DE1964768B - Freiflugkolben Tandemmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Tandemmaschinen mit Freiflugkolbcn, insbesondere solche Tanclcmmaschinen.

welche zur Speisung einer oder mehrerer Turbinen mit heißen Druckgasen dienen. Derartige Maschinen sind an sich bekannt und bereits in zahlreichen Patentschriften beschrieben, z.B. in der französischen Patentschrift 1 547 421. In diesen Maschinen arbeiten Paare von zum Antrieb von Verdichterkolben dienenden Motorkolben entgegengesetzt in zwei gleichachsig angeordneten Motorzylindern und bilden eint Antriebsgruppe, in welcher der dem einen Ende der Gruppe zunächstliegende Motorkolben (äußerer Motorkolben) des einen Paares mit dem dem anderen Ende der Gruppe zunächstliegenden Motorkolben des anderen Paares zu einer ersten beweglichen Kolbenanordnung verbunden ist und in welcher die mit Bezug auf die Antriebsgruppe innenliegenden Motorkolben der beiden Motorkolbenpaare zu einer zweiten beweglichen Kolbenanordnung verbunden sind, die sich mit Bezug auf die erste bewegliche Kolbenanordnung im entgegengesetzten Sinne bewegt, wobei zwischen den beiden beweglichen Kolbenanordnungen Synchronisierungsmittel vorgesehen sind.

Bisher hatten diese Maschinen einen erheblichen Platzbedarf, da sie insbesondere zur Verbindung der Bestandteile ihrer äußeren, beweglichen Kolbenanordnung miteinander äußere Verbindungsgestänge aufweisen mußten, welche der Schwingungs- und Knickgefahr ausgesetzt waren und mehrere Lagerungen zu ihrer Führung benötigten.

Die Erfindung bezweckt insbesondere, derartige Maschinen hinsicntlich ihres Platzbedarfs, ihrer Einfachheit, ihrer Zuverlässigkeit und ihrer Mass;nleistung zu verbessern.

Die Freiflugkolben-Tandemmaschine gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mindestens zwei solcher Antriebsgruppen von Motorkoiben-Paaren enthält, die parallel zueinander angeordnet und deren Motorkolben durch Verbindungsglieder verbunden sind, wobei d'e Verbindungsglieder der äußeren Motorkolben der Antriebsgruppen druch eine zu den Antriebsgruppen zentrale Stange miteinander verbunden sind, auf der das Verbindungsglied der inneren Motorkolben gleitbar angeordnet ist.

Hierdurch fallen die äußeren Verbindungsstangen fort, welche b sher d:.e Verbindung zwischen den äußeren Verdichterkolben und Motorkolben herstellen, während diere Verbindung erfindungsgemäß durch eine zentrale Stange hergestellt wird, welche genügende Abmessungen zur Vermeidung einer jeden Schwingungs- and Knickgefahr erhalten und ohne Kcmplizicrung der Maschine wirksam geführt werden kann.

Eine derartige crfindungsgemäße Maschine besitzt nicht nur einen geringeren Platzbedarf und geringeres Gewicht als eine bekannte Maschine gleicher Leistung der in Rüde stehenden Art, sondern es können auch in der erfindungsgetnäßen Maschine für die beweglichen Kolbenanordnungen höhere Bewegungsfroquenzen als bisher zugelassen werden, wodurch bessere Wirkungsgrade erzielt werden.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

F i g. 1 zeigt zum Teil in einem Axialschnitt und zum Teil in Ansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine;

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie IMI der

Fig. I; Fig-3 zeigt eine konstruktive Einzelheit der in F i g. I dargestellten Maschine in einem Axialschnitt in größerem Maßstab;

F i g. 4 zeigt in einer axial geschnittenen Teilansicht eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine;

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4;

Fig.ii ist eine längs des Pfeils Vl der Fig. 4 gesehene Ansicht;

ίο Fig. 7 ist ein schematischer axialer Halbschnitt einer gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Maschine;

Fig. H ist ein schematischer Querschnitt der Maschine der F i g. 7.

Die dargestellte Tandemmaschine mit Freiflugkolben mit wenigstens einer Verdichterkolbengruppe 1 mit wenigstens drei Verdichterkolben, nämlich zwei äußeren Verdichten- Mben la und In und wenigstens einem inneren Verdicherkolben Ib, welche η Verdichterzylindern 3«, 3/i, 3b arbeilen, enthält erfindungsgemäß wenigstens zwei Motorkc'beng'uppen 4a, 4b, welche parallel angeordnet sind und je zwei Motorzylinder 5 bzw. 6 aufweisen, welche parallel zu den Verdichterzylindern 3«, 3>b, 3 π angeordnet sind, und in welchen je zwei Motorkolben 7 und 8 gegensinnig arbeiten. Jede Motorkolbengruppe 4a, 4b ist so ausgebildet, daß die beiden äußeren Motorkolben 7 mit dem äußeren Veidichterkolben la bzw. dem äußeren Verdichter-

3c kolben 2/1 fest verbunden sind, während die beiden inneren Motorkolben 8 über ein Verbindungsglied 9 fest mit dem inneren Verdichterkolben 2b verbunden sind. Der außen; Verdichterkolben la ist mit dem äußeren Verdichterkolben In durch eine zentrale Stange 10 verbunden, welche diese äußeren Verdichterkolben la und In sowie die äußeren Motorkolben 7 für ihre Bewegungen in beiden Richtungen fest miteinander verbindet, wobei die beiden Motorkolbengruppen 4 η, 4 b symmetrisch um die zentrale Stange 10 herum angeordnet sind und das Verbindungsglied 9 auf dieser Stange 10 gleitet. Zwischen der durch die äußeren Verdichterkolben la und In und die äußeren Motorkolben 7 gebildeten äußeren beweglichen Anordnung und der durch den inneren Verdichterkolben Ib und die inneren Motorkolben 8 gebildeten inneren beweglichen Anordnung sind Synchronisiermittel 11 vorgesehen.

Hierbei fallen also die Umfangsstangen fort, welche bisher die Verbindung zwischen den äußeren Verdichterkolben der Verdichterkolbengruppe herstellten, wobei diese Verbindung erfindungsgemäß durch einen mechanischen Teil (zentrale Stange) hergestellt wird, welche zur Vermeidung einer jeden Schwingungs- und Knickgcfahr hinreichende Abmessungcn erhalten und wirksam geführt werden kann. Die Verdichterzylinder ein und derselben Verdichterkolbengruppe können in einer Flucht angeordnet werden, wie dies nachstehend angenommen ist, oder insbesondere aus konstruktiven Gründen verschiedene Winkelstellungen um die zentrale Stange herum einnehmen. Die beiden Motorzylinder der gleichen Motorkolbengruppe sind, wie nachstehend

angenommen, zweckmäßig in einer Flucht angeordnet.

Nachstehend sind mehrere Altsführungsformen der

obigen grundsätzlichen Ausbildung beschrieben. Be! einer ersten in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform enthält die Maschine eine einzige Verdichterkolbengruppe 1 mit drei Verdichterkolbcn,

nämlich zwei äußeren Verdichterkolben la und In und einem inneren Verdichterkolben 2 ft, weiche in in einer Flucht liegenden Verdichterzylindern 2>a, 3/i und 3 ft arbeiten, wobei der innere Verdichterkolben Ib das Verbindungsglied 9 bildet und in seinem mittleren Abschnitt eine Bohrung 12 aufweist, mit welcher er auf der zentralen Stange 10 gleitet, wobei die Durchmesser der drei Verdichterkolben la, Ib und In so bemessen sind, daß ihre Arbeitsflächen einander gleich sind. Die Maschine kann dann zweckmäßig so ausgebildet werden, daß die Verdichtungsarbeit eines jeden der drei Verdichterkolben la, Ib und In in ihren Verdichterzylindern 3«, 3 ft und "Sn in beiden Richtungen geleistet wird, so daß die Verdichterkolben la, Ib und In doppeltwirkend sind.

Jeder der durch eine Seite eines Verdichterkolbens und die entsprechende Seite des Verdichterzylinders definierten Kammern veränderlichen Volumens 25 ist dann wenigstens ein Saugventil 26 und wenigstens ein Druckventil 27 zugeordnet. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist angenommen, daß jede Kammer veränderlicher Volumens 25 bei der Ansaugung durch die Kombination eines in einer ringförmigen Kammer 28 liegenden Saugventils 26 mit Säugöffnungen 29 gespeist wird, welche die ringförmige Kammer 28 mit der betreffenden Kammer veränderlichen Volumens 25 in Verbindung setzt. Diese Maschine besitzt vorzugsweise mehr als zwei Motorkolbengruppen. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung sind drei Motorkolbengruppen 4(7, 4b und 4c vorhanden, welche mit Winkelabständen von 120 gleichmäßig um die zentrale Stange 10 herum angeordnet sind. Bei dieser Maschine werden die zwischen der äußeren beweglichen .Anordnung (äußere Verdichterkolben la und In und äußere Motorkolben 7) und der inneren beweglichen Anordnung (innerer Verdichterkolben 2 ft und innere Motorkolben 8) vorgesehenen Synchronisiermittel 11 durch eine fest mit dem Verdichterkolben la oder In verbundene Zahnstange 30. durch eine fest mit dem inneren Verdichterkolben 2 Λ verbundene Zahnstange 31 und durch ein Zahnrad 32 gebildet, welches auf einer festen Achse 33 sitzt und ständig mit den beiden Zahnstangen 30 und 31 (F i g. 2) im Eingriff steht.

Gemäß einer anderen in Fig. 4. 5 und 6 dargestellten Aiisführungsform besitzt die Maschine mehrere Verdichterkolbengruppen la, 1 b, welche parallel und symmetrisch um eine zentrale Achse 13 herum angeordnet sind, wobei die die äußeren Verdichterkolben la und die äußeren Verdichterkolben In dieser Verdichterkolbengruppen verbindende zentrale Stange 10 zu der zentralen Achse 13 gleichachsig ist, wobei das Verbindungsglied 9 einen auf der zentralen Stange 10 gleitenden mittleren Abschnitt 14 und Arme 15 aufweist, welche diesen mittleren Abschnitt 14 einerseits mit den inneren Verdichterkolben Ib dieser Verdichterkolbengruppen und andererseits mit den inneren Motorkolben 8 der Motorkolbengruppen verbinden. Die zentrale Stange 10 weist dann an jedem Ende ein Kreuzstück 34 mit ebenso vielen Armen 35 auf. wie die Maschine Verdichterkolbensru.^pen la. Ib und Motorkolbenaruppenla, 1 i? Motorkolbengruppen4a. 4b besitzt, wobei jeder Am 35 je nach der betreffenden Seite der Maschine d^;: zentrale Stange 10 mit einem äußeren Motorkolben 7 oder einem äußeren Verdichterkolben 2 σ οό·:- In verbindet.

Bei der in Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsform der Maschine sind zwei gleichmäßig um die zentrale Achse 13 herum in Winkelabständen von 180° angeordnete Verdichierkolbengrtippen 1 α und 1 ft und vier paarweise symmetrisch um die zentrale Achse 13 herum verteilte Motorkolbengruppen 4 a, 4b, 4c und 4rf vorhanden. Zur Verringerung des Durchmessers der Verdichterkolben der Maschine kann zweckmäßig jede Verdichterkolbengruppe 1 a

ίο und lft zwei äußere Verdichterkolben la und 2/i und zwei innere Verdichterkolben 2ft und 2c umfassen, