DE417683C - Motorkompressor - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
17.AU6U8T1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVi 417683 KLASSE 46 b GRUPPE

(B 107259

Edmond Bertheion und Leon Dugelay in Lyon, Frankr., und Louis GiI in Paris.

Motorkompressor. Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. November 1922 ab.

Man kennt bereits Motorkompressoren, deren V'erdichtungszylinder in einer Achse mit dem Gaszylinder liegt, wobei die Steuerung durch Druckluft erfolgt.

Der Motorkompressor gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die gesamten Steuerungsvorgänge wie Einspritzung, Ansaugen, Drücken nicht von der Lage der Welle mit Bezug auf die Zylinder, sondern von der Geschwindigkeit oder der Ruhelage der Welle abhängen, wobei die Welle nicht mit irgendwelchen Teilen mechanisch verbunden ist und die gesamte Kraft von dem Kompressor aufgenommen wird.

Während des Einlassens der komprimierten Luft oder des komprimierten Gases zu

den die Steuerungsorgane bewegenden Kolben sind die S teuerungs organe bis zum Augenblick der Bewegung festgelegt.

Die Festlegung der Steuerungsorgane erfolgt mittels gegen dieselben gegebenenfalls unter hohem Druck gepreßter Riegel, so daß die Steuerungsorgane durch Reibung der Riegel bis zum Augenblick der Bewegung festgelegt sind.

ίο Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen in zwei Ausführungsformen dargestellt. Es zeigt:

Abb. ι einen Motorkompressor, dessen Motor im Viertakt arbeitet, im Längsschnitt, Abb. 2 ülpumpen zur Bewegung der Steuerungsorgane, ebenfalls im Längsschnitt, im vergrößerten Maßstabe;

Abb. 3 ist ein Querschnitt durch diese Ölpumpen;
Abb. 4 zeigt ein Pumpenelement;

Abb. 5 zeigt zur Steuerung dienende Schieber im Schnitt;

Abb. 6 zeigt eine Vorrichtung zur Schieberbewegung im Schnitt, in größerem Maßstabe, Abb. 7 eine schematische Darstellung der Steuerung für die selbsttätige Regelung der verlängerten Expansion,

Abb. 8 eine schematische Darstellung, im Schnitt, eines Mechanismus zur Einspritzung des Gases oder des flüssigen Brennstoffs;

Abb. 9 veranschaulicht, ebenfalls schematisch, eine Gaseinspritzpumpe;

Abb. 10 zeigt eine zusätzliche Einspritzpumpe, die nur im Falle ungenügender Kompression arbeitet;

Abb. 11 veranschaulicht eine Pumpe für Einspritzung flüssigen Brennstoffs;

Abb. 12 zeigt ein besonderes Abdichtungssegment ;

Abb. 13 und 14 zeigen Schnitte durch den Steuerhahn für Druckluft, der beim Anlassen der Maschine in Wirksamkeit tritt;

Abb. 15 zeigt einen Motorkompressor für den Zweitaktcyclus im Längsschnitt; Abb. 16 zeigt eine Vorrichtung zum Abschluß der Saug- und Drucköffnungen eines Viertaktmotors;

Abb. 17 zeigt eine Einzelheit eines pneumatischen Systems, welches die Schmierung von reibenden Teilen unterdrückt;

Abb. 18 und 19 endlich sind Einzelheiten der Vorrichtung nach Abb. 16.

Der verwendete Brennstoff ist ein Gas oder

ein flüssiger Brennstoff, der nach der annähernd adiabatischen Kompression der Luft eingespritzt wird. Diese Kompression der Luft erfolgt hierbei in einem solchen Ausmaße, daß die Temperatur genügend gesteigert ist, um eine augenblickliche Entzündung und Verbrennung hervorzurufen.

Im wesentlichen besteht ein derartiger Motorkompressor aus einer unbeweglichen, alle Zylinder, Gehäuse und andere zugehörige Teile der Vorrichtung aufweisenden Masse und einer beweglichen, eine einzige Welle mit auf ihr angeordneten Motor- und Kompressorkolben, Ölpumpenkolben usw. aufweisenden Masse.

Die bewegende Kraft wird in zwei Verbrennungskammern, bzw." doppeltwirkenden Zylindern, erzeugt, in denen die Welle 1, welche die Kolben 2 und 3 trägt, sich verschiebt. Die genannten Kolben arbeiten in den Zylindern 4, 5 tind 6, 7.

Der Lufteinlaß und der Auslaß verbrannter Gase werden mittels Steuerschieber geregelt, welche die Verbindung zwischen den Motorzylindern 4, 5 und 6, 7 einerseits und den Kammern 8, 9 und 10 anderseits herstellen, welch letztere nach außen führen. Nur einige dieser Schieber und Kammern sind in der Abb. ι angegeben. Der gasförmige oder flüssige Brennstoff wird in die Zylinder am Ende der Kompression mittels Pumpen 11 oder 12 eingespritzt, die mit Gas oder flüssigem Brennstoff betrieben werden. Sie sind in der Abb. ι nicht angegeben, hingegen im einzelnen in den Abb. 2 und 3 dargestellt. Die Entzündung ist infolge der hohen durch die Kompression erzeugten Temperatur augenblicklich.

Die Steuerorgane werden in solcher Weise bewegt, daß die in einem Motorzylinder erfolgende Explosion die Welle 1 in einem Sinne drückt oder zieht, der dem Bewegungssinne des unmittelbar vorhergehenden Hubes, bzw. Takts, entgegengesetzt ist; hierdurch werden Kurbelstangen, Schwungrad und andere Zubehörmechanismen überflüssig.

Die Bewegung der Welle, sowie die aus dem Ansaugen, der Kompression, und dem Auspuff der drei Motorzylinder resultierenden Kräfte, sowie alle sonst auftretenden Widerstände, werden durch die Arbeit des vierten Zylinders erzeugt bzw. überwunden. Aller Überschuß der Arbeit wird in dem doppeltwirkenden Kompressor absorbiert, dessen Kolben 13 im Kompressionszylinder 14, 15 sich bewegt, der mit der Außenluft durch die Kammern 16 und 17 durch Schieber verbunden wird, von denen in der Abb. 1 nur der Druckschieber 18 und der Saugschieber 19 dargestellt sind.

Überdies betätigt die Welle 1 mehrere Ölpumpen, von welchen gewisse die besondere Beschaffenheit besitzen, für die Arbeit des Motorkompressors von wesentlicher Bedeutung zu sein.

Die Welle 1 ist nirgends angeschlossen; sie verschiebt sich abwechselnd mit einer Geschwindigkeit und mit Hublängen, die sehr veränderlich sein können; die Kolben können indessen die Zylinderböden nicht berühren,

weil komprimierte Luft oder Gas stets zwischen den Böden und den Kolben sich befinden.

Die Welle dient, dank dieser ihrer Freiheit, als Akkumulator von Energie in Form von lebendiger Kraft, die vom Hubanfang an durch Anwachsen der Geschwindigkeit, also wenn die Antriebskraft am größten ist und die Widerstandskräfte beinahe Null sind, aufgespeichert wird. Diese Energie wird während des restlichen Hubs, von dem Moment an, wo die Widerstandskräfte größer werden als die antreibende Kraft, bis zum Moment, wo die Welle wieder stillsteht, vollständig wiedererstattet.

Die auf diese Weise beim Hubbeginn erworbene Geschwindigkeit wird umso größer sein, je kleiner die Masse: Welle-Kolben mit Bezug auf die Kolbenoberfläche ist und je höher die Kompression ist.

Die Tatsache der Veränderlichkeit des Hubes ist von großer Wichtigkeit, da infolge der sehr hohen Kompressionen eine Änderung um einige Millimeter am Hubende noch einen beträchtlichen Bruchteil der in der Masse: Welle-Kolben in Form von lebendiger Kraft aufgespeicherten Energie darstellt.

Um die ganze in Form von lebendiger Kraft in der Masse Welle-Kolben aufgespeicherte Arbeit wiederzugewinnen, ist das Arbeiten der verschiedenen Steuerungsorgane nicht von der Wellenlage, sondern in der Mehrzahl der Fälle von der Geschwindigkeit, besonders zwischen dem Ende des einen Hubs und dem

•35 Beginn des nächsten, abhängig, das heißt, wenn die Welle still- oder beinahe stillsteht und den zwischen den Kolben und den Zylinderböden eingeschalteten Fluida die gesamte, zu Hubbeginn aufgespeicherte Energie wiedererstattet hat.

Als Einspritzorgane gelangen die schon erwähnten und im nachfolgenden beschriebenen Ölpumpen zur Verwendung.

Zwei dieser Pumpen sind in der Abb. 1 und im größeren Maßstabe in den Abb. 2 und 3 im Längs- bzw. Querschnitt dargestellt. Aus Abb. 3 ist auch die Lage der anderen Pumpen entnehmbar. Die Welle 1 hat hierbei einen rechteckigen Querschnitt; doch könnte der Wellenquerschnitt auch anders, vieleckig, zylindrisch usw. sein; nichtzylindrische Querschnitte erleichtern jedoch die Bauweise und die Anordnung der Steuerschieber.

Der Übergang zwischen dem runden und dem Quadratischen Wellenquerschnitt kann in der Nähe des Kolbens 13 bewerkstelligt werden. In diesem Falle ist die die Wandungen der Kammer 17 durchgreifende Welle 1 quadratisch statt rund. Dieses Ergebnis kann.

auch so erhalten werden, daß die Kammer 17 eine Länge erhält, die größer als der Hub der Welle 1 ist. Die gegenüberliegenden Wandungen dieser Kammer werden von einer runden bzw. quadratischen Welle durchsetzt.

Mehrere doppelt wirkende Pumpen sind in der Abb. 1 dargestellt; die Pumpen, deren Kolben 20, 21, 22, 23, 24, 25 in dieser Abbildung angedeutet sind, sind identisch, aus welchem Grunde die Beschreibung einer Pumpe genügen wird.

Eine solche doppeltwirkende Pumpe wird durch den Kolben 20 gebildet, der sich in den Kammern 26, 27 verschiebt.

Das Ansaugen und der Druck auf der einen Seite dieser Pumpe, z. B. in 26, werden durch einen Schieber 28 gesteuert, der durch einen im Zylinder 30 arbeitenden Kolben 29 bewegt wird.

Die Welle bewegt sich in dem durch den Pfeil (Abb. 2) angedeuteten Sinn; die Kammer 26 ist demnach zu dieser Zeit zum Drücken von Öl herangezogen. Die Kammer 31 ist ständig mit einem Öl-, Gas- oder Luftbehälter verbunden, in welchem der Druck nach Belieben durch einen Druckregler oder durch in den Zeichnungen nicht dargestellte Sicherheitsventile und Einlaßventile regelbar ist.

Die gegenüberliegende Kammer 32 ist mit der Kammer 26 ständig durch einen Kanal 22 verbunden.

Ist der Druck in der Kammer 26 niedriger als der Druck der Preßluft in 31, so wird der Schieber 28 die Druckleitung 34 absperren und die Saugleitung 35 freilegen. Ist die Druckänderung zwischen 31 und 32 sehr gering, so wird der Schieber 28 bewegt, wenn der Kolben 29 genügend groß ist.

In dem Maße hingegen, in dem die Geschwindigkeit der Welle 1 wächst und die Ausströmung vergrößert wird, steigt der Druck in 26; der Schieber 28 schließt den Einlaß 35 und öffnet hierauf nach und nach die Druckleitung 34, die er wieder absperrt, wenn die Geschwindigkeit gegen das Hubende abnimmt.

Überdies entweicht das Öl durch den Kanal 36, wobei die Ausströmung durch die Regulierschraube 37 regelbar ist. Dieses Öl kehrt zum gemeinsamen Behälter zurück.

Ist die Geschwindigkeit der Welle 1 oder wird dieselbe sehr gering, so wird die Leitung 36 oder ist dieselbe genügend zur Abführung des Öls, und der Druck in der Kammer 26 bleibt unverändert öder fällt unter den Druck der Preßluft- in 31. Es ist daher die Druckleitung 34 vollständig abgesperrt und die Einlaßleitung 3 s geöffnet. Sowie die Geschwindigkeit der Welle merklich wächst, bleibt der Druck des Öls in der Kammer 26 konstant oder angenähert konstant. Er ist während des Druckhubes nahezu gleich jenem der Preßluft

417083

in 31, ausgenommen, wenn die Geschwindigkeit der Welle Null oder beinahe Null ist; das ist der Fall am Hubanfang und am Hubende. Dieser Moment kann nach Belieben durch die Regulierschraube 37 geregelt werden.

Während des folgenden Hubes ist dieser i Druck dauernd Null oder gleich dem des ! Speisebehälters, der an die Leitung 3 5 ange^: _: schlossen ist. Aber nunmehr wird ein Druck ' in der Kammer 27 erzeugt, deren Ein- und Auslaßöffnungen in analoger Weise gesteuert werden. !

Der Druck des Öls in 26 wird durch die Leitung 38 auf ein Relais übertragen, welches nach Art der hydraulischen Pressen aus mehreren in Reihe angeordneten Kolben besteht und in welchem der Druck verstärkt wird (Abb. 2).

Dieser ursprüngliche Druck in 26 kann j durch Beeinflussung des Drucks in 31 so ; hoch wie nötig ist gebracht werden, worauf derselbe in 39 verstärkt wird und in die Leitung 40 gelangt, die ihn zwecks Sperrung der ■ Steuerschieber und anderer Vorrichtungen und Freigabe derselben verteilt, wenn der Druck ■ Null wird.

Zu diesem Behufe werden die Steuerorgane durch Kolben bewegt, die mit Druckluft oder Druckgas betrieben werden. Die Steuerorgane werden mittels Riegel o. dgl. festgelegt, wie sie in 41 und 42 dargestellt sind. Diese Organe sind in Aussparungen 43 und 44 unter- ' gebracht, entlang welcher der Schieber 45 mit ' sanfter Reibung gleitet (Abb. i).

Der Riegel 41 erhält den durch die Leitung 40 in die Ausnehmung 43 übertragenen Druck.

Während des Druckhubes der Pumpe 26 er- j hält demnach der Riegel den Druck von 26, i der in 3g verstärkt worden ist. Die Bewegung ; des Schiebers 4.5 wird durch den Druck der : unter dem Kolben 46 im Zylinder 47 aufge- I speicherten Luft ungeachtet eines kleinen I Reibungskoeffizienten und reichlicher Schmierung der Gleitwände von 41, 42 und 45 verhindert.

Wird hingegen im Augenblick des Anhaltens der Welle 1 der Öldruck in 26 Null und daher auch in 39. 40, 43 und unter dem Rie- i gel 41 aufgehoben, so kann der Steuerschieber j entlang des Riegels 41 gleiten, ohne daß ein j Druck und daher auch eine beträchtliche Rei- bung sich dem entgegenstellen wurden. Die Schnelligkeit der Bewegung ist vom Quer- I schnitt des Kolbens 46 und vom Druck der in 47 aufgespeicherten Druckluft abhängig.

Das Öl zirkuliert also nicht, so daß dem- ! nach wesentliche Trägheitswirkungen nicht vorhanden sind, ausgenommen die Wirkung 1 etwa iener Strömung, die aus der Zusammen- < drückbarkeit des Öles, der Ausdehnung der Wandungen der das Öl führenden Leitungen ■ und den Verlusten durch Undichtigkeiten stammt. Eine geringe Voreilung kann bei der Aufhebung des Druckes und daher auch bei der Bewegung mittels der Regulierschraube 37 erzielt werden.

j Während des Rückkehrhubes ist ein Druck in dem Relais 39 nicht vorhanden, da die Pumpe 26 saugt; es wird hierdurch möglich,

■ in den Relais und in den Leitungen eine Ölfüllung durch Ventile oder Schieber analog der mit Bezug auf 28 beschriebenen Vorrichtung zu erzielen und damit Undichtigkeiten und eventuelle Verluste in den Leitungen auszugleichen. Es werden so viele Einspritzpumpen für Öl

: als nötig zwecks Bewegung der Steuerschieber für das Ansaugen, den Auspuff vorgesehen. Mittels der Regulierschraube 37 kann jede von diesen Pumpen mit der erforderlichen Voreilung arbeiten.

Die Steuerapparate werden bewegt, wenn die Welle 1 zwischen dem Ende eines Hubes und dem Beginn des nächsten festgelegt oder beinahe festgelegt ist. Hierdurch werden alle mechanischen Verbindungsorgane der Steuermechanismen überflüssig, und ihre Steuerung kann in jeder Lage der Welle 1 erfolgen, vorausgesetzt, daß diese praktisch stillsteht und in den zwischen den Kolben und den Zylinderboden befindlichen Fluida die gesamte in Form von lebendiger Kraft aufgespeicherte Arbeit wiedererstattet hat.

Um große Kolbengeschwindigkeiten verwenden zu können, müssen die Ansauge- und Auslaßquerschnitte der verschiedenen Zylinder sehr groß sein, damit die Unterdruck- und Überdruckwirkungen während der Saug-, Auspuff- und Druckhübe möglichst verringert werden.

Zu diesem Zweck ist der Zylinderdurchmesser gegen den Boden zu, wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist, vergrößert, so daß eine genügende und in bezug auf die Größe entsprechende Oberfläche erhalten wird.

Diese die Konstruktion erleichternde Vergrößerung wird leicht erhalten, indem auf den Zylinder 48 (Abb. 1 links") eine Büchse 49 heiß aufgezogen oder aufgeschraubt wird. Die no Büchse könnte auch mit dem Zylinder gegossen werden.

Die Wandungen bilden Saug- und Druckkammern und dienen als Spiegel für die Schieber. Diese Kammern können aus zwei halbzylindrischen Teilen bestehen, die zwecks Dichtung mit Rillen versehen sind. Sie werden über die, die heiß aufgezogenen Kolben tragende Welle gebracht, worauf die Zylinder über die Kolben geschoben werden. Das Ganze wird sodann durch Bolzen 51 verbolzt und mittels entsprechender Zwischenglieder

festgehalten. Weder die Bolzen 51 noch die Welle ι hindern die Schieberbewegungen, da die Schieber mit über ihre Hublänge sich erstreckenden Ausnehmungen versehen sind.
Um jede Berührung zwischen den Kolben und den Zylinderböden zu vermeiden, sind die Kolben mit Bunden 52 versehen, die mit leichtem Spiel in eine in dem Boden vorgesehene Ausnehmung 53 eintreten. Die in dieser Ausnehmung vorhandene Preßluft kann nur durch das zwischen Bund und Boden vorhandene Spiel entweichen, so daß eine pneumatische Bremsung erzielt wird. Die Schieber werden durch Druckluft bewegt und nur auf Zug beansprucht, da sie, wenn auf dieselbe ein Druck ausgeübt würde, infolge ihrer Länge und geringen Dicke sich biegen würden.

Überdies können .solche Schieber behufs

Erleichterung ihrer Bewegung und Erzielung des geringsten Gewichtes bei Wahrung einer gewissen Biegsamkeit aus einer dünnen Stahlscheibe o. dgl. bestehen. Um genügend große Öffnungen zu erzielen und eine Durchbiegung unter Druck während der Absperrung zu hindern, könnten die Schieber aus drei Scheiben bestehen, von welchen die beiden äußeren voll sind, während die dritte mittlere durchbrochen und weniger dick ist.

Überdies kann einer der Spiegel mit Löchern versehen sein, welche zum Entweichen der heißen eingeschlossenen Luft und zur Vermeidung jeder Ausbauchung dienen.

Um Festklemmen sowie Reibung zu vermeiden, werden die Schieber nur dann bewegt, wenn der auf ihre Spiegel wirkende Druck kleiner ist als der auf der entgegengesetzten Seite empfangene Druck. Dies ist für das Ansaugen und den Auspuff ausführbar, wenn die verlängerte Expansion verwendet und bis etwas unter den atmosphärischen Druck getrieben wird. Dies wird ausführlicher weiter unten behandelt.

Um die Schmierung zu verringern oder aufzuheben und in Anbetracht des Urnstandes, daß der Schieber auf seinen Spiegel nur durch eine schwache oder selbst negative Kraft gedrückt wird, wird die Vorrichtung gemäß Abb. 17 verwendet.

In den die Zylinderböden und die Schiebersoiegel bildenden Wandungen sind konische Aussparungen ς4 vorgesehen, die Luft oder ein Gas oder Öl usw. aufnehmen.

Diese komprimierte Luft oder Gas wird durch eine Düse 55 o. dgl. eingelassen.

Diese konischen Aussparungen werden ständig durch den Schieber abgesperrt, der sich gegen seinen Spiegel anlegt, so daß das darin enthaltene Fluidum nur durch das zwischen Schieber und Spiegel vorhandene Spiel hindurch entweichen kann.

Der Druck in der Aussparung 54 wird demnach jeden Augenblick entsprechend dem Spiel zwischen Schieber und Spiegel geändert. Ist der Motorzylinder in der Periode der Kornpression oder der Expansion, so ist dieses Spiel praktisch Null infolge des auf den Schieber ausgeübten Druckes. Aber am Ende des Expansionshubes, wenn die Expansion weit genug verlängert ist oder negativ wird, entfernt sich der Schieber ein wenig von seinem Spiegel infolge der Wirkung des aus den Aussparungen 54 herrührenden Fluidums, weil das Spiel zwischen Schieber und Spiegel größer wird und daher der Druck in der Aussparung 54 abnimmt, da die Düse 55 o. dgl. nicht genügend nachliefert. Um die Bewegung des Schiebers zu beschränken, wird der Schieber auf der entgegengesetzten Fläche in einigen Punkten durch ähnliche Aussparungen, deren Ausströmung ihn zurückdrückt, gehalten.

Der Schieber ist demnach in einem Schwingungszustand, wobei die Schwingungen eine sehr kleine Amplitude haben; er nimmt eine Art Gleichgewichtslage zwischen den durch die entgegengesetzten Aussparungen ausgeschleuderten Fluida ein. Er kann die Wandungen nicht berühren, ausgenommen den Fall, daß von außen ein:, itig eine genügende Kraft ausgeübt wird. ·

Aus diesem Grunde kann der Schieber auf seinem Spiegel im Augenblick seiner Bewegung nicht reiben. Zwecks Vermeidung aller Zufälligkeiten werden die genannten Aussparangen genügend groß gestaltet und der Druck genügend gehoben, um alle Kräfte, die den Schieber auf seinem Spiegel zum Haften bringen wollen, zu überwinden.

In solchem Falle könnte die Schmierung sehr verringert werden, indem die Schieber nur dann bewegt werden, wenn sie von ihrem Spiegel abgerückt sind oder nur wenig sich gegen ihn stützen, während sie in der restlichen Zeit festgelegt sind. Sie wirken demnach in gewisser Weise während dieser Zeit wie Ventile auf ihren Sitzen.

Die Bewegung des Auspuffschiebers 45 erfolgt in folgender Weise. Der Schieber gleitet auf dem Spiegel 56; er wird in der einen Riehtung durch den im Zylinder 47 arbeitenden Kolben 46 und in der entgegengesetzten Richtung durch den im Zylinder 58 arbeitenden Kolben 57 gesteuert.

Gemäß der Zeichnung ist der Zylinder 4 im Auspuffhub: er muß daher am Ende dieses Hubes abgesperrt werden.

Zu diesem Behufe wird er durch den in 26 erzeugten Druck verriegelt, der in 39 verstärkt und sodann durch die Leitung 40 zum Riegel 41 übertragen wird. Der Kolben 46 erhält in 47 durch den Kanal 59 den Druck des

Zylinders 6, der gerade komprimiert. Der für die entgegengesetzte Bewegung dienende Kolben 57 erhält in 58 den in 5 erzeugten Druck durch die Leitung 60. Zur gegebenen Zeit befindet sich der Zylinder 5 in der Periode der Kompression, der Zylinder 4 hingegen in der Periode der Expansion.

Die Druckluft tritt in 6 unter den Kolben 46; am Hubende verschwindet der Druck auf den Riegel 41, und der Schieber 45 wird mit einer Geschwindigkeit bewegt, die so groß ISt₃ als die Fläche des Kolbens 46 und der Druck in 47 es zulassen, wobei eine nach Belieben regelbare Voreilung mit Bezug auf die Schieberbewegung durch entsprechende Einstellung der Schraube 37 ermöglicht ist.

Eine Beschleunigung ist nicht zu befürchten, da der Schieber 45 während seines Hubes durch die im Zylinder 58 durch den Kolben 57 zusammengedrückte Luft (oder Gas) gebremst wird, welche Luft (oder Gas) nur durch die Leitung 60 entweichen kann, deren Querschnitt aber der großen Geschwindigkeit des Kolbens 57 nicht entspricht.
Es könnte übrigens ein Hilfskolben verwendet werden, analog einem Bremskolben einer später beschriebenen Pumpe für flüssigen Brennstoff.

Während des folgenden Wellenhubes, d. h. während des Saughubes des Zylinders 4' dehnt sich die unter dem Kolben 46 befindliche Druckluft in dem Zylinder 6 aus, in welchem der Expansionshub ausgeführt wird. Der Riegel 41 stellt den Schieber 45 nicht fest; dieser bleibt aber an Ort und Stelle, ohne daß Gegenkräfte auf ihn einwirken, und weil er durch den in der Aussparung 44 befindlichen Riegel 42 gesperrt ist. Der letztere empfängt von 61 den in 27 erzeugten und in dem Relais 62 verstärkten Druck.

Während der Kompression im Zylinder 4 sperrt der Riegel 41 den Schieber 45; aber dieser verbleibt am Hubende an Ort und Stelle, weil in dem Zylinder 6 der Auspuffhub vor sich geht und kein Druck durch die Rohrleitung 59 zu 47 für die Bewegung des Kolbens 46 geliefert wird. Während des Expansionshubes des Zylinders 4 ist der Schieber durch den Riegel 42 gesperrt. Die Luft aus dem in der Kompressionsperiode befindlichen Zylinder 5 geht durch die Leitung 60 nach 58 unter den Steuerkolben 57. Am Hubende, d.h. im Augenblick der Freigabe des Schiebers 45,' erfolgt seine Bewegung durch Zug zwecks Öffnung, ohne daß er durch einen Druck auf den entgegengesetzten Kolben 46 zurückgehalten wird, da dieser durch die Leitung 59 von dem im Saughub befindlichen Zylinder 6 Druck erhält.

Die Auslaßschieber der anderen Zylinder 5, 6, 7 wirken in ähnlicher Weise; die betreffenden Leitungen sind in der Zeichnung nicht ersichtlich gemacht.

Um ein Maximum der Wärmeleistung zu erhalten und die Abkühlung zu erleichtern, empfiehlt es sich, eine verlängerte Expansion einzuführen, die bis unterhalb des atmosphärischen Druckes gehen kann.

Die verlängerte Expansion wird erhalten, indem während eines Teils des Kompressionshubes der Saugschieber, statt ihn am Ende der Saugperiode zu schließen, offen gehalten wird. Es wird daher ein Teil der angesaugten Luft ausgetrieben, und die Kompression fängt erst bei Absperrung des Saugschiebers an.

Durch Vorrücken oder Verzögern dieses Moments wird es möglich, die verlängerte Expansion nach Belieben zu ändern.

Diese Betätigung ist in Abb. 1 beim Saugschieber 63 des Zylinders 7 angedeutet.

Um die Verriegelung dieses Schiebers 63 mit einer gewissen Verzögerung während des Kompressionshubes zu erzielen, benutzt man eine besonders einfach wirkende Pumpe 64.

Der Druck wird in dieser Pumpe nur während des Kompressionshubes (und Auspuffhubes) des Zylinders 7 durch Verschiebung des Kolbens 65 erzeugt, jedoch nicht während dieses ganzen Hubes beibehalten, weil die der Wellenachse parallele Außenwandung der Pumpe durch einen Schieher 66 gebildet ist, der in seiner Aussparung 67 gleitet (Abb. 2 und 3).

Dieser Schieber 66 ist hohl und ist auf der mit dem Kolben 65 in Berührung stehenden Fläche mit einem diagonalen Schlitz 68 ■ (Abb. 4) versehen, der in einen weiteren Schlitz 69 ausläuft. Durch diese Schlitze wird die Verbindung zwischen dem Hohlraum 70 entweder mit der Kammer 64 oder mit der Kammer 71 entprechend der Lage des Kolbens mit Bezug auf die Nut 68 hergestellt.

Durch Bewegung des Schiebers 66 in seiner Aussparung 67 mit Hilfe der Schraube 72 oder durch Einlaß von Öl in die Aussparung· auf die eine oder die andere Seite des Schiebers unter gleichzeitiger Entleerung des Öls auf der dem Einlaß entgegengesetzten Seite wird die Lage der Verbindungsstelle des Hohlraumes 70 mit den Kammern 64 oder 71 nach Belieben verändert.

Während des Kompressionshubes in der Kammer 64 herrscht Druck sowohl in dieser Kammer 64, als auch in dem Hohlraum 70 und wird durch die Leitung 73 zum Relais 74 übertragen und hierauf durch die Leitung 7 5 zu dem in der Aussparung 77 angeordneten Riegel 76 weiter geleitet. Daher ist der Saugschieber 63 in seiner Offenstellung zu Beginn des Kompressionshubes gesperrt. Aber die sich weiter verschiebende Welle führt den Kolben 65 aus dem Bereich der Nut 68, so

daß diese die Verbindung zwischen der Kammer 64, dem Hohlraum 70 und mit der Kammer 71 herstellt, die gerade saugt. Der Saugschieber 63 wird demnach von dem Riegel 76 S freigegeben, und zwar infolge des Aufhörens des Druckes in 64.

Der Schieber 76 wird in diesem Äugenblick durch die vorher unter den Kolben 78 eingelassene Druckluft in folgender Weise betätigt (Abb. 6):

Die in 79 unter den Kolben 78 eingelassene Druckluft wird mittels eines Hilfsschiebers 80 geregelt, der durch einen Kolben 81 bewegt wird und die in 82 anlangende Druckluft durch den Kanal 83 in die Kammer 79 leitet. Der Kanal 83 mündet in eine in der Saugschieberstange 63 vorgesehenen Nut 84 o. dgl. Der Kolben 81 des Hilfsschiebers 80 wird durch eine Ölpumpe bewegt, die jener für die Saugschieber verwendeten und bereits beschriebenen ähnlich ist und das Öl auf den nötigen Druck bringt. Mittels der schon erwähnten Stellschraube kann der Kanal genügend geschlossen werden, um eine gewisse Verzögerung in der Herstellung des Druckes in der Weise zu erzeugen, daß der Schieber 63 durch den Riegel 76 in dem Augenblick, wo die Druckluft in 79 eingelassen wird, schon gesperrt ist.

Es wird demnach in diesem Augenblick Luft unter den Kolben 78 eingelassen, worauf, sobald der Druck des Öles in 64 aufhört, der Schieber 63 bewegt wird. Sind die Nuten 84 am Kanal 83 vorbeigelangt, so erfolgt die Absperrung des Einlasses und am Hubende die Entleerung der Luft durch die Leitung 86.

Vor Ende des Kompressionshubes im Zylinder 7 und in Anbetracht der vollen Öffnung des Kanals der Ölpumpe, die zur Bewegung des Hilfsschiebers 80 dient, wird der letztere, da er in 85 keinen Druck mehr erhält, durch den in diesem Augenblick gegen die andere Seite des Kolbens 81 eingelassenen Druck zurückgeschoben.

Während des Expansionshubes des Zylinders 7 ist der Schieber 63 durch den Riegel 76 nicht gesperrt; da der Hüfsschieber 80 kein Drucköl in 85 erhält, so bleibt er geschlossen. Während des Auspuffhubes des Zylinders 7 i&t der Schieber 63 durch den Riegel 76 gesperrt und wird zu Beginn des Hubes, wie beim Kompressionshub, freigegeben.

Der Hüfsschieber 80 wird in gleicher Weise bewegt, aber ungeachtet dessen kann die Luft zu 79 nicht gelangen, da der Kanal 83 durch die Stange in Anbetracht des Umstandes, daß der Einlaßschieber 63 geschlossen ist, abgesperrt ist.

Am Ende dieses Auspuffhubes wird der Schieber 63 im umgekehrten Sinne zwecks Öffnens für das Ansaugen betätigt.

Zu diesem Zwecke wird der Schieber 63 in diesem Augenblick durch den Kolben 87 gesteuert (Abb. i, Mitte), dessen Zylinder 88 in einem Pumpengehäuse 89 sich verschiebt, dessen Riegel 90 in Aussparungen 91 arbeiten. In den letzteren wirkt ein Druck, der in einer Ölpumpe entwickelt ist, die der schon beschriebenen, zur Bewegung des Auspuffschie-, bers dienenden Ölpumpe gleich ist und einen Druck nur während des Auspuffhubes (und der Kompression) im Zylinder 7 ausübt.

Der Zylinder 88 erhält in 92 durch die Leitung 93 Luft vom Motorzylinder 6, der während des Auspuffhubes von 7 in der Periode der Kompression sich befindet. Am Ende des Auspuffhubes von 7 wird der Zylinder 88 von den Riegeln 90 freigegeben und nimmt bei seinem Hub den Steuerkolben 87 des Schiebers 63 mit pneumatischer Dämpfung mit.

Während des folgenden Hubes wird der Zylinder 88 durch einen ständig ausgeübten Druck oder mit Hilfe einer Verbindung mit dem in der Periode der Kompression befindlichen Zylinder 6, 7 'zurückgeschoben. Der ! vorerwähnte Druck wirkt in 94. Wird der , Schieber 63 behufs Schließens bewegt, so ' geht der Kolben 87 in seine Anfangslage zurück.

Diese verlängerte Expansion ist bei allen \ möglichen Ausführungsformen anwendbar.
Es ist zweckmäßig, diese verlängerte Expansion bis zum atmosphärischen Druck und selbst etwas darunter zu treiben, damit die Auspuffschieber während der Öffnung entlastet werden und hierdurch die Abnutzung vermindert wird.

Die Regelung der verlängerten Expansion kann auch selbsttätig erfolgen. Zweckmäßig wird die Einrichtung hierfür nach Abb. 7 getroffen.

Gemäß dieser Ausführungsform ist der Motorzylinder 7 durch die Leitung 95 mit dem doppelt wirkenden Zylinder 96 verbunden, in welchem ein auf der Kolbenstange 97 angeordj neter Kolben 98 arbeitet. Auf dieser Kolbenj stange 97 ist ein zweiter Kolben 99 angeordnet, , der in dem doppelt wirkenden Zylinder 100 : arbeitet. Der Zylinder 100 ist auf den beiden ■ Kolbenseiten mit dem Schieberkasten 67 des up

Schiebers 66 durch die Leitungen 101, 102 , verbunden.

Dieser Stromkreis ist stets mit öl gefüllt, das unter einem Druck steht, der größer ist als der atmosphärische Druck.

; Die Kolbenstange 97 bewegt sich entlang der Riegel 103 und 104.

Der Riegel 104 erhält dauernd Druck vom Motorzylinder 7 durch Vermittlung des den Druck verstärkenden Relais 105.

Am Ende der Kompression im Motorzylinder 7 kann die Stange 97 infolge der Verriege-

lung durch den Riegel 104 durch den in 106 wirkenden Druck nicht bewegt werden. Während des folgenden Expansionshubes ist die Stange 97 durch den Riegel 103 gesperrt. Dieser Riegel erhält Druck von einer Ölpumpe, die der für die Auspuffschieber verwendeten und bereits beschriebenen ähnlich ist. Der Druck wirkt auf den Riegel 103 nur während des Expansions- und Saughubes. ίο Es wird daher der Riegel 103 am Ende des Expansionshubes und mit geringer Voreilung freigegeben, und da der Druck in 104 nur der am Ende der Expansion vorhandene Druck ist, genügt er nicht zur Sperrung der Stange.

Diese ist demnach frei und dem Druck der Auspuffgase in 106 und einem nach Belieben regelbaren und entgegengesetzten Druck in 107 unterworfen, der dem atmosphärischen Druck gleich oder kleiner oder größer als dieser sein kann. Die Verschiebung der Stange 97 äußert sich demnach in den Räumen 67 (Abb. 3), indem sie eine Bewegung des Schiebers 66 bewirkt und auf diese Weise den Schluß des Saugschiebers von 7 beeinflußt.

Infolge der sehr hohen, der Welle bei Beginn der Expansion mitgeteilten Geschwindigkeiten ist die Zeit, während welcher die sehr heißen Gase mit den Wandungen in Berührung sind, sehr klein. Dies verbessert die Leistung, da die erzeugte Energie in Form von lebendiger Kraft der Welle aufgespeichert ist. Es müssen daher die Einspritzung und die Verbrennung so rasch als möglich erfolgen, bevor noch der Kolben einen wesentlichen Weg zurückgelegt hat.

Zu diesem Behufe wird das flüssige Brennmittel ("oder das Gas) durch zahlreiche in der Wandung der Kompressionskammer vorgesehene Bohrungen 108, die durch Kanäle nach Abb. 8 gespeist werden, eingespritzt.

Um einen möglichst geringen Verbrauch zu erhalten, ist es vorteilhaft, diesen Motor mit armem oder anderem geeigneten Gas zu speisen. In solchem Falle wird das Gas, zwecks Aufrechterhaltung hoher Kompressionen sowie der Einspritzung am Ende der Kompression, in einem besonderen, nicht dargestellten go Kompressor auf einen hohen Druck, zweckmäßig ohne Abkühlung, gebracht. Die Schieber und Zylinder der Kompressoren können stets gegen diese gesteigerte Kompressionstemperatur geschützt werden. Das Gas wird durch eine besondere Pumpe eingespritzt. Diese Pumpe 11 ist derart eingerichtet, daß sie Luft nach dem Gas einspritzt, um dieses aus den Leitungen zu vertreiben und seine Stelle einzunehmen und auf diese Weise un- j mittelbar die vollständige Verbrennung hervor- ! zurufen. 1

Diese behufs Vermeidung des durch die heißen Gase hervorgerufenen Einfresscns sorgfältig gekühlte Pumpe besteht im wesentlichen aus einer Reihe von Zylindern, in denen die auf einer Stängel 10 (Abb. 9) angeordneten Kolben sich bewegen. Auf der Stange 110 sind Nuten in und 112 eingearbeitet, die zur Verbindung der Zylinder mit der Außenluft dienen.

Diese Stange 110 wird nur während des Kompressionshubes (und des Auspuffs) des Motorzylinders, in welchem die Einspritzung erfolgen soll, mittels einer, den bereits beschriebenen Pumpen ähnlichen Ölpumpe festgehalten, die einen Verriegelungsblock 113 beeinflußt.

Die Luft gelangt durch die Leitung 116 aus dem Kompressionszylinder in die Kammer 115 und unter den Kolben 117. In gleicher Weise wird die Luft durch den Kanal 118 in den Zylinderraum 119 eingelassen.

Am Ende des Kompressionshubes des Motorzylinders hört der Druck auf den Riegel 113 auf, und der Kolben 117 bewegt die Pumpe mit einer Geschwindigkeit, die vom Querschnitt des Kolbens 117 und vom Kompressionsgrad im Motorzylinder abhängig ist. Während seines Hubes sperrt der Kolben 122 zunächst den Gaseinlaß 120 ab, komprimiert hierauf das Gas in 121, bis die Nuten in dem Kanal 123 gegenüberzuliegen kommen.

In diesem Augenblick wird das Gas in die Leitungen 109 entleert, in denen die Einsprit'zlöcher 198 gebohrt sind; bei weiterer Bewegung der Stange sperrt diese die Verbindung zwischen 121 und 123.

Bei Hubbeginn ist die Luftleitung 118 durch den Kolben 124 abgesperrt. Im Augenblick, wo die Verbindung zwischen 121 und 123 abgesperrt wurde, stellen die Nuten 112 die Verbindung zwischen 119 und 125 her, und die in 119 angehäufte und komprimierte Luft treibt das in 125 und 123 und den folgenden Leitungen enthaltene Gas bis zu den Einspritzlöchern und nimmt daselbst seinen Platz ein, um sich hierauf mit. dem Rest der Ladung im Zylinder auszudehnen.

Die Entzündung wird zu Beginn der Einspritzung in dem Augenblick erzeugt, wo das durch die Pumpe gelieferte Gas mit der in den Einspritzleitungen enthaltenen Luft in Berührung kommt, und ebenso, wenn hierauf die Luft über das Gas in den gleichen Leitungen 123 und 125 am Ende der Einspritzung streicht. Es ist nicht zu befürchten, daß die Entzündung sehr beeinträchtigt wird, die Mischung nicht in gehörigem Ausmaße erfolgt und die Druckerhöhung, die hieraus resultieren kann, durch den Überdruck in der Einspritzpumpe überwunden wird, deren KoI-

ben beliebig groß sein kann, so daß er eine beinahe augenblickliche Einspritzung hervorruft. Die Bremsung der Pumpenstange wird durch die Kompression der in den Zylindern 119 und 121 enthaltenen Luft und des Gases bewirkt, die gegen das Hubende vollständig abgesperrt werden usnd die Pumpenstange über einer Lage von komprimierter Luft oder komprimiertem Gas zurückhalten. Diese Lage unterstützt später die Aufwärtsbewegung der Stange während der Expansionsperiode des Motorzylinders, weil der Riegel 113 während dieses Rückganges nicht unter Druck steht.

Die Wirkungsweise dieses Motors bei Betrieb mit außen komprimiertem Gas geht ohne wesentliche Kraftverluste vor sich, da das Gas adiabatisch komprimiert und ohne wesentlichen Wärmeverlust eingespritzt wird, und anderseits die zur Bewegung des Kolbens 117 verwendete komprimierte Luft sich im Zylinder mit dem Rest der Ladung ausdehnt. Diese Pumpenanordnung gestattet eine beliebig hohe Einspritzgeschwindigkeit, ohne daß die bei Ventilen auftauchenden Trägheits-Wirkungen zu befürchten wären.

Die Regelung der eingespritzten Brennstoffmenge erfolgt, indem der Pumpenhub mittels des Kolbens 126 o. dgl. geregelt wird, der im Zylinder 127 sich verschiebt und mittels einer Schraube 128, Rad, Hebel o. dgl. bewegt wird. Die Pumpenstange gleitet im Innern, ohne daß ihr Ende mit dem Boden der Bohrung infolge des Kanals 129 in Berührung kommt, der von einem gewissen Punkt seines Hubes an abgesperrt ist.

Diese Regelung kann auch selbsttätig erfolgen und von der Arbeit des Motorkompressors, wie in Abb. 9 angedeutet, abhängig sein.

Jeder Hub des Kompressors 14, 15 von derselben Richtung drückt die Luft in einen besonderen Behälter 130, 131, bevor sie in den Hauptbehälter 132 gelangt.

Je nachdem der Druck in diesen ersten Behältern 130, 131 mit Bezug auf den Druck des Behälters" 132 fHauptbehälter) steigt oder fällt, bewegt der Kolben 133, der auf der einen Seite in 134 den Druck des Hauptbehälters und auf der andern Seite in 135 den Druck des Behälters 131 erhält, mittels irgendwelcher Verbindungsglieder die Schraube 128 für die Brennstoffregelung. Dasselbe ist bei dem anderen Motorkompressor der Fall.
Um einen möglichst regelmäßigen Gang zu erzielen und alle Zufälle zu vermeiden, ist es zweckmäßig, eine zusätzliche Brennstoffeinspritzung vorzusehen, die nur dann erfolgen kann, wenn die Kompression im Motorzylin-. der infolge eines abnormalen Widerstandes

6ü unterhalb des normalen Wertes während eines Hubes bleibt,

Zu diesem Zwecke ist eine besondere zusätzliche Pumpe (Abb. 10) angeschlossen, die das Gas oder den flüssigen Brennstoff mit der Hauptpumpe in die Leitungen drückt.

Dieselbe ist während aller Hübe durch

einen Riegel 136 verriegelt, der das durch

! eine den bereits beschriebenen Pumpen ähn- ! liehe Pumpe erzeugte Drucköl erhält, dessen j Druck durch ein Relais verstärkt worden ist.

Des weiteren ist diese Pumpe durch einen : Riegel 137 gesperrt, der Drucköl von einem Relais 138 erhält. In diesem Relais wird der ursprüngliche Druck durch einen Plungerkolben 139 erzeugt, der durch einen im Zylinder 141 sich bewegenden Kolben 140 bewegt ; wird. Der Kolben 140 erhält in 142 den , Druck des Motorzylinders und anderseits in ' 143 einen konstanten Druck, der derart bestimmt ist, daß infolge einer ungenügenden '. Kompression im 'Mo torzylinder der Plunger ; 139 nicht imstande ist, Druck im Relais ; 138 zu erzeugen, so daß der Riegel 137 die ; Pumpe am Ende des Kompressionshubes ι nicht sperren kann. Da der Riegel 136 gleich-, falls am Hubende freigegeben ist, so wird die Pumpe bewegt, während, wenn der Druck des Motorzylinders höher als der verlangte Druck ist, der Plunger 139 einen Druck erzeugt, welcher die Pumpe durch den Riegel 137 ungeachtet der Freigabe des Riegels 136 sperrt. Die Aufwärtsbewegung der Pumpenstange erfolgt infolge eines ständigen Druckes in 143 oder mittels einer Feder unter Sicherung einer gewissen Voreilung der Freigabe des Riegels 136 durch die Regulierschraube j gegen das Ende des Expansions- und Saug- ! hubes.

Es empfiehlt sich bei sehr armem Gas, die Luft und das Gas vor Einführung in den : Motorzylinder zu mischen.

Eine vorzeitige Zuendung ist infolge der verhältnismäßig niedrigen, durch die verlängerte Expansion bewirkten Temperatur nicht ■ zu befürchten.

j Die Mischung ist sehr verdünnt, um die Kompression auf jenen Wert zu bringen, der für eine gute thermische Leistung erforderlich ist.

Am Ende des Kompressionshubes wird eine geringe Menge reinen Gases oder flüssigen Brennstoffs mittels der beschriebenen Verfahren eingespritzt, wodurch, die Entzündung der restlichen Ladung erfolgt.

Insbesondere im Falle vorhergehender Mischung wird von der zusätzlichen Einspritzpumpe Gebrauch gemacht.

Es könnte vorkommen, daß die Kompressionstemperatur jene der spontanen Entzündung des gasigen Gemisches übersteigt.

In solchem Falle bremst die durch plötzliche Verbrennung sich ergebende plötzliche

IO

Druckerhöhung sehr rasch die bewegliche Masse. Die lebendige Kraft derselben wird durch eine Überkompression des explodierten Gemenges absorbiert. Diese Arbeit wird in der Folge während des Expansionshubes wiedererstattet und die Leistung nicht wesentlich beeinflußt.

Die Steuerapparate wirken nur, wenn die Welle unbeweglich ist.

ίο Wird der Motor mit flüssigem Brennstoff betrieben, so wird die Einspritzpumpe etwas abgeändert.

Die Einführung der zur Vertreibung dienenden Luft fällt weg: die Flüssigkeit bleibt in den Leitungen und bewirkt bei jeder Einspritzung den Austritt der erforderlichen Menge. Diese Pumpe ist in der Abb. n dargestellt. Sie wirkt wie eine Gaspumpe, aber ohne die zur Vertreibung von Gas und Luft dienenden Zylinder und Leitungen. Die Flüssigkeit gelangt in die Leitung 149, füllt den Zylinder 150, der durch die Leitung 151 mit dem Zylinder 152 verbunden ist. Dessen Kolben 153 erhält in 154 einen Druck, der beliebig hoch sein kann und gleich bzw. höher ist als der ; Druck der Einspritzung (mittels Druckluft).

Drückt der Kolben 155 die Flüssigkeit unter Absperrung des Einlasses 149, so wird der i Kolben 153 zurückgedrängt, bis die Nuten 156 die Verbindung zwischen 150 und 157 hergestellt haben.

Während die Stange der Pumpe 158 ihren Hub fortsetzt, drückt der Kolben 153 den ^; Brennstoff unter Wirkung des Druckes in 154, worauf die Pumpenstange nahe am Hubende ■ durch allmähliche Absperrung der Kanäle 151 und der Nuten 156 durch den Kolben 155 1 und die Stange 158 gebremst wird. \

Überdies wird sie durch Kompression der ■ Luft im Zylinder 159 durch den Kolben 160 zurückgehalten, welche Anordnung einen I Dämpfer bildet und auch dem Rückgang der Pumpenstange förderlich ist.

Während des Rückganges der Pumpen- : stange saugt dieselbe zuerst in 157 an, geht hierauf nach Absperrung von 157 leer, bis die Saugöffnung 149 abgedeckt ist.

Die Einspritzgeschwindigkeiten können beliebig groß sein.

Die Ingangsetzung dieses Kompressor·, mit Viertaktmotor erfolgt mittels Druckluft in folgender Weise unter Zuhilfenahme des Hahn? ^ nach Abb. 14 und 15.

In diesem Hahn, welcher zwecks Aus- [ gleiches der Druckkräfte und Verminderung I des zu seiner Bewegung dienenden Kraftauf- ' wandes entsprechend ausgeglichen ist, gelangt die Druckluft in 198 in das Innere des Kückens 199. Hier wird sie in Kanäle 1, 1, 1 | verteilt, die in dem Körper 200 mit Hilfe der Leitungen 201, 202 vorgesehen sind, wobei I , die Leitungen 202 um i8o^ö mit Bezug auf die Leitung 201 versetzt sind.

Die in den in die Kanäle 1, 1, 1, mündenden Leitungen enthaltene Luft wird durch die Auslaßkanäle 203 entleert.

Die Kanäle sind derart angeordnet, daß die Ingangsetzung bei einer halben Umdrehung des Kückens 199 erfolgt.

Vor der Bewegung des Hahnes wird die

! Druckluft in konische Ausnehmungen 189 und

. 195 (Abb. 12 und 13) geleitet zwecks Entfernung der Segmente von den Wandungen, Zentrierung der Welle und Vermeidung von Segmentreibung, da hierdurch die Rillen 193 beschädigt werden könnten. Sodann wird der Hahn gesteuert.

1. Alle Schieber der Motorzylinder und Kompressorzylinder erhalten Druckluft unter die Kolben, welche zur Einstellung in die geöffnete Lage dienen.

Die Verteilung ist genügend reichlich, um dem Entweichen durch die Kanäle wie 59, 60, usw. zu begegnen.

Hierauf wird der Einlaß geschlossen und 8g die Luft durch Kanäle 203 entleert.

2. Die komprimierte Luft wird zum Kolben 204 zugelassen, der sich in einem Pumpenkörper (Abb. 3) verschiebt, und die Welle 1 wird am Hub ende in die Endlage der Kornpressionsperiode oder Auspuffperiode des Zylinders 4 geschoben und hierauf die Luft aus 204 entleert.

3. Komprimierte Luft wird unter die Kolben der Motorzylinder eingelassen, um dieselben in ihre normale Lage zu bringen, sobald der Zylinder 4 im Beginn der Expansion sich befindet, worauf dieser Lufteinlaß wieder geschlossen wird.

4. Die komprimierte Luft wird in 'den Ölbehälter 205 unter den Teil 206 (Abb. 12) eingelassen, welcher einen den schon beschriebenen Riegeln ähnlichen Riegel bildet und sich der Form des Zylinders anschließt, von dem er während des Laufes durch Fedem 207 entfernt gehalten wird.

5. Der in 205 anlangende Druck kann mittels eines Relais verstärkt werden, und der auf 206 ausgeübte Druck genügt, um die Welle festzulegen, ungeachtet des Druckes der un- no mittelbar nachher in deh Zylinder 4 eingelassenen Druckluft.

Sodann wird, wenn der Druck im Zylinder 4 dem Druck im Verteilungsbehälter gleich wird, die Luft abgesperrt und in 205 entleert, n₅ worauf sie gegen den Zylinder 4 abgeschlossen wird, während die vom Riegel 206 freigegebene Welle ι angeht und die Kompression in dem Zylinder 5 bewirkt.

Die Gaspumpen sowie die anderen Vorrich- _12Q tungen werden von ihrem Sammler und einem Behälter für Druckgas, der zwischen dem Gas-

kompressor und den Pumpen angeordnet ist, gespeist.

Die Schieber der Kompressoren bleiben offen.

Der Motorkompressor für Zweitakt ist gemäß der in Abb. 19 dargestellten Ausführungsform wie folgt eingerichtet:

Die Hohlwelle 208, die die Motor- und Kompressorkolben sowie andere Organe trägt, verschiebt sich im Innern des festen Gestelles. Die Treibkraft wird in zwei Motorzylindern 20g, 210 erzeugt, die durch einen doppeltwirkenden Zylinder 211, 212 voneinander getrennt sind; der Kolben 213 dieses Zylinders dient zur Kompression der zum Ausspulen der Abgase der Zylinder 209, 210 bestimmten Luft.

Zwischen den Kammern 209 und 211 einerseits und den Kammern 210, 212 anderseits wird die Verbindung durch Kanäle 214, 215 der Hohlwelle hergestellt. Diese ist zu diesem Zweck mit Zwischenwänden versehen, die als Widerlager dienen und Kammern 216, 217 bilden. Diese Wände könnten auch die Verbindung der einen und der andern Seite der hohlen Welle herstellen, wenn sie von Kühlluft durchströmt werden soll.

Die komprimierte Luft in 211 und 216 kann nicht entweichen, außer, wenn die Kanäle 214 am Boden 218 des Zylinders vorbeigegangen sind. Dies ist der Fall, wenn der Kolben 219 die Auspuffkanäle 220 bereits abgedeckt hat. Ein Druck der verbrannten Gase im Innern der Kammern 216 und 211 ist demnach unmöglich.

Um jede überflüssige Kompression zu vermeiden, soll die Kompression in der Kammer 211 erst beginnen, wenn die Kanäle 214 abgedeckt oder im Begriff sind, abgedeckt zu werden, d.h.- im letzteren Falle mit geringer Voreilung.

Zu diesem Behufe ist der Durchmesser des von dem Kolben 211 bestrichenen Zylinders so groß gewählt, daß das erzeugte Volumen von dem Augenblick an, wo die Kanäle 214 abgedeckt sind, mindestens genügt, um die Vertreibung der Abgase des Zylinders 209 zu bewirken.

Die Ausspülung wird demnach bei jeder Geschwindigkeit der Welle erfolgen. Dementsprechend ist der Zylinder 211, 212 mit Kanälen 221 versehen, welche zugleich zum Saugen und zum Ableiten des Luftüberschusses dienen. Erst von dem Augenblick an, wo sie abgesperrt sind, beginnt das Ausspülen der Abgase.

Das Verfahren könnte durch Einspritzung von komprimierter oder durch Rohre eingeführter Luft in die Luftkammer ersetzt werden, welche die Zylinder 211, 212 bilden. Die gesamte verfügbare Arbeit wird von - dem doppelt wirkenden Kompressor 222, 223, der dem für den Viertaktmotor beschriebenen Kompressor ähnlich gestaltet ist, aufgenommen.

Die Welle trägt ferner einen Kolben 224 einer doppelt wirkenden ölpumpe 225, 226, die zur Steuerung der Verriegelungsorgane der Pumpen oder Einspritzapparate und Schieber dient. Sie ist der schon beschriebenen Pumpe ähnlich. Die Steuerungsorgane sind in der Zeichnung nicht ersichtlich gemacht.

In diesen Zweitaktmotoren mit im allgemeinen kleinem Hub und sehr großer Geschwindigkeit erfolgt die Einspritzung des schweren Öls oder flüssigen Brennstoffs wie bei dem schon beschriebenen Viertaktmotor. Es ist jedoch nötig, das Gaseinspritzverfahren zu ändern, insbesondere wenn das Gas kalorienarm ist und aus diesem Grunde ein großes Volumen einnimmt.

In solchem Falle wird das Gas in dem doppelt wirkenden Kompressor 227, 228 auf einen Druck komprimiert, der dem größten in dem Motorzylinder im Augenblicke der Einspritzung entwickelbaren Druck überlegen ist. Das Gas wird in die Gaskammern 229 eingelassen. Der Einlaß in den Motorzylinder erfolgt unter Zuhilfenahme des Schiebers 230, der sich mit leichtem Spiel zwischen den Wandüngen des Bodens des Motorzylinders und der Gaskammer verschiebt. Die Steuerung dieses Schiebers erfolgt durch Steuerkolben 231, 232, die durch aus dem Motorzylinder durch die Kanäle 233 unter diese Kolben gelangende Luft bewegt werden.

Dieser Schieber ist auf beiden Seiten durch Riegel 234, 235 verriegelt, welche unter Druck der Ölpumpen 226 bzw. 225 stehen.

Am Ende des Hubes ist der Schieber frei und wird bewegt. Zu Beginn seines Hubes deckt er die Kanäle 2^7, 238 ab, sperrt sie bei Fortsetzung seines Hubes aufs neue und verharrt in dieser Lage.

Am. Ende des folgenden Hubes der Welle 208 wird dieser Schieber im umgekehrten Sinne bewegt und erzeugt gleicherweise Einspritzung.

Dies ist umso wichtiger, je langsamer der Schieber bewegt wird. Diese Schiebergeschwindigkeit, und daher das eingeführte Volumen, kann mittels des Riegels 230 geregelt werden, der einen regelbaren Druck erhält und als Bremse dient.

Diese wechselweise Bewegung des Schiebers an jedem Ende des Kompressionshubes erfolgt deshalb, weil die durch Kanäle, wie 233, unter die Kolben 231, 232 eingelassene Druckluft nur unter Vermittelung von Nuten 240, 241 einströmen kann. Diese Nuten sind in der Schieberstange vorgesehen. Hierdurch gelangt, wenn ein Steuerkolben eine der

Motorwelle möglichst nahe Stellung einnimmt, die Druckluft nur unter den Kolben 231, aber nicht unter den Steuerkolben 232, weil der Einlaßkanal durch die Stange des Kolbens 232 abgesperrt ist, bis die Betätigung erfolgt. Unmittelbar nach dieser Bremsung wird der Schieber aufs neue verriegelt.

Dieselbe Einspritzung kann für flüssige Brennstoffe verwendet werden, wobei diese unter genügendem Druck bis zu den Einspritzkanälen gedrückt und. in die letzteren durch einen Schieber eingelassen werden, der ähnlich dem für die Gaszuführung verwendeten Schieber ist. Es wird hierdurch die Oberfläche der Riegel vermindert und auch der Druck, der auf sie ausgeübt werden muß, da ein geringer Kraftaufwand zu ihrer Bewegung nötig ist.

Die verlängerte Expansion kann in gleicher Weise wie beim Viertaktmotor verwendet werden.

Der sogenannte Expansionsschieber 242,

der dazu bestimmt ist, während eines Teiles des Kompressionshubes offen zu bleiben, wird vorteilhaft in einem gewissen Abstande vom Boden des Zylinders angeordnet. Dadurch wird er vor der Einwirkung der sehr heißen Gase geschützt. Das Expansionsverhältnis wird hierdurch konstant erhalten.

Der Schieber 242 wird von den Kolben 243, 244 gesteuert. Diese bewegen sich in Zylindern, die durch die Kanäle 245, 246 mit den Zylindern 209 und 21 ο verbunden sind. Während des Kompressionshubes bleibt der Schieber offen, bis die Kanäle 247 am Kolben vorbei bzw. bis der Kolben an den Kanälen 247 vorbeigelangt ist. In diesem Augenblick beginnt die Kompression, und ihr Druck drückt durch den Kanal 246 auf den Kolben 244 und schließt den,Schieber. Während des folgenden Hubes tritt im Zylinder 210 die Kompression ein, und ihr Druck bewirkt durch die Leitung 245 und den Kolben 243 das Schließen des Schiebers.

Die Abstände der verschiedenen Kanäle und Schieber sind derart gewählt, daß die Kompression des einen Zylinders in dem Augenblick beginnt, wenn der andere Zylinder die Gase entweichen läßt oder im Begriffe ist, dies zu tun.

Die Abb. 16 zeigt eine für den Viertaktmotor bestimmte Vorrichtung· zum Schließen der Saug- und Drucköffnungen. Hierzu dient eine Absperrplatte 275, die sich abwechselnd gegen die Flächen 276 und 277 legt, wobei die Fläche 277 die Wand des vergrößerten Zylinderbodens und die Wand 276 eine Anhaltewand der beweglichen Platte 25 bildet. Die Platte 275 wird durch die Stangen 278 gestützt und.geführt. Diese Stangen sind so leicht als möglich. Gemäß Abb. 18 gleiten j sie in entsprechenden Aussparungen.

Sie werden zur richtigen Zeit und in der erforderlichen Stellung durch den Riegel 279 gesperrt, der Druck von einer, den für die ' Schieber des Viertaktmotors beschriebenen Ölj pumpen ähnliche Ölpumpe erhält.

Die verschiedenen Bewegungen dieser Absperrplatte für die Ansaugung sind folgende:

j" Ansaughub.

\ i.Hälfte: C ff en infolge Trägheit.

2. Hälfte: Geschlossen durch Trägheit vor Hubende (praktisch nach Hubmitte). Dieser vorzeitige Schluß ermöglicht die verlängerte Expansion.

j Kompressionshub.

i i. Hälfte: Geschlossen durch Trägheit,

I gesperrt durch den Riegel 279. i 2. Hälfte: Durch den Riegel geschlossen

i gehalten und herauf durch die Kompression

■ im Zylinder geschlossen gehalten ungeachtet

ι der Trägheit, die die Platte zu öffnen sucht.

ι Expansionshub.

j ι. Hälfte: Durch den Zylinderdruck geschlossen gehalten ungeachtet der Trägheit, die sie zu öffnen sucht. go

! 2. Hälfte: Geschlossen durch Trägheit i und den restlichen Expansionsdruck.

Auspuff hub.

1. Hälfte: Geschlossen durch Trägheit und gesperrt durch den Riegel.

2. Hälfte: Geschlossen gehalten durch den Riegel ungeachtet der Trägheit, die sie zu

I öffnen sucht.

j Am Hubende ist der Riegel frei und die

i Platte durch Trägheit geöffnet.

^! Die Auspuffplatten 280 werden in einer un-

■ gefahr gleichen Weise betätigt. Sie werden auf der vergrößerten Seite der Kompressionskammer des Motorzylinders und gegenüber den Ansaugeplatten angeordnet.

Die Betätigung ist schematisch in Abb. 19 angedeutet.

Die Platte 280 legt sich abwechselnd gegen die Seiten 281 und 282.

Sie wird unter Vermittlung einer Stange 283 abgestützt und geführt, die in entsprechenden Aussparungen gleitet.

Die Aussparung 284 befindet sich in ständiger Verbindung mit dem Motorzylinder, der sich in Kompression befindet, wenn der Zylinder der Platte 280 saugt. Sie wird rechtzeitig in der gewünschten Lage durch Riegel 285, 286 gesperrt, die durch eine Ölpumpe bewegt werden. Diese Riegel sperren sie während aller Hübe in der verlangten Stellung, wie dies für die Ansaugeplatte 275 ausgeführt wurde.

Claims (24)

Die verschiedenen Bewegungen dieser Drosselplatte 280 sind die folgenden: Ansaugehub.

1. Hälfte: Geschlossen durch Trägheit.

2. Hälfte: Geschlossen gehalten ungeachtet der Trägheit durch den Riegel und auch durch Druckluft aus dem in der Kompressionsperiode befindlichen Zylinder. Die Druckluft gelangt in die Aussparung 284 und wirkt auf die Stange 283.

Kompressionshub,
i. Hälfte: Geschlossen gehalten trotz

Trägheit durch den Riegel und den Kompressionsdruck in dem Zylinder, welcher expandiert und in 284 auf die Stange 283 einwirkt. 2. Hälfte: Geschlossen gehalten durch Trägheit am Hubende.

Expansionshub.

1. Hälfte: Geschlossen durch Trägheit.

2. Hälfte: Geschlossen gehalten durch den Riegel ungeachtet der Trägheit, aber am Hübende freigegeben.

Auspuffhub.

I. Hälfte: Öffnung durch Trägheit.
2. Hälfte: Offen gehalten durch die Riegel ungeachtet der Trägheit, aber am Hubende Sperrung durch Trägheit.

Infolge der annähernd in der Hubmitte erfolgenden Drosselung des Saugens stellt sich während der zweiten Hälfte des Saughubes eine adiabatische Expansion ein, die bis unter dem atmosphärischen Druck sinkt.

In der Abb. 15 sind die Zylinder endweise

angeordnet, wodurch es möglich wird, die Kolbenflächen zu vergrößern und die Welle ständig auf Druck und das Gestell auf Zug beanspruchen zu lassen.

Die Zylinder 287 und 288 arbeiten gleichzeitig. Der Kolben 289 schiebt die Welle und *5 der Kolben 290 zieht sie.

Während des folgenden Hubes arbeiten die Zylinder 291 und 292 gleichzeitig. Der Kolben 289 zieht die Welle und der Kolben 290 schiebt sie.

In den beiden Fällen arbeitet die Welle demnach auf Druck.

Sind hohe Kompressionen in mehreren Staffeln beabsichtigt und soll eine beträchtliche Wellenlänge vermieden werden, kann man mehrere Kompressoren vorsehen, die ähnlich wie die Ölpumpen gruppiert werden, wobei man Vorkehrung trifft, daß die Oberflächen mit Bezug auf die Druckkräfte ausgeglichen werden, damit die Resultierende durch die Wellenachse gehe.

Diese Zylinder können gleicherweise an den Enden über die Kolben 289, 290 angeordnet sein.

Die Ingangsetzung erfolgt gleichfalls durch einen Drucklufthahn- ähnlich dem für den Viertakt verwendeten, aber mit einigen Abweichungen in den Kanälen.

Pate nt-A ν Sprüche:

1. Motorkompressor, dessen Verdichtungszylinder in einer Achse mit dem Gaszylinder liegt, wobei die Steuerung durch Druckluft erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamten Steuerungsvorgänge, wie Einspritzung, Ansaugen, Drücken, nicht von der Lage der Welle mit Bezug auf die Zylinder, sondern von der Geschwindigkeit oder der Ruhelage der Welle abhängen, wobei die Welle nicht mit irgend- 8ü welchen Teilen mechanisch verbunden ist und die gesamte Kraft von dem Kompressor aufgenommen wird.

2. Motorkompressor nach Anspruch 1, dessen Steuerung durch Drückluft erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einlassens der komprimierten Luft oder Gas zu den die Steuerungsorgane bewegenden Kolben bzw. Zylindern die Steuerungsorgane bis zum Augenblicke der Be- g₀ wegung festgelegt sind.

3. Motorkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Steuerorgane mittels gegen dieselben, gegebenenfalls unter hohem Druck, gepreßter Riegel erfolgt, so daß die Steuerorgane durch Reibung der Riegel bis zum Augenblick der Bewegung festgelegt sind.

4. Motorkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Riegel mittels Ölpumpen erzeugt wird, deren Antrieb von der Welle erfolgt und nicht von ihrer Lage, sondern von der Wellengeschwindigkeit oder von ihrer _lo5 Ruhestellung abhängig ist, wobei der Ölpumpendruck während der Bewegung entwickelt und auf einen hohen Wert gebracht werden kann und während des Stillstandes aufhört.

5. Motorkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mittels Relais nach Art der hydraulischen Pressen verstärkbar ist.

6. Motorkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Anfangsdrucks der Ölpumpe mittels des von den als Schieber ausgebildeten" Steuerorganen geregelten Ansaugens bzw. Drückens erfolgt.

7. Motorkompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die

Schieber steuernden Kolben auf der einen Seite Öldruck und auf der andern Seite einen veränderlichen Druck erhalten, so daß der Druck während der Bewegung gleich gehalten werden kann, weil der Schieber die Größe der Öffnung entsprechend der Druckänderung regelt bzw. die Öffnung mehr oder weniger öffnet, entsprechend der Zunahme oder Abnahme ίο des Druckes.

8. Motorkompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Ölpumpe unabhängig von der Welle mittels einer einen Pumpenauslaß absperrenden stellbaren Schraube regelbar ist, derart, daß der Druck in der Pumpe aufgehoben wird, während die Welle sich noch in Bewegung befindet, zum Zwecke, eine veränderliche Voreilung der Steuerorgane zu erzielen.

9. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung gegen die Schieber zunimmt, so daß die Saug- und Auspuff schieb er in dem erweiterten Zylinderteil untergebracht werden können und diese Erweiterung zur Bildung der Kompressionskammer dient.

10. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugen und der Auspuff durch Drosselschieber geregelt werden.

11. Motorkompressor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselschieber aus drei Metallplatten bestehen, deren mittlere durchbrochen ist und die durch Verschweißung miteinander vereinigt sind, zum Zwecke, leichte und feste Schieber zu erhalten.

12. Schieber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber bei seiner Bewegung durch in seinen Steuerzylinder eingelassene komprimierte Luft oder komprimiertes Gas nur auf Zug beansprucht wird.

13. Motorkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schieber steuernden Zylinder von den in der Kompressionsperiode befindlichen Motorzylindern Druckluft oder Druckgas behufs Bewegung der Schieber am Ende des Kompressionshubes erhalten.

14. Motorkompressor nach Anspruch 1 o, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber ohne Schmierung der Druckluft (oder Druckgas) bewegt werden, welche den beiden Schieberseiten mittels konischer Aussparungen zugeführt wird, die von einer Düse Druckluft erhalten und diese nur durch das zwischen dem Schieber und seiner Gleitfläche befindliche Spiel entweichen lassen, so daß der Schieber zwischen einander gegenüberliegenden Druckluftschichten gleitet, deren Druck genügt, um eine vollständige Drosselung der Aussparung und daher den Kontakt zu verhindern.

15. Motorkompressor nach Anspruch ιό, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schieber mittels einer Stellschraube der zur Sperrung der Schieber dienenden Ölpumpe eine y₀ Voreilung erteilt werden kann.

16. Motorkompresscr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß -die Schieber am Ende ihres Hubes durch Kompression von Luft oder Gas gebremst werden.

17. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion in den Motorzylindern verlängert wird, indem Luft während der ganzen Ansaugezeit eingelassen und der Ansaugeschieber bis an das Ende des Ansaugens während eines Teiles des Kompressionshubes geöffnet bleibt.

18. Motorkompressor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion regelbar verlängert wird.

19. Mo'orkompresscr nach Anspruch i8, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerte Expansion in Abhängigkeit von dem atmosphärischen Druck selbsttätig geregelt go wird.

20. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff am Ende des Kompressionshubes selbsttätig eingespritzt wird.

21. Motorkompressor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die eingespritzte Brennstoffmenge selbsttätig regelbar ist.

22. Motorkompressor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Brennstoffeinspritzung erfolgt, wenn die Kompression ungenügend ist.

23. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit einer armen Gasmischung betrieben wird, deren Einführung vor der Kompression zwecks Verminderung der nach der Kompression einzuspritzenden Gasmenge erfolgt. no

24. Motorkompressor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff durch eine besondere ventil- und schieberlose Pumpe_ eingespritzt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.