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Ctaskraftmaschiue.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gaskraftmaschine jener Type, bei der die Energie eines in Kolbenzylindernverdichteten undgezündeten Brenngemisches in einem Turbinensystem ausgeniitzt wird, und besteht im wesentlichen in der besonderen Ausbildung und Anordnung der Verdichtungskammer. wodurch das Laufrad an mehreren Stellen gleichzeitig auf kürzestem Wege beaufschlagt wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei beispielsweisen Ausführungsformen dar-
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eine Ansicht nach Fig. 1 von vorne bei abgenommenen Gehäusedeckel. Die Fig. 3 und 4 stellen den beweglichen kolbenförmigen Kammerteil F teils im Schnitt, teils in Ansicht dar. Die untere Hälfte der Fig. 5 zeigt eine analoge Ansicht nach Fig. 2 von der Rückseite, die obere Hälfte rechts bei abgenommenem Exhaustor und links bei abgenommenem Laufrad. Die Fig. 6 und 7 zeigen den unbeweglichen Kammerteil E teils im Schnitt und teils in Ansicht. Die Fig. 8 bis 11 veranschaulichen Darstellungen des zwischen Verdichtungskammer und Laufrad eingebauten Düsenorganes mit dem ge, teuerten Abschluss, chieber ; Fig. 12 zeigt eine Steuermuffe.
In Fig. 13 ist eine abgeänderte Ausführungsform teils im Schnitt, teils in Ansicht dargestellt.
Das starre Maschinengehäuse A ist nach beiden Seiten mittels der durchbrochenen Deckel Bund Bl abgeschlossen, in deren Naben die Antriebswelle C mittels Kugellager D und D'gelagerte ist. Mit dem Gehäuse ist ein hohlringförmiger, einerseits durch einen Ringboden abgeschlossener Gusskölper B fest verbunden, welcher zusammen mit einem zweiten in ihm kolbenartig geführten Hohlringkörper F die Verdichtungskammer bildet. Der Kammerkörper E trägt an seiner inneren Fläche eine Anzahl Einlassventile V, welche mittels Leitungen G über eine Ringkammer H mit dem Vergaser 7 verbunden sind.
Der Bodenteil der Verdichtungskammer enthält eine Anzahl Öffnungen (im dargestellten Falle drei), an welche sich der Düsenringkörper K. anschliesst. Der Kammerteil F, in dessen gegen den Teil E kolbenartig abgedichteten Boden die an die Zündmasehine angeschlossenen Zündkerzen N sitzen, ist mittels Armspeichen M und einer Nabe 0 auf einer auf der Antriebswelle verkeilten Schraubenmuffe P längs verschiebbar aber undrehbar gelagert. Die Verdrehung des Körpers F wird durch die am Deckel B vorgesehene Führungsstange Q, welche in der örtlichen FÜhrung t gleitet, verhindert.
Der an den Kammerboden anschliessende Diisenkörper K (Fig. 8-11) besitzt eine Anzahl den Öffnungen im Kammerboden entsprechender Düsen, welche durch unter Federwirkung stehende Schieber s abgeschlossen und geöffnet werden können. Dieser Düsenkörper ist, wie die Einzeldarstellungen zeigen, mehrteillg ausgebildet und die Teile sind durch entsprechende Flanschen und Schrauben unter einander verbunden. Der Schieber s trägt an seiner aus dem Schiebergehäuse'S'herausragenden Spindel sp eine Platte p, welche unter dem Einflusse einer Feder q (Fig. 1) steht, die den Schieber stets in die Sehlusslage drückt.
Das Ende der Spindel steht durch einen Winkelhebel w in Kontakt mit einer am Kammerkörper E verschiebbar gelagerten Ansehlagstange r, gegen welche sich ein am Kammerkörper F vorgesehener Anschlag (lIegen kann. An den Düsenkörper K schliess dicht das Laufrad T an, das mit der Antriebswelle verkeilt ist und an dieses der die Abgase aufnehmende Exhaustor U, von welchem die Abgase bei V1 ins Freie entweichen.
Um eine Kühlung des Laufrades bzw. der hintereinander angeordneten Laufräder zu erzielen, ist es vorteilhafte dieselben im unmittelbaren Anschluss an das Durchströmen der Verbrennungsgase zu durchlüften.
Zu diesem Behufe kann im Anschluss an die Austrittsseite des letzten Laufrades unmittelbar auf dessen Welle ein Exhaustor angeordnet sein, der in dem Gehäuse einen Unterdruck erzeugt.
Die Ansaugeventile V sind an der Mantelfläche der Verdichtungsräume derart angeordnet, dass ihre Einmündungsöffnungen kurz gegen Ende der Kompression vom Kolben Überschliffen werden. Hiedurch werden die Ventile der Einwirkung der heissen Verbrennungsgase entzogen.
Die Wirkungsweise ist folgende : Wird die Welle C in Umdrehung versetzt, so wird unter der Annahme, dass bei der in Fig. 1 gezeichneten äussersten Stellung des Kammerkolbens F die Verdichtungskammer mit Gasgemisch gefüllt ist, durch die Drehung der mit der Welle verkeilten Muffe P die Nabe 0 des Kammerteiles F und mit dieser der ganze kolbenartige Kammerkörper mittels eines in der Nabe 0 verschraubten und in die Schraubennut der Muffe eingreifenden Zapfens Y nach rechts in den Kammerkörper B hineingedrückt und so das Gasgemisch bis zur gewünschten Höhe komprimiert. Die Schieber s sind während dieses Vorganges in Abschlussstellung.
Am Ende der Kompression wird Zündung gegeben und das Gasgemisch zur Explosion gebracht, wobei der Zapfen Y in einem Teil der Nut geführt ist, der nur eine geringe axiale Verschiebung des Kolbens veranlasst ; in dieser letzten Periode der Verschiebung gelangt der Anschlag cl zur Anlage an die Stange e und lüitet mittels des Winkelhebels'c den Schieber s ; hat sich dieser auch nur ein wenig gehoben, so können die Druckgase von unten in das Schiebergehäuse S eindringen und drücken nun durch Einwirkung auf die Platte p den Schieber unter Überwindung des Federdruckes vollständig in das Schiebergehäuse zurück, so dass er die Düsenkanäle vollkommen fiei-
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gibt und der Einwirkung der heissen Explosionsgase entzogen bleibt.
Die Gase werden somit durch die Düsen dem Laufrad zuströmen, sich darin unter gleichzeitiger Energieabgabe entspannen, sodann in den Exhaustor und von diesem ins Freie gelangen. Sobald sich die Gase entspannt haben, schliessen durch Wirkung der Federn q die Schieber s die Düsen wieder ab, während gleichzeitig der Zapfen Y in die Rück- führung der Schraubennut eintritt, den Anschlag d von der Anschlagstange r abzieht und den kolbenförmigen Kammerteil in seine Anfangslage zurückführt, wobei durch die Einlassventile frisches Gasgemisch in die Verdichtungskammer strömt. Der Vorgang kann sich nun wiederholen.
Durch die Ausgestaltung der Schraubenmuffe P bzw. der Steigung der Nut hat man es in der Hand die Zahl der auf eine Umdrehung entfallenden Explosionen beliebig zu wählen.
Die Ausführungsform nach Fig. 13 stimmt hinsichtlich der Arbeitsweise und der wesentlichen Konstruktionselemente mit der Ausführungsform nach Fig. 1 vollständig überein und sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen gewählt. Sie ist jedoch a1s symmetrisches Doppelaggregat und zweistufig ausgeführt. Unterschiedlich ist die Ausbildung der Verdichtungskammern und der Steuerungorgane zur Betätigung der Kompression sowie zur Herstellung des Anschlusses der Kammer an das Laufrad. Die Verdichtungskammer ist a's eine Anzahl von in dem feststehenden Kammerteil vorgesehenen Zylindein 1 ausgebildet, in die entsprechende Kolben Il dicht eingesetzt sind.
Die mit Rollen versehenen Enden der Kolbenstangen liegen unter Federwirkung gegen einen auf der Antriebswelle verkeilten Nockenring NI an, bei dessen Rotation die aufsteigenden Teile der Nockenfläche die Kompression bewirken. An Stelle des Düsenkörpers ist eine Ringscheibe 111 angebracht, welche mit dem Laufrade verschraubt ist und zusammen mit ihm rotiert. Diese Ringscheibe gibt am Ende der Kompression nach erfolgter Explosion die Öffnungen im Boden der Verdichtungszylinder frei, da sie mit einer entsprechenden
Anzahl von Durchbrechungen versehen ist, durch welche die Gase zum Laufrad gelangen können, wenn diese Öffnungen mit den Zylinderöffnungen sich decken.
Sie schliesst jedoch bei ihrer Rotation diese Öffnungen mit ihrem vollen Teil unmittelbar darauf wieder ab, so dass beim Rückgange des Kolbens das Ansaugen von frischem Gasgemisch erfolgen kann.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, durch entsprechende Verteilung der Arbeitsphasen in den verschiedenen Zylindern gegen einander eine gleichmässigere Verteilung der Kraftimpulse und so einen hohen Gleichförmigkeitsgrad erzielen zu können. Ferner ermöglicht die symmetrische Anordnung die jeweils gleichzeitige Beaufschlagung an einander symmetrisch gegenüberliegenden Stellen, wodurch Axialschübe und Kippmomente wirksam vermieden werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gaskraftmaschine, bei der ein explosibles Brennstoffluftgemisch in einer ihr Volumen durch die Bewegung der Maschine ändernden Verdiehtungskammer angesaugt, verdichtet und gezündet wird, worauf bei gleichbleibendem Verdichtungsraum das gezündete Gasgemisch durch unmittelbaren Anschluss der Verdichtungskammer an ein Turbinensystem seine Energie unmittelbar in drehende Bewegung umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdiêhtungskammer (E) hohlringförmig ausgebildet und konzentrisch um die Laufradwelle (c) gelagert ist, so dass die Verbrennungsgase das Laufrad (T) ohne Umlen- kung auf dem kürzesten Wege und gleichzeitig an mehreren im Kreisumfang gleichmässig verteilten
Stellen beaufschlagen.