DE1011664B

DE1011664B - Crankshaft and flywheelless internal combustion engine used to drive machining tools with electromagnetic influence on the piston travel and piston speed

Info

Publication number: DE1011664B
Application number: DEO1543A
Authority: DE
Inventors: Werner Osenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-10
Filing date: 1951-04-10
Publication date: 1957-07-04

Description

Als Antrieb von Bearbeitungswerkzeugen dienende kurbel- und schwungradlose Brennkraftmaschine mit elektromagnetischer Beeinflussung der Kolbenwege und der Kolbengeschwindigkeit Die Erfindung verfolgt das Ziel, die Leistung von als Antrieb von Bearbeitungswerkzeugen dienenden kurbel- und schwungradlosen Brennkraftmaschi.nen mit frei fliegendem Arbeitskolben, dessen Kolbenstange gleichzeitig den Kern eines oder mehrerer Solenoide bildet, dadurch zu steigern, daß zunächst der Rückhub des Kolbens durch Einwirkung elektromagnetischer Kräfte bei: gleichzeitiger Kompression des Arbeitsmittels im Verbrennungsraum erfolgt und anschließend der Arbeitshub durch Verbrennung fester, vergaster, gasförmiger oder flüssiger Treibmittel durchgeführt wird, wobei auf den Arbeitskolben zusätzlich in Richtung seiner Arbeitsbewegung elektromagnetische Kräfte ausgeübt werden.Crankshaft and flywheelless drives that drive machining tools Internal combustion engine with electromagnetic influence on the piston travel and the Piston speed The invention pursues the goal of the performance of as a drive crankshaft and flywheelless internal combustion engines serving machining tools with free-flying working piston, the piston rod of which also forms the core of a or more solenoids, to be increased in that first the return stroke of the Piston due to the action of electromagnetic forces with: simultaneous compression of the working medium takes place in the combustion chamber and then the working stroke through Combustion of solid, gasified, gaseous or liquid propellants carried out is, with the working piston in addition in the direction of its working movement electromagnetic forces are exerted.

Zur Ausführung von Einzelschlägen mit größerem zeitlichem Abstand kann nach unter Einwirkung von elektromagnetischen Kräften vollzogenem Rückhub die kinetische Energie in Kompressionsarbeit umgewandelt und diese durch Arretierung des Kolbens bis zum Zeitpunkt des Schlages gespeichert werden.For the execution of single strikes with a longer time interval can after the return stroke completed under the action of electromagnetic forces kinetic energy converted into compression work and this through locking of the piston can be saved up to the point of impact.

Die mit frei fliegendem Arbeitskolben ausgerüstete Brennkraftmaschi.ne kann doppelt wirkend ausgebildet sein, wobei es sich empfiehlt, die Solenoide beiderseits des Verbrennungszylinders anzubringen. J..etztere können auch innerhalb des Kolbenkörpers angeordnet sein, wobei der Zylindermantel als Ankerteil wirkt, während die Stromzuführung durch die hin-und hergehende Kolbenstange erfolgen kann. Es besteht auch die Möglichkeit, die Solenoide innerhalb eines ortsfesten Kolbenkörpers vorzusehen, so daB der Verbrennungszylinder als beweglicher Anker arbeitet.The internal combustion engine equipped with a free-flying working piston can be designed double-acting, whereby it is advisable to have the solenoids on both sides of the combustion cylinder. The latter can also be inside the piston body be arranged, wherein the cylinder jacket acts as an anchor part, while the power supply can be done by the reciprocating piston rod. There is also the possibility to provide the solenoids within a stationary piston body, so that the combustion cylinder works as a movable anchor.

Zwecks Steigerung der elektromagnetischen Wirkung der Solenoi.de können diese mit einem inneren und äußeren Anker ausgerüstet werden, von denen der innere von der Kolbenstange und der äußere von einem teilweise oder ganz die Magnetspule umschließenden Mantel aus magnetisierbarem Material gebildet wird. Durch Zahnstangen und Umkehrzahnräder mit ortsfesten Drehachsen sind die Anker bewegungsschlüssig miteinander verbunden, so daß sie bei einem Stromstoß im magnetischen Kraftlinienfeld gegenläufige Bewegungen ausführen.In order to increase the electromagnetic effect of Solenoi.de can these are equipped with an inner and outer anchor, of which the inner of the piston rod and the outer of a partially or completely the solenoid enclosing jacket made of magnetizable material is formed. Through racks and reversing gears with fixed axes of rotation, the armatures are locked in motion connected to each other so that they are in the event of a current surge in the magnetic field of force lines perform opposite movements.

Die Zuführung oder Einspritzung der festen, vergasten, gasförmigen oder flüssigen Treibmittel sowie der natürlichen oder synthetisch hergestellten Sauerstoffträger in die Verbrennungskammer erfolgt durch einen elektromagnetisch, angetriebenen Kolben, wobei durch Steuerung des Elektromagneten die zugeführte Menge und die Zuführungsgeschwindigkeit geregelt werden kann.The feeding or injection of the solid, gasified, gaseous or liquid propellants as well as natural or synthetically produced Oxygen carrier into the combustion chamber is carried out by an electromagnetic, driven piston, the amount supplied by controlling the electromagnet and the feed speed can be regulated.

