DE1049150B - Freiflugkolbenverdichter oder -gaserzeuger - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Freiflugkolbenverdichter oder -gaserzeuger. Es sind Verdichter oder Gaserzeuger dieser Art bekannt, bei denen mit drei zwangläufig gesteuerten Kolben zwei Zylinderräume beherrscht werden, in denen nach dem Zweitaktverfahren abwechselnd Gemisch komprimiert und expandiert wird.

Durch die Erfindung soll ein in dieser Weise arbeitender Freiflugkolbenverdichter oder -gaserzeuger geschaffen werden, bei dem die Expansionsarbeit in einem der beiden Zylinder im Gegensatz zu den bekannten Ausbildungen nicht in einem von den Arbeitszylindern abgetrennten Kompressionszylinder ausgenutzt wird, sondern die Kompressionsarbeit des anderen Zylinders durch gesteuertes Ablassen der verdichteten Luft oder sonstigen Gase teilweise direkt nutzbar gemacht wird.

Demgemäß bestehen die wesentlichen Merkmale der Erfindung darin, daß bei einem Freiflugkolbenverdichter oder -gaserzeuger mit einem Zylinderpaar und in jedem Zylinder angeordnetem Kolbenpaar von jedem Zylinder ausgehende, durch Ventile gesteuerte Kanäle angeordnet sind, durch die der Auslaß verdichteten Arbeitsmittels aus dem Zylinder am Ende des Kompressionshubes oder zu Beginn des Arbeitshubes oder während beider Perioden derart erfolgt, daß das restliche Arbeitsmittel gezündet wird und nach seiner Zündung den Kompressionshub in dem anderen Zylinder leistet.

Vorzugsweise ist dabei in den Kanälen eine einen Drosseleffekt hervorrufende Vorrichtung angeordnet, durch welche der Kolbenhub auf eine für den gleichmäßigen Gang erforderliche Größe selbsttätig eingeregelt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Gasturbinenkraftanlage mit einem Gaserzeuger gemäß der Erfindung;

Fig. 2 stellt einen Gaserzeuger nach der Erfindung im Aufriß dar;

Fig. 3 ist ein Aufriß einer abgeänderten Ausführungsform des Gaserzeugers;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach der Linie X-X der Fig. 3;

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch einen Teil der Taumelscheibenwelle, der die Drehzapfen in einer Flucht mit einem der Taumelscheibenarme zeigt;

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt nach der Linie Y-Y der Fig. 3;

Fig. 7 stellt einen Aufriß eines der Kolben der Fig. 3 in abgeänderter Ausführungsform dar;

Freiflugkolbenver dichter
oder -gaserzeuger

Anmelder:

Francis Cyril Perrott,
Bedford (Großbritannien)

ίο Vertreter: Dipl.-Ing. W. Paap, Patentanwalt,

München 22, Mariannenplatz 4

Francis Cyril Perrott, Bedford (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 8 ist ein Querschnitt nach der Linie Z-Z der

to Fig. 7;

Fig. 9 zeigt eine schematische Ansicht einer Gaserzeugeranlage mit zehn Zylindern, und

Fig. 10 stellt einen Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 9 dar.

Nach Fig. 1 enthält die Kraftanlage einen Drehverdichter 10 mit axialem Durchfluß. Der Verdichter 10 beliefert über die Leitung 11 einen allgemein mit dem Bezugszeichen 12 bezeichneten Gaserzeuger, der die von ihm erzeugten Verbrennungsprodukte über eine Leitung 13 an eine Gasturbine 14 abgibt, welche den Verdichter 10 mittels einer Welle 15 antreibt. Die Abgase der Turbine 14 gehen durch eine Gasturbine 16, die ihre Kraft an eine Welle 17 abgibt, und werden schließlich bei 18 in die Atmosphäre geleitet. Zugleich werden Luft und/oder Verbrennungsprodukte von dem Generator 12 über eine Leitung 15 a einer Hochdruckturbine 19 zugeführt, die ihre Kraft an die Welle 20 abgibt. Die Abgase der Turbine 19 werden über eine Leitung 21 der Leitung 13 zur Unter-Stützung des Antriebes der Turbinen 14 und 16 zugeführt. Die Wellen 17 und 20 treiben über ein Zahnradgetriebe 22 eine gemeinsame Kraftwelle 23 an. Die Turbine 19 kann statt über die Leitung 21 mit der Leitung 13 auch über eine mit strichpunktierten Linien angedeutete Leitung 24 mit der Leitung 11 verbunden sein.

Wenn erforderlich, kann zwischen dem Verdichter 10 und dem Gaserzeuger 12 ein Zwischenkühler 25 angeordnet sein. Wahlweise oder zusätzlich kann, auch in der Leitung 24, sofern diese vorhanden ist, ein Zwischenkühler 26 angeordnet sein.

In gewissen Fällen kann es ferner vorteilhaft sein, in der Leitung 1'5 α eine Verbrennungskammer 27 vorzusehen.

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Nach Fig. 2 enthält der Gaserzeuger 12 zwei Zylinder 30, 31 und in jedem von diesen zwei Kolben 32, 33 bzw. 34, 35. Die Kolben 33 und 53 sind miteinander gekuppelt, was bei der dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht ist, daß ein gemeinsamer doppelseitiger Kolben angeordnet ist. Die Kolben 32 und 34 sind durch die Stangen 36 miteinander verbunden, die jeweils bei 37 an den Kolben befestigt sind. Schließlich ist an - den zusammengefaßten Zylindern ein doppelarmiger Hebel 38 bei 39 schwenkbar gelagert, dessen Enden durch Lenker 40 mit dem Kolben 34 und dem doppelseitigen Kolben 33, 35 verbunden sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei gegenseitiger Annäherung der Kolben 32 und 33 die Kolben 34 und 35 voneinander entfernt werden bzw. umgekehrt und daß diese Bewegungen im Gleichtakt erfolgen.

Die Wandung des Zylinders 31 ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen 41 versehen, die zu einer mit einem Einlaßrohr 42 in Verbindung stehenden Einlaßzone führen. Der Zylinder 31 ist ferner mit einer Mehrzahl von Auslaßöffnungen 43 versehen, die über eine Auslaßzone mit einem Auslaßrohr 44 in Verbindung stehen. Eine ähnliche Anordnung ist für den Zylinder 30 getroffen, wobei die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Auslaßrohre 44 führen zu der Leitung 13 nach Fig. 1 und somit zu der Niederdruckturbine 14.

Jeder der Zylinder 30, 31 ist ferner mit einer Ausströmöffnung 45 zur Abführung von Gasen über die Leitung 15 α nach Fig. 1 versehen, die zu der Hochdruckturbine 19 führt.

Jede der Ausströmöffnungen 45 wird durch ein Tellerventil 46 gesteuert, dessen Schaft derart angeordnet ist, daß er durch einen Schwenkhebel 47 betätigt werden kann, der an den zusammengefaßten Zylindern angebracht ist. Die aus den Ausströmöffnungen 45 austretenden Gase wirken auf beide Seiten der Teller der Ventile 46 ein, und da in der Leitung 15 a Unterdruck herrscht und die beiden Seiten der Ventilteller verschieden groß sind, wirkt auf jedes Ventil ein Differential druck ein, der das Ventil in der Schließlage zu halten versucht. Die Hebel 47 sind derart angeordnet, daß sie durch Mitnehmerelemente 48, die mit schrägen Mitnehmerflächen versehen und an jedem Kolben 32 und 34 angebracht sind, bei der Hin- und Herbewegung dieser Kolben verschwenkt werden und hierdurch die Ventile 46 öffnen. Die Ausströmöffnungen 45 liegen jeweils in der Mitte zwischen den Kolben 32, 33 bzw. 34, 35.

Die Öffnungen 41 und 43 werden freigegeben, wenn die Kolben vollständig auseinanderbewegt sind. Durch die öffnungen 41 wird dann Luft zugeführt, während durch die Öffnungen 43 Verbrennungsprodukte und Luft aus den Zylindern ausströmen. Die Öffnungen 41 können, wenn gewünscht, so ausgebildet sein, daß sie die Luft in tangentialer Richtung zuführen, so daß der Luft in dem Zylinder eine Drehbewegung erteilt wird. Die Luft wird diesen Öffnungen durch den Verdichter 10 mit einem etwas über dem Atmosphärendruck liegenden Druck und in einer für die erforderliche Spülung ausreichenden Menge zugeführt.

Der Drehverdichter 10 kann durch einen Kolbenverdichter ersetzt werden, der durch die Hin- und Herbewegung der Kolben des Gaserzeugers angetrieben wird.

In Fig. 2 sind die Kolben 34 und 35 in der Stellung dargestellt, die sie nach Ausführung ihres vollen Ärbeitshubes einnehmen, wobei die Verbrennungsgase durch die Leitung 44 ausströmen und Spülluft durch die Einlaßleitung 42 zugeführt wird. Der Arbeitshub, der die Kolben 34 und 35 auseinanderbewegt hat, hat zugleich eine Bewegung der Kolben 32 und 33 aufeinander zu bewirkt. Diese Kolben sind einander ungefahr am weitesten genähert, wenn die Verbrennung in dem Zylinder 30, wie noch beschrieben wird, erfolgt, wodurch die Kolben 32 und 33 auseinanderbewegt werden und ihren Arbeitshub ausführen, während zugleich die Kolben 34 und 35 einander genähert werden und ihren Kompressionshub ausführen. Die Kolben 32, 33 und die Kolben 34, 35 nehmen daher wechselweise: die in Fig. 2 dargestellte Stellung ein.

In der jeweils engsten Stellung der Kolbenpaare 32, 33 bzw. 34, 35 am Ende eines Verdichtungshubes erfolgt das Einspritzen und die Zündung des Brennstoffes durch irgendwelche geeignete oder bekannte Mittel nach dem Dieselprinzip.

Die Anordnung ist derart, daß beim Einspritzen des Brennstoffes oder unmittelbar davor das jeweilige Ventil 46 geöffnet ist und eine bestimmte Menge Druckluft der Leitung 15 α zugeführt wird. Diese Teilabgabe wird teilweise durch die Kolbenbewegung vollendet, und der Brennstoff wird in den jeweiligen Zylinder eingespritzt, sobald die Auseinanderbewegung der Kolben beginnt. Dabei ist es notwendig, daß die Energie der Gase, die in dem Zylinder nach der erwähnten Teilabgabe der Luft verbleiben, und die Verbrennung des Brennstoffes genügend groß sind, um den nachfolgenden Arbeitshub in dem entsprechenden Zylinder und den gleichzeitigen Kompressionshub in dem anderen Zylinder zu vollenden. Mit anderen Worten ausgedrückt darf die Luftmenge, die zur Abgabe gelangt, nicht zu groß sein.

Es ist ferner für den gleichmäßigen Lauf des Gaserzeugers notwendig, daß der Ausstoß beim Arbeitshub in einem Zylinder im wesentlichen dem gleich ist, der für den Kompressionshub in dem anderen Zylinder benötigt wird. Dies wird in folgender Weise erreicht:

Das Ventil 46 ist so ausgebildet, daß es bei einer bestimmten Größe des Kompressionshubes geöffnet und bei entsprechender Größe des Arbeitshubes geschlossen wird, wobei das Öffnen des Ventils durch die Betätigung des Hebels 47 wie beschrieben erfolgt. Die Abgäbe einer bestimmten Luftmenge erfolgt etwa am Ende des Kompressionshubes, und die Verbrennung findet etwa zu Beginn des Arbeitshubes statt. Zu Beginn des Arbeitshubes wird im allgemeinen durch das offene Ventil 46 etwas Luft in den Zylinder zurückströmen, diese Luftmenge ist jedoch infolge der durch die Wärme bedingten Expansion der bereits im Zylinder enthaltenen Luft sehr gering. Gegebenenfalls kann sogar die Ausbildung so sein, daß diese Wärmeausdehnung der Luft genügend groß ist, um das Ausströmen von Luft durch das Ventil auch während dieser Periode aufrechtzuerhalten. In jedem Fall wird der Druck in dem Zylinder annähernd konstant bleiben, wenn das Ventil offen ist, da das Ventil mit der Leitung 15 a in Verbindung steht, welche unter konstantem Druck steht. Die Anordnung ist derart, daß das Ventil bei einer bestimmten Stellung im Kompressionshub öffnet und bei der entsprechenden Stellung des Expansionshubes schließt. Daher ist die Arbeit der beiden Hübe in der Zeit, in der das Ventil offen ist, gleich. Außerdem sind Druck, Rauminhalt und Eigenwärme des Zylinderinhaltes, wenn das Ventil öffnet, nahezu gleich dem Druck, Rauminhalt und Eigenwärme, wenn das Ventil schließt. Die Gesamtenergie des Arbeitshubes wird daher selbsttätig ungefähr ebenso groß wie die des Verdichtungshubes.

"Zum Ausgleich der Reibungswirkung, verschiedener Eigenwärme und anderer Nebenfaktoren, die die Längen der Kolbenhübe beeinflussen können, können geeignete (nicht dargestellte) Mittel angeordnet sein, welche die Öffnungszeit des Ventils 46 festlegen, so daß das Öffnen des Ventils entweder kurz vor oder kurz nach dem Augenblick erfolgt, in dem der Innendruck des Zylinders gleich dem über dem Ventil ist. Zum Beispiel kann das Öffnen des Ventils in dem Augenblick erfolgen, in dem der Innendruck im Zylinder etwas unter dem Druck in der Leitung 15 a ist. Das Ventil schließt dann bei der entsprechenden Stellung im Expansionshub, wobei der Innendruck im Zylinder etwas höher als beim Öffnen des Ventils ist. Hierdurch wird die Kraft des Expansionshubes gesteigert, so daß die Reibung überwunden werden kann. In ähnlicher Weise tritt bei einer Verzögerung in der Öffnung des Ventils die umgekehrte Wirkung ein, falls dies zum Ausgleich für veränderte Eigenwärme des Zylinders erforderlich sein sollte. Diese Einstellung bestimmt den Augenblick der öffnung des Ventils im Verhältnis zu dem Augenblick, in dem der Innendruck im Zylinder gleich dem Druck in der Leitung 15 a wird, und kann durch eine vorzugsweise selbsttätige Regulierung der Ventileinstellung oder des Druckes in der Leitung ergänzt werden. Eine solche Regelung kann z. B. entweder durch ein in die Leitung 15 α eingeschaltetes Drosselventil oder durch Regelung der Brennstoffeinspritzmenge in den Zylinder und damit der der Leitung zugeführten Luftmenge erreicht werden.

Für den Fall, daß die erläuterte Einstellung unvollkommen ist oder die für einen gleichmäßigen Lauf erforderliche Länge der Kolbenhübe sich aus anderen Gründen ändert, können die nachstehend genannten Mittel angewendet werden, um den Kolbenhub auf seine normale Länge zurückzuführen. Bei dem Durchgang von Luft durch die öffnung 45 und das Ventil 46 findet eine gewisse Drosselung statt, so daß ein Druckunterschied hervorgerufen wird. Im Falle eines ungewöhnlich langen Kompressionshubes schränkt diese Drosselung die Rückströmung von Luft in den Zylinder ein, wenn das Ventil 46 offen ist, so daß folglich die Kraft des Arbeitshubes verringert wird, wodurch der anschließende Kompressionshub ebenfalls verringert wird. Dieser Drosseleffekt ist dem Ventil eigen oder kann durch Mittel gesteigert werden, welche den Hubweg des Ventils begrenzen. Ist der Kompressionshub kürzer als normal, so strömt wegen der Wärmeexpansion der Luft auch noch nach Beginn des Arbeitshubes Luft über das Ventil 46 aus; dabei bewirkt aber der erwähnte Drosseleffekt, daß eine größere Luftmenge als normal in dem Zylinder verbleibt, wodurch für den Arbeitshub eine größere Kraft zur Verfügung steht und so der kürzere Kompressionshub ausgeglichen wird. Der Drosseleffekt kann durch die Leitung erreicht werden, durch die die Luft oder die Verbrennungsgase ausströmen. Auf diese Weise sind also Mittel zur selbsttätigen Einregelung der Länge des Kolbenhubes geschaffen, durch die diese Länge auf einem für den gleichmäßigen Lauf erforderlichen Durchschnittswert gehalten wird.

Ebenso sind vorzugsweise. Mittel zur Einstellung des Hubpunktes angeordnet, bei dem die Brennstoffeinspritzung beginnt. Dieser Einspritzpunkt wird so eingeregelt, daß bei normaler Hublänge die Verbrennung zu dem Zeitpunkt vollendet ist, in dem das Ventil 46 schließt. Die Verbrennung bewirkt, wie vorher beschrieben, die Verminderung des Luftgehaltes im Zylinder zu Beginn des Arbeitshubes. Wenn die Verbrennung daher während der Zeit, in der das Ventil 46 geöffnet ist, nicht vollendet ist, verbleibt demgemäß eine größere Menge komprimierter Luft in dem Zylinder, und folglich findet auch noch Verbrennung statt, wenn das Ventil seine Schließstellung eingenommen hat, wodurch die Energie für den Arbeitshub selbsttätig gesteigert wird.

In extremen Fällen müssen die Kolben vor einer gegenseitigen Berührung geschützt werden, da sie sonst den Auslaß 45 absperren, wenn sie am Ende des Kompressionshubes zusammenkommen.

Bei der vorbeschriebenen Anordnung ist der Gaserzeuger 12 dazu bestimmt, hauptsächlich Druckluft zu liefern, und dies vorzugsweise, obwohl Verbrennungsgase mit der Luft gemischt sind. Außerdem ist es auf jeden Fall erwünscht, daß die Temperatur des ausströmenden Gases nicht übermäßig ist, insbesondere mit Rücksicht auf die Anordnung des Gasauslaßventils 46.

Obwohl die Kolben in der vorhergehenden Beschreibung als frei bewegliche Kolben erläutert sind, können sie doch bei der Anwendung mehrerer Gaserzeuger untereinander verbunden sein. So können mehrere der in bezug auf Fig. 2 beschriebenen Generatoren zu einer Gruppe zusammengefaßt und die Kolben der Generatoren mittels einer Taumelscheibe zum Arbeiten in einer bestimmten Reihenfolge untereinander verbunden werden, wobei aber die Kolben in den Zylindern frei beweglich sind.

In Fig. 3 bis 6 ist eine Abänderung der vorher beschriebenen Verbindung des Kolbensatzes durch den schwenkbaren Doppelhebel und die Lenker dargestellt, die, wie noch erläutert wird, weitere Vorteile bietet. Die gleichachsig angeordneten Zylinder 30, 31 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 sind durch die Auskleidungen 50 und 51 des Zylindersatzes dargestellt, der mit einem Mantel 52 versehen ist. Die Kolben 53 und 54 entsprechen den Kolben 32 und 34 der ersten Ausführungsform und sind durch die Stangen 54 a miteinander verbunden. Der doppelseitige Kolben 55 entspricht dem Kolben 33, 35 der Fig. 2. Jeder der Kolben 54 und 55 ist bei 56 mit einer Ausnehmung versehen und trägt einen winklig beweglichen Querzapfen 57j in dessen Mitte ein Arm 58 angebracht ist, der sich durch eine Öffnung im Zylindermantel 52 hindurch nach außen erstreckt. Parallel zu den Achsen der Zylinder ist in den Lagern 60 eine Hohlwelle 59 gelagert, an der zwei Paare von Drehzapfen 61 mittels Muffen 62 und der in die Welle eingreifenden Keile 63 befestigt sind. Die Arme 58 sind an den Drehzapfen 61 drehbar angelenkt, die sich mit der Welle 59 unter Vermittlung der nachstehend beschriebenen Taumelscheibenkonstruktion drehen. Jeder der Arme 58 ist durch einen Haltezapfen 65 an -einer Flatterscheibe 64 befestigt, die von Lagern 66 in einer drehbaren Schrägscheibe 67. gehalten ist, die, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, aus zwei ringförmigen Hälften besteht. Die Schrägscheiben werden von Lagern 68 an den Drehzapfen 61 getragen, wie Fig. 5 zeigt. An jeder Schrägscheibe 67 sitzt ein einen Teil mit ihr bildender, sich axial erstreckender Arm 69, auf dem ein Zahnbogen 70 ausgebildet ist. Die Zahnbogen 70 stehen jeweils mit Kegelrädern 71 und 72 im Eingriff, die durch eine Rohrhülse 75 fest miteinander verbunden sind und auf der Welle 59 in dem Mittellager 60a drehbar sind. Die Anordnung ist derart, daß jede Eigendrehung einer Schrägscheibe 67" relativ zu der Welle eine Drehbewegung der Rohrhülse" 73 bewirkt, so daß der Neigungswinkel der beiden Schrägscheiben immer gleich und entgegengesetzt ist und-die Kolben

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sich wie bei der vorhergehenden Ausführungsform ventile ausgenutzt werden kann. Ferner sind die in aufeinander zu und voneinander weg bewegen. Zur einem Gaserzeuger enthaltenen beiden Kolbensätze in Sicherung einer genauen Arbeitsweise der Taumel- vorteilhafter Weise synchronisiert. Die erzeugte Drehscheiben und zur Vermeidung hochfrequenter Schwin- bewegung kann weiterhin vorteilhaft für den Antrieb gungen, wobei die Neigungswinkel, wie erforderlich, 5 zusätzlicher Vorrichtungen, wie z. B. von Kühl- und sich von selbst einstellen sollen, ist es wünschenswert, Schmierpumpen, Spülluftpumpen oder -gebläsen, andie Drehbewegung der Rohrhülse 73 relativ zur Welle gewendet werden. Dabei ist zu bemerken, daß die 59 zu dämpfen. Dies wird durch einen ringförmigen richtige Zeitfolge der Brennstoffeinspritzung und der Zwischenraum 74 zwischen der Rohrhülse 73 und der Betätigung der Ausströmventile von großer Bedeutung Welle erreicht, der über einen Durchlaß 75 vom io ist und daß diese Vorgänge stattfinden müssen, wenn Innern der Hohlwelle aus mit Drucköl gefüllt ist, das sich die Kolben dem Ende ihres jeweiligen Hubes der Hohlwelle von einer beliebigen Quelle über einen nähern und ihre Geschwindigkeit herabgesetzt ist. Die Anschluß 76 zugeführt wird. An der Rohrhülse 73 ist genaue Zeitfolge wird nicht durch die jeweiligen Stelein Keil 77 und an der Hohlwelle 59 ein Keil 78 be- lungen der Kolben gegenüber ihren Zylindern befestigt, die sich beide über die gesamte axiale Länge 15 stimmt, sondern durch den Betrag ihres gesamten des Zwischenraumes 74 erstrecken und in radialer Hubes, den die Kolben in der fraglichen Zeit zurück-Richtung ein geringes Spiel lassen. Bei der Drehung gelegt haben. Da die Hublänge sich mit den Betriebsder Rohrhülse 73 muß das Öl über diese Keile 77, 78 bedingungen ändern kann, kann eine dem Ende des hinwegfließen, wodurch eine Dämpfung hervorgerufen Hubes entsprechende Kolbenstellung bei einer bewird, deren Ausmaß durch den radialen Abstand be- 20 stehenden Bedingung früher erreicht werden als unter stimmt wird. Bei der Anwendung dieser Mittel kann anderen Bedingungen. Die oben beschriebene Anordsich der Neigungswinkel der Taumelscheiben nicht nung ermöglicht demgegenüber eine bessere Einschnell ändern; dabei ermöglicht die Ausbildung für haltung der Zeitfolge in der Brennstoffeinspritzung eine verhältnismäßig langsame Änderung, daß sich und der Betätigung des Ausströmventils bei unterdie Länge des Hubes der Kolben von selbst den be- 25 schiedlichen Betriebsbedingungen,
sonderen Betriebsbedingungen, wie erforderlich, an- In den Fig. 7 und 8 ist der doppelseitige Kolben der paßt. Auf diese Weise werden die Kolben von un- in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Anordnung in erwünschten Zwängungen und die Taumelscheiben einer weiteren Ausführungsform dargestellt, bei der von irgendwelchen übermäßigen Beanspruchungen, die Notwendigkeit einer genauen Ausrichtung der die welche solche Zwängungen hervorrufen könnten, be- 30 Kolben aufnehmenden Auskleidungen 50 und 51 verfreit, mieden ist. Der Ouerzapfen 57 des Armes 58 ist

Die Ausbildung der die Verbindung zwischen den hierbei in einem Tragglied 83 gelagert, das der Form Taumelscheiben herstellenden Rohrhülse 73 kann ge- des doppelseitigen Kolbens entspricht und auf dessen gebenenfalls geändert werden. So könnte z. B. ein gegenüberliegende Enden zwei hohle Kolbenköpfe 84 Paar konzentrischer Rohrhülsen mit konzentrischen 35 und 85 aufgesetzt sind. Zwischen dem Tragglied 83 Kegelrädern angeordnet sein, die mit Zahnbogen an und den beiden Kolbenköpfen ist ein gewisses radiales einem Paar von Armen im Eingriff stehen, die jeweils Spiel vorhanden, so daß sich die letzteren in ihren einen Teil jeder Schrägscheibe bilden und zum Aus- entsprechenden Zylinderauskleidungen 50 und 51 gleich irgendwelcher Seitenkräfte an entgegengesetz- selbst ausrichten. Das Tragglied 83 ist mit sich axial ten Seiten der Welle angeordnet sind. Auch könnten 40 erstreckenden Auskehlungen 85 versehen, in die entstatt Kegelräder und Zahnbogen die Enden der Arme sprechende Ansätze 87 der Kolbenköpfe eingreifen, 69 so ausgebildet sein, daß sie mit radialen Ansätzen und das Tragglied und die Kolbenköpfe werden in an der bzw. den Rohrhülsen im Eingriff stehen, wobei axialer Richtung durch Federringe zusammengehalten, das Ineinandergreifen der Arme und der Ansätze der- von denen einer bei 88 dargestellt ist und die in geart sein müßte, daß die erforderliche Bewegung über- 45 meinsamen Ringnuten 89 des Traggliedes und der tragen werden kann, d. h., das Ineinandergreifen Kolbenköpfe liegen. Der axiale Schub der Kolbenkönnte durch eine Bolzen- und Schlitzverbindung er- köpfe wird durch entsprechend zusammenarbeitende folgen. Flächen des Kolbenkopfes und des Traggliedes über-

Die Ouerzapfen 57 der Kolben können in axialer tragen, wobei die Anordnung so ist, daß ein Schub

Richtung mittels Federringe festgelegt sein. 50 weder durch Arbeitskräfte noch durch Wärmeaus-

Die Hohlwelle 59 trägt eine Nockenscheibe 79, die dehnung auf die Federringe 88 ausgeübt ist.

auf einen Ventilstößel 80 eines Ventils 81 einwirkt, Die Fig. 9 und 10 erläutern, in welcher Weise eine

das einem der Ventile 46 des zuerst beschriebenen Mehrzahl von Generatoreinheiten der in Fig. 3 dar-

Aitsführungsbeispiels entspricht. Ein ähnliches Ventil gestellten Art zu einer Gruppe zusammengefaßt und

iit an dem anderen Zylinder angeordnet, das durch 55 mit ihren Kolbensätzen durch eine gemeinsame

''ie Nockenscheibe 79 α- betätigt wird. Der Übersicht- Taumel Scheibenanordnung verbunden werden können,

liehkeit wegen sind die Teile 80 und 81 nur in Fig. 4 Die Generatorgruppe umfaßt fünf Zylindersätze 90,

dargestellt. Die Welle 59 trägt ferner ein Zahnrad 82, von denen jeder aus zwei mit ihren Enden aneinander-

das zum Antrieb von nicht dargestellten Pumpen stoßenden Zylindern· besteht. Wie aus Fig. 10 ersicht-

dient, die das Einspritzen von Brennstoffen in die 60 lieh ist, enthält jeder Zylindersatz zwei äußere Kolben

Zylinder über ebenfalls nicht dargestellte Einspritz- 91 und 92, die durch Stangen 93 miteinander verbun-

düsen beliebiger Art bewirken, die bei 81a und der den sind, sowie einen doppelseitigen Kolben 94. Die

entsprechenden Stelle des anderen Zylinders ange- Kolben 91 und 94 besitzen Querzapfen 95 mit Armen

bracht sind. Erforderlichenfalls können noch weitere 96, von denen jeder mit einem Taumelscheibensatz 97

Nocken scheiben und Ventile angeordnet sein. 65 verbunden ist, die auf einer gemeinsamen Drehwelle

Mit der beschriebenen Anordnung werden folgende 98 angeordnet sind. Die Anordnung entspricht im

Vorteile erreicht: Es wird eine Drehbewegung be- wesentlichen der in Fig. 3 für nur einen Generator

wirkt, die in zeitlicher Abstimmung mit der Be- dargestellten Anordnung, wobei aber naturgemäß fünf

wegung der Kolben steht und daher zur Betätigung Arme 96. mit jeder Flatterscheibe (64 in Fig. 3) ver-

der Brennstoffeinspritzpumpen und der Ausström- 70 bunden sind. Die Schnitte nach den Schnittlinien B-B,

C-C, D-D und E-E der Fig. 9 entsprechen alle der Fig. 10, ausgenommen wenn Unterschiede im Zylinderdurchmesser, in den Auslaßzonen 100 und den Einlaßzonen 101 sowie in der axialen Lage der Kolben in den Zylindern vorhanden sind. Die Welle 98 wird in S der Mittellage zwischen den Zylindern durch beliebige Lager gehalten und kann gegebenenfalls zusätzliche Vorrichtungen antreiben, wie sie bei 99 angedeutet sind. Die Zylinderauslaßzonen 100 und die Einlaßzonen 101 sind jeweils mit den Außlaßleitungen 102 und den Einlaßleitungen 103 verbunden dargestellt, und die Hochdruckausströmverbindungen sind bei 104 ersichtlich. Bei dieser Anordnung wird eine beträchtliche Raumeinsparung erreicht.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Freifhigkolbenverdichter oder -gaserzeuger mit einem Zylinderpaar und in jedem Zylinder angeordnetem Kolbenpaar, die miteinander gekuppelt sind, so daß sie gegenläufig in der Weise arbeiten, daß bei der Ausführung des Expansionshubes in einem Zylinder in dem anderen ein Kompressionshub stattfindet, gekennzeichnet durch von jedem Zylinder ausgehende, durch Ventile gesteuerte Kanäle (45), durch die der Auslaß verdichteten Arbeitsmittels aus dem Zylinder am Ende des Kompressionshubes oder zu Beginn des Arbeitshubes oder während beider Perioden derart erfolgt, daß das restliche Arbeitsmittel gezündet wird und nach seiner Entzündung den Kompressionshub in dem anderen Zylinder leistet.

2. Verdichter oder Gaserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen (45) eine einen Drosseleffekt hervorrufende Vorrichtung angeordnet ist, durch welche der Kolbenhub auf eine für den gleichmäßigen Gang erforderliche Größe selbsttätig eingeregelt wird.

3. Verdichter oder Gaserzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (54, 55) in an sich bekannter Weise mit Taumelscheiben (64) verbunden sind, die über eine gemeinsame Welle (59) in Wirkverbindung stehen und so miteinander verbunden sind, daß ihre Neigungswinkel gleich, aber entgegengesetzt bleiben.

4. Verdichter oder Gaserzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheiben (64) durch eine auf der Welle (59) drehbare Rohrhülse (73) sowie durch zwischen dieser und den Taumelscheiben angeordnete Zahnbogen (70) und Kegelräder (71, 72) miteinander verbunden sind.

5. Verdichter oder Gaserzeuger nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Stoßdämpfervorrichtung (74, 77, 78) zur Dämpfung der Bewegung der die Taumelscheiben verbindenden Teile.

6. Verdichter oder Gaserzeuger nach den Ansprüchen 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben über einen zugeordneten Arm (58) mit der Taumelscheibe verbunden ist und ein Tragglied (83) enthält, das mit dem Arm (58) durch einen Drehzapfen (57) verbunden und mit radialem Spiel in einen hohlen Kolbenkopf (84 oder 85) eingesetzt ist.

7. Verdichter oder Gaserzeuger nach Anspruch6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben doppelt wirkend und mit zwei Kolbenköpfen (84, 85) versehen ist.

8. Verdichter oder Gaserzeuger nach Anspruch 3, 4, 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Zylinderpaaren, die in an sich bekannter Weise im Kreis um eine gemeinsame Drehwelle (98), mit der die Kolben (91, 92, 93) über Taumelscheibenvorrichtungen (97) verbunden sind, angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 733 720, 716 844, 231, 593 335, 476 666;

schweizerische Patentschrift Nr. 181 886;
französische Patentschriften Nr. 873 751, 595 344,

416 280.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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