der Zeichnung nicht dargestellten Schalter bedient, der den Zündstrom einer im Verbrennungsraum des Zylinders 2 angeordneten, nicht gezeichne ten Zündkerze geschlossen hält, wenn das Einlassventil 36 geschlossen ist. In den Raum 37 mündet ein Kanal 29, der in der Wandung des Zylinders 2 hinter die Füh rung des Arbeitskolbens 1 führt. Im Zylin der 2 befindet sich ferner eine ins Freie führende Auspufföffnung 31, die vom Ar beitskolben 1 in der äusseren Totpunktlage freigelegt ist.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende: Befindet sie sich ausser Betrieb, so ist das Ventil 9 geschlossen, der Arbeitskolben 1 befindet sich infolge seines Eigengewichtes in der untern Stellung und hält .die Auspuff öffnung 31 offen. Das Steuerorgan 24 ist ebenfalls unten, das Einlassventil verbindet den Raum 2'3 mit dem Explosionsraum des Zylinders 2. Der Raum 28 steht mit dem Raum 37 in Verbindung, dieser ist durch den Kölben 33 des Steuerorgans 24 gegen die Auslassöffnung 26 gesperrt. Die obere Mün dung des Kanals 29 steht mit dem Kanal 34 und also mit den Kanälen 7, 6, 5 und 10 in Verbindung.
Der Schieber 16 nimmt seine tiefste Stellung unter dem Einfluss seines Eigengewichtes und eines gegebenenfalls im Raum 18 herrschenden (geringen) Über .druckes etwa noch vorhandenen Brennstoff luftgemisches ein und schliesst den Kanal 17. Wird die Vorrichtung in Benutzung ge nommen, so wird mittelst des Hebels 32 das Ventil 9 geöffnet; Druckluft oder verdichteter Sauerstoff strömt über den Anschluss 8, das Ventil 9, den Kanal 10 in den ersten der Kanäle 5 und durchläuft sämtliche um den Zylinder 2 angeordnete Kanäle 5 über die Verbindungskanäle 6 und 7; das Druckgas gelangt durch den Kanal 34 in den Raum 28, drückt auf den Kolben 27 des Steuerorgans 24 und hält diesen in der untern Lage fest.
Da die Räume 28 und 37 bei in Tiefstellung befindlichem Steuerorgan 24 in offener Verbindung stehen, so gelangt die Druckluft auch in den Raum 87 und durch den Kanal 29 unter den Arbeitskolben 1. Das Druckgas gelangt auch unter den Schieber 16, hebt diesen an, strömt durch die Kanäle 17 und 15 in den untern Raum des Vergasers 11 und, durch die Bohrungen 14 unterteilt, durch den flüssigen Brennstoff im Behälter 11, wobei ein Teil desselben ver gast wird und mit dem Druckgas in den Raum 18 fliesst, wo es sich mit dem durch den Kanal 19 in mittelst der Schraube 20 eingestellten Mengen direkt zufliessenden reinen Druckgas mischt.
Wenn der im Raum 18 sich entwickelnde geringe Überdruck einen bestimmten, dem Verhältnis der untern und obern Stirnfläche des Schiebers 16 ent sprechenden Werterreicht hat, schliesst er den Kanal 17 ab und verhindert das Zuströmen von weiterem Druckgas in den Vergaser 11. Das fertige Brennstoffgasgemisch öffnet das Rückschlagventil 21 und strömt über den Ka nal 2 2 und den Raum 23 in den Verbrennungs raum des Zylinders 2. Das erfolgt gleich zeitig mit dem Einströmen von Druckgas über den Kanal 29 in den Raum unter dem Kolben 1; der durch das dort zuströmende Druckgas aufwärts bewegte Kolben 1 schliesst die Auspufföffnung 31 und verdich tet das über ihm befindliche Brennstoffgas. gemisch. Das Rückschlagventil 21 schliesst sobald die Strömung im Kanal 22 umkehren will.
Wenn die Verdichtung des Brennstoff gasgemisches soweit gediehen ist, dass der von ihm auf das Ventil 36 von unten her ausgeübte Druck den auf den Kolben 27 des Steuerorgans 24 im Raum 28 von oben her ausgeübten Druck des Druckgases überwin det, so wird das Steuerorgan 24 in seine obere Endlage geworfen. In dieser sperrt es die Verbindungen zwischen dem Raum 23 und dem Explosionsraum des Zylinders 2 und zwischen den Räumen 28 und 37; die Druckgaszufuhr über den Kanal 29 zu dem Raum unter dem Arbeitskolben 1 hört daher auf. Der Raum 37 wird mit der Auslassöff- nung 26 verbunden; dadurch wird der Raum unter dem Kolben über den Kanal 29 entlüf tet.
