DE138381C

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Publication number: DE138381C
Application number: DENDAT138381D
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Description

ϊ·: Ι

KAISERLICHES

PATENTAMT

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine im Zweitakt arbeitende, doppelt wirkende Explosionskraftmaschine, bei welcher die am Ende des Kolbenausschubes bezw. bei beginnendem Kolbeneinschube in den Cylinder eingeführte Ladung die Verbrennungsrückstände des unmittelbar vorhergehenden Krafthubes verdrängt. Bei dieser Maschine wird nun diese Ladung beim Eintritt in den Cylinder in eine zur Cylinderachse mehr oder weniger rechtwinklig gerichtete, wirbelnde bezw. wälzende Bewegung versetzt, damit sich die Masse der Ladung möglichst zusammengeballt erhält und die Bildung von Strahlen als auch ein Vermischen der neuen Ladung mit den Rückständen vermieden wird.

Bei einer solchen Maschine ist es aber unbedingt erforderlich, dafs zwischen die noch glühenden Rückstände und die neu eingeführte Ladung eine Schicht indifferenter Gase (Luft) gelagert wird, um die Entzündung der Ladung durch Berührung mit diesen Rückständen zu verhindern. Aufserdem müssen besondere Einrichtungen angebracht werden, um bei wechselnder Kraftleistung der Maschine die Menge der Ladung und ihre Zusammensetzung zu ändern.

Endlich bedarf es noch einer besonderen Einrichtung, um bei solchen Maschinen, deren brennbare Ladung dem Volumen und der Lage nach bei verschiedener Kraftentwickelung wechselt, diese Ladung vollkommen und genügend rasch zu verbrennen. Um die Wälzbewegung der neu eingeführten Ladung, welche zur Trennung der letzteren von den Rückständen nöthig ist, zu bewirken, ist der Verbrennungsraum, in welchen der Eintritt der Ladung seitlich erfolgt, gebogen und trompetenförmig mit dem engen Querschnitte nach aufsen ausgeführt und ein Eintrittsstellerventil und unterhalb desselben auf der concaven Seite der Trompete ein zur Ventilebene paralleler Sporn in der Form eines Ringsektors angeordnet. Ein Theil der durch das Ventil tretenden Ladung wird durch den Sporn rechtwinklig zur Eintrittsachse abgelenkt und stöfst gegen den anderen Theil, der sich in der Achsenrichtung bewegt, wodurch die gewünschte Wälzbewegung erzielt wird.

Um hierbei die nothwendige Schicht indifferenter Luft zwischen die Rückstände und die Ladung *zu bringen, sind zwei Pumpen mit gleicher Kolbenbewegung, eine für das Brenngas, die andere für Luft angeordnet, deren Kolbenquerschnitte ganz oder nahezu den gewünschten Massenverhältnissen entsprechen.

Die Pumpe für das Brenngas ist mit einer Einrichtung derart versehen, dafs sie erst nach einer gewissen Dauer des Einschubes des Kolbens das noch im Pumpencylinder befindliche Gas während des Restes des Einschubes unter Druck setzt, während die Luftpumpe den ganzen Inhalt des Luftpumpencylinders von vornherein andichtet.

Das verspätete Unterdrucknehmen des Gases in der Gaspumpe wird entweder durch Drosseln des Gaseintrittes während des Saughubes des Pumpenkolbens oder durch Offenhalten einer Verbindung zwischen Saugraum und Druckraum der Gaspumpe während des betreffenden Theiles des Einschubes erreicht. Die Luftpumpe drückt also zu Anfang reine' Luft in

den Kraftcylinder, und sobald die Gaspumpe anfängt, mit in Wirkung zu treten, drücken beide gemeinsam Gas und Luft in den Kraftcylinder, und zwar in dem Verhältnifs ihrer Kolbenquerschnitte derart, dafs sich das gewollte richtige Gemisch beim Eintritte bildet. Infolge des im Verbrennungsraum angebrachten Spornes hält sich das Gemisch möglichst getrennt von der vorher eingetretenen Luft, während diese wieder möglichst unvermischt mit den Rückständen bleibt.

Zur Erzielung einer veränderlichen Menge der Gemischladung bei gleichbleibender Zusammensetzung derselben wirkt der Regler entweder auf die Drosselklappe so ein, dafs bei verringertem Kraftbedürfnifs die Drosselung des Gaseintrittes beim Saughube verstärkt wird, oder der Regler beeinflufst ein im Verbindungskanal zwischen Saugraum und Druckraum der Pumpe angebrachtes Organ derart, dafs bei verringertem Kraftbedürfnifs dieser Verbindungskanal langer offengehalten wird.

Die Regelung der Verbrennung im Cylinder erfolgt durch mehrere Zünder, von denen der eine dicht am Einlafsventile, die anderen nahe der Grenze des Kulbeneinschubes angeordnet sind.

In den Zeichnungen ist die den Erfindungsgegenstand bildende, doppelt wirkende Maschine schematisch dargestellt, und zwar in Fig. ι a und ib im Längsschnitt bezw. in einer Draufsicht, theilweise im Schnitt. Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen Einzelheiten.

Im Arbeitscylinder α bewegt sich der Kolben b. Der Cylinder ist an den beiden Enden mit trompetenförmigen, gekrümmten Verbrennungsräumen d Cl₁ und mit Uebertritts-■ ventilen e und C₁ ausgestattet, die sich nach den Verbrennungsräumen zu öffnen und durch eine Feder geschlossen gehalten werden. In der Mitte des Cylinders liegen auf seinem Umkreis vertheilt die Auspuffschlitze s, die in einen Kanal münden, an den sich das Auspuffrohr anschliefst. Unter den Ventilen e und e_{ liegen an der concaven Seite der Trompetenfläche die ringsektorförmigen Sporne / und I₁ (vergl. Fig. 2) und nahe den Uebertrittsventilen einerseits und der Kolbeneinschubgrenze andererseits die Zünder t und t_v Die Luft wird von der Luftpumpe η aus durch die Verbindungsrohre ο und O₁ und Oeffnungen f und ^ und das Gas von der Gaspumpe m aus durch die Verbindungsrohre ^p₁ und Oeffnungen g und g_x dem Ventilgehäuse zugeführt. In der Saugleitung der Gaspumpe m ist noch eine vom Regler beeinflufste Drosselklappe r ange-. bracht.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende:

Sobald der Kolben b die Schlitze s freilegt, entweichen die verbrannten Gase, und die von den Pumpen geförderte Luft bezw. das Gas strömen durch das Gehäuse des Ventils e_x , in welchem die Mischung der Luft und des Gases vor sich geht, und durch das selbstthätig sich öffnende Ventil C₁ in den Kraftcylinder. Die Bewegung der Pumpen ist hierbei so geregelt, dafs die Kolben derselben in oder nahe dem Einschubtodtpunkte stehen, wenn der Kraftkolben beim beginnenden Einschube die Schlitze s wieder deckt. Es mufs also die ganze Fördermenge der Pumpen in der kurzen Zeit, während welcher die Schlitze s geöffnet sind, in den Kraftcylinder treten, und während dieser Zeit müssen auch die verbrannten Gase entweichen. Da die Luftpumpe sofort bei beginnendem Einschube die Luft unter Druck setzt, die Gaspumpe das Gas aber erst später, weil es beim Saughube gedrosselt wird, so drückt die Luftpumpe einen Theil der Luft durch das Gehäuse des Ventils e_; in das Rohrpj, so dafs beim Oeffnen des Ventils e_L anfänglich aus beiden Röhren O₁ und p_x reine Luft in den Kraftcylinder strömt. Erst nachdem sämmtliche in das Rohr P₁ hinübergedruckte Luft in dem Kraftcylinder angelangt ist, tritt bei fortschreitender Bewegung beider Pumpenkolben aus Rohr O₁ fernerhin Luft und aus Rohr p_{ Gas in das Gehäuse des Ventils e₁₅ und zwar das Gas von oben durch den Anschlufs g_x und die Luft unten durch den Anschlufs _/_1? wodurch eine vollkommene Mischung von Luft und Gas gesichert ist. Sobald die Pumpenkolben am Ende ihres Hubes angekommen sind, schliefst sich das Ventil e_y selbstthätig durch Wirkung seiner Feder. Das durch das Ventil e_L eintretende Gemisch stöfst zum Theil, gegen den Sporn I₁, wird hierdurch aus seiner Richtung abgelenkt und vereinigt sich mit dem anderen Theile der Luft zu einem in sich kreisenden und wirbelnden Gasstrome, der vorerst aus reiner Luft, dann aus Gasluftgemisch besteht und der die Rückstände im Cylinder vor sich her treibt und durch die Auspuffspalten hinausdrängt. Nach vollendetem Eintreten der Ladung und beim erfolgenden Einschube des Kolbens b wird die Ladung verdichtet und am Ende des Einschubes des Kolbens durch die Zünder f, entflammt. Während des Einschubes der betreffenden Kolbenseite macht die andere Kolbenseite ihren Krafthub und die gleichen Vorgänge treten dann wiederum für diese Kolbenseite ein u. s. w.

Der Regler wirkt auf die Drosselklappe r der Gaszuleitung, indem er den Durchgang derselben verengt, sobald Kraftminderung verlangt wird. Hierdurch wird die Füllung der Gaspumpe und die Menge des Gasluftgemisches verringert.

Fig. 3 veranschaulicht eine Steuerung des Vertheilungsschiebers der Gaspumpe. Dieser Vertheilungsschieber wird einerseits durch den

vom Kolben bewegten doppelarmigen Hebel 3,4 und andererseits durch die einer Exenterbewegung folgende Stange 7 vermittelst der um einen festen Punkt schwingenden und mit einem Steine ν versehenen Coulisse 6 beeinflufst, welche mit Hebel 3, 4 durch die Stange 5 verbunden ist. Steht der Stein im Schwingungspunkte der Coulisse, so hat die Excenterbewegung keinen Einflufs auf den Steuerschieber, sondern nur die Kolbenbewegung, und der Schieber hält dann den Umlauf vom Druckraum zum Saugraum stets offen, wodurch die Pumpe also ein Minimum fördert.

Steht der Stein aber am Ende der Coulisse, so hat die Excenterbewegung vollen Einflufs und der Schieber hält dann während der für das Maximum der Leistung erforderlichen Periode des Kolbenlaufes der Gaspumpe die genannte Verbindung offen, so dafs also die Pumpe das Maximum an Gas fördern kann; jede Zwischenstellung des Steines entspricht einem anderen Füllungsgrade der Pumpe, wobei der Stein selbst mit dem Regler so verbunden ist, dafs bei vermindertem Kraftbedarf der Stein dem Schwingungspunkte der Coulisse genähert wird und umgekehrt.

Fig. 4 stellt die Steuerung des Uebertrittsventils e dar, welche durch einen Nocken 10, der auf einer mit der Hauptwelle gleichlaufenden Nebenwelle 14 sitzt, und durch die Stange 12 und Hebel 13 bewirkt wird. Der Nocken 10 drückt beim Anlaufen auf den Hebel 1 1. Dieser bewegt mittels Stange 12 den Hebel 13, durch welchen das Ventil e geöffnet wird, welches durch die überliegende Feder bei ablaufendem Nocken wieder geschlossen wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Gaskraftmaschinen, in welchen die durch besondere Pumpen in den Kraftcylinder getriebene Ladung die Rückstände des un- ! mittelbar vorhergegangenen Krafthubes während der Todtzone des Ausschubes verdrängt, dadurch gekennzeichnet, dafs zur Erzielung einer wälzenden Bewegung der eintretenden Ladung und damit zusammen-

Vervoluregu-

hängenden Isolirung der Ladungsschichten eine Prallfläche an der concaven Wand des seitlich zusammengezogenen Verbrennungsraumes unterhalb des Einlafsventils in Form eines Ringsektors angebracht ist.
Gaskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs zum Zwecke der Herstellung der isolirten Ladeschichten zwei Pumpen angeordnet sind, deren eine Brenngas und die andere Luft fördert, wobei im Saugrohr der Gaspumpe eine Drosselvorrichtung oder zwischen dem Cylinderende der Gaspumpe und ihrem Saugraume eine sich erst nach theilweise vollbrachtem Hube schliefsende Verbindungsöffnung vorgesehen worden ist behufs Verringerung der volumetrischen Leistung der Gaspumpe bei stets maximaler volumetrische!· Leistung der Luftpumpe.

Bei Motoren nach Anspruch 2 die
bindung des Regulators mit dem die
metrische Leistung der Gaspumpe
lirenden Mechanismus in der Weise,
bei verringerter Maschinenleistung die volumetrische Leistung der Gaspumpe verringert wird und umgekehrt.

Eine Ausführung des im Anspruch 3 beschriebenen Mechanismus in der Weise, dafs eine schwingende Coulisse an ihren beiden Endpunkten von verschiedenen Kurbelbewegungen, von denen eine dem Minimum und die andere dem Maximum der Pumpenleistung entspricht, beeinflufst wird und mit dem Regulator derart verbunden ist, dafs durch den letzteren der Coulifsenstein gehoben oder gesenkt wird, so dafs durch diesen Stein vermittelst eines Gestänges der Vertheilungsschieber der Gaspumpe für irgend eine Leistung zwischen dem Minimum und dem Maximum der Füllung eingestellt wird.
Bei einer Gaskraftmaschine nach Anspruch 1 die Anordnung mehrerer Zündvorrichtungen im Verbrennungsraum, deren eine oder mehrere nahe dem Eintrittsventil für die Ladung und eine oder mehrere andere nahe der Grenze liegen, bis zu welcher der Kolben beim vollendeten Einschube gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.