Gasmotor

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasmotor mit einem durch ein als aufstossbares Rückschlagventil ausgebildetes Gaseinlassventil abgeschlossenen zylindrischen Arbeitsraum und einem darin hin-und hergehenden Kolben sowie mit einem von einem Druckgasbehälter zum Gaseinlassventil führenden Gaszufuhrkanal.

[0002] AusderGB-A-1 553 678 ist ein solcher Gasmotor bekannt. Bei diesem Motor ist ein Kolben in einem zylindrischen Arbeitsraum hin-und herbeweglich angeordnet. Der Kolben ist über eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle verbunden, die den Propeller eines Modellflugzeuges trägt. Der Zylinderkopf weist eine mittige Bohrung auf, die durch ein Gaseinlassventil verschliessbar ist. Als Ventilkörper dient eine im Zylinderkopf an der dem Zylinderraum abgekehrten Seite, hinter der mittigen Bohrung an einem Ventilsitz liegende Kugel. Der Zylinderkopf steht über einen Gaszuführungskanal mit einem Kohlendioxid enthaltenden Druckgasbehälter in Verbindung. Der Gasdruck drückt die Kugel auf den Ventilsitz und hält das Gaseinlassventil geschlossen. Das Gaseinlassventil funktioniert wie ein Rückschlagventil. Das Gaseinlassventil wird mittels eines an der Kolbenoberseite gebildeten Ansatzes aufgestossen und geöffnet, um Gas in den Arbeitsraum einströmen zu lassen. Der Ansatz stösst, wenn der Kolben sich bei Beendigung seines Rückwärtshubes und bei Beginn seines Arbeitshubes im oberen Totpunktbereich befindet, gegen die Kugel und hebt diese vom Ventilsitz ab. Beim Abstellen des Motors kann der Kolben im Laufe seines Rückwärtshubes kurz vor dem Erreichen des oberen Totpunktbereiches oder im Totpunktbereich stehen bleiben. Ein Wiederstarten des Motors ist in diesem Fall mit Schwierigkeiten verbunden, weil der Kolben beim Starten mindestens einen Teilhub gegen den vollen Gasdruck durchführen muss. Es kann auch vorkommen, dass der Gasmotor aus diesem Grund in der falschen Drehrichtung ansprigt. Bei Spielzeugen, wie Spielzeugautos und anderen angetriebenen Vorrichtungen mit einem untersetzenden Getriebe zwischen der Motorenwelle und der Motoranwurfstelle kann ein Wiederstarten sogar unmöglich werden. Eine in der DE-C-253 141 erwähnte Kompressionsverminderung im Zylinder während dem Anwerfen des Motors durch Offenhalten eines Spülventils würde zu einem grossen Antriebsgasverlust führen, weil durch das offene Spülventil Antriebsgas entweichen würde.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasmotor der eingangs erwähnten Art anzugeben, der in allen Stellungen des Kolbens im Zylinder und auch beim Vorliegen eines untersetzenden Getriebes zwischen der Motorenwelle und der Motoranwurfstelle leicht und immer in der gewünschten Drehrichtung startbar ist, wobei die Handhabung des Motors beim Anwerfen einfach sein soll.

[0004] Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass eine im Gaszufuhrkanal angeordnete Mehrwegabsperrvorrichtung mit zwei miteinander verbundenen in zwei Stellungen bringbaren Ventil-Verschlussteilen vorgesehen ist, wovon der erste in der zweiten Stellung der Mehrwegabsperrvorrichtung, in der Startstellung des Gasmotors die Einlassseite des Gaseinlassventils mit einem ins Freie mündenden Luftkanal verbindet und in der Betriebsstellung den Luftkanal verschliesst und als Rückschlagventil wirkt und dabei beide Ventil-Verschlussteile unter dem im Druckgasbehälter herrschenden Druck in der Betriebsstellung hält und der zweite Ventil-Verschlussteil in der Startstellung den Druckgasbehälter verschliesst und in der Betriebsstellung den Gaszufuhrkanal zwischen der Einlasseite des Gaseinlassventils und dem Druckgashälter freigibt, wobei die beiden Ventil-Verschlussteile von aussen gegen die auf das Rückschlagventil wirkende Kraft aus der Betriebsstellung in die Startstellung stossbar sind.

[0005] Vorteilhafterweise sind die zwei Ventil-Verschlussteile an einem durch zwei in ortsfesten Teilen axial beabstandet und parallel gehaltene, als Ventilsitz dienende O-Ringe längsverschiebbar durchgeführten, mindestens in der Betriebsstellung an einem Anschlag anstehenden, in den beiden Wirkbereichen der Ventil-Verschlussteile teilweise mit Längsnuten versehenen zylindrischen Stift ausgebildet, wobei beim geöffneten Ventil jeweils der mit Längsnuten versehene Teil und beim geschlossenen Ventil der zylindrische Teil ohne Längsnuten im O-Ring liegt.

[0006] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

[0007] Die einzige Figur zeigt einen Gasmotor mit einer Mehrwegabsperrvorrichtung in der Startstellung im Schnitt.

[0008] Der Kolben 1 des dargestellten Gasmotors ist in einem Zylinder 2 hin- und herbeweglich geführt und über eine Pleuelstange 3 mit einer in einem Kurbelwellengehäuse 4 gelagerten Kurbelwelle 5 verbunden. Die Kurbelwelle 5 kann über ein nicht gezeigtes Getriebe die Räder eines Spielzeugautos oder direkt den Propeller eines Modellflugzeuges antreiben. Die Anwendung des Gasmotors ist aber keineswegs auf Spielzeuge beschränkt. Der Zylinderkopf 6 ist auf eine Verlängerung des Zylinders 2 aufgeschraubt und trägt an seinem in die Bohrung des Zylinders 2 ragenden mit einem O-Ring 7 versehenen Teil ein in der Zylinderbohrung durch einen O-Ring 8 dicht geführtes Gaseinlassventil 9. Der Verschlussteil des Gaseinlassventils 9 besteht aus einer durch einen an der Oberseite des Kolbens 1 gebildeten Fortsatz 10 durch eine Gaseinlassöffnung 11 aufstossbaren Kugel 12. Durch Ein- und Ausschrauben des Zylinderkopfes 6 verschiebt sich das Gaseinlassventil 9 in der Zylinderbohrung, wodurch der Zeitpunkt der Ventilöffnung und somit die Drehzahl des Gasmotors reguliert werden kann. Das im Zylinderraum entspannte Gas entweicht bei der untersten Stellung des Kolbens 1 über die Auspufföffnung 32.

[0009] Zwischen dem Gaseinlassventil 9 und einem einen geeigneten Antriebsgas enthaltenden Druckgasbehälter 13 ist ein Gaszufuhrkanal 14 vorgesehen. Der Druckgasbehälter 13 ist eine handelsübliche Kohlendioxidpatrone mit verflüssigtem Gas, die mittels einer Hülse 15 am Kurbelwellengehäuse 4 angeschraubt ist.

[0010] Gasmotoren müssen angeworfen werden. Wenn der Kolben 1 beim Anwerfen zufällig in der Nähe des oberen Totpunktes liegt, muss der Kolben 1 gegen den vollen Gasdruck bewegt werden. Diese Bewegung ist bei Gasmotoren mit direkt an der Kurbelwelle 5 angebrachtem Betriebsmittel, z.B. Propeller, zwar schwer, aber in den meisten Fällen doch durchführbar. Wenn zwischen der Kurbelwelle 5 und dem zum Anwerfen geeigneten Teil des Betriebsmittels ein Untersetzungsgetriebe angeordnet ist, kann ein Anwerfen des Gasmotors sogar unmöglich sein. Dies kann beispielsweise bei Spielzeugautos der Fall sein, wo die Reibung der Räder am Boden beim Anwerfen das erreichbare Drehmoment begrenzt. Um auch in solchen Fällen das Anwerfen des Gasmotors zu ermöglichen, ist in der Anordnung gemäss der Figur eine Mehrwegabsperrvorrichtung 16 vorgesehen. Diese Mehrwegabsperrvorrichtung 16 hat einen von aussen zugänglichen Betätigungsknopf 17, der eine niedergedrückte Startstellung und eine in der Figur gestrichelt dargestellte Betriebsstellung einnehmen kann. In der Startstellung wird die Einlassseite des Gaseinlassventils 9 über einen ins Freie führenden Luftkanal 18 entlüftet und der Druckgasbehälter 13 verschlossen. Zu diesem Zweck ist die Mehrwegabsperrvorrichtung 16 mit zwei miteinander verbunden Ventil-Verschlussteilen 19,20 ausgerüstet. Die beiden Verschlussteile 19, 20 sind an einem zylindrischen Stift 21 ausgebildet, der in zwei als Ventilsitze dienenden O-Ringen 22, 23 das Durchströmen des Gases sperren kann. Der Raum zwischen den beiden O-Ringen 22, 23 steht mit der Einlassseite des Gaseinlassventils 9 in Verbindung. Die diesem Raum abgekehrten Seiten der O-Ringe 22, 23 liegen mit dem Druckgasbehälter 13 bzw. mit dem Luftkanal 18 in Gasverbindung. Der zylindrische Stift 21 ist bis zu den Anschlägen längsverschiebbar und weist in den beiden Wirkbereichen der Ventil-Verschlussteile 19, 20 teilweise Längsnuten 24 auf. Wenn das Ventil zur Lüftung des Zylinderraumes zwischen der Einlassseite des Gaseinlassventils 9 und dem Luftkanal 18 geöffnet werden soll, so drückt man den Stift 21 so weit in den O-Ring 22 hinein, bis die Längsnuten 24 im Bereich des O-Ringes zu liegen kommen. Durch die Längsnuten 24 kann das Gas vom Gaseinlassventil 9 über den Luftkanal 18 entweichen. In dieser Stellung des Stiftes 21 gelangt aber der zylindrische Teil des Verschlussteils 20 in den Bereich des O-Ringes 23 und verschliesst den Druckgasbehälter 13. Beim Loslassen des Betätigungsknopfes 17 wird der Stift 21 durch den im Druckgasbehälter 13 herrschenden und auf die Stirnfläche des Stiftes 21 wirkenden Druck in die in der Figur gestrichelt gezeichnete Betriebsstellung geschoben. In dieser Betriebsstellung liegen die Längsnuten 24 im Bereich des O-Ringes 23, wodurch der Gaszufuhrkanal 14 vom Druckgasbehälter 13 bis zur Einlassseite des Gaseinlassventils 9 durchgehend offen ist. Der Luftkanal 18 ist durch den im Bereich des O-Ringes 22 liegenden zylindrischen Teil des Ventil-Verschlussteils 19 verschlossen.

Ansprüche

1. Gasmotor mit einem durch ein als aufstossbares Rückschlagventil ausgebildetes Gaseinlassventil abgeschlossenen zylindrischen Arbeitsraum und einem darin hin- und hergehenden Kolben sowie mit einem von einem Druckgasbehälter zum Gaseinlassventil führenden Gaszufuhrkanal, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Gaszufuhrkanal (14) angeordnete Mehrwegabsperrvorrichtung (16) mit zwei miteinander verbundenen in zwei Stellungen bringbaren Ventil-Verschlussteilen (19, 20) vorgesehen ist, wovon der erste in der zweiten Stellung der Mehrwegabsperrvorrichtung, in der Startstellung des Gasmotors die Einlassseite des Gaseinlassventils (9) mit einem ins Freie mündenden Luftkanal (18) verbindet und in der Betriebsstellung den Luftkanal (18) verschliesst und als Rückschlagventil wirkt und dabei beide Ventil-Verschlussteile (19, 20) unter dem im Druckgasbehälter (13) herrschenden Druck in der Betriebsstellung hält und der zweite Ventil-Verschlussteil (20) in der Startstellung den Druckgasbehälter (13) verschliesst und in der Betriebsstellung den Gaszufuhrkanal (14) zwischen der Einlassseite des Gaseinlassventils (9) und dem Druckgasbehälter (13) freigibt, wobei die beiden Ventil-Verschlussteile (19, 20) von aussen gegen die auf das Rückschlagventil (9) wirkende Kraft aus der Betriebsstellung in die Startstellung stossbar sind.

2. Gasmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Ventil-Verschlussteile (19, 20) an einem durch zwei in ortsfesten Teilen axial beabstandet und parallel gehaltene, als Ventilsitz dienende O-Ringe (22, 23) längsverschiebbar durchgeführten, mindestens in der Betriebsstellung an einem Anschlag anstehenden, in den beiden Wirkbereichen der Ventil-Verschlussteile (19, 20) teilweise mit Längsnuten (24) versehenen zylindrischen Stift (21) ausgebildet sind, wobei beim geöffneten Ventil jeweils der mit Längsnuten (24) versehene Teil und beim geschlossenen Ventil der zylindrische Teil ohne Längsnuten im O-Ring (22, 23) liegt.

Claims

1. Gas powered engine, comprising a cylindrical combustion chamber closed by a gas inlet valve consisting of a pressure-openable non-retourn valve and a piston adapted to be axially reciprocated in said chamber, and a gas feed conduit connecting a tank filled with pressured gas to said gas inlet valve, characterised in that it comprises a multi-way stop-valve device (16) inserted in said gas feed conduit (14) and provided with two interconnected valve members (19, 20) adapted to be set in two positions, so that said first valve member (19) in the second position of said multi-way stop-valve device, when the gas powered engine is in its starting condition, connects the inlet side of said non-retourn valve (9) to a vent port (18) opening into the atmosphere, and closes said vent port (18) in the engine running condition and acts as a non-return valve to keep both valve members (19, 20) under the pressure existing in said pressured gas tank (13) whereas said second valve member (20), in the starting position, closes said gas tank and, in the running condition, opens said gas feed conduit (14) between the inlet side of said non-return valve (9) and said tank (13), whereby both valve members (19, 20) can be depressed from outside against the force exerted on said non-return valve (9) for swiching from the running position to the starting position.

2. The gas powered engine of Claim 1, characterised in that both valve members (19, 20) of said multi-way stop valve (16) are formed on a cylindrical rod (21) partially provided in said two operative sections of said valve members (19, 20) with longitudinal grooves (24), adapted to be slidably reciprocated in a pair of axially-spaced parallel O-ring seals (22, 23) acting as valve seats and disposed in fixed portions of the engine, said O-ring seals engaging stop means at least in the running position, so that when said non-return valve (9) is open each one of said operative sections of said valve members (19, 20) provided with longitudinal grooves (24) and, when said non-return valve (9) is closed, the cylindrical portion not provided with longitudinal grooves lies in said O-ring seal (22, 23).

Revendications

1. Moteur fonctionnant au gaz, comprenant une chambre cylindrique de combustion fermée par une soupape d'admission du gaz constituée par un clapet anti-retour ouvrable par pression et un piston pouvant se déplacer axialement avec un mouvement alternatif dans cette chambre, ainsi qu'un conduit d'alimentation en gaz reliant un réservoir contenant du gaz comprimé à la soupape d'admission du gaz, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif obturateur à plusieurs voies (16) disposé dans le conduit d'alimentation en gaz (14) et comportant deux éléments obturateurs (19, 20) reliés entre eux et pouvant être amenés dans deux positions, de façon que le premier élément obturateur (19), dans la seconde position du dispositif obturateur à plusieurs voies, le moteur étant en condition de démarrage, relie le côté admission du clapet anti-retour d'admission du gaz (9) à un évent (18) qui débouche dans l'atmosphère, et obture cet évent (18) dans la position de marche, et agit en tant que clapet anti-retour et maintient ainsi les deux éléments obturateurs (19, 20) sous la pression qui règne à l'intérieur du réservoir contenant le gaz sous pression (13), tandis que le second élément obturateur (20), dans la position de démarrage, ferme le réservoir de gaz sous pression (13) et, dans la position de marche, libère le conduit (14) d'alimentation en gaz entre le côté admission du clapet anti-retour d'admission du gaz (9) et le réservoir (13), de façon que les deux éléments obturateurs (19, 20) puissent être enfoncés de l'extérieur contre la résistance qui agit sur le clapet anti-retour d'admission des gaz (9) pour passer de la position de marche à la position de démarrage.

2. Moteur fonctionnant au gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux éléments obturateurs (19, 20) du dispositif obturateur à plusieurs voies (16) sont formés sur une tige cylindrique (21) munie partiellement, dans les deux zones actives des éléments obturateurs (19, 20), de gorges longitudinales (24) guidées à coulissement longitudinal à travers deux bagues toriques (22, 23) servant de sièges de soupape et maintenues à une distance axiale et parallèles entre elles dans des parties fixes, et portant contre une butée au moins dans la position de marche, de façon que lorsque le clapet (9) est ouvert chacune des parties munies de gorges longitudinales (24) et lorsque le clapet (9) est fermé, la partie cylindrique dépouvue de gorges longitudinales se trouve dans la bague torique (22, 23).

Zeichnung