DE265356C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 265356 KLASSE 46 d. GRUPPE

offenen Zylindern.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Januar 1912 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbengasmaschine mit sternförmig gestalteten Zylindern, mit durch die Kolben gesteuerten Einlassen und besonderem Verbrennungsraum. Nach der Erfindung steht das Kurbelgehäuse dauernd mit dem unmittelbar an ihm befestigten Verbrennungsraum in Verbindung, so daß die Kolben auf den den Kurbeln zugekehrten Seiten vom Treibmittel dauernd

ίο belastet sind, während die Räume hinter den anderen Kolbenseiten vorübergehend mit dem Verbrennungsraum in Verbindung gesetzt werden können. Dies wird durch außen auf den Zylindern angeordnete Kanäle erzielt, die mit Gemischauslaßöffnungen versehen sind, die durch von einem einstellbaren Exzenter aus bewegten Kolben gesteuert werden. Diese Steuerung erfolgt so, daß der eine Zylinder mit dem Verbrennungsraum, in Verbindung steht, der gegenüberliegende Zylinder, d. h. der über dessen Kolben liegende Teil aber außer Verbindung mit der Verbrennungskammer und in Verbindung mit dem Gasauslaß steht. Hierdurch wird bewirkt, daß der Druck der Gase im Verbrennungsraum treibend wirkt. Dadurch werden folgende Vorteile erzielt:

Die Verbindungsstangen zwischen Kolben und Kurbeln werden auf Zug anstatt auf Druck beansprucht, woraus eine große Leichtigkeit der einzelnen Teile und ferner ein Mindestmaß von Abnutzung der Lager erwachsen. Ferner sind die auftretenden Undichtigkeiten auf ein Mindestmaß beschränkt.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Längsschnitt durch die Maschine,

Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. i, und

Fig. 3 zeigt das Exzenter zum Antrieb der Ventile in Seitenansicht.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Maschine sind vier Zylinder A₁ B, C, D angeordnet, die mit dem Kurbelgehäuse 10 zusammengegossen sind. Die Zylinder sind nach dem Kurbelgehäuse hin geöffnet; in ihnen sind Kolben a, b, c, d verschiebbar angeordnet.

Die Kurbelwelle 12 ruht in Lagern 12', die ebenfalls mit dem Kurbelgehäuse 10 ein Stück bilden und auf der innerhalb des Gehäuses die Kurbelarme 11 angeordnet sind, die durch den Kurbelzapfen 13 miteinander in Verbindung stehen. Auf dem Kurbelzapfen 13 ist eine. Büchse 14 mit daran angeordneten Augen 15 drehbar. Durch je zwei einander gegenüberliegende Augen ist ein Zapfen 16 geführt, durch den die Kolbenstange 17 des zugehörigen Zylinders mit der Büchse 14 verbunden wird. Das andere Ende der Kolbenstange 17 ist mit den zugehörigen Kolben mit Hilfe eines Zapfens 16 gelenkig verbunden. Das äußere Lager 12' (Fig. 1 linke Seite) ist mit Hilfe der stopfbüchsenartigen Dichtung 19 luftdicht nach außen abgeschlossen. Die Zylinder A, B, C, D sind je mit einem radial angeordneten röhrenartigen Anguß 20 versehen, die die Zuführungskanäle

für das Triebmittel zu dem Kopf des zugehörigen Zylinders bilden. Die Verbindung zwischen den Kanälen 20 und den Zylindern A₃ B₃ C erfolgt durch Kanäle 21, die vorteilbaft vollständig um jeden der Kanäle 20 verlaufen, wie bei 22 ersichtlich. Ein jeder der Zylinderdeckel 23 ist in der üblichen oder in irgendeiner geeigneten Weise mit dem zugehörigen Zylinder verbunden. Ein jeder der

ίο Zuführungskanäle 20 ist mit einem Futter 24 versehen, das seinerseits Öffnungen 25 aufweist, durch die die Verbindung des Kanales 20 mit dem Kanal 21, 22 hergestellt wird. In dem als Zylinder ausgebildeten Futter 24 gleitet ein Kolben 26, dessen Kolbenstange 27 in einem mit dem Futter 24 verbundenen Armkreuz 28 geführt ist. Die Kolbenstange 2¹J ist mit der Exzenterstange 29 gelenkig verbunden, die ihrerseits mit einem Exzenterring 30, der auf einem Exzenter 31 angeordnet ist und sich zusammen mit der Welle 12 dreht, entweder ein Stück bildet, oder mit ihm starr verbunden ist. Die Exzenterstangen 29' für den Antrieb der Kolben der anderen Zylinder sind mit dem Exzenterring 30 durch Zapfen 32 gelenkig verbunden (Fig. 2).

Die Kurbelwelle 12 ist mit einem Fortsatz 34 versehen, auf dem eine Büchse 35 aufgekeilt ist. Die Büchse ist mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten schräg verlaufenden Rippen 36 versehen, die in entsprechende schräg verlaufende Schlitze in dem Exzenter 31 greifen. Eine stehend angeordnete Welle 37 ist an ihrem unteren Ende mit einem Hebel 37' versehen, der in Eingriff mit einem auf der Büchse 35 angeordneten Ring 38 steht. Die Welle 37 ist ferner an ihrem oberen Ende mit einem Arm 39 versehen, der mit einem Steuerhebel in Verbindung gebracht ist. Infolge der eben angegebenen Anordnung kann die Büchse 35 auf dem Wellenstumpf 34 längs verschoben werden, wodurch dem Exzenter 31 eine Drehung auf der Welle 12 erteilt wird. Hierdurch ist es möglich, den Einlaß und die Abstellung des Triebmittelzuflusses zu den Zylindern zu ändern und die Bewegungsrichtung der Maschine umzukehren. Das Exzenter 31 ist dadurch gegen seitliche Verschiebung gesichert, daß es zwischen dem Lager 12' und dem Lager 33 angeordnet ist, welch letzteres durch Arme mit der rechten Seite des Maschinengehäüses fest verbunden ist.

Die rechte Seite des Maschinengehäuses ist.

mit einer Anschlußfläche 40 versehen, gegen welche sich der Flansch des Gehäuses 41 zwecks Verbindung des letzteren mit ersterem anlegt. Die Verbindung des Gehäuses 41 mit dem Maschinengehäuse erfolgt, wie aus Fig. 1 ersichtlich, durch die durch den Flansch 42 geführten Schrauben. Das Gehäuse 41 ist mit einer Zwischenwand 43 \^rersehen, die die Verbrennungskammer M von dem rechten Lager der Kurbelwelle 12 trennt. Sowohl das Gehäuse 41 als auch die Zwischenwand 43 sind mit Wasserräumen 44 versehen. Der Wasserzufluß erfolgt bei 45 (Fig. 1).

Das Brennstoffzuführungsrohr 46 mündet in einer Brennstoffdüse 47 aus, die durch die Stirnwand der Verbrennungskammer tritt. Die Brennstoffdüse 47 ist von einer Düse 48 umgeben, die mit der Druckluftleitung 49 in Verbindung steht. Die Druckluft wird von einer Pumpe 50 geliefert, die von der Welle 12 aus angetrieben wird und durch die Arme 51 mit der linken Seite des Maschinengehäuses verbunden ist. Die Verbindung der Pumpe 50 mit der Druckluftleitung 49 erfolgt durch das Rohr 52. Das Rohr 49 kann gewünschtenfalls zu einem geeigneten Behälter 80 · geführt sein. Der Brennstoffdüse 47 gegenüber sind geeignete Zündkerzen 54 angeordnet, die durch Leitungen mit einer geeigneten Stromquelle in Verbindung stehen.

In der Verbrennungskammer M ist ein hohler Ring 56 angeordnet, der auf seiner Innenseite mit einer Anzahl von öffnungen 56' versehen ist. Der Ring 56 steht durch das Rohr 57 mit dem Wasserraum 44 des Gehäuses 41 in Verbindung. Ferner ist der Ring gegenüber und konzentrisch zur Düse 47 angeordnet. Die Zwischenwand 43 ist mit einer Anzahl von öffnungen 58 versehen, die nahe der Innenwand der Kammer M angeordnet sind, so daß die Wand 43 einen Schutz der Welle 12 und des Exzenters 31 gegen die unmittelbare Berührung mit den heißen Gasen bildet. Das Kurbelgehäuse 10 ist mit öffnungen 60 versehen, so daß das Kurbelgehäuse der Maschine und die Triebmittelzuführungskanäle dauernd in Verbindung mit der Verbrennungskammer M stehen.

Um die Verbrennungskammer M entwässern und das Brennstoffgemisch unmittelbar entzünden zu können, ist in dem Gehäuse 41 eine öffnung 61 vorgesehen, die durch einen Schraubstöpsel 62 abgeschlossen ist. Oben auf dem Gehäuse 41 ist ein sich nach außen schließendes und nach innen sich öffnendes Ventil 63 angeordnet, dessen Öffnung mit Hilfe des Handhebels 64 erfolgt. Der Druck in der Verbrennungskammer TIf ist genügend, um das Ventil 63 geschlossen zu halten. In das Ventil 63 ist noch ein unter dem Einfluß einer Feder stehendes Sicherheitsventil 65 eingebaut, durch welches der Druck in der Verbrennungskammer M in bestimmten Grenzen gehalten wird.

Die Luft und der Brennstoff werden in geeigneten Behältern unter Druck gehalten. Ebenso muß das zur Anwendung kommende Wasser unter Druck gehalten werden. Dieser

Druck muß notwendigerweise höher sein als der Druck in der Verbrennungskammer M. Dieser Druck kann in irgendeiner geeigneten Weise erzielt werden. Vorteilhaft z. B. dädurch, daß die Pumpe 50 mit den oberen Enden der erwähnten Behälter verbunden wird, wenn der Brennstoff ein flüssiger ist, z. B. ein schweres öl. Nach dem Ausströmen des Brennstoffes und der Luft werden diese an der Brennstoffdüse entzündet, wodurch ein unter Druck stehendes Gas 1 der Verbrennungskammer erzeugt wird. Dieses Gas bildet ein Triebmittel, das der Maschine zugeführt werden kann. Das Wasser tritt aus den Öffnungen 56' des Ringes 56 aus und bildet so eine quer zu der von der Brennstoffdüse ausgehenden Flamme stehende Wasserscheide. Das so zugeführte Wasser wird in Dampf umgewandelt, wodurch die Verbrennungsprodukte gekühlt und das Triebmittel bei niederer Temperatur der Maschine zugeführt wird. Es ist verständlich, daß, wenn die Maschine einige Zeit im Betriebe ist, das Wasser in Dampf verwandelt wird, bevor es aus dem Ring 56 austritt. Die Verdampfung findet in den Wasserräumen 44, in dem Rohr 57 und dem Ring 56 statt. Im allgemeinen wird sogar eine Überhitzung des Dampfes eintreten. Dieser überhitzte Dampf wird innig gemischt mit den von der Düse 47 ausgehenden Verbrennungsprodukten, so daß ein gleichmäßiges Triebmittel der Maschine zugeführt wird. Wenn die Maschine angelassen wird, so wird der Hebel 64 niedergedrückt, um den Druck zu erniedrigen. Sobald aber der Druck steigt, wird das Ventil 63 selbsttätig sich schließen.

Wenn kein Triebmittel zu den Zylindern zugeführt wird, so werden die Kolben bald eine Lage erreichen, in der sie zur Ruhe kommen, wodurch der Druck ausgeglichen wird. Wenn aber Triebmittel unter Druck dem Zylinder A (Fig. 2) zugeführt wird, dann wird der Druck auf die entgegengesetzte Seite des Kolbens α ausgeglichen, und wenn der Auslaß an dem Kopfende des Zylinders C offen ist, so wird der innere Druck in dem Kurbelgehäuse 10 den Kolben c nach außen bewegen. In gleicher Weise wird, wenn der Auslaß des Zylinders D geöffnet ist und das Triebmittel unter Druck zu dem Zylinder B zugeführt wird, derart, daß der Druck auf beiden Seiten des Kolbens b ausgeglichen wird (Fig. 1 und 2), der innere Druck auf den Kolben D diesen nach außen bewegen. Nach der vorliegenden Erfindung wird also dauernd ein Druck auf eine Seite des Kolbens aufrechterhalten, und dieser Druck wird intermittierend so ausgeglichen, daß der betreffende Kolben intermittierend bewegt wird. Es ist natürlich nicht notwendig, das Triebmittel während des ganzen Arbeitshubes einströmen zu lassen. Der Triebmittelzufluß kann vielmehr abgestellt werden, so daß das Triebmittel infolge seiner Expansionskraft arbeitet, gerade so wie bei bekannten Expansionsmaschinen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, befindet sich der Kolben b in der Stellung, in der der Triebmitteleinlaß beginnt und der Kolben d in der Stellung, in der das Ausstoßen des Triebmittels erfolgt. Infolge der besonderen Anordnung der besonderen Teile und der besonderen Anwendung des Triebmittels ist der Kolben d der eine, der seinen Arbeitshub beginnt, denn der wirksame Druck ist nach außen gerichtet und nicht nach innen. Der Auspuff erfolgt durch das obere Ende des zylindrischen Futters 24.

Die Vorteile der vorstehend beschriebenen Anordnung bestehen darin, daß die Verbindungsstangen auf Zug anstatt auf Druck beansprucht werden, woraus ein Mindestmaß von Abnutzung der Lager und eine große Leichtigkeit der einzelnen Teile resultiert. Auch die auftretenden Undichtigkeiten sind auf ein Mindestmaß beschränkt, denn die Differenz der Drucke auf die entgegengesetzten Seiten der Zylinder während normaler Arbeitsbedingungen ist ein Minimum. Die Drehung ist aber eine gleichmäßigere. Der Generator für das Triebmittel kann unmittelbar mit dem Kurbelgehäuse verbunden werden, so daß die Maschine selbst sehr kompakt ausgeführt werden kann.

Die Zufuhr des Triebmittels zu der Maschine erfolgt sehr gleichmäßig. Es ist keine Gefahr vorhanden, daß inerte Gase in der Nähe der Brennstoffdüse zurückbleiben, da die Maschine dauernd die Gase nach außen zieht. Infolgedessen findet ein ununterbrochenes Strömen der Gase von der Brennstoffdüse aus nach der Maschine hin statt. Es ist nicht nötig, einen Brennstoff mit hohem Kohlenwasserstoffgehalt, z. B. Gasoline, anzuwenden, wie es bei den z. Z. gebräuchlichen Verbrennungsmaschinen der Fall ist. Es kann vielmehr ein schweres öl, ja sogar ungereinigtes Öl, das außerordentlich billig ist, verwendet werden. Dieses Öl kann Anwendung finden, ohne daß es einer hohen Kompression unterworfen werden muß, wie es notwendigerweise bei den Dieselmotoren erforderlich ist. Das ganze System ist vollständig ausbalanciert, und die meisten Teile der Maschine sind Zugbeanspruchungen unterworfen, so daß für eine maximale Stärke ein Minimum an Material genügt.

Claims (3)

1. Patent-An Sprüche:

   I. Verbrennungskraftmaschine mit besonderer Verbrennungskammer und nach den Kurbeln offenen Zylindern, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer in ein geschlossenes Kurbelgehäuse mündet, so daß die nach den Kurbeln zu gerichteten Kolbenseiten von den Verbrennungsgasen dauernd belastet bleiben, während die Räume hinter den anderen Kolbenseiten abwechselnd mit der Verbrennungskammer und mit dem Auspuff in Verbindung gebracht werden.
2. 2. Kraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer konachsial zu dem Kurbelgehäuse angeordnet ist.
3. 3. Kraftmaschine nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbrennungskammer zwischen der Brennstoffdüse und dem Kurbelgehäuse eine Abweisplatte angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.