<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbundmaschine (Explosions- oder Verbrennungskraftmasohine, Dampfmasohine usw.) mit konzentrischer Anordnung der Zylinder, und hat zum Zweck,. den Rauminhalt und die Oberfläche der zur Überströmung des Treibmittels aus dem Zylinder der höheren Stufe nach dem der niederen vorgesehenen Kanäle auf das denkbar geringste Mass zu bringen und die sonst durch Wirbelung und Reibung in diesen Kanälen hervorgerufenen Energieverluste zu vermindern.
Während bei den bisherigen Maschinen dieser Art die Überströmkanäle sehr lang sind, mehrfach ihre Richtung wechseln und eingebaute Steuerungsorgane enthalten, sind sie bei der neuen Maschine kurz und enthalten keine Steuerungsorgane. Erreicht ist dies dadurch, dass in der gemeinschaftlichen Wandung je zweier Zylinder Schlitze für die Überströmung des Treibmittels vorgesehen sind, die durch den gegenüber dem Kolben des Niederdruckzylinders in passendem Winkel voreilenden Kolben der nächsthöheren Stufe gesteuert werden. Da derartige Schlitze fast auf dem ganzen Umkreis der gemeinschaftlichen Zylinderwandung angeordnet werden können, so ist ein grosser Gesamtquerschnitt der Kanäle leicht erreichbar. Die Länge der Kanäle ist nicht grösser als die Dicke der (nach-Bedarf mit Wasserkühlung versehenen) Zylinderwand.
Es können mehr als zwei Zylinder konzentrisch umeinander angeordnet sein.
Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele der Maschine dar. Fig. 1 ist ein teilweise schematisch gezeichneter, senkrechter Längsschnitt und Fig. 2 ein wagrechter Längsschnitt der einen Ausführungsform der Maschine, Fig. 3 ein Querschnitt durch Fig. 1 nach der Linie A-B ; Fig. 4 ist ein Querschnitt durch den Hochdruckzylinder an der Stelle der trberströmschlitze in grösserem Massstabe ; Fig. 5 zeigt einen teilweise schematisch dargestellten senkrechten Längsschnitt und Fig. 6 einen wagrechten Längsschnitt der zweiten Ausführungsform der Maschine mit dem Hochdruckkolben in der äusseren Totlage.
Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Maschine ist der Hochdruckzylinder 1 gleichachsig durch die Mitte des Niederdruckzylinders 5 hindurchgeführt und an der Eintrittsstelle in den Niederdruckzylinder mit Überströmschlitzen 4 für die Explosionsgase versehen.
In dem Zylinder 1 spielt der Hochdruckkolben 2, der durch seine Kolbenstange 38, den Kreuzkopf 26 und die Pleuelstange 9 an dem mittleren Kurbelzapfen 10 einer dreifach gekröpften Kurbelwelle 27 angelenkt ist. Der Niederdruckkolben 3 ist ringförmig ausgebildet und derartig bemessen, dass sein innerer Durchmesser dem äusseren Durchmesser des Hochdruckzylinders 1 entspricht. Der Kolben 3 steht mittels zweier an gegenüberliegenden Seiten befestigter Kolben-
EMI1.2
Der Kurbelzapfen 10 ist in bekannter Weise zu den Kurbelzapfen 12, 121 unter einem Winkel versetzt, der der erforderlichen Voreilung des Hochdruckkolbens 2 gegenüber dem Niederdruckkolben 3 entspricht.
Der aus dem Niederdruckzylinder 5 herausragende Teil des Hochdruckzylinders J, den der Kolben 2 von der Zündung, also vom Beginn des Arbeitshubes bis zum Beginn der Freigabe der Überströmschlitze 4 zu durchlaufen hat, liegt bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Maschine abgekehrt der Kurbelwelle 27 und ist an seinem Ende durch einen mit der Zuführungsleitung 29 für das Brennstoffluftgemisch versehenen Deckel 30 abgeschlossen. In dem Deckel 30 ist das Gemiacheinlassventil 5 und vor diesem in dem Zylinder 1
EMI1.3
so ein, dass er von dem Niederdruckkolben 3 kurz vor dem Ende des Arbeitshubes freigegeben wird. In der Stirnwand des Niederdruckzylinders 5 kann ausserdem noch ein gesteuertes Hilfs- auslassventil 6 vorgesehen sein.
Die Wandungen der Zylinder werden zweckmässig mit einer Kühlung versehen. Beispielsweise kann die Einrichtung so getroffen sein, dass die Überströmschlitze 4 als Kanäle durch die Wandung des Hochdruckzylinders 1 hindurchgeführt sind und die Zylinderwandung, wie Fig. 4 zeigt, zwischen den Schlitzen von Kanälen 14 durchzogen ist, durch die d s Kühlwasser hindurchgeleitet wird.
Die dargestellte Maschine arbeitet im Zweitakt. Ist der Kolben 2 auf seinem Aufwärtshub in der gezeichneten Stellung angekommen, so beginnt das Überströmen der verbrannten Ladung aus dem Hochdruckzylinder 1 in den Niederdruckzylinder 5 durch die Schlitze 4. Darauf öffner sielt das Ventil 8, durch das die verdichtete neue Ladung eintritt, die die noch vorhandenen
<Desc/Clms Page number 2>
Abgase ans dem Hochdruckzylinder J nach dem Niederdruckzylinder 5 hinüberechiebt, wahrend gleichzeitig der Hochdruckzylinder mit demlufrisehen Ckemisch gefüllt wird. Inzwischen beginnt
EMI2.1
des Niederdruckzylinders 5 selbständig, bis nach Freilegung des Kanals 13 durch den Niederdruckkolben 3 die Abgase durch diesen Kanal auspuffen.
Schliesst der Niederdrúckkolben 3 bei seinem Rückgange den Auspufikana113 wieder, so kann der Rest der Abgase, falls er nicht verdichtet weiden soll, durch das Ventil 6 austreten. Inzwischen wird die neue Ladung im Hochdruckzylinder 1 verdichtet, in bekannter Weise entzündet, und die Gase expandieren, bis in der gezeichneten Kolbenstellung der Arbeitsvorgang wieder von neuem beginnt.
Während bei der Ausführungsform der Verbundmaschine nach den Fig. 1 bis 3 der vom Beginn des Arbeitshubes bis nach Freigabe der Uberströmschlitze durchlaufene Teil der Kolbenbahn des Hoohdruckzylinders ausserhalb der Kolbenbahn des Niederdruckzylinders gelegen
EMI2.2
bis nach Freigabe der Uberstromschlitze durchlaufene Teil der Kolbenbahn des Hochdruckkolbens innerhalb der Bahn des Niederdruckkolbens. Der aus dem Niederdruckzylinder herausragende Teil des Hochdruckzylinders ist in diesem Falle der Kurbelwelle zugekehrt.
Der zweckmässig bis an das offene Stirnende des Niederdruckzylinders 32 hindurchgeführte Hochdruckzylinder 33 wird durch einen rohrförmigen Deckel 18 auf die passende Grösse gebracht, der die Zündvorrichtung und die erforderlichen Ein-und Auslassventile trägt. Auch diese Maschine arbeitet wie die in Fig. 1-3 dargestellte Ausführungsform im Zweitakt.
Zur Umsetzung der Kolbenbewegungen in eine Umlaufbewegung ist nach den Fig. 5 und 6 ein Getriebe verwendet, durch das die Verwendung einer mehrfach gekröpften Kurbelwelle vermieden ist.
Der Niederdruckkolben 17 ist in der üblichen Weise durch zwei Kolbenstangen 16, 161, die Kreuzköpfe 34, 341 und die Pleuelstangen 35, 351 mit dem Kurbelzapfen 23 einer einfach gekröpften Kurbelwelle 25 verbunden. Zwischen dem Hochdruckkolben 19 und der Kurbelwelle 25 ist eine Schwinge eingeschaltet, die einerseits durch eine Gelenkstange 21, den Kreuzkopf 36 und die Kolbenstange 20 mit dem Hochdruckkolben 19 in Verbindung steht, andererseits durch eine Gelenkstange S ? mit dem Kurbelzapfen 23 gelenkig verbunden ist. Die um den Zapfen 37 drehbar gelagerte Schwinge ist z. B. aus zwei Teilen durch Bolzen miteinander verbundenen Teilen ausgeführt, von denen jeder aus einem unteren Arme 15 und einem im Winkel dazu gebogenen Arme 24 besteht.
An die Arme 24 ist die Stange 22 so angelenkt, dass sie in Verbindung mit der Schwinge den zur Erzielung der nötigen V oreilung des Hochdruckkolbens 19 erforderlichen
Antrieb sichert.
Die Kolben werden mittels dieses Getriebes in derselben Weise bewegt, wie bei der Ver- wendung einer dreifach gekröpften Kurbelwelle, bei der die Kurbeln der beiden Kolben unter dem der Voreilung des Hochdruckkolbens entsprechenden Winkel zueinander versetzt sind.
Die Maschine kann auch als Dampfmaschine oder Kompressor Verwendung finden.
Bei der Ausführungsform der Maschine als Kompressor hat der Hochdruckkolben gegen den
EMI2.3