DE667104C - Verfahren zum Regeln von Treibgas, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Antriebsmaschinen von Kraftfahrzeugen mit verschiedenen Treibstoffen, z. B. Benzin, Gas, Luft, Dampf, Kohle usw., zu versehen, die in besonderen Behältern, z. B. Gasspeichern, aufbewahrt werden können. Solche Gasspeicher werden allgemein durch Gaszuführung aus der Verbrennungsmaschine zur Druckerhöhung des Gases verwendet, wenn auch nur mit geringem Erfolge; dagegen erhöhen sie die Gestehungskosten erheblich. Die in den Verbrennungsmaschinen enthaltene Arbeitsmenge wird an eine Kurbel- oder Turbinenwelle abgegeben und durch mit dieser verbundene bewegliche Maschinenteile zu den der Fortbewegung des Fahrzeuges dienenden Teilen, z. B. !,aufrollen, Propeller oder Schrauben, geleitet. Die zur Nutzbarmachung dieser Arbeitsmengen erforderlichen Maschinen weisen bei den bekannten Triebwerken, z. B. den mit mehrzylindrigen Motoren ausgerüsteten, eine große Anzahl teurer, stark beanspruchter und dem Verschleiß unterworfener Teile auf. Dasselbe gilt für deren Ersatzteile. Dadurch werden die Herstellungs- und Unterhaltungskosten hoch; die Betriebssicherheit leidet. Dies gilt besonders für die Weiterleitung der im Gaserzeuger gewonnenen Arbeitsmenge durch Motorkupplungen, biegsame Kupplungen, Wellen, Steuerungsteile, Ausgleichgetriebe, Stufengetriebe und den stark belasteten und schnell verschleißenden Zahnrädern. Stufengetriebe zwecks Herabsetzung der Umdrehungszahlen der die Arbeit übertragenden Maschinenteile sind bei den bisher bekannten Triebwerken stets vorhanden. Geschwindigkeitsveränderungen und damit verbundene Gasdruckerhöhungen sind weder durch Hinzunahme des Gasspeichers noch durch Vergrößerung der Treibstoffzufuhr zum Gaserzeuger in einer den Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge genügenden Größe zu erreichen. Durch die Gestehungskosten, durch die beim Umschalten in den Getrieben entstehenden Stöße und starken Beanspruchungen, durch die Abnutzung aller beweglichen Teile und den erhöhten Gasverbrauch sind der Erfüllung obiger Forderungen Grenzen gesetzt.

Gerade auf Radbrüchen beruhen die meisten Betriebsstörungen. Genügt ferner die Übersetzung auf Langsamfahrt nicht, so muß die Bremse angezogen werden; dadurch geht Arbeit verloren, und der Führer ist in der Handhabung seines Fahrzeuges auf die unsicheren Reibungswiderstände angewiesen. Ein weiterer erheblicher Arbeitsverlust entsteht durch die Reibung in den Zahnrädergetrieben, den Wellenlagern, den Kupplungen sowohl durch die Betriebsdrücke als auch durch die Gewichte der beweglichen Teile. Da alle Teile eines Getriebes bekannter Bauart gegen Straßenstaub und Wasser geschützt sein müssen, erhöhen sich durch diese Schutzvorrichtungen die Gestehungskosten, wie auch die Übersichtlichkeit, Wartung und leichte Zugänglichkeit der Teile leiden. Erwähnt sei hier noch das durch die Zahnradgetriebe

entstehende, den Verkehr störende Geräusch der bekannten Triebwerke. Da die Arbeitsübertragung beim Anfahren eines in. Ruhe befindlichen Fahrzeuges bekannter Ba art durch fast starre Verbindungen erföl und die ganze Wagenmasse plötzlich schnell^ in Bewegung gesetzt wird, leiden die Rad-' reifen.

Diese Mangel sollen durch die Erfindung

ίο ausgeschaltet werden. Letztere besteht darin, daß die Treibgasmenge durch einen von der Welle des Gaserzeugers durch Kurbel, Triebstange, Kulissenhebel mit Stein und Kolbenstange angetriebenen Kolben oder deren mehrere in den Gasregler angesaugt und dort verdichtet wird, wobei der Kolbenhub in seiner Größe dadurch verstellbar ist, daß der den Drehpunkt des zwischen Kolbenstange und Kurbeltriebstange liegenden Kulissenhebels bildende Kulissenstein in einem Schlitz des Kulissenhebels beliebig weit und auf beliebige Art verschoben wird und der Druck des aus dem Gaserzeuger angesaugten, die Arbeitsmenge tragenden Gases zwecks völlig ohne Zahnradstufengetriebe erfolgender Geschwindigkeitsänderung auf ein Vielfaches seiner Größe erhöht wird, wobei die Verschiebung vom Führer mit Handhebel oder mechanisch erfolgen kann.

Der Gasregler stellt aus dem dem Verbrennungsraum des Gaserzeugers unmittelbar entnommenen Gas Gasmengen her, deren Volumen sowohl als auch deren Gasdruck vom Führer mit Steuerung nach Bedarf eingestellt werden können. Diese so hergerichteten Gasmengen werden durch eine biegsame Rohrleitung zu einem Verteilerhahn geführt. Dieser erfüllt die Aufgabe des bekannten Ausgleichgetriebes, wird von der Steuerwelle des Führers eingestellt und führt das Gas zwei Schaufeloder Turbinenrädern als Gasverbrauchern zu, von denen jedes mit seiner Laufrolle durch eine Achshälfte verbunden ist, mit gleichen Gasmengen (auf gerader Strecke) oder mit ungleichen (bei Durchfahrt von Kurven), entsprechend den von den Laufrollen zu durchlaufenden Strecken, gleicherweise für Vorwärts- oder Rückwärtslauf des Fahrzeuges.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird also ein völlig stufenloses und zahnradloses Triebwerk für Personen- und Lastkraftwagen verwendet. Die Vorteile der angewendeten Mittel gegenüber bekannten Triebwerken bestehen in folgendem: -

1. Als Gaserzeuger genügt ein einfaches Schaufel- oder Turbinenrad.

2. Der Gasspeicher fällt fort.

3. Die zum Betriebe des Gasreglers erforderlichen bewegten Teile bestehen aus einer Kurbel an der Gaserzeugerwelle, einem Kulissenhebel mit Stein, einer Treibstange, einem Kolben mit Kolbenstange und den Steue-.%rungsteilen; hierzu tritt die feste Rohr-

^ig

fesi- Motorkupplung, Wellen mit Lagern, Karift^öfeupplung, Zahnradstufengetriebe mit ■^teuerungsteilen, Ausgleichgetriebe, Schutzvorrichtungen, sämtlich Teile der bekannten Triebwerke, fallen fort.

5. Als Gasverbraucher dienen nur die beiden von zwei Verteilerhähnen beaufschlagten Schaufel- oder Turbinenräder, die mit ihren Achsen und je einer Bremsscheibe, deren gemeinsames Bremsband vom Führer aus eingestellt werden kann, in geschlossenem Gehäuse liegen.

6. Der Treibstoffverbrauch ist infolge der günstigen Gaszufuhrreglung, des geringen Triebwerksgewichtes, des Fortfalls jeglichen Reibungswiderstandes gering, so daß die Arbeitsmenge erheblich besser ausgenutzt werden kann als bei bekannten Triebwerken.

7. Unter Verschleiß leiden nur die bewegten Teile des Gasreglers.

8. Das Fahrzeug fährt nahezu geräuschlos und betriebssicher.

9. Die Rohrleitung gestattet, den Fußboden eines. Personenwagens und damit auch das Dach wesentlich tiefer zu legen. "90

10. Die Gestehungs-, Unterhaltungs- und Betriebskosten stellen sich gegenüber denen von bekannten Triebwerken wesentlich billiger und günstiger.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke beispielsweise dargestellt.

Zur Erzeugung des zum Antrieb des Triebwerkes nötigen Treibgases dient eine umlaufende Verbrennungsmaschine 14 (z. B. Gasturbine, Ein- oder Mehrzylinderkolben- _1Oo maschine, Explosions- oder Entspannungsmaschine, Luft-, Diesel-, Gasmotor oder ähnliche Verbrennungsmaschine), bei der das Treibgas zur Weiterleitung der in ihm ruhenden Arbeitsmenge eine Welle 13 und mit dieser einen unmittelbar an den Gaserzeuger augebauten Gasregler 11 (Abb. I) antreiben kann. Arbeitet das Triebwerk zunächst ohne Einschaltung des Gasreglers 11 mit geringer Leistung und normaler Expiosionszahl des n₀ Treibstoffes im Gaserzeuger, so treten (Abb. II) die Explosionsgase aus dem Raum 1 des Gaserzeugers durch das an diesem befindliche Ventil 2 in den Raum 3 'des Gasreglers, von diesem durch das regelbare Ventil 4 in die Rohrleitung S und durch den verstellbaren doppelläufigen Hahn 6 und die verstellbaren Hähne 7, durch die Rohrleitungen 8 und 9 in die Gasverbraucher 10, an die sie Arbeit abgeben. In diesem Falle wird der Gaserzeuger nur mit einem geringen Teil seiner Normalleistung ausgenutzt. Müssen jedoch größere

Widerstände (Unebenheiten der Bahn, größere Steigungen, Bewegung schwerer Lasten) überwunden werden oder sind größere Geschwindigkeiten erforderlich, so wird der Gasregler 11 (Abb. I) in Betrieb gesetzt. Dieser entnimmt je nach Einstellung kleine oder größere Mengen Gas aus dem Räume i, erhöht durch Zusammendrückung nach Bedarf ihren Gasdruck und gibt sie an die Rohrleitung S zu den Gasverbrauchern io ab.

Zur Durchführung dieses Betriebsverfahrens dient folgende ohne Gasspeicher arbeitende Einrichtung. Das Verbrennungsgas strömt (Abb. I und II) aus dem Raum ι durch

, ₅ das Ventil 2 in einen durch ein anderes verstellbares Ventil 4 von der Gasleitung S abgeschlossenen Raum 3; in diesem liegen die Zylinderräume für einen oder zwei Kolben. An dem einen Ende der Welle 13 des Gaserzeu-

_ao gers befinden sich Teile von der Lichtmaschinenanlage, das Gebläse und Steuerungsteile für die Treibstoff- und Luftzufuhr zum Gaserzeuger; am anderen Ende befindet sich für jeden Zylinder eine Kurbel 12; sie bewegt

₂cj beim ersten Zylinder durch Treibstange 15 das eine Ende eines Hebels 16, dessen anderes Ende an die Kolbenstange 18 angreift. Der Hebel 16 ist drehbar; der Drehpunkt wird von einem Kulissenstein 19 gebildet, welcher in einem im Hebel 16 angebrachten gebogenen Schlitz 20 verschiebbar ist. Diese Verschiebung wird zur Veränderung des Kolbenhubes benutzt; steht der Stein 19 in der Zylinderachse, so ist der Kolbenhub a = ο, steht der Stein 19 jedoch am entgegengesetzten unteren Ende des Schlitzes 20, so ist der Kolbenhub am größten. Die Verstellung des Steines 19 vom Führer aus mit Handhebel oder mechanisch erfolgt durch Hebel 21, welcher durch einen Bolzen mit dem Stein 19 verbunden ist und selbst durch einen Winkelhandhebel 23 bewegt wird. Der Hebel 16 ist an seinem unteren Ende mit zwei Führungsrollen 24 versehen, welche die auf ihn wirkenden senkrechten Kräfte auf eine am Gaserzeuger 14 befestigte gebogene Leitschiene 25 übertragen. In der ersten Hälfte einer Umdrehung der Welle 13 wird, wenn sich diö Kurbel 12 von der äußersten Linkslage in die äußerste

_So Rechtslage bewegt, bei etwa senkrechter Lage des Hebels 23 Raum 3 vergrößert und aus Raum ι Gas angesaugt. Bei der zweiten Umdrehungshälfte der Welle findet eine Verkleinerung des Raumes 3 statt, und es wird das darin enthaltene Gas zusammengepreßt. Für den Fall, daß der Gasregler 11 zwei Zylinder erhält, sind in Abb. II.die S teuerungsvorrichtungen punktiert angegeben. Die Kurbeln sind um i8o° versetzt. Die Kurbel bewegt die Treibstange 36 und diese den Hebel 34. Die beiden Kolben 17 und 26 bewegen sich einander entgegengesetzt. Zwischen den Hebeln 21 und 23 ist drehbar auf der Welle 22 ein Rohr 27, an dessen an Hebel 23 anstoßendem Ende ein Handhebel 28 aufgekeilt ist. Ein ebenso auf Rohr 27 befestigter Hebel 29 leitet durch die Verbindungsstange 30 die Bewegung des Hebels 28 zum Doppelhebel 31, dessen anderer Hebel 32 den Kulissenstein 33 im Schlitz des Hebels 34 für den Kolben 26 bewegt.

Mit dieser A^orrichtung kann je nach Erfordernis durch einen oder zwei Kolben der Gasdruck auf eine beliebige Höhe gebracht, die Geschwindigkeit beliebig geändert und damit den neuen Anforderungen an Leistungsfähigkeit des Fahrzeuges Genüge geleistet werden. Durch eine größere Treibstoff- und Luftzufuhr zum Gaserzeuger kann die Leistungsfähigkeit noch erhöht werden.

Die für jeden Fall nach Wunsch zubereitete Arbeitsmenge wird nun im zweiten Teil des Betriebsverfahrens ohne Zwischenschaltung eines mechanisch bewegten Maschinenteiles allein durch das von Hand verstellbare Ventil 4 (Abb. II) und durch die biegsame Rohrleitung 5 vor den Hahn 6, der für Vorwärts- oder Rückwärtslauf und Halt des Fahrzeuges verstellbar ist, geführt. Ein Rückströmen vom Raum 3 nach dem Raum 1 go verhindert das Ventil 2; Rücktritt aus der Leitung 5 zum Raum 3 verhindert das Ventil 4; zu hohen Druck verhindert das Sicherheitsventil 44.

Im dritten Teil des Betriebsverfahrens wird die Arbeitsmenge von Hahn 6 aus den Gasverbrauchern zugeführt. Der Hahn 6 (Abb.V) ist an seinem unteren Auslaufrohr 38 (für Vorwärtslauf) und am oberen Auslaufrohr 39 (für Rückwärtslauf) mit je einem von der Steuerwelle am Führersitz aus verstellbaren Hahn 7 (Abb. Vl) versehen. Diese beiden Hähne 7 sind durch eine gemeinsame Steuerstange starr verbunden. Die in Abb. IIL und IV verzeichneten Laufradachshälften 40 und 41 sind im gemeinsamen Achsgehäuse gelagert; jede trägt an einem Ende ein Laufrad 42 mit Reifen, am anderen Ende (im Gehäuse) einen Gasverbraucher 10 (Schaufeloder Turbinenrad) sowie eine Bremsscheibe no 45. Beide Bremsscheiben haben gemeinsames Bremsband 46, das vom Führer aus bedient werden kann. Jeder Gasverbraucher besitzt einen Schaufelkranz für Vorwärts- und einen solchen für Rückwärtslauf. Die beiden Vorwärtslaufkränze werden von der Rohrleitung 8, die anderen von der Rohrleitung 9 beaufschlagt. Die Leitungen 8 und 9 weisen in ihrem Verlauf je einen der beiden obengenannten Verteilerhähne 7 auf. Jeder beaufschlagt je nach Drehung der Steuerwelle den der Fahrtrichtung nach zu ihm gehörenden

Kranz jedes Schaufelrades entweder gleichmäßig (für gerade Fahrtstrecken) oder mit verschiedenen Mengen (bei Kurvendurchfahrt), stets entsprechend den von den Laufrädern 42 zu durchfahrenden Strecken, gleicherweise für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt. Dadurch wird das bei bekannten Triebwerken erforderliche Ausgleichgetriebe unnötig, und die Radreifen werden geschont,
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Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ■ ■ i. Verfahren zum Regeln des aus einem Gaserzeuger zum Gasregler strömenden Treibgases nach Druck und Menge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibgasmenge durch einen von der Welle des Gaserzeugers durch Kurbel, Triebstange, Kulissenhebel mit Stein und Kolbenstange angetriebenen Kolben oder deren mehrere in den Gasregler angesaugt und dort verdichtet wird, wobei der Kolbenhub in seiner Größe dadurch verstellbar ist, daß der den Drehpunkt des zwischen Kolbenstange und Kurbeltriebstange liegenden Kulissenhebels bildende Kulissenstein in einem Schlitz des Kulissenhebels beliebig weit und auf beliebige Art verschoben wird und der Druck des aus dem Gaserzeuger angesaugten, die Arbeitsmenge tragenden Gases zwecks völlig ohne Zahnradstufengetriebe erfolgender Geschwindigkeitsänderung auf ein Vielfaches seiner Größe erhöht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsmenge des Treibgases ohne mechanisch angetriebene Teile dem Arbeitsverbraucher mittels einer Rohrleitung zugeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß allein durch zwei von der Steuerwelle aus verstellbare und zwangsläufig verbundene Verteilerhähne die Arbeitsmenge auf die Gasverbraucher derartig verteilt wird, daß die durch die Arbeitsmenge angetriebenen Laufrollen auf gerader Strecke mit gleichen Arbeitsmengen, dagegen in Kurven mit den von ihnen zu durchlaufenden Wegen entsprechenden Arbeitsmengen beaufschlagt werden, und zwar unter verlustloser Ausnutzung der im zugeteilten Treibgas enthaltenen Arbeitsmengen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen