DE154C - Atmosphärische Gaskraftmaschine - Google Patents

Description

1877.

Klasse 46.

FELIX SIVILLA in MADRID. Atmosphärische Gaskraft-Maschine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 31. Juli 1877 ab.

In der neuen Gaskraftmaschine wirkt die Explosion des Gasgemisches auf die eine Seite eines Kolbens und comprimirt dadurch die vor dem Kolben im Cylinder eingeschlossene Luft. Durch die Condensation der Verbrennungsgase findet nachher eine Luftverdünnung unter dem Kolben statt, wodurch die über dem Kolben befindliche comprimirte Luft den Kolben mit vermehrter Kraft wieder zurücktreibt. Die zum Comprimiren der Luft aufgewendete Arbeit wird daher beim Rückgang des Kolbens wieder nutzbar gemacht. Die Maschine ist daher eine atmosphärische Gaskraftmaschine.

Der Kolben steht durch Kolben- und Schubstange mit der Kurbel der Betriebswelle in fester Verbindung. Das Luftkissen hebt den durch diese Disposition bedingten Stofs auf die Lager zum grofsen Theile auf.

Auf einem Steinfundamente A ist ein güfseisernes Sockelstück B aufgeschraubt, dessen horizontaler Querschnitt kreisförmig ist, und auf welchem die ganze Maschine montirt ist.

CC sind die Lager für die Schwungradwelle. In der Mitte erheben sich zwei Rippen, welche oben mit einer Platte · horizontal abscbliefsen; diese Platte dient dem Cylinder GF als Basis und ist mit demselben dicht verschraubt.

Der Deckel des Cylinders ist in einem Stück mit der Führung E (für das Querhaupt) gegossen. Die Schubstange // ist doppelt und geht von oben abwärts auf die unter dem Cylinder gelagerte doppelkürbelige Welle J. KK sind die beiden Kurbeln. Auf beiden Seiten dieser Welle liegen die Ausströmungsventile, welche mittelst der Hebel P und V-durch 2 Excenter auf der Hauptwelle Q und X gesteuert werden.-

Der Cylinder ist an seinen beiden Enden geschlossen. In seinem unteren Theil F findet die Explosion des Gas- und Luftgemisches statt, unter dem Kolben im Theile. G, die Compression der dort eingeschlossenen Luft.

Der obere Cylinderdeckel ist mit einem Schmierhahn versehen, sowie mit eineni'nach dem Innern des Cylinders sich öffnenden Ventil, um die Luft, welche allenfalls durch kleine Undichtheiten der Stopfbüchse verloren gegangen ist,'~zu ersetzen. Der untere Theil des Cylinders ist mit einem Reinigungshahn ,versehen.

Der Hub des Kolbens beträgt ungefähr dreiviertel von der inneren Länge des Cylinders. Er bewegt sich bis auf den Boden des Cylinders, bleibt also von dem oberen Cylinderdeckel um den vierten Theil der Cylinderlänge entfernt. Auf diesen Raum wird die Luft über dem Kolben zusammengedrückt, welche später beim Rückgang des Kolbens die zu ihrer Compression verwendete Arbeit auf den Kolben zurückgiebt.

Der Eintritt für das Gas- und Luftgemisch findet durch das eigenthümlich construirte Einlafsventil L statt, welches auf Fig. 3 zur rechten Seite des Cylinders gezeichnet ist.

Die Luft tritt durch das Rohr M ein, wenn das Ventil geöffnet ist; das Gas durch ein Röhrchen N (Fig. 1) und gelangt zunächst in einen ringförmigen Hohlraum, der durch kleine Durchbohrungen auf den Sitz des Ventils ausmündet (Fig. 3). Gas und Luft werden daher bei ihrem Eintritt innig gemischt.

In der Äxe des Einlafsventils liegt die Ventilstange O, die das Ventil seiner Länge nach durchdringt. In ihrem mittleren Theile befindet sich die Vorrichtung zum Entzünden des Gemisches in dem Cylinder. Ihre Bewegung empfängt die Ventilstange durch einen Hebel F, auf welchen der Excenter Q von der Schwungradwelle aus wirkt. Oben ist die Ventilstange mit einer Mutter und GegenhalterÄ versehen; um ihren unteren Theil windet sich eine Spiralfeder, welche sie beständig auf- und abwärts zu schieben strebt und den Hebel P stets gegen den Excenter drückt. ■ ■ .

Eine andere Spiralfeder wirkt gegen das Ventil und hält dies beständig geschlossen, so lange es nicht mittelst Ventilstange O herabbewegt wird.

Durch das Röhrchen S (Fig. 3) wird ein Brenner mit Gas gespeist, welcher sich vor der Ventilbüchse L gerade vor der Oeffnung befindet. Das Röhrchen T versieht den in der Entzündungskammer befindlichen Brenner mit Gas. Der äufsere Brenner zündet den inneren jedesmal, wenn er durch die Explosion erloschen ist, wieder an. Die Verbrennungsproducte entweichen durch das Ventil U, gegenüber dem Einlafsventil L. Dieses Auslassventil wird in ähnlicher Weise wie L durch einen

Hebel V vermittelst des Excenters X von der Schwungradwelle aus gesteuert. ■"

Die beiden Excenter Q und X sind mit der Riemscheibe Y zusammengegossen, und zwar aus zwei Hälften, da sie wegen der beiden Kurbeln sonst nicht auf die Welle gebracht werden könnten. Ein Bolzen, der mitten durch beide Hälften und auch durch die Schwungradwelle geht, dient zur Vereinigung und zur Befestigung.

Von der Riemscheibe Y aus wird durch einen Riemen oder eine Schnur der Regulator bewegt. Dieser hat den Zweck, _s den Gang der Maschine dadurch zu regeln, dafs er auf das Einlafsventil L wirkt. Er besteht aus dem horizontal rotirenden Centrifugalapparat mit den Kugeln Z. Zwei Hebel, welche um die Punkte b sich bewegen, sind durch ihre Arme a mit den Schiebehülseh e e des Regulators in Verbindung (siehe Fig. i). Die anderen Enden c der Hebel sind mit den Stücken d d verschraubt,, welche sich zwischen das Ventil und den Vorhaltering R hineinlegen.

Wirkungsweise der Maschine. Denken wir uns alle Organe der Maschine in der Stellung, wie sie in Fig. 3 der Zeichnung ersichtlich ist: Der Kolben befindet sich ungefähr auf dem ersten Drittel seiner Aufwärtsbewegung und der Raum F ist mit explosiblem Gasgemisch gefüllt. In diesem Momente ist die Entzündungsflamme im Begriff, mit dem Gemisch in Verbindung zu treten, und wenn die Ventilstange noch ein klein wenig nach aufwärts bewegt wird, so findet die Explosion statt und treibt den Kolben bis zum Ende seines Laufes. Während dieses Laufes hat die über dem Kolben eingeschlossene Luft einen Theil der lebendigen Kraft des Kolbens durch ihre Compression aufgezehrt. Die Stange O des Einlafsventils hat sich mit ihrem breiteren Theile mittlerweile gegen die untere Seite des Ventils gelegt, so dafs dieses nicht nur durch seine eigene Feder, sondern auch noch durch die untere Spirale gegen seinen Sitz geprefst wird/ .Hat der Kolben seinen obersten Lauf erreicht, so treibt ihn die Spannung der Luft in der Kammer G wieder abwärts. Dieser Wirkung auf den Kolben gesellt sich aber noch die Wirkung zu, welche durch die Luftveränderung unter dem Kolben, durch die Condensation der Verbrennungsgase entsteht, sowie die im Schwungrad aufgespeicherte Kraft. Hat der Kolben auf seinem Abwärtsgange die Stelle erreicht, die ,er in Fig. 3 einnimmt, so öffnet der Excenter·' X durch den Hebel V das Auslafsventil U fiir die Verbrennungsgase und diese werden auf /dem weiteren Abwärtsgange des Kolbens bis / zum Ende desselben ausgestofsen. Ist der Kolben auf dem tiefsten Punkte angekommen, so wird das Ventil U geschlossen, das Ventil L fangt an sich zu öffnen und das explosible Ge- > misch strömt so lange unter den Kolben ein, bis dieser ein Drittel seines Aufwärtsganges zurückgelegt hat. Alsdann wiederholt sich der vorhin beschriebene Vorgang. — Wie .wir gesehen haben, ist die Bewegung der Ventile eine intermittirende. Das Oeffnen des Einlafsventils beginnt von dem Momente der Aufwärtsbewegung des Kolbens und dauert, bis derJKolb.en das erste Drittel seines Hubes erreichthat; alsdann schliefst sich das Ventil. Das Auslafsventil U beginnt sich zu öffnen, sobald der Kolben am Anfang des letzten Drittels seiner Abwärtsbewegung angekommen ist und schliefst sich erst, wenn dieser das Ende seines Niederganges erreicht hat. Die Excenter sind diesem Zweck entsprechend construirt.

Wie oben gesagt worden, wirkt der Regulator auf das Einlafsventil und zwar wie folgt:

Sobald die Kugeln wegen der vermehrten Umdrehungsgeschwindigkeit auseinanderfliegeri, gehen die mit ihnen verbundenen Schiebehülsen e zusammen, folglich auch die Hebelarme a a und folglich gehen die Arme c c auseinander und ziehen die, Klauen d d unter dem Gegenhalter R hervor. Der Schaft ο findet nun auf seinem Abwärtsgange bis ans Ende seines Laufes keinen Widerhalt mehr und kann das Ventil nicht mehr öffnen. Die Einleitung von explosiblem Gas- und Luftgemisch bleibt daher so lange unterbrochen, bis durch die verminderte Geschwindigkeit der Maschine,. die Kugeln des Regulators wieder zusammengehen und dadurch die Klauen d d wieder zwischen den Gegenhalter R und das Ventil hereingeschohen werden. Letzteres hat zur Folge, dafs die Bewegung des Einlafsventils nun wieder, wie früher, .vor sich geht. : . ':

■ Die Dimensionen, aller Theile der Maschine ändern sich natürlich mit der Kraft, welche der Motor entwickeln soll. Dasselbe ist der Fall, mit der Explosionskammer und mit der Compressionskammer, die Mafse der beiden Räume sind etwa nach folgender Berechnung zu wählen.

Wenn z. B. die mittlere Pressung durch die Explosion im'Explosionsraum 5 Atmosphären beträgt, und wenn der Druck in der Compressionskammer G in dem Momente, wo der Kolben den obersten Punkt seines Hubes: erreicht hat (also sich noch um ⁱj_i der ganzen Cylinderlänge vom Deckel entfernt befindet) 2 Atmosphären ausmacht, so wurden während der Aufwärtsbewegung des Kolbens,. 3 Atmosphären zur nutzbaren Arbeit verwendet= und 2 Atmosphären auf die Compression . der _ Luft in G, also vor der Hand nutzlos.

Beim Niedergang des Kolbens wirkt aber die in G angesammelte Spannung der Luft auf-den Kolben mit 2 Atmosphären Druck und dazu kommt noch 1 Atmosphäre von der Zusammenziehung oder Condensation der Verbrennungsgase unter dem Kolben herrührend. Es wirkt demnach auch beim Niedergange des Kolbens ein mittlerer Druck von 3 Atmosphären, gerade' wie beim Aufgang; daher ist der gleichmäfsige Gang der Maschine gesichert.

Das Luftkissen über dem Kolben : hat · den wesentlichen Vortheil, das die lebendige Kraft,

Claims (1)

1. welche, durch die Explosion entwickelt worden ist, durch den Stofs gegen den mit ganz bestimmter Geschwindigkeit sich aufwärts bewegenden Kolben und durch den Stofs gegen die Lager der Maschine nicht zerstört wird.

   Diese lebendige Kraft wird vielmehr sehr ökonomisch durch das besagte Luftkissen aufgenommen und später dem Kolben zurückgegeben und producirt neue Arbeit. Der ruhige Gang der Maschine ist die Folge dieser Disposition.

   Patent - Anspruch : Eine Gaskraftmaschine mit directer Wirkung durch Explosion des Gas- und Luftgemisches beim Aufwärtsgange des Kolbens und mit Gegenwirkung beim Rückwärtsgange durch die Compression der Luft, welche beim Aufwärtsgange des Kolbens producirt worden ist, alles wie vorher beschrieben und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.

   Hiereu ϊ Blatt Zeichnungen.