Zur Erzielung besonderer Wirkungen, z. B. langer Kolbenwege während' des gleichen Arbeitshubes, kann die Zuführung oder Einspritzung von Treibmitteln sowie von natürlichen oder synthetisch hergestellten Sauerstoffträgern in den Verbrennungsraum mehrfach erfolgen.To achieve special effects, e.g. B. long piston travel during ' of the same working stroke, the supply or injection of propellants can be used as well as natural or synthetically produced oxygen carriers into the combustion chamber take place several times.

Zur zeitlichen Dehnung des unter elektromagnetischer Schlagwirkung stehenden Einspritzvorganges von flüssigem Treibstoff und Sauerstoffträgern können diese zunächst in eine mit einem Rückschlagventi.l ausgerüstete Brennstoffvorkammer mit unter regelbarer Federkraft stehenden Kolben hineingepreßt werden.For the temporal expansion of the electromagnetic impact standing injection process of liquid fuel and oxygen carriers this initially into a fuel pre-chamber equipped with a non-return valve be pressed in with the piston under adjustable spring force.

Die Brennkraftmaschine nach dem Erfin.dungsged'anken soll als Antrieb von Rammen, Bodenverdichtern u. dgl. dienen, sie kann außerdem verwandt werden als Pflaster- oder Straßendeckenaufreißhammer, als Bohr-, Stopf- oder Spatenhammer und weiterhin bei der Herstellung von Tiefbohrungen. Sie läßt sich auch bei Abstützung an einer Spannsäule u. d'gl. mit Erfolg über oder unter Tage im Bergbau einsetzen, um z. B. spreizbare, meißelförmige Werkzeuge schlagartig um einen größeren Betrag in die Kohlefront einzutreiben und um sie dann anschließend unter der gleichen Kraftwirkung unter Loslösen der Kohle wieder herauszureißen. Auch Gesteinsschichten lassen sich mit ähnlichen Einrichtungen lösen und brechen.The internal combustion engine according to the invention should be used as a drive by pile drivers, soil compactors and the like, it can also be used as a Paver or road surface ripping hammer, as a drill, tamping or spade hammer and continued in the production of deep boreholes. You can also with support on a tensioning column and the like. use successfully above or below ground in mining, to z. B. expandable, chisel-shaped tools suddenly by a larger amount to drive them into the coal front and then around them under the same force to tear it out again, loosening the coal. Layers of rock can also be used solve and break with similar facilities.

Besonders vorteilhaft läßt sich die Brennkraftmaschine als kraftabgebendes Glied bei Einrichtungen zur Ausführung technologischer Prozesse verwenden, von denen einige hier als Beispiel .genannt seien: wie Biegen, Ziehen, Prägen, Pressen, Stanzen sowie Nieten, Schneiden, Walzen mittels Flachbacken, Räumen, beim Spritzgießen u. dgl. Die Umformungen können hierbei im kalten sowie im warmen Zustand erfolgen. Das zu verarbeitende Material kann unterschiedliche Festigkeit besitzen, -es kann metallisch oder auch nichtmetallischer-Natur sein.The internal combustion engine can be particularly advantageously used as a power-emitting engine Term used in facilities for performing technological processes of which some of them may be mentioned here as an example: such as bending, drawing, embossing, pressing, punching as well as riveting, cutting, rolling by means of flat jaws, broaching, injection molding and the like. Like. The deformations can take place here in the cold as well as in the warm state. The material to be processed can be different strength own, -it can be metallic or non-metallic-nature.

Bei all diesen Verfahren, deren Aüfzählung naturgemäß hier keimen Anspruch auf Vollständigkeit erheben kann, findet die Energieerzeugung und -abgabe durch Zuführung eines natürlichen oder synthetischen Sauerstoffträgers einerseits sowie von festen, flüssigen oder gasförmigen Treibstoffen andererseits in dem Antrieb selbst statt, während seine Steuerung sowie eine zusätzliche Steigerung seiner Schlag- und Druckleistung elektromagnetisch erfolgt. Der kurbel- und schwungradlose Antrieb kann hierbei jede beliebige Lage im Raum einnehmen.With all these processes, the enumeration of which naturally germinates here Energy generation and delivery can claim to be complete by supplying a natural or synthetic oxygen carrier on the one hand as well as solid, liquid or gaseous fuels on the other hand in the drive itself instead, while its control as well as an additional increase in its impact and printing is done electromagnetically. The crankless and flywheelless drive can take any position in the room.

Es sind bereits Einrichtungen bekannt, die mit Treibstoffen in den verschiedenen Aggregatzuständen arbeiten und bei denen die Energieerzeugung im Werkzeug oder am Ort der Arbeit erfolgt. Es werden z. B. für die Durchführung spanloser Fertigungsverfahren Werkzeugen feste Treibladungen zugeführt, wo sie dann nach Entzündung starke Kraftwirkungen ausüben. Außer dem werden die bekannten Brennkraftrammen mit vergast angesaugten oder eingespritzten Treibstoffen betrieben. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, eine Stoßmaschine, also ein Bearbeitungsgerät mit hin- und hergehenden Bewegungen nach dem Prinzip des B.rennkraftmotors arbeiten zu lassen.There are already facilities known that with fuels in the work in different aggregate states and in which the energy generation in the tool or at the place of work. There are z. B. for the implementation of non-cutting manufacturing processes Tools are supplied with solid propellant charges, where, after ignition, they produce strong forces exercise. Besides the well-known internal combustion rams are sucked in with gasified or injected fuels. It has also already been suggested a shaping machine, i.e. a processing device with reciprocating movements to let work according to the principle of the B. combustion engine.

Bei allen diesen bekannten, ebenfalls kurbel- und schwungradlosen Einrichtungen werden die Kraftimpulse für die hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens ausschließlich auf thermischem Wege erteilt. Um einen Rückhub oder eine kontinuierliche hin- und hergehende -Bewegung zu bewerkstelligen, müssen die Treibmittel entweder gegen elastische Glieder und bei Rammen z. B. gegen die Schwerkraft arbeiten oder beiderseits eines Kolbens im entgegengesetzten Sinn zur Wirkung gelangen. Besondere Schwierigkeiten bereitet bei diesen kurbellosen Motoren das Aufladen des Druckmi:ttelraumes, das Anwerfen, was durch gespeicherte und verdichtete Luft oder Abgase, durch zusätzliches Abbrennen von flüssigen oder festen, .gasbildenden Stoffen, durch Auslösen von federnden Organen oder bei gegen die Schwerkraft arbeitenden Geräten durch Anheben erfolgen muß.With all of these well-known, also crankless and flywheelless Bodies are the impulses of force for the reciprocating motion of a Pistons issued exclusively by thermal means. To a return stroke or a To accomplish continuous reciprocating motion, the propellant must be used either against elastic members and when ramming z. B. work against gravity or take effect on both sides of a piston in the opposite sense. Special The charging of the pressure medium space causes difficulties with these crankless motors, the start-up, something through stored and compressed air or exhaust gases, through additional Burning off of liquid or solid, .gas-forming substances, by triggering resilient ones Organs or, in the case of devices that work against gravity, by lifting got to.

Bei der als Antrieb dienenden Brennkraftmaschine nach dem Erfindungsgedanken wird der der durch Verbrennung erzeugten Kolbenbewegung entgegen wirkende Rückhub mittels magnetischer Kräfte bewerkstelligt. Letztere können dann bei Umkehr der Richtung des durch die Magnetspulen fließenden Stromes beim Schlaghub die Kolbengeschwindigkeit und die Schlagenergie durch Su.mmierung der Wirkungen noch wesentlich . steigern. Da die auf den Kolben beim Rückhub ausgeübten magnetischen Einflüsse es gestatten, die Kolbenkräfte, die Kolbengeschwindigkeit, den Kolbenweg und damit die Verdichtung mittels eines Steuermechanismus zu beeinflussen, man außerdem in der Lage ist, ebenfalls mittels einer in ihrer Wirkung einstellbaren Magnetkolbenpumpe die Treibstoffzufuhr mengenmäßig und in der zeitlichen Folge zu regeln, bietet die Kombination des nach einem wärmetechnischen Prozeß sich abwickelnden Schlaghubes mit einem unter magnetischer Wirkung- stehenden Rückhub erhebliche Vorteile gegenüber bekannten Konstruktionen, einerseits hinsichtlich der Steuermöglichkeiten (magnetisches Anwerfen, Regelung der Kolbenwege, der Schlagstärke sowie des zeitlichen Abstandes der Schläge und somit der Schlagfrequenz, mehrere Treibstoffeinspritzungen, insbesondere bei größeren Hüben), andererseits hinsichtlich der Leistung (Summierumg der thermischen und magnetischen Wirkungen, Ausnutzung des Vor- und Rückhubes) sowie der Bedienbarkeit (leichte und schnelle Einstellung des Steuermechanismus, Fernsteuerung).In the case of the internal combustion engine serving as a drive according to the concept of the invention becomes the return stroke that counteracts the piston movement generated by combustion accomplished by means of magnetic forces. The latter can then be reversed Direction of the current flowing through the magnet coils during the stroke stroke the piston speed and the impact energy by aggregating the effects is still essential. increase. Since the magnetic influences exerted on the piston during the return stroke allow the piston forces, the piston speed, the piston travel and thus the compression to influence by means of a control mechanism, one is also able to also the fuel supply by means of an adjustable magnetic piston pump To regulate in terms of quantity and chronological order, the combination of the after a thermal process developing stroke stroke with an under magnetic Effective return stroke significant advantages compared to known constructions, on the one hand with regard to the control options (magnetic start-up, regulation the piston travel, the impact strength and the time interval between the impacts and thus the impact frequency, several fuel injections, especially with larger ones Strokes), on the other hand with regard to the performance (summation of the thermal and magnetic Effects, utilization of the forward and return strokes) as well as the operability (light and quick adjustment of the control mechanism, remote control).

Bei dem kurbel- und schwungradlosen Antrieb nach dem Erfindungsgedanken ist also eine weitgehende elektrische Anpassung an den Ablauf des Verbrennungsprozesses im Zylinder beim Arbeitshub (Summierung der thermischen und magnetischen Wirkungen) und beim Rückhub hinsichtlich der Erfordernisse bei-Spülung, Verdichtung oder beim Laden möglich.In the case of the crankshaft and flywheelless drive according to the concept of the invention is therefore an extensive electrical adaptation to the course of the combustion process in the cylinder during the working stroke (summation of the thermal and magnetic effects) and during the return stroke with regard to the requirements for flushing, compression or during Loading possible.

Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind schematisch in der Zeichnung dargestellt, wo bedeutet Abb.1 einen Schnitt durch eine als Antrieb dienende, im Zweitaktverfahren arbeitende kurbel-und schwu.ngradlose Brennkraftmaschine, bei der der Kolben von einer Kolbenstange getragen wird, deren aus dem Zylinder herausragender Abschnitt gleichzeitig den Kern eines Solenoides bildet, Abb. 2 die Ansicht einer doppelt wirkenden kurbel-und sch-,vungradlosen Brennkraftmaschine mit beiderseits des Zylinders angeordneten Solenoiden, Abb. 3 eine Arretierungseinrichtung für den Kolben zur mechanischen Speicherung der kinetischen Energie des Rückhubes, Abb.4 ein Solenoid der Brennkraftmaschdne mit gegenläufig sich bewegendem innerem und äußerem Ankerteil, Abb. 5 einen senkrecht zur Mittelachse verlaufenden Schnitt durch das Solenoid und die inneren und äußeren Ankerteile nach der Linie A-A der Abb. 4.Some preferred embodiments of the invention are schematic Shown in the drawing, where Fig.1 means a section through a drive Serving, in the two-stroke process, crank-free and smooth internal combustion engine, in which the piston is carried by a piston rod, its from the cylinder protruding section at the same time forms the core of a solenoid, Fig. 2 the View of a double-acting internal combustion engine without cranks and gears with solenoids arranged on both sides of the cylinder, Fig. 3, a locking device for the piston for mechanical storage of the kinetic energy of the return stroke, Fig.4 a solenoid of the internal combustion engine with the inner moving in opposite directions and outer anchor part, Fig. 5 is a section perpendicular to the central axis through the solenoid and the inner and outer armature parts along the line A-A of FIG Fig. 4.

In dem Verbrennungszylinder 1 der Abb. 1 ist der auf der Kolbenstange 5 befestigte Leichtkolben 4 angeordnet. Die Kolbenstange 5 ist auf der linken Seite des Zylinders in einer Stopfbüchse geführt. Wenn keine äußeren Kräfte einwilrkem, zieht eine Zugfeder 50 den Kolben in die in der Abbildung dargestellte Lage, in der die Spülöffnung 48 und die Abgasöffnung 49 freigegeben sind. Der aus der Stopfbüchse herausragende Teil der Kolbenstange dient als Anker 3 des Solenoides 2, das mit dem Zylinder 1 starr verbunden ist und über die elektrischen Leitungen 7 und 8 gespeist wird.In the combustion cylinder 1 of Fig. 1 is the one on the piston rod 5 attached light piston 4 arranged. The piston rod 5 is on the left of the cylinder in a stuffing box. When no external forces come in, pulls a tension spring 50 the piston in the position shown in the figure which the scavenging opening 48 and the exhaust gas opening 49 are released. The one from the stuffing box protruding part of the piston rod serves as armature 3 of the solenoid 2, which is with the cylinder 1 is rigidly connected and fed via the electrical lines 7 and 8 will.

Da der Anker 3 und die Kolbenstange 5 aus magnetischem Material bestehen, empfiehlt es sich, den magnetischen Fluß .durch ein Zwischenstück 6 aus nichtmagnetischem '.Material zu unterbrechen. An Stelle der in dem Gehäuse 45 angeordneten Magnetspule 2 können auch mehrere dicht nebeneinander oder in einem gewissen Abstand angeordnete Spulen treten, die gleichzeitig oder nach einer den erwünschten Bewegungs- und Beschleunigungsverhältnissen entsprechenden Charakteristik mit Strom versorgt werden. Das Solenoid 2 bewegt nun beim StromduTchgang gegen die Kraft der Zugfeder 50 den Kolben 4 in Richtung des Verbrennungsraumes 9 des Zylinders 1 und verdichtet hierbei die Luft. Der Treibstoff wird, nachdem er unter magnetischer Wirkung durch das Solenoid 23 in den unter Belastung der regelbaren Feder 51 stehenden Raum 12 gepreßt wurde, durch die Leitung 11 der Zerstäuberdüse 10 zugeführt, durch die er dann in den Verbrennungszylinder gelangt. Dar eingespritzte Treibstoff verbrennt hierbei, da die Luft vorher entsprechend verdichtet wurde. Natürlich ist es auch möglich, die Brennkraftmaschine mit geringerer Verdichtung und einer besonderen Zündeinrichtung arbeiten zu lassen.Since the armature 3 and the piston rod 5 are made of magnetic material, it is advisable to reduce the magnetic flux .by an intermediate piece 6 made of non-magnetic '. To interrupt material. Instead of the magnet coil arranged in the housing 45 2 can also be several arranged close to one another or at a certain distance Coils occur simultaneously or according to the desired motion and acceleration conditions corresponding characteristics are supplied with power. The solenoid 2 is now moving when the current is passed against the force of the tension spring 50, the piston 4 moves in the direction of the Combustion chamber 9 of cylinder 1 and here compresses the air. The fuel is after he is under magnetic action by the solenoid 23 in the under load the adjustable spring 51 standing space 12 was pressed through the line 11 of the Atomizer nozzle 10 supplied, through which it then passes into the combustion cylinder. The injected fuel burns here, since the air beforehand accordingly was condensed. Of course, it is also possible to use the internal combustion engine with a lower Compression and a special ignition device to work.

Während des Verbrennungsprozesses wird der Kolhen nach links geschleudert, hierbei wird die Luft in dem Raum unterhalb des Kolbens verdichtet. Gelangt der Kolben dann in die in der Abbildung ,gezeigte Lage, so wird die verdichtete Luft durch die Öffnung 47 über die Leitung 46 und den Spülschlitz 48 nach der Verbrennurugskammer 9 geleitet und sorgt hier, da der Auspuffschlitz 49 gleichfalls freigegeben, für die entsprechende Spülung.During the combustion process, the Kolhen after centrifuged to the left, this compresses the air in the space below the piston. If the piston then reaches the position shown in the figure, the compressed Air through the opening 47 via the line 46 and the flushing slot 48 to the combustion chamber 9 and ensures here, since the exhaust port 49 is also released, for the corresponding rinse.

Die magnetische Brennstoffpumpe besteht aus dem Zylinder 20, in dem der auf der Kolbenstange 24 befestigte Förderkolben 22 durch das Solenoid, 23 gesteuert wird. Die Stromzuführung erfolgt durch die Zuleitungen 25 und 26. Auch bei der Brennstoffpumpe wirkt ein Teil der Kolbenstange 24 als Anker des Salenoides. Die Kolbenstange 24 und der Kolben 22 werden durch die Zugfeder 21 in Richtung des Solenoides 23 gezogen. In der linken Totlage wird dann die Treibstoffzuleitung 19 freigegeben, durch die, da in der linken Totlage über dem Kolben 22 ein Unterdruck herrscht, der Treibstoff aus einem Vorratsbehälter angesaugt wird. Der Treibstoffpumpenzylinder 20 ist durch die Zwischenwand 17 in einen Saugraum (links) und in einen Druckraum 12 (rechts) unterteilt. In der Zwischenwand 17 ist zentral eine Bohrung 18 angeordnet, die durch das Rückschlagventil 16 abgeschlossen werden kann. In der Brennstoffvorkammer 12 kann der überdruck des durch den Kolben 22 hineingepreßten Treibstoffes durch den zusätzlichen Kolben 13, die Druckfeder 51 und die Regulierschraube 15, auf der der Federteller 14 abgestützt ist, so eingeregelt werden, daß die Einspritzung des Treibstoffes durch die Zerstäuberdüse 10 sich über einen kürzeren oder über einen längeren Zeitabschnitt erstreckt, also in ,gewünschter Form erfolgt. Da der Kern 24 des Solenoides 23 beim Schließen des Spulenstromkreises das Treiböl schlagartig durch die Öffnung 18 in die Brennstoffvorkammer 12 preßt, ist dieser Druckausgleich, durch den federbelasteten überd@ruckk-olben 13 erforderlich. Für den Betrieb der Brennkraftmaschine können auch mehrere der beschriebenen Brennstoffpumpen gleichzeitig zur Anwendung gelangen, wobei eine der Pumpen den Brennstoff und eine weitere z. B. einen synthetischen Sauerstoffträger zuführt.The magnetic fuel pump consists of the cylinder 20 in which the delivery piston 22 fixed on the piston rod 24 is controlled by the solenoid 23 will. The power is supplied through the supply lines 25 and 26. Also in the case of the fuel pump part of the piston rod 24 acts as an anchor of the salenoid. The piston rod 24 and the piston 22 are pulled toward the solenoid 23 by the tension spring 21. In the left dead center, the fuel supply line 19 is then released through which, since in the left dead center there is a negative pressure above the piston 22, the fuel is sucked in from a storage container. The fuel pump cylinder 20 is through the partition 17 into a suction space (left) and into a pressure space 12 (right) divided. In the intermediate wall 17, a bore 18 is centrally arranged, which through the check valve 16 can be completed. In the fuel pre-chamber 12 can the overpressure of the injected by the piston 22 fuel through the additional piston 13, the compression spring 51 and the regulating screw 15 on which the Spring plate 14 is supported, can be adjusted so that the injection of the fuel through the atomizer nozzle 10 over a shorter or longer period of time extends, so takes place in the desired form. Since the core 24 of the solenoid 23 at Closing the coil circuit the fuel oil suddenly through the opening 18 in the fuel chamber 12 presses, this pressure equalization is through the spring-loaded via @ ruckk-piston 13 required. For the operation of the internal combustion engine can several of the fuel pumps described can also be used at the same time, wherein one of the pumps is the fuel and another z. B. a synthetic Oxygen carriers supplies.

Zur Ausführung leichterer Schläge kann auch ohne Brennstoffzufuhr gearbeitet werden. Das Solenoid 2 bewegt hierbei, den Anker 3 und damit auch die Kolbenstange, 5 und den Kolben 4 entgegen der eigentlichen Arbeitsrichtung zunächst in .die rechte Endstellung, verdichtet hierbei in dem Zylinder 1 die Luft und speichert dadurch vorübergehend die kinetische Energie des Rückhubes, so daß sie für den Arbeitshub mitausgenutzt werden kann. Nach Erreichen der rechten Endstellung wird dann durch geeignete elektrische Steuereinrichtungen, die zweckmäßig in bekannter Weise in Abhängigkeit von der Bewegung der Kolhenstan.ge gebracht werden, der Strom in de-in Solenoid 2 in seiner Richturig so umgekehrt, daß der Anker 3 in der Arbeitsrichtung (in der Abbildung nach links) beschleunigt wird, wobei sich die kinetischen Energien des Rückhubes und des Arbeitshubes summieren.It is also possible to carry out light strokes without supplying fuel to be worked. The solenoid 2 moves here, the armature 3 and thus also the Piston rod, 5 and the piston 4 against the actual working direction initially in .die right end position, here compresses the air in the cylinder 1 and stores it thereby temporarily the kinetic energy of the return stroke, so that it is necessary for the working stroke can also be used. After reaching the right end position is then through suitable electrical control devices, which are expedient in a known manner in Depending on the movement of the Kolhenstan.ge, the current in de-in Solenoid 2 reversed in its Richturig so that the armature 3 in the working direction (to the left in the figure) is accelerated, whereby the kinetic energies add up the return stroke and the working stroke.

Zur Steigerung der Schlagleistung werden dann in vorstehend bereits beschriebener Weise der Brennkammer 9 genau dosierte Mengen fester, gasförmiger oder flüssiger Treibstoffe zugeführt. Diese Zuführung erfolgt in der Regel periodisch, sie kann jedoch auch in einer Einzeldosierung vorgenommen werden.To increase the impact performance are then already in the above described way the combustion chamber 9 precisely metered amounts of solid, gaseous or supplied with liquid fuels. This allocation is usually made periodically, however, it can also be carried out in a single dose.

Um die Brennkraftmaschine als Antrieb in der eingangs erwähnten Weise zu verwenden, wird sie entweder als selbständige Arbeitsmaschine eingesetzt, z. B. zum Hereingewinnen von Kohle, oder ihr Zylin der 1 wird in dem Gestell einer liegenden oder stehenden Presse, einem Bügel, einer Stampframme od. dgl. verankert. Die Fortsetzung der Kolbenstange 5, also der Kern 3, wird hierbei Träger des Werkzeuges, eines Werkzeugteiles od. dgl., er kann für bestimmte Zwecke auch als Hammerbär ausgebildet sein. Kolbenstange 5 und Kern 3 können auch zur Verwertung der Abgase, z. B. zum Ausblasen von Bohrungen u. dgl., mit einer Längsbohrung versehen werden.To the internal combustion engine as a drive in the manner mentioned above to use, it is either used as a stand-alone machine, e.g. B. to win coal, or their Zylin the 1 is in the frame of a lying or standing press, a bracket, a ramming ram or the like. Anchored. The continuation of the piston rod 5, i.e. the core 3, is here the carrier of the tool, of a tool part or the like, it can also be designed as a hammer bear for certain purposes be. Piston rod 5 and core 3 can also be used to recycle the exhaust gases, e.g. B. to Blowing out bores and the like, can be provided with a longitudinal bore.

Ein weiteres Beispiel einer Brennkraftmaschine nach dem Erfindungsgedanken, die hinsichtlich ihrer Wirkung ähnlich wie bereits beschrieben arbeitet, zeigt die Abb. 2. Um gleich. große Kräfte beim Vor- und Rückhub des Kolbens und der Kolbenstange zu erwirken, ist hier die Brennkraftmaschine doppelt wirkend ausgebildet. Der Kolben 4 wird von der Kolbenstange 5 getragen und ist in dem Zylinder 1 geführt, der beiderseitig Deckel mit den Stopfbüchsen 28 und 28' trägt. Beiderseits des Zylinders 1 sind weiterhin die Solenoide 2 und 2' mit den Stromzuführungen 7 und 8 sowie 7' und 8' angeordnet. Die Kerne 3 dieser Solenoide sind, wie dies in der Abb. 1 bereits gezeigt, durch ein Zwischenstück 6 gegenüber der Kolbenstange 5 magnetisch isoliert. Die Befestigung der ;Magnetspulen 2 ,und 2' auf den Zylinderdeckeln erfolgt mittels mehrerer Distanzbolzen 27 und 27', die zwischen Spulengehäuse und Zylinderdeckel einen Zwischenraum schaffen, der es gestattet, die für den wärmetechnischen Prozeß erforderlichen Steuereinrichtungen unterzubringen, z. B. die Brennstoffeinspritzdüsen 10 und 10', die über die Zuleitungen 11 und 11' gespeist werden. Die in dem Zylinder 1 vor und hinter dem Kolben 4 vorhandenen Brennkammern sind in der Abbildung mit 9 und 9' bezeichnet. Die Wirkungsweise der doppelt wirkenden Brennkraftmaschine ist nun ähnlich wie bereits beschrieben, nur daß die Solenoi,de 2 und 2' .durch eine Schaltwalze so gesteuert werden müssen, daß sich auch hier die magnetischen und thermischen Wirkungen summieren.Another example of an internal combustion engine according to the inventive concept, which works in a similar way as already described in terms of its effect, shows the Fig. 2. To be equal. large forces during the forward and return strokes of the piston and the piston rod To achieve this, the internal combustion engine is designed to be double-acting. The piston 4 is carried by the piston rod 5 and is guided in the cylinder 1 on both sides Cover with the stuffing boxes 28 and 28 'carries. Both sides of the cylinder 1 are still the solenoids 2 and 2 'with the power supply lines 7 and 8 as well as 7' and 8 'are arranged. The cores 3 of these solenoids are, as already shown in Fig. 1, through an intermediate piece 6 magnetically isolated from the piston rod 5. The attachment the; solenoids 2, and 2 'on the cylinder covers is carried out by means of several spacer bolts 27 and 27 ', which create a space between the bobbin case and the cylinder cover, which allows the control devices required for the thermal process accommodate, e.g. B. the fuel injectors 10 and 10 ', via the supply lines 11 and 11 'are fed. Those present in the cylinder 1 in front of and behind the piston 4 Combustion chambers are denoted by 9 and 9 'in the figure. How the double-acting internal combustion engine is now similar to that already described, only that the Solenoi, de 2 and 2 '. have to be controlled by a shift drum, that here too the magnetic and thermal effects add up.