Der Teil 25 des Steuerorgans 24 vermit telt den Stromschluss für die nicht darge stellte Zündkerze und der Kolben 1 wird durch den Explosionsdruck nach unten auf .das Werkzeug 39 geschleudert. Sobald er die Auslassöffnung 31 freigibt, strömen die Ver brennungsgase ab, das Steuerorgan 24 geht in seine untere Lage; Brennstoffgasgemisch tritt aus dem Raum 18 über das Rückschlag ventil 21, den Kanal 22 und den Raum 23 in den Zylinder 2, spült die Verbrennungsgase aus diesem heraus, .der Kolben 1 wird durch die über den Kanal 29 auf seine Unterseite gelangende Druckluft aufwärts bewegt und das über ihm befindliche Brennstoffgas gemisch verdichtet. Das beschriebene Spiel wiederholt sich.
Bei einer Ramme ist der Arbeitskolben 1 mit dem Rammbär durch eine Stange starr verbunden.
Nach Fig. 2 ist die Druckmittelleitung, durch die der Brennkraftmasehine Druckluft oder verdichteter Sauerstoff zugeführt wird, an den Anschlussstutzen 8 angeschlossen.
Die Zufuhr wird durch das Ventil 9 überwacht, das, wenn die Brennkraftmaschine in Be nutzung genommen werden soll, durch einen nicht dargestellten Hebel 32 geöffnet werden kann. Das Steuerorgan 24 überwacht mittelst der Kolben 33 und .15 die Verbindung des Kanals. 29 in der Wandung des Zylinders.
2, der vom Raum 37 auf die untere Seite des Zylinders führt, einerseits mit einer Ein trittsöffnung 46 für das Druckgas, ander seits mit der Auslassöffnung 26-. Durch das Steuerorgan 24 wird ferner die Verbindung zwischen der Eintrittsöffnung 46 und einem schmalen Ringspalt 44 überwacht, der durch Bohrungen 40 mit dem Explosionsraum der Brennkraftmaschine verbunden ist. Das Steuerorgan 24 ist mit einer Längsbohrung 42 versehen, die von einem Zylinder, welchen es mit einem Stempel abschliesst, zu einer Düse 43 führt. In diesen Zylinder kann vom Anschluss 41 aus flüssiger Brennstoff ge langen.
Die Wirkungsweise der Brennkraftma- schine gemäss Fig. 2 ist die folgende: Soll die Vorrichtung in Benutzung ge nommen werden, so wird das Ventil 9 ge öffnet. Druckgas strömt über den Kanal 46, den Ringkanal 44 und die Bohrungen 40, in den Explosionsraum und spült diesen aus. Gleichzeitig gelangt aber auch Druckgas über den Kanal 46, den Raum 37 und den Kanal 29 unter den Arbeitskolben und treibt. diesen nach oben. Dabei wird, sobald der Arbeitskolben bei seiner Aufwärtsbewegung die Auspufföffnung 31 (siehe Fig. 1) ge schlossen hat, das in den Explosionsraum einströmende Druckgas verdichtet.
Während der Verdichtung wird das Steuerorgan 24 in seine obere Grenzlage geworfen und damit die Verbindung zwischen dem Kanal 46 und den Räumen 44 und 37 unterbrochen, dafür die Verbindung vom Kanal 37 zum Auslass 26 hergestellt, so dass das Druckgas unter halb des Arbeitskolbens entweichen kann. Ferner wird Brennstoff, der vom Anschluss 41 her in den vom Stempeldes Steuerorgaais abgeschlossenen Raum gelangt ist und sich dort angesammelt hat, durch die Düse 43 in den Zylinder der Brennkraftmaschine ge spritzt. Am Ende der Aufwärtsbewegung des Steuerorgans 24 stösst dessen Teil 33 an einen Kontakt 47, wodurch der Stromkreis einer Zündkerze 48 geschlossen und das Brennstoffdruckgasgemisch zur Explosion gebracht, worauf der Arbeitskolben nach unten getrieben wird.
Hierauf kehren alle Teile in die dargestellte Lage zurück, und das Spiel wiederholt sich.