Freikolbenmaschine Vorliegende Erfindung bezieht sich auf, eine Freikolbenmaschine jener Gattung, die einen Zylinder und eine Freikolbeneinheit aufweist und die durch Verbrennung von Brennstoff im besagten Zylinder betrieben wird. Eine solche Maschine, die als Kompres sor oder Treibgaserzeuger verwendet werden kann, eignet sich besonders zur Lieferung von Brenngasen mit oder ohne komprimierte Luft an Gasturbinen, Kraftanlagen oder von kom primierter Luft an Luftturbinen oder an Kraftanlagen mit Dampf- und mit Gasturbi nen.
Hauptzweck der Erfindung ist. die Schaf fung einer verbesserten Konstruktion einer solchen Maschine.
üblicherweise sind Kolbenverdichter mit Kurbelwelle und Pleuelstangen an eine sepa rate Energiequelle angeschlossen, so, dass die Anlage nicht nur schwer und kostspielig wird, sondern auch mannigfaltige andere 'Yachteile aufweist. Die Erfindung bezweckt auch die Herabsetzung des Gewichtes und der Baukosten von Verdichtern.
Freikolbenkompressoren mit innerer Ver brennung und Treibgaserzeuger von bekann ter Bauart haben zwei primäre hin und her laufende Kolbeneinheiten, die je aus einem grossen und einem kleinen Kolben bestehen, welche starr miteinander verbunden sind, wobei alle vier Kolben axial aufeinander aus gerichtet sind. Die zwei kleinen Kolben arbei ten in einem gemeinsamen Zylinder, während die grossen Kolben je in einem zugehörigen Zylinder arbeiten; die Verbrennung erfolgt gewöhnlich zwischen den kleinen Kolben.
Ein kleiner Kolben ist direkt mit einem zugehöri gen grossen Kolben gekuppelt und die Kolben paare sind so miteinander verbunden, dass die Kolbeneinheiten gleichphasig in entgegen gesetzten Sinnen hin und her laufen, und zwar durch die'Verbrennung voneinander weg und durch die in den grossen Zylindern ver dichtete Luft gegeneinander gestossen werden. Durch im Deckel des einen oder der beiden grossen Zylinder angeordnete Einwegventile und Öffnungen hindurch kann verdichtete Luft ausgelassen werden zwecks weiterer Ver wendung, oder in den kleineren gemeinsamen Zylinder eingelassen werden, in welchem die Verbrennung stattfindet.
Die bekannten Freikolbenkompressoren sind von manchen der Nachteile befreit, die den Turboverdichtern anhaften, hingegen mass in ihnen für einen gleichmässigen .Lauf gesorgt werden. Zu diesem Zweck müssen be stimmte Verhältnisse in der Grösse der grossen und der kleinen Zylinder gewählt werden, die es veriuunöglichen, da.ss diese Zylinder ledig lich vom Standpunkte der erforderlichen Ver dichtung aus dimensioniert werden.
Ein ande rer Nachteil dieser Bauart von Verdichtern besteht darin, dass nur einer der grossen Zylin der benützt werden kann zur Verdichtung von ausserhalb des Kompressors verwendbarer Luft, während der andere grosse Zylinder als Luftkissen dienen muss zur Gleichmässig gestaltung des Laufes wenn nicht ein beson derer Luftkissenzylinder vorgesehen werden soll.
Zur Erzielung eines. gleichmässigen Laufes ist es ferner notwendig, dass der die aussen zu verwendende Luft .liefernde Zylin der einen grossen Totraum. aufweist, was nicht unbedingt sich auf den Gesamtwirkungsgr ad schlecht auswirken muss, wohl aber auf die Leistung des Kompressors, so dass dieser für eine gegebene Leistung grösser gebaut werden muss.
Zur Erzielung eines gleichmässigen Laufes ist es auch angezeigt, die in dem klei nen Zylinder verbrannte Brennstoffmenge herabzumindern, woraus sich wieder eine Verminderung der Leistung des Kompressors ergibt.<B>-</B>Dies zusammen mit der Verwendung von langsam arbeitenden Einwegventilen führt zu einer Herabsetzung der zulässigen Arbeitsgeschwindigkeit des Kompressors und somit zu einer weiteren Verminderung der erzielbaren Leistung. Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren kam man dazu, recht schwerfällige Freikolbenkompressoren oder -treibgaserzeuger zu bauen, die sich für Gas turbinenkraftanlagen oft nicht eignen.
Zudem rufen Änderungen der abgenommenen Lei stung oft solche des Verdichtungsverhältnisses hervor, was natürlich den Wirkungsgrad her absetzt.
Zweck dieser Erfindung ist die Schaffung einer Freikolbenmaschine, bei der gewisse oder alle diese Nachteile weitgehend vermin dert oder gar ganz beseitigt sind.
Gegenstand der Erfindung ist eine Frei kolbenmaschine, mit einem Paar Zylinder, in welchen miteinander gekuppelte Freikolben einheiten abwechslungsweise Verdichtungs- und Arbeitshübe ausführen, dadurch gekenn zeichnet, dass die Anordnung so getroffen ist, dass während im einen Zylinder ein Arbeits hub stattfindet, im andern ein Verdichtungs hub stattfindet, und dass ferner von jeder Kolbeneinheit verdichtete Gase aus dem Zylin der abgelassen werden, während die Energie der im Zylinder verbleibenden Gase benützt wird zur Ausführung eines Verdichtungshubes im andern Zylinder. Die aus den Zylindern abgelassenen ver dichteten Gase können Luft mit oder ohne Bei mischung von Verbrennungsprodukten sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist gekennzeichnet durch ein Paar von aneinanderstossenden Zylindern, ein Paar von Freikolben in jedem Zylinder, je eine Verbindung des äussern bzw. innern Kolbens des einen Zylinders mit dem entsprechenden äussern bzw. innern Kol ben des andern Zylinders, so dass die entspre chenden Kolben sich miteinander bewegen, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass während im einen Zylinder ein Arbeitshub stattfindet, im andern Zylinder ein Verdich tungshub stattfindet, ferner durch Mittel zur Einführung von Brennstoff in die Zylinder.
Beiliegende Zeichnung- stellt einige Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des dar.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Gasturbinenkraftanlage mit Treibgas generator.
Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer ersten Ausführungsform des Treibgasgenerators. Fig. 3 ein Längsschnitt einer zweiten Aus führungsform des Treibgasgenerators.
Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie X-X der Fig. 3.
Fig. 5 ist ein Längsschnitt eines Teils der Taumelscheibenwelle, wobei die Drehzapfen auf einen der Taumelscheibenarme ausgerich tet sind.
Fig. 6 ist ein Querschnitt längs der Linie Y-Y der Fig. 3.
Fig. 7 ist ein Aufriss, teilweise im Längs schnitt, einer Variante eines der Kolben der Ausführungsform nach Fig. 3.
Fig. 8 ist ein Querschnitt längs der Linie Z-Z der Fig. 7.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Treibgasgenera- tors, die zehn Kolben aufweist, und Fig. 1.0 ist ein Schnitt längs der Linie .4-A der Fig. 9.
Die in Fig. 1 dargestellte Kraftanlage weist einen Axial-Turboverdichter 10 auf, der durch eine Leitung 11 hindurch einen generell mit 12 bezeichneten Tr eibgasgenerator speist: Die Verbrennungsprodukte strömen von letz terem durch eine Leitung 13 einer Gasturbine 14 zu, die über eine Welle 15 den Verdichter 10 antreibt. Die aus der Turbine. 14 ausströ menden Gase gelangen in eine Gasturbine 16, die über eine Welle 17 Nutzleistung abgibt und die Gase an der Stelle 18 in die Atmo sphäre ausströmen lässt.
Ferner strömt Luft mit oder ohne Verbrennungsprodukte vom Treibgasgenerator 12 durch eine Leitung 15a zu einer Hochdruckturbine 19, die über eine Welle 20 Nutzleistung abgibt. Die aus dieser Turbine ausströmenden Gase werden durch eine Leitung 21 in die Leitung 13 geführt und tragen zum Antrieb der Turbinen 14, 16 bei. Die Wellen 17 und 20 treiben mittels eines Getriebes 22 eine Nutzleistungsübertragungs- welle 23 an. Die Austrittsseite der Turbine könnte, anstatt durch die Leitung 21 mit der Leitung 13 verbunden zu sein, durch eine Leitung 24 mit der Leitung 11 verbunden sein.
Gewünschtenfalls könnte zwischen dem Verdichter 10 und dem Treibgasgenerator ein Zwischenkühler 25 eingeschaltet sein. Bei Vor handensein der Leitung 24 kann in derselben ein Zwischenkühler 26 eingeschaltet sein. Unter gewissen Umständen ist es von Vorteil, in der Leitung 15a eine Brennkammer 27 anzuordnen..
Der in Fig. 2 dargestellte Treibgasgenera- tor 12 weist ein Paar von koaxialen Zylindern 30, 31 auf, in jedem von welchen ein Paar von Kolben 32, 33 bzw. 34, 35 angeordnet ist. Die Kolben 33, 35 sind in der Weise zusam mengekuppelt, dass sie einen einzigen Doppel kolben bilden. Die Kolben 32 und 34 sind durch an den Stellen 37 an ihnen befestigten Stangen 36 zusammengekuppelt. Auch trägt die Zylindereinheit an der Stelle 39 einen Schwinghebel 38, der durch Lenker 40 mit dem Kolben 34 und dem Doppelkolben 33, 35 verbunden ist. In dieser Weise erreicht man, dass wenn die Kolben 32, 33 sieh einander nähern, die Kolben 34 und 35 sich vonein ander entfernen, und umgekehrt, und zwar gleichphasig.
Die Wand des Zylinders 31 ist mit einer Anzahl von Schlitzen 41 versehen, die auf eine Einlass-R.ingkammer ausmünden, die mit einem Einlassstutzen 42 in Verbindung steht. Die Wand dieses Zylinders 31 hat auch eine Anzahl. von Auslassschlitzen 43, die über eine Ringkammer mit einem Auslassstutzen 44 in Verbindung stehen. Gleiches "trifft bezüglich Ein- und Auslass für den Zylinder 30 zu.
An die Auslassstutzen 44 ist die Leitung 13 aus Fig. 1 angeschlossen, die wie erwähnt zur Niederdruckturbine 14 führt, während an die Einlassstutzen 42 die Leitung 11 angeschlos sen ist.
Jeder der Zylinder 30 und 31 hat ausser dem einen Auslassschlitz 45 zur Speisung der Leitung 15a, also der Hochdruckturbine 19. Jeder dieser Auslassschlitze bzw. der zuge hörige Auslasskanal, ist durch ein Ablassventil 46 gesteuert, dessen bewegliches Glied mit einem an der Zylindereinheit gelagerten Hebel 47 zusammenarbeitet.
Die durch die Schlitze 45 austretenden Gase wirken auf beide Seiten der Köpfe der bezüglichen Ventilglieder ein, wegen dem Stau in der Leitung 15a; da die Beaufschlagungsflächen auf beiden Seiten jedes Ventilgliedkopfes verschieden gross sind, entsteht ein Differentialschub, der das Bestre ben hat, das Ventil zu schliessen.
Die Hebel 47 sind so angeordnet, dass beim Hin- und Herwandern der Kolben 32 und 34 an den selben angebrachte Nockenglieder 48 mit Schrägflächen zeitweise auf die Hebel 47 ein wirken und die öffnung der Ventile 46 be-. wirken. Die Auslassschlitze liegen zentral zwi schen den Kolben 32, 33 bzw. 34, 35.
Die Schlitze 41 und 43 werden freigelegt, wenn die Paare von gegenüberliegenden Kol ben sich ganz voneinander entfernt haben. Die Schlitze 41 lassen Luft. eintreten und die Schlitze 43 lassen Luft zusammen mit Ver- brennungsprodukten austreten. Die Einlass schlitze 41 können gewünschtenfalls so aus gebildet sein., dass sie der eintretenden Lift eine Tangentialbewegung (d. h. einen Drall) erteilen.
Diese Luft wird durch den Verdich ter 10 mit nur geringem Überdruck und in genügend grosser Menge angeliefert, damit eine wirksame Spülung gewährleistet ist. An Stelle des Turboverdichters könnte ein durch die Treibgaserzeugerkolben im gleichen Takt angetriebener Kolbenverdichter treten.
In der Betriebslage nach Fig. 2 befinden sich die Kolben 34 und 35 am Ende ihres Arbeitshubes und die vom Stutzen 42 her ein tretende Frischluft stösst die Brenngase durch den Stutzen 44 aus. Bei Ausführung ihres Arbeitshubes haben die Kolben 34 und 35 die Kolben 32 und 33 gegeneinander verschoben. Letztere sind ungefähr am nächsten beiein ander, wenn in der noch zu beschreibenden Weise die Verbrennung im Zylinder 30 einge leitet wird, damit diese Kolben voneinander geschoben werden und dabei ihren Arbeits hub ausführen und zugleich die Kolben 34 und 35 gegeneinanderstossen zwecks Durch führung des Verdichtungshubes.
Es nehmen also abwechslungsweise die Kolbenpaare 32, 33 und 34, 35 die in Fig. 2 gezeigte Betriebs lage ein. Am Ende jedes Verdichtungshubes wird'zwischen die betreffenden Kolben Brenn stoff eingespritzt, der gemäss dem Arbeits prinzip von Dieselmotoren sogleich verbrennt.
Es ist dafür gesorgt, dass während oder unmittelbar vor der Brennstoffeinspritzung das bezügliche Ventil 46 geöffnet wird, damit eine gewisse Menge Luft in die Leitung 15a ausgelassen wird. Dieser Teilauslass wird zweckmässig teilweise durch Kolbenbewegung ausgeführt und der Brennstoff wird in den Zylinder eingespritzt, sobald sich die Kolben wieder voneinander weg bewegen. Es ist er forderlich, dass die Energie, die den nach dem Teilauslass und der Verbrennung in dem Zylinder verbliebenen Gasen innewohnt, ge nügt, um den anschliessenden Arbeitshub im betreffenden Zylinder und zugleich den Ver dichtungshub im andern Zylinder auszufüh ren.
Es darf also beim Teilauslass nicht eine zu grosse Luftmenge austreten. Für einen gleichmässigen Lauf des Treibgaserzeugers ist es ausserdem erforderlich, dass die aus einem Arbeitshub im einem Zylinder gewonnene Arbeit ungefähr gleich gross sei wie diejenige, die zur Durchführung des Verdichtungshubes im andern Zylinder benötigt wird, was auf folgende Weise erzielt werden kann: Das -Ventil 46 wird geöffnet in einer gewissen Zwischenstellung des Verdichtungshubes und geschlossen in der gleichen Zwischenstellung des Arbeitshubes, mittels des Hebels 47.
Der Auslass einer gewissen Luftmenge erfolgt un gefähr bei Abschluss des Verdichtungshubes und die Verbrennung findet statt ungefähr bei Beginn des Arbeitshubes. Am Anfang dieses letzteren wird meistens etwas Luft durch das offene Ventil in den Zylinder zurückfliessen, aber in geringer Menge wegen der thermischen Expansion der bereits im Zylinder befindlichen Luft. Umgekehrt kann erreicht werden, dass diese thermische Expan sion genügt, um ein anhaltendes Ausströmen von Luft durch das Ventil in dieser Periode zri erzwingen.
Jedenfalls wird der Druck im Zylinder bei offenem Ventil annähernd kon stant bleiben wegen der Verbindung mit der Leitung 15a, in welcher der Druck konstant bleiben soll. Die Anordnung ist also so zu treffen, dass das Ventil in einer bestimmten Zwischenstellung des Verdichtungshubes ge öffnet und in der entsprechenden Zwischen stellung des Arbeitshubes geschlossen wird. Somit ist die den beiden Teilhüben entspre chende Arbeit bei offenem Ventil gleich gross.
Ausserdem sind Druck, Volumen und spezi fische Wärme des Zylinderinhaltes im Zeit punkt der Ventilöffnung ungefähr gleich gross wie die entsprechenden Werte im Zeit punkt der Ventilschliessung; daher ist die vor der Ventilöffnung zwecks Verdichtung zu leistende Arbeit ungefähr gleich gross wie die nach Ventilschliessung beim Arbeitshub zu gewinnende Arbeit. Daraus folgt, dass ganz von selbst die totale beim Arbeitshub zu ge winnende Arbeit sich ungefähr gleich gross stellt wie die beim Verdichtungshub zu leistende Arbeit.
Zur Kompensation von Reibungsverlusten, Änderungen von spezifischen Wärmen und andern sekundären Faktoren, welche die Grösse des Arbeitshubes der Kolben beeinflus sen, können geeignete, nicht gezeigte Mittel zur Einstellung der Öffnungszeit des Ventils 46 vorgesehen werden, derart, dass die Öff- nung kurz vor oder nach dem Zeitpunkt erfolgt, zu dem der Druck im Zylinder sich an denjenigen jenseits des Ventils angleicht. Es kann beispielsweise der Öffnungszeitpunkt des Ventils auf den Zeitpunkt vorgerückt werden, zu welchem der Druck im Zylinder etwas tiefer ist als derjenige in der Leitung 15a..
Die Schliessung erfolgt dann in einer entsprechenden Stellung im Arbeitshub so, dass der Druck im Zylinder etwas höher bleibt als bei der Öffnung des Ventils. Dadurch wird die aus dem Arbeitshub gewonnene Arbeit etwas gesteigert zur Kompensation der Rei- bungs- und sonstigen Verluste. In ähnlicher Weise hat die Verzögerung der Ventilöffnung den gegenteiligen Effekt, wodurch etwa Ände rungen der spezifischen Wärme des Zylinder inhaltes kompensiert werden können.
Diese Einstellung betrifft den Zeitpunkt der Öff nung des Ventils bezüglich dem Zeitpunkt, zu welchem der Druck im Zylinder gleich gross wird wie der Druck in der Leitung 15a und kann erfolgen, zweckmässig automatisch, durch Einstellung der Ventilsteuerung oder des Druckes in der Leitung. Letztgenannte Einstellung kann herbeigeführt werden, bei spielsweise mittels einer -in der Leitung 15a angeordneten Drosselklappe oder durch Regu lierung der Menge von Brennstoff, die in den Zylinder eingespritzt wird, und somit auch der Luftmenge, die der Leitung zugeführt wird.
Sollte die vorgenannte Einstellung unge nügend sein oder sollte die Hublänge der Kol ben von derjenigen abweichen, die für einen gleichmässigen Lauf erforderlich ist, so kön nen die folgenden zwei Massnahmen angewen det werden, um die erforderliche Hublänge wieder herzustellen. Es wird eine gewisse Drosselung stattfinden beim Durchgang von Luft durch den Schlitz 45 und das Ventil 46, somit auch ein gewisser Druckabfall. Bei anormal grosser Hublänge wird diese Drosse lung die Rückströmung in den Zylinder bei offenem Ventil herabmindern, unter Vermin derung der beim Arbeitshub gewonnenen Arbeit und somit auch des nachfolgenden Verdichtungshubes. Dieser Drossehmgseffekt kann vergrössert werden durch Mittel, welche den Hub des Ventils verkleinern.
Sollte der Verdichtungshub anormal klein sein, so wird die Ausströmung von Luft durch das Ventil 46 auch nach Beginn des Arbeitshubes an dauern wegen der thermiselien Expansion der Luft; der erwähnte Drosselungseffekt wird bewirken, dass mehr Luft als normal im Zylin der zurückbleibt, für den Arbeitshub mehr Arbeit abgibt als normal und somit den kür zeren Verdichtungshub kompensiert. Die Dros selung kann hervorgerufen werden durch die Leitung, durch welche die Luft. oder die Ab gase ausströmen. Man hat es also in der Hand, die Hublänge automatisch so zu steuern, dass sie den für einen gleichmässigen Lauf erfor derlichen Mittelwert beibehält.
Vorzugsweise sollte auch derjenige Punkt im Arbeitszyklus verstellbar sein, zu welchem die Einspritzung von Brennstoff beginnt, und zwar so, dass bei normaler Hublänge die Verbrennung beendet ist, sobald das Ventil 46 schliesst. Die Verbrennung hat ja, wie oben beschrieben, zur Folge, dass die Luftfüllung des Zylinders bei Beginn des Arbeitshubes vermindert wird. Ist also die Verbrennung nicht bereits abgeschlossen, be vor das Ventil schliesst, so wird mehr verdich tete Luft im Zylinder zurückgehalten und die nach Ventilschliessung fortgesetzte Verbren nung hat automatisch eine Vergrösserung der aus dein Arbeitshub gewonnenen Arbeit zur Folge.
Ein zusätzlicher Faktor, der in extremen Fällen die Kolben davor bewahrt, gegenein- anderzustossen, besteht in der Tendenz der Kolben, den Schlitz 45 zu verdecken, wenn- sie sich am Ende des Verdichtungshubes ein ander nähern.
In der eben beschriebenen Anordnung eignet sich der Treibgaserzeuger 12 haupt sächlich dazu, verdichtete Luft abzugeben, was bevorzugt wird obwohl auch Brenngase der Luft beigemischt sein können. Jedenfalls ist es wünschbar, dass die Temperatur dieser Abgase nicht zu hoch ist, besonders mit Rück sicht auf die Ablassventile 46.
Obwohl gesagt wurde, dass die Kolben frei- fliegend seien, können sie kinematisch gekup pelt sein, wenn mehrere Erzeugereinheiten vorgesehen sind. Solche gemäss Fig. 2 können gruppiert und ihre Kolben durch ein Taumel scheibengetriebe verbunden sein, damit sie in der richtigen Reihenfolge arbeiten. Die Kol ben sind aber auch dann in ihren Zylindern freifliegend.
Eine andere Ausführungsform für die Ver bindung der Kolben einer Einheit ist in den Fig. 3 bis 6 gezeigt. Die aufeinander ausge richteten Zylinder 30, 31 aus Fig. 2 sind hier durch die Zylinderbüehsen 50, 51 der einen Mantel 52 aufweisenden Zylindereinheit ersetzt. Die Kolben 53 und 54 entsprechen den Kolben 32, 34 und sind durch Stangen 54a miteinander verbunden. Der Doppelkol ben 55 entspricht dem Doppelkolben 33, 35. Jeder der Kolben 54, 55 hat eine Ausnehniung 56 Lind trägt einen verdrehbaren Drehzapfen 57, an dessen Zentrum ein Arm 58 ange bracht ist, der sich durch eine Öffnung im Zylindermantel 52 nach aussen erstreckt.
Eine Hohlwelle 59 dreht in Lagern 60, die zur Achse der Zylinder parallel verläuft. An die ser Weile sind mittels Hülsen 62 und Keilen 63 zwei Paare von Zäpfen 61 befestigt, auf denen, wie in Fig. 5 dargestellt, Ringe 67 schwenkbar angeordnet sind, die Arme 58 tra gen, welche dank der an sich bekannten Tau- melscheibenkonstruktiön, um die Achse der Ringe 67 drehen können. Jeder der Arme 58 ist mittels eines Haltezapfens 65 an einer Tau melseheibe 64 befestigt.
Diese dreht mit Hilfe von Rollen-Lagern 66 auf dem Ring 67, der, wie in Fig. 3 gezeigt, aus zwei Teilen zusain- inengesetzt ist. Die Ringe 67 sind; wie in Fig. 5 gezeigt, mittels Lagern 68 auf den Zapfen 61 angebracht. An jedem Ring 67 ist ein Arm 69 angebaut, an welchem ein ge zahntes Segment 70 angeordnet ist. Die Seg mente 70 stehen mit einem Kegelrad 71 bzw. 72 im Eingriff, das auf einer Hülse 73 fest sitzt, welche im Lager 60a dreht und auf der Welle 59 drehbar angeordnet ist.
Die Anord nung ist so getroffen, dass jede Änderung der Neigung des Ringes 67 bezüglich der Welle eine Dr eharig der Hülse 73 verursacht, derart, dass sich die beiden B,inge stets um gleiche Be träge, aber im entgegengesetzten Sinne ver- schwenken. Die Kolben, die sich wie in der vorgehenden Ausführungsform voneinander und zueinander bewegen, bewirken, dank der Neigung der Ringe 67, die Drehung der Welle 59.
Um eine saubere Arbeitsweise der Tau inelscheiben zu gewährleisten und das Auf kommen -von hochfrequenten Schwingungen @zu vermeiden, den Neigungswinkeln aber zu gestatten, sich selbst einzustellen, ist es wünschbar, in der Drehung der Hülse 73 be züglich der Welle 59 eine Dämpfung vorzu sehen. Diese ergibt sich auf einem Ringraum 73 zwischen der Hülse 73 und der Welle, welcher Ringraum mit Drueköl gefüllt ist, welches von einer geeigneten Druckquelle durch eine Leitung 76 in die Hohlwelle und durch ein Loch 75 in diesen Ringraum ge langt. An der Hülse 73 ist ein Keil 77 lind an der Welle 59 ein Keil 78 befestigt.
Diese Keile erstrecken sich über die ganze Länge des Ringraumes 74 und haben nur wenig radiales Spiel. Damit sich die Hülse 73 dre hen kann, muss das Öl an diesen Keilen vor beifliessen; es ergibt sieh auf diese Weise eine Dämpfung, deren Ausmass vom radialen Spiel abhängt. Es kann also der [email protected] der Ringe 67 sich. nicht rasch verändern, aber dank der langsamen Veränderung kann sieh die Hublänge der Kolben von selbst an die momentanen Laufbedingungen anpassen. Auf diese Weise werden unerwünschte und über flüssige Beanspruchungen von den Kolben und den. Taumelscheiben ferngehalten.
Die Hülse 73, welche die Verbindung zwi schen den Taumelscheiben herstellt, könnte natürlich abgeändert werden. Es könnte bei spielsweise ein Paar von koaxialen Hülsen mit koaxialen Kegelrädern vorgesehen , werden, welch letztere mit Zahnsegmenten auf einem Paar von Armen eingreifen würden, die an dem einen und andern Ring 67 anzubauen wären.
und sich auf entgegengesetzten Seiten zu befinden hätten zwecks Vermeidung von Unwuchten. Ausserdem könnte an die Stelle der Kegelräder und Zahnsegmente eine An ordnung treten, in welcher die Enden- der Arme 69 mit radialen Vorsprüngen auf der oder den Hülsen zusammenarbeiten würden, und zwar so, dass die gewollte Bewegung über tragen werden kann, was besagen will, dass beispielsweise ein Zapfen in eine Nut eingrei fen könnte.
Die Pleuelzapfen 57 der Kolben können durch Federringe axial festgehalten werden. Die Hohlwelle 59 trägt eine Nocke 79, welche mit dem Stössel 80 eines Ventils 81 zusammenarbeitet, das einem der Ventile 46 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels ent spricht. Ein gleiches Ventil am andern Zylin- der wird durch eine Nocke 79a gesteuert. Der Klarheit halber sind die Teile 80 und 81 nur in der Fig. 4 gezeigt.
Die Welle 59 trägt auch ein Zahnrad 82, das nicht dargestellte Pum= pen antreibt, welche zur Einspritzung von Brennstoff in die Zylinder dienen, dies mittels Einspritzdüsen, die nicht dargestellt sind, aber an der Stelle 81a und einer entsprechen den Stelle am andern Zylinder montiert wer den. Notw endigenfalls können zusätzliche Nocken und Ventile vorgesehen werden.
Die eben beschriebene Ausführimg'hat fol gende Vorteile: Es wird eine auf die Bewe gung der Kolben abgestimmte Drehbewegung erzielt, die zur Betätigung der Brennstoffein-. spritzpumpen und der Ablassventile verwen det werden kann; ausserdem, sind die Zylin derpaare des Treibgaserzeugers in geeigneter Weise synchronisiert. Auch kann die Dreh bewegung benützt werden zum Antrieb von Hilfsaggregaten wie zum Beispiel von Kühl-. Schmier- oder Spülpumpen.
Es versteht sich von selbst, dass die korrekte Steuerung der Brennstoffeinspritzung und der Auslassventile wichtig ist und stattfinden soll, wenn die Kol ben am Ende ihres Hubes anlangen, wo ihre Geschwindigkeit mässig ist. Die korrekte Steuerung wird nicht bestimmt durch die Lage der Kolben in bezug auf die Zylinder, sondern durch den Hubanteil, den die Kolben durchlaufen haben im fraglichen Zeitpunkt. Da die Hublänge sich je nach den Betriebs bedingungen ändern kann, muss in gewissen Betriebsbedingungen eine Kolbeneinstellung erreicht werden, die . anders liegt als unter andern Betriebsbedingungen.
Dem trägt die oben beschriebene Anordnung Rechnung, in dem sie die korrekte Steuerung der Brennstoff einspritzung und der Ventile unter verschie denen Betriebsbedingungen gestattet. Eine bevorzugte Ausführung des Doppelkolbens 55 des Treibgaserzeugers gemäss Fig. 3 ist'in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Mit ihr ist es nicht mehr notwendig, die Zylinderbüchsen 50 und 51 genau aufeinander auszurichten.
Der Dreh zapfen 57 des Armes 58 ist in einem Tragglied 83 angeordnet, welches der Form des Doppel kolbens angepasst ist und auf dessen Enden die hohlen Kolbenköpfe 84-85 aufgeschoben sind, und zwar unter Freilassung eines radia len Zwischenraumes, der den Kolbenköpfen gestattet, von selbst sich auf die entsprechen den Zylinderbüchsen 50 und 51 auszurichten.
Das Tragglied 83 hat längsverlaufende Aus- nehmungen 86, in welche entsprechende Vor sprünge 87 an den Kolbenköpfen eingreifen: das Tragglied und die Kolbenköpfe sind durch Sprengringe 88 zusammengehalten, welche in gemeinsamen Ringnuten dieser Teile verlau fen. Der Axialschub der Zylinderköpfe wird durch geeignete, aufeinanderliegende Flächen auf das Tragglied. übertragen, wobei die An ordnung so getroffen ist, dass weder ein Axial- sehub, der von den Betriebskräften herrührt, noch ein solcher, der von einer Wärmeausdeh nung herrührt, auf die Federringe 88 übertra- --en wird.
Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen die Art und Weise, in welcher Treibgaserzeuger- einheiten der Bauart nach Fig. 3 gruppiert und die Kolbeneinheiten durch ein gemein sames Taumelscheibengetriebe miteinander ge kuppelt werden können. Es sind fünf Zylin dereinheiten 90 vorgesehen, von denen jede ein Paar von aneinanderstossenden Zylindern aufweist. Wie Fig. 10 zeigt, ist in jeder Zylin dereinheit ein Paar von durch Stangen 93 mit einander verbundenen äussern Kolben 91-92 -Lind ein mittlerer Doppelkolben 94 angeord net.
Die Kolben 91 und 94 haben Drehzapfen 95 mit Armen 96, die mit Taümelscheiben-- getrieben 97 verbunden sind, welch letztere auf einer gemeinsamen Welle 98 angeordnet sind. Mir jede der fünf Einheiten ist weit gehend die gleiche Bauweise angewendet. wie in Fig. 3, aber natürlich sind mit jeder in Fig. 3 mit 64 bezeichneten Taumelscheibe fünf Arme 96 verbunden.
Querschnitte B B, <I>C C, D D</I> und E E in Fig. 9 würden gleich aussehen wie Fig. 10 mit Ausnahme von Ver änderungen in der Weite der Auslassrina,- kammern 100 und der Einlassringkammern 101 und der Verschiedenheit der Stellung der Kolben in den Zylindern.
Die Welle 98 verläuft längs der Achse des Kranzes von Zylindereinheiten, dreht in geeigneten Lagern und kann verwendet wer den zum Antrieb von Hilfsaggregaten 99. Sämtliche Kolben laufen also synchron. Die Aus- und Einlasskammern 100 bzw. 101 stehen mit Aus- und Einlassleitungen 102 bzw. 103 in Verbindung und die Hochdruckauslasslei- tung ist in 104 sichtbar. Es liegt auf der Hand, dass mit einer solchen Anordnung beträchtliche Raumeinsparungen-erzielt wer den können.