Die Abb. 3 veranschaulicht eine ebenfalls magnetisch gesteuerte Arretiervorri.chtung für den Kolben bzw. die Kolbenstange nach erfolgter Verdichtung der Luft. Diese Einrichtung ist vorzugsweise vorgesehen für Einzelschläge. Die Kolbenstange oder der Kern 3 ist mit einer Einkerbung 29 versehen, in die nach vollzogenem Rückhub (Verdichtung der Luft, Spannen der Zugfeder) ein radial angeordneter :und in dem Deckel 30 sowie dem Gehäuse 35 geführter Stößel 31 mit einer Schneide 32 unter Wirkung der Druckfeder 34 einrasten kann. In den Stößel 31 ist nun eine Aussparung33 eingearbeitet, deren eine innere Seitenwand im Sinne der Abbildung geneigt ist. In diese Aussparung 33 kann nun bei Betätigung des Hilf ssolenoides 37, das durch die beiden Winkel 40 mit dem Arbeitszylinder 1 verbunden ist und das die Zuleitungen 38 und 39 trägt, dessen .mit einer Abschrägung versehener Kern 36 eindringen, wobei durch die hierbei. auftretende Keilwirkung der Stößel 31 so angehoben wird, d-aß er aus der Kerbe 29 ausrastet und die Kolbenstange freigibt. Da der Kern 36 schlagartig beim Einschalten des Stromes den Stößel 33 verschiebt, erfolgt die Freigabe .der gespeicherten Energie des Rückhubes in einem sehr kurzen Zeitabschnitt. Die elektromagnetische Steuerung der Arretierung bietet besondere Vorteile, da hierdurch leicht eine Synchronisierung mit der ebenfalls magnetisch gesteuerten Brennstoffeinspritzung und den Wirkungen der Solenoide erreicht werden kann. Die Kraftwirkung der Solenoide kann bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen noch durch zusätzliche Anordnung von äußeren Ankerteilen 44 und 44' nach den Abb. 4 und 5 gesteigert werden, die mantelförmig geschlossen oder in Abschnitten die Magnetspulen 2 umhüllen. Die äußeren Ankerteile 44 und 44' tragen als Führung bei ihrer Längsbewegung und zur Übertragung dieser Bewegung Zahnstangen 43 und 43', die mit den Zahnrädern 41 und 41' in ständigem Eingriff stehen. Die Drehachsen dieser Zahnräder sind in den mit dem Solenoidgehäuse 45 starr verbundenen Böcken 42 und 42' gelagert. Der innere Ankerteil, der Kern 3, trägt ebenfalls beiderseitig die Verzahnungen 52, die mit 41 und 41' gleichfalls im Eingriff stehen. Da einerseits bei einem Stromimpuls entsprechend dem magnetischen Kraftlinienfluß der innere Ankerteil 3 (Kern) und die äußeren Ankerteile 43 und 43' (Mantel) gegenläufige Bewegungen ausführen und andererseits durch die Zahnstangen und Zahnräder ein Bewegungsschluß herbeigeführt wird, läßt sich die Gesamtwirkung des Solenoides entsprechend steigern.Fig. 3 shows a magnetically controlled locking device for the piston or the piston rod after the air has been compressed. This device is preferably provided for single strikes. The piston rod or core 3 is provided with a notch 29 into which, after the return stroke has been completed (compression of the air, tensioning of the tension spring), a radially arranged plunger 31 with a cutting edge 32, which is guided in the cover 30 and the housing 35, is acting Compression spring 34 can snap into place. A recess 33 is now incorporated into the plunger 31, one inner side wall of which is inclined in the sense of the figure. Upon actuation of the auxiliary solenoid 37, which is connected to the working cylinder 1 by the two angles 40 and which carries the supply lines 38 and 39, its .with a beveled core 36 can penetrate into this recess 33, whereby through the. occurring wedge effect of the plunger 31 is raised so that it disengages from the notch 29 and releases the piston rod. Since the core 36 suddenly moves the plunger 33 when the current is switched on, the stored energy of the return stroke is released in a very short period of time. The electromagnetic control of the locking offers particular advantages, since it can easily be synchronized with the likewise magnetically controlled fuel injection and the effects of the solenoids. In the exemplary embodiments described above, the force effect of the solenoids can be increased by the additional arrangement of outer armature parts 44 and 44 'according to FIGS. The outer armature parts 44 and 44 'carry toothed racks 43 and 43', which are in constant engagement with the gearwheels 41 and 41 ', as guides during their longitudinal movement and for the transmission of this movement. The axes of rotation of these gears are mounted in the brackets 42 and 42 'rigidly connected to the solenoid housing 45. The inner armature part, the core 3, also carries the toothings 52 on both sides, which are likewise in engagement with 41 and 41 '. Since, on the one hand, the inner armature part 3 (core) and the outer armature parts 43 and 43 '(jacket) execute opposite movements in the case of a current pulse corresponding to the magnetic flux of lines of force, and on the other hand, a movement is brought about by the racks and gears, the overall effect of the solenoid can be increased accordingly .

Claims

PATENT CLAIMS: 1. As a drive of machining tools serving crankshaft and flywheelless internal combustion engine with free-flying working piston whose piston rod simultaneously forms the core of one or more solenoids, characterized in that first the return stroke of the piston by the action of electromagnetic forces with simultaneous compression of the working fluid in the combustion chamber and then the work boy is carried out by burning solid, gasified, gaseous or liquid propellants, with electromagnetic forces being exerted on the working piston in the direction of its working movement. z. Internal combustion engine after. Claim 1, characterized in that the kinetic energy converted into compression work by locking the piston up to the time of the impact is stored for the execution of individual impacts with a greater time interval after the return stroke completed under the action of electromagnetic forces. 3. Brennkraftmasch.ine according to claims 1 and 2, characterized in that to increase the electromagnetic effect of the solenoids they are equipped with an inner and outer armature, of which the inner one of the piston rod and the outer one of which is partially or completely: Magnetic coil enclosing jacket is formed from magnetizable material, which are connected to each other in a motion-locked manner by toothed racks and a reversing gear with a fixed axis of rotation and perform counter-rotating movements in the event of a current surge in the magnetic field of force lines. 4. Internal combustion engine according to claims 1 and 2, characterized in that the supply or injection of the propellant and the natural or synthetically produced oxygen carrier into the combustion chamber is carried out by an electromagnetically driven piston, the amount supplied and the supply speed being regulated by controlling the electromagnet can. 5. Bnennkraftmaschine according to claims 1, 2 and 4, characterized in that to achieve special effects, for. B. long piston paths during the same working stroke, the supply or injection of propellants and natural or synthetically produced oxygen carriers into the combustion chamber takes place several times. 6. Internal combustion engine according to claims 4 and 5, characterized in that for the temporal elongation of the under electromagnetic impact injection process of liquid fuel and oxygen carriers these are initially pressed into a fuel chamber equipped with a check valve with piston under adjustable spring force. 7. Internal combustion engine according to claim 1 and 4 to 6, characterized in that it is designed to be double-acting and the solenoids are arranged on both sides of the combustion cylinder. B. B: racing engine according to claims 1 and 2 and 4 to 7, characterized in that the solenoids are arranged within the piston body, the cylinder jacket acting as an armature part, while the power is supplied through the reciprocating piston rod. 9. Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the solenoids are arranged within a stationary piston body and the combustion cylinder works as a movable armature. Considered publications: German Patent Nos. 83 391, 692 581, 750440.