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KomprtTMeoranordnuhg für Verbrennung8krafblaachinen.
Bei schnellaufenden Verbrennungskraftmaschinen mit sechs in einer Reihe nebeneinander liegenden Arbeitszylindern erfolgt der Ausgleich der Massenwirkungen der Triebwerksteile in bekannter Weise dadurch, dass drei Arbeitskurbelpaare gebildet werden, welche um 1200 gegen- einander Versetzt sind. Die Kurbeln verlaufen paarweise in gleicher Richtung und werden so verteilt, dass die gleichgerichteten Kurbeln symmetrisch zur Maschinenmitte, d. h. vom Schwerpunkt annähernd gleichweit entfernt liegen. Durch diese Verteilung werden nicht nur die freien Massenkräfte, sondern auch die Momente dieser Kräfte aufgehoben, so dass ihre Summe in jeder Lage der Motorwelle gleich Null ist.
Wenn bei solchen Maschinen neben den Arbeitszyliudern noch ein Kompressor aufgestellt wird, so verursachen die Triebwerksteile des letzteren ebenfalls Massenkräfte. Damit diese Kräfte
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bzw. zu vereinigen, dass ihre Gesamtheit sich ausgleicht und der Gang der Maschine frei von Erschütterungen bleibt.
Nach der Erfindung wird dieser Ausgleich durch Anordnung des Kompressors in der Maschinenmitte erreicht. Der Kompressor besteht aus drei Zylindern. Die zugehörigen Kompressor- kurbeln werden um 1200 gegeneinander Versetzt und können mit den drei Arbeitskurbelpaaren der Kraftmaschine entweder gleichgerichtet sein oder einen beliebigen Winkel bilden. Je drei Arbeitszylinder liegen links und rechts von den Kompressorzylindem.
Die Rechnung ergibt, dass bei dieser Anordnung die gesamten Massen kräfte sowohl der Kraftmaschine als auch des Kompressors sich ausgleichen, und zwar nicht nur die Beschleunigungskräfte der hin und her gehenden, sondern auch die Zentrifugalkräfte der umlaufenden Triebwerksteile. Was die Massenmomente betrifft, so sind bei der Kraftmaschine infolge der symmetrischen Anordnung keine freien Momente vorhanden. Beim Kompressor kommen für die Bildung von Massenmomenten nur die beiden äusseren Kurbeln in Betracht. Die Wirkung dieser Momente ist jedoch nur unbedeutend, weil der Abstand der Kompressorzylinder voneinander und das Gewicht der Kompiessortriebteile möglichst gering gewählt wird. Ausserdem können an den äusseren Kompressorkurbeln Gegengewichte angebracht werden, die den freien Massenmomenten entgegenwirken.
Durch die neue Anordnung können daher die Massenwirkungen dfiart beschränkt werden. dass die Maschine auch mit sehr hohen Tourenzahlen, wie solche beim Fahrzeugbetrieb üblich sind, arbeitet. Die freien Massenmomente des Kompressors vermögen um so weniger einen schädlichen Einfluss auszuüben, als die Angriffspunkte dieser Momente symmetrisch zum Maschinenzentium und in unmittelbarer Nähe desselben liegen. Der Ausgleich entspricht daher allen Anforderungen und ist frei von wahrnehmbaren Erschütterungen und Resonanzerscheinungen.
Die Erfindung kommt selbstverständlich nicht nur bei Maschinen mit sechs Arbeitzylindern zur Anwendung, sondern auch bei Maschinen mit 12,18, 24... Zylindern, bei denen zwei und mehr Gruppen von sechs Zylindern in einer oder mehreren Reihen zusammengesetzt werden. Die Arbeitskurbeln jeder Gruppe sind paarweise gleichgerichtet und bestehen aus drei Kurbelpaaren, die um 120"gegeneinander versetzt sind. Die gleichgerichteten Kurbeln brauchen nicht symmetrisch zum Mittelpunkte der betreffenden Gruppe zu liegen, sondern können auch nebeneinander angeordnet sein, wenn die Kurbeln der nächsten Gruppe symmetrisch gerichtet sind, so dass zwei Gruppen einen gemeinsamen Ausgleich besitzen. Im allgemeinen wird aber jede Gruppe für sich ausgeglichen.
Die korrespondierenden Arbeitskurbelpaare der vereinigten Gruppen können zwar in einem beliebigen Winkel zueinander stehen, werden aber gewöhnlich, um eine gleichmässige Aufeinanderfolge der Zündungen zu erhalten, so eingestellt, dass sie einen Winkel miteinander bilden, der bei 12-Zylinder-Aggregaten 000, bei 18-Zylinder-Aggregaten 400, bei 24-Zylinder-Aggregaten 300......... beträgt. Die zu jeder Gruppe gehörigen drei Kompressorkurbeln sind um 1200 zueinander versetzt und können zu den Arbeitskurbeln unter einem beliebigen Winkel verlaufen.
Die Anordnung des Kompressors wird nun so gewählt, dass je drei Kompressorzylinder in der Mitte der entsprechenden Arbeitszylindergruppe oder dass sämtliche Kompressorzylinder in der Mitte der ganzen Maschine aufgestellt werden. Die Massenwirkungen der Kraftmaschine gleichen sich in beiden Fällen vollkommen aus und ebenso die Massenwirkungen des Kompressors, insoferne je sechs Kompressor kurbeln in ähnlicher Weise wie die Arbeitskurbeln einer Gruppe miteinander vereinigt werden.
Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung in drei Ausfuhrungsformen,
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Bei der Sechszylindermaschine nach Fig. 1 sind die äusseren Arbeitskurbeln 1 und VI symmetrisch und in gleichen Abständen zur Maschinenmitte gleichgerichtet angeordnet, ebenso die mittleren Kurbeln 11 und V und die inneren Kurbeln 111 und IV. Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, stehen diese drei Kurbelpaare unter 1200 zueinander, so dass die Summe ihrer Winkel 3000 ergibt. Der Kompressor liegt in der Mitte der Maschine und die Kurbeln 1, 2 und 3 verlaufen ebenfalls unter 120"zueinander. Die Massenkräfte sind sowohl bei der Kraftmaschine als auch beim Kompressor vollkommen ausgeglichen, ebenso ist die Summe der Massenmomente der Kraftmaschinentriebwerkteile gleich Null.
Den an den Kurbeln 1 und 3 angreifenden Massenmomenten des Kompressors wirken die Gegengewichte 7 und 8 entgegen.
Die Zwölfzylindermaschine nach Fig. 3 besteht aus zwei vereinigten Gruppen von Sechs-
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des Kompressors ohne Zuhilfenahme von Gegengewichten auf. Die Gesamtheit aller Beschleunigungs-und Zentrifugalkräfte der Triebwerksteile der Kraftmaschine und des Kompressors ist gleich Null.
In Fig. 4, die ebenfalls eine Zwölfzylinderanordnung darstellt, werden sämtliche Kom- pressorzylinder in der Mitte der gemeinsamen Maschine vereinigt. Die sechs Kompressorkurbeln
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stehen und von der Maschinenmitte gleichweit entfernt liegen, so werden die Massenkräfte aller Triebwerksteile vollkommen ausbalanciert und innerhalb der Maschine aufgehoben. Die Verbrennungen folgen auch hier gleichmässig aufeinander, jedoch zünden je zwei Arbeitszylinder gleichzeitig.
Es ist selbstverständlich, dass die Kompresorkolben statt durch Kuibeln. auch duich Exzenter, unrunde Scheiben oder andere geeignete Betriebsmittel betätigt werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kompressoranordnung für Verbrennungskraftmaschinen mit sechs Arbeitszylirdein und drei Kompressorzylindern, dadurch gekennzeichnet, dass die ungefähr symmetrisch zur Maschinenmitte angeordneten Arbeitskurbeln gleichgerichtet sind und drei unter etwa 1200 verlaufende Kurbelpaare bilden und dass die etwa unter 120 gegeneinander versetzten Kom-
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beliebigen Winkel bilden können.