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Österreichische PATENTSCHRIFT ? 18797.
ADOLF VOGT IN LONDON.
Explosionskraftmaschine mit veränderlichem Verdichtungsraum.
Die Erfindung betrifft eine Explosionskraftmaschine mit der an und für sich bekannten Arbeitsweise, wonach sich der Verdichtungsraum zwecks Konstanterhaltung des Verdichtungsenddruckes den verschiedenen Füllungen entsprechend selbsttätig verändert.
Der Erfindung gemäss ist der Arbeitszylinder mit einem am Ende desselben angeordneten. nach abwärts sich erstreckenden Wassersack versehen, der sich mehr oder weniger mit Wasser füllt und dadurch den Verdichtungsraum verkleinert oder vergrössert, je nachdem die Belastung der Maschine sinkt oder steigt. Während des Saughubes wird in den sackförmigen Verdichtungsraum Flüssigkeit gesaugt, wodurch dieser Raum entsprechend vernngert wird. Am Anfang des Verdichtungshubes wird ein von de@ Steuerung betätigtes Ventil geöffnet, welches eine Verbindung zwischen dem Verdichtungsraum und einem durch ein belastetes Ventil abgeschlossenen Raum herstellt.
Ist nun die Maschine voll belastet und daher eine volle Ladung angesaugt worden, so wird im Verdichtungsraum beim Verdichtungshube nicht die ganze verdichtete Ladung Platz finden; dieselbe müsste daher auf einen höheren Grad verdichtet werden, als vorher bestimmt war. Dies wird aber dadurch vermieden, dass das bis auf den vorherestimmten Verdichtungsdruck belastete Entweichungsventil sich bei jeder Überschreitung dieses Druckes öffnet und so lange Flüssigkeit ans dem Verdichtungsraum entweichen lässt, bis der Verdichtungsdruck auf das zulasge Mass gesunken ist. Heim nächsten Saughube wird wieder Flüssigkeit in den Verdichtungsraum gesaugt und beim Verdichtungshube wiederholt sich der obige Vorgang, wenn die Maschine noch voll belastet ist.
Ist aber die Belastung kleiner geworden und wird eine auf oben angedeutete Weise verringerte Ladung verdichtet, so wird bei Erreichung des Maximaldruckes dem verringerten Volumen der verdichteten Ladung entsprechend weniger Flüssigkeit
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wodurch die Maschine ill hohem Masse gleichmässig und vorteilhaft arbeitet.
Dieselbe Wirkungsweise kann auch bei Zweitaktmaschinen, wie später beschrieben, erzielt werden.
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stellung einer Zweitaktmaschille.
Der Kolben 1 befindet sich am Ende des Verdichtungshubes ganz nahe am Deckel 3 des Zylinders 2, der an dieser Stelle nach unten zu mit einem sackförmigen raume 2X versehen ist, welcher ein etwas grösseres Volumen hat, als dem grössten Verdichtungsraume entsprechen würde. Am Zylinderdeckel 3 sind das Saugventil 4 und das Auspuffventil 5 und an der zuleitung zum Saugventil 4 mittels Flanschen das Mischventilgehäuse 6, dessen
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sind miteinander verbunden, so dass sich beide gleichzeitig öffnen und schliessen. Die Luft- zufuhr kann mittels Kappe 9 geregelt werden ; in der Gasleitung ist ein Hahn mit Teilung
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vorhanden, um bei schwankendem Gasdruck ohne die Kappe 9 die Gaszufuhr regeln können.
An dem Gehäuse 6 ist ein Behälter 10 befestigt, der mit einer Nembran-M geschlossen. und dadurch expandierbar gemacht ist. In dem Gehäuse 12 ist zwischen den Ventilen 4 und 5 im vorliegenden Fall ein elektrischer Zünder 13 (Fig. 3) angeordnet, der von dem Kommutator 14 (Fig. 1) betätigt wird.
Das untere Ende von 2x bildet ein Ventilgehäuse 15, in welches ein Leitungsrohr JC* (Fig. 4) für Flüssigkeit mündet, die durch ein Ventil 16 reguliert wird und ausserdem noch mit einem Absperrhahn versehen sein kann. Von Rohr 16x gelangt die Flüssigkeit durch Saugventil 17 in den Raum 2x, entweder durch Saugwirkung des Kolbens allein
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offen ist und im Räume 2* und Gehäuse ein höherer Flüssigkeitsdruck herrscht, als der regulierbaren Belastung des Ventils 19 entspricht, dieses sich öffnet und solange Flüssigkeit entweichen lässt, bis der Druck auf das vorherbestimmte Mass gesunken ist. Das Ventil 18 wird derart durch die Steuerung betätigt, dass es nur während des Verdichtungshubes geöffnet wird.
Auf der Steuerwelle 20 befindet sich der Nocken 21 (Fig. 1), welcher das Ventil 18 steuert, der Nocken 22 für das Auspuffventil, der Nocken 23 für die Betätigung des Einlassventils 4 und der mit 23 zusammenwirkende Nocken 24, wodurch, unter oben be- schriebenen Umständen, das Einlassventil während eines Teiles des Verdichtungshubes offen gehalten wird. Der Nocken 24 ist zu diesem Zwecke mit dem Flachregler 25 verbunden, welcher am Ende der Steuerwelle sitzt und in der Weise wirkt, dass bei Vollbelastung 24 sich mit 23 deckt, bei geringerer Belastung aber das Ventil 4 nach dem Ende des Saughubes noch offen bleibt, so dass ein Teil der eingesangten Ladung beim Anfang des Ver dichtungshubes wieder nach 10 gedrückt wird.
Bei Inbetriebsetzung der Maschine wird das Ventil 16 geöffnet, worauf sich nach einigen Umdrehungen das Ventilgehäuse und ein Teil des Raumes 2x während der Saugperiode durch das Ventil 17 mit Flüssigkeit mehr oder weniger anfüllen ; während des Verdichtungshubes wird das Ventil 18 geöffnet, so dass, wenn der Verdichtungsdruck über das bestimmte Mass steigt, Ventil 19 geöffnet und ein Teil der angesaugten Flüssigkeit durch dasselbe hinausgetrieben wird. Bei geöffnetem Gashahn und eingeschaltetem Zünder arbeitet die Maschine nun so lange mit maximaler Füllung, bis sie ihre normale Um- drehungszahl erhalten hat.
Bei der Verdichtung der so verringerten Ladung wird, wegen der früher ausgetriebenen Flüssigkeit, der Verdichtungsraum 2X jetzt zu gross sein, so dass die Verdichtung nicht ganz den bestimmten Grad (z. B. 6 Atm. ) erreicht ; es bleibt dann das Ventil 19 geschlossen und da beim nächsten Saughube mehr Flüssigkeit in 2X ein- tritt, wird der Verdichtungsraum entsprechend kleiner. Bei diesem Saughube tritt zuerst die früher ausgetriebene Gemischmenge aus dem Behälter 10 wieder in den Zylinder und dann erst eine weitere Menge durch das Mischvontil 7, 8.
Beim folgenden Verdichtungs- hube wird die Ladung im Raum 2x verdichtet und sollte dieser Raum durch die ein- getretene Flüssigkeit wieder etwas zu klein geworden sein, so dass die Verdichtung etwas über 6 Atm. steigt, so wird wieder eine entsprechende Flüssigkeitsmenge durch 19 aus- getrieben, bis der Verdichtungsgrad wieder genau 6 Atm. beträgt. Bei abnehmender Be- lastung wird weniger, eventuell keine Flüssigkeit ausgetrieben und somit der Verdichtungs- raum unter Beibehaltung des Druckes von 6 Atm. entsprechend der Verringerung der Lad@cg verkleinert.
Die in Fig. 6 schematisch dargestellte, einfach wirkende Zweitaktmaschine ist mit einem langen Kolben versehen, welcher am Ende des Auswärtshubes Auspufföffnungen auf- deckt, wobei die vordere Zylinderseite als Gemischpumpe ausgebildet ist. Die rückwärtige
Seite hat wieder einen sackförmigen Verdichtungsraum 32, an welchem das Ventilgehäuse 33 angeordnet ist. Die Flüssigkeit wird während der Auspuffperiode durch eine Pumpe oder von einem höher gelegenen Behälter dem Raum 32 zugeführt ; sonst ist die Wirkungsweise des Ventilgehäuses dieselbe wie früher. 34 ist ein gesteuertes und vom Regulator beein- flusstes Einlassventil für das Gemisch, 35 ein eventuell expandierbarer Gemischbehälter.
Am vorderen Zylinderdeckel sitzt das Saugventil 36 mit der Mischvorrichtung 37 und dem
Wasserzerstäuber 38. Ferner trägt der Deckel das Druckventil 39, dessen Gehäuse mit 34 und 35 durch Röhren verbunden ist. Das Ventil 39 wird gesteuert und wie 34 vom Re- gulator beeinflusst.
Wenn die Maschine nicht mit voller Füllu g läuft, hält der Regulator gleichzeitig 34 und 39 während des Anfanges des Verdichtungshubes offen, so dass ein Teil der Ladung während der Rückwärtsbewegung durch die Röhren und dem Zwischenbehälter von der
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rückwärtigen Seite des Kolbens wieder nach der vorderen Seite gelangt. Während dieser Zeit bleibt das Saugventil 86 geschlossen und wird daher weniger neue Ladung angesaugt.
Die Auspufföffnungen 40 fUhren nach dem Kanal 40x, durch welchen die Gase abgeführt werden. 41 ist ein Ventil, welches in bekannter Weise Luft in den Arbeitsraum eintreten lässt, wenn während der Expansion der Druck unter den atmosphärischen sinkt, um Arbeitverluste zu verhindern, was bei Leerlauf eintreten würde.
Die Zweitaktmaschine kann auch mit einem gewöhnlichen Kolben und einem gegesteuerten Auspuffvontil arbeiten. Bei solchen Maschinen, die mit getrennten Ladungen von Gemisch und Luft arbeiten, wird nur die Gemischladung auf obige Weise veränderlich gemacht ; die Luftpumpe arbeitet dabei unveränderlich. Bei doppeltwirkenden Zweitaktmaschinen müssen besondere Pumpen für jedes Zylinderende für das Gemisch angeordnet und beide durch ein und dasselbe Mischventil gespeist werden, während ein einzelnes, belastetes Ventil den Verdichtungsdruck an beiden Zylinderenden regelt, wobei aber jedes
Ende mit einem besonderen Absperrventil (wie 18) zwecks rechtzeitiger Verbindung des belasteten Ventils mit den Verdichtungsräumen versehen sein muss.