DE192495C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Hochdruckzylindern.

Der Erfindungsgegenstand betrifft eine Viertaktexplosionskraftmaschine, bei der zwei Hochdruck- und zwei Niederdruckzylinder hinter zwei Kurbeln angeordnet sind, welch letztere um i8o° zueinander versetzt sind. Die beiden Hochdruckzylinder liegen hintereinander und parallel zu ihnen liegen ebenfalls die Niederdruckzylinder, wobei die von einem Hochdruckzylinder austretenden Gase unmittelbar nach dem neben ihm liegenden Niederdruckzylinder geführt werden. Die neue Anordnung zeigt den Vorteil, daß die Größe und das Gewicht der Maschine wesentlich verringert werden können. Das Drehmoment bleibt regelmäßig, die die Zylinder verbindenden Kanäle sind sehr kurz und die Ventile von einfacher Ausführung. Außerdem arbeitet die ganze Maschine äußerst sparsam.

Die Zeichnungen dienen zur Veranschaulichung.

Die Hochdruckzylinder A, A¹ sind hintereinander angeordnet, ihre Kolben α, α^Λ sind durch die Kolbenstange C und die Stange D mit der Kurbel E, die sich auf der Welle F befindet, verbunden (Fig. 2). Die beiden Niederdruckzylinder B, B¹ sind ebenfalls hintereinander angebracht und ihre Kolben b, b¹ sind durch die Kolbenstange G und die Stange H mit der auf der Welle F befindlichen Kurbel I verbunden. Die beiden Kurbeln E, I sind um ungefähr i8o° zueinander versetzt.

Die Hochdruckzylinder zeigen an ihren Enden die Einlaßventile c (Fig. 3), deren Spindeln IO mittels der Hebel 11 und der Stangen 12 von einem Exzenter oder einem Nocken der Welle 13 gesteuert werden. Die Ladung wird in die Kammer über dem' Einlaßventil c durch ein Mischventil d von gewohnlicher Form eingeführt. Die Luft und das Gas kommen von den Kanälen 1 und 2, die mit dem Luftgasbehälter K durch die. Luft- und Gaskanäle 14 und 15 verbunden sind. Der zylindrisch gestaltete Behälter K ist zwischen und über den Maschinenzylindern angeordnet. Durch einen Ausgleichkolben 16 wird der Behälter in die Luft- und Gaskammern 17 und 18 geteilt (Fig. 4). Der Kanal 14 ist mit der Luftkammer 17 und der Kanal 15 mit der Gaskammer 18 verbunden. Die Gaskammer 18 ist mit einer Gaskammer 19 verbunden, und zwar durch das Ventil 3, in welcher Kammer 19 das Gas unter einem Druck gehalten wird, der höher ist als der in der Kammer 18 erforderliche maximale Druck. Es geschieht dies durch eine Gaspumpe und durch Regulatoren von irgendeiner geeigneten Form. Das Ventil 3 wird durch den Kolben 16 geöffnet, der auf eine Stange 20 wirkt, wenn der Kolben genügend nach links bewegt ist, um gegebenenfalls Gas von der Kammer 19 nach der Kammer 18 zuzulassen. Auf diese Weise ■ wird das gewünschte Gleichgewicht zwischen Luft und Gasdruck in den

Kammern 17, 18 erhalten. Ein Luftventil 4, das durch einen Kolben 16 und eine Stange 21 bewegt wird, dient zur Begrenzung der Menge und des Druckes der Luft in der Kammer 17. Vom Hochdruckzylinder treten die expandierten Gase in den entsprechenden Niederdruckzylineer. Hierbei wirken die Kanäle L als Auspuffkanäle für die Hochdruckzylinder und gleichzeitig als Einlaßkanäle für die Niederdruckzylinder. Die Kanäle L werden durch Ventile e abgeschlossen, welch letztere durch die Stangen 22 und die Hebel 23 von einem Exzenter oder Nocken der Welle 13 aus bewegt werden. Jedes Ende eines jeden Niederdruckzylinders wirkt abwechselnd als Pumpe, um Luft in den Behälter K zu drücken, und als Arbeitszylinder mit dem durch die Abgase des Hochdruckzylinders bewegten Kolben. Die Luft erhält ihren Zutritt nach den Niederdruckzylindern durch Kanäle M, die mit der atmosphärischen Luft in Verbindung stehen. Ein Einlaßventil f ist hierbei vorgesehen, das durch die Ventilstange 24, die Hebel 25 und die Zugstange 26 von geeigneten Exzentern der Welle 27 aus bewegt wird. Die Luft wird von den Niederdruckzylindern nach dem Behälter K durch Kanäle N abgegeben, die durch selbsttätige Ventile g verschlossen werden. Diese Ventile sind offen, wenn der Druck in dem Niederdruckzylinder den im Behälter K übertrifft, wie dies gewöhnlich bei derartig selbsttätigen Ventilen der Fall ist. Aus den Niederdruckzylindern entweichen die verbrannten und expandierten Gase durch die Kanäle O in die Atmosphäre oder anderswo hin. Die Auspuffkanäle O werden durch die Austrittsventile h beeinflußt, welch letztere durch die Stangen 28 und die Hebel 29 mit einem Exzenter o.der Nocken der Welle 27 gesteuert werden.

Es empfiehlt sich, daß eine Anordnung beim Hoch- und Niederdruckzylinder gebraucht wird, um eine beständige -Geschwindigkeit bei veränderlicher Belastung oder die durch die Umdrehung geleistete Arbeit beständig mit veränderlicher Geschwindigkeit zu erhalten. In den Zeichnungen ist eine Reguliervorrichtung durch besondere Abspejrventile veranschaulicht. Die Hochdruckzylinder sind mit den Absperrventilen i versehen, die an bestimmter Stelle bei einem Hochdrucksaughub abschließen und ein weiteres Mischen und eine Zulassung der Mischung während des Restes des Hochdrucksaughubes verhindern. Die Niederdruckzylinder zeigen die Luftabsperrventile k, die, sobald die für die Verbrennung der Gase erforderliche Luft zugelassen ist, abschließen und eine weitere Zulassung der Luft nach den Niederdruckzylindern während des übrigen Teiles des Niederdrucksaughubes verhindern. Diese Ventile werden unabhängig von den Hauptventilen durch geeignete Verbindungsglieder von einem Regler beliebiger Form beeinflußt. Im Ausführungsbeispiel wirkt der Regler P (Fig. 1) auf die exzentrischen Wellen 30, 31, die die Ventile i, k durch die Stangen 5, 6 und die Hebel 7, 8 beeinflussen. Die Form dieser Regelungsvorrichtung und Ventile ist eine beliebige und in den Zeichnungen daher nur schematisch dargestellt.

Die Hochdruckeinlaßventile c sind während des Saughubes der Hochdruckkolben offen und während des übrigen Teiles des Kreislaufes geschlossen. Die vereinigten Austrittsund Einlaßventile e sind während des Auspuffes der Hochdruckkolben und des entsprechenden Arbeitshubes der Niederdruckzylinder offen und während des übrigen Teiles des Kreislaufes geschlossen. .Die Niederdrucklufteinlaßventile / sind während des Saughubes der Niederdruckzylinder offen und bleiben so während des Verdichtungshubes, während sie während des übrigen Teiles des Kreislaufes geschlossen sind. Die Austrittsventile h der Niederdruckzylinder sind während des Auspuffhubes der Niederdruckzylinder offen und während des übrigen Teiles des Kreislaufes geschlossen. Der Kreislauf, in dem die Maschine vorwiegend arbeitet, wird in der Fig. 5 schematisch veranschaulicht. Es bezeichnet hier P den Arbeitshub, der bei den Hochdruckzylindern durch die entzündeten Gase und bei den Niederdruckzylindern durch die weiteren Expansionen der von den Hochdruckzylindern kommenden Gase erhalten wird. Y bezeichnet den Auspuffhub, d. h. das Hinausschieben der Gase aus dem Hochdruckzylinder in den Niederdruckzylinder und das Hinausschieben der Abgase aus dem letzteren in die freie Luft. S ist der Saughub, während dessen die Ladung in den Hochdruckzylinder zügelassen und Luft in den Niederdruckzylinder gesaugt wird. X ist der Verdichtungshub, durch den die Ladung, die sich schon unter beträchtlichem Druck befindet, weiter in den Hochdruckzylindern verdichtet wird und Luft von den Niederdruckzylindern in den Behälter K gepreßt wird. Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß nur ein Arbeitshub bei jedem Hube in jeder Richtung erhalten wird. Der Hochdruckarbeit wirkt stets die Expansionsbelastung im Niederdruckzylinder entgegen. Die Maximallast, die zu übertragen ist, ist somit gleich der Hochdruckanfangsbelastung weniger der Expansionsbelastung.

Infolge dieser Anordnung können Form und Gewicht der Kurbelwelle, des Schwungrades, der Übertragungsteile usw. verringert

werden. Die Gestalt und das Gewicht all dieser Teile hängt von der Maximalanfangsbelastung und der Gleichmäßigkeit des Dreh-■ momentes ab. Die völlige Anfangsbelastung, die bei jedem Hub auf die Kurbelwelle übertragen wird, wird so weit als möglich verringert, ohne daß der Anfangsdruck vermindert wird. Das Drehmoment wird wegen der Beziehungen der Antriebshübe während

ίο des Kreislaufes gleichmäßig. Die Übertragungsteile werden voll ausgenutzt, da keine leeren Hübe vorhanden sind und die eigentlichen Arbeitsleistungen während jedes Hubes geschehen. Die Anordnung der Hoch- und Niederdruckzylinder nebeneinander, wie in der Zeichnung veranschaulicht, ist insofern wichtig, als die Führung der Abgase vom Hochdrucknach dem Niederdruckzylinder auf kürzestem Wege erfolgen kann. Es ergibt sich hierdurch eine geringe Abkühlung der Gase, sowie eine einfache bauliche Anordnung der Kanäle. Der Erfindungsgegenstand ist an die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform nicht gebunden, insbesondere kann das Verhältnis in der Lage der Hochdruck- und Niederdruckzylinder zueinander auch anders gewählt werden.

Claims (2)

Pate nt-Ansprüche:

1. Verbundexplosionskraftmaschine mit zwei doppeltwirkenden hintereinanderliegenden Hochdruckzylindern, deren Kolben dieselbe Kurbel beeinflussen, und zwei doppeltwirkenden Niederdruckzylindefn, die ebenfalls hintereinander und parallel neben den Hochdruckzylindern angeordnet sind und deren Kolben auf eine zu der ersten Kurbel um etwa i8o° versetzte Kurbel einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Expansionsarbeit des Hochdruckzylinders eine Expansionsbelastung des Niederdruckzylinders entgegenwirkt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seite der beiden Niederdruckzylinder abwechselnd als Arbeitsmaschine und als Ladepumpe wirkt, wobei jeder Expansion im Niederdruckzylinder die Verdichtungsarbeit des Niederdruckzylinders entgegenwirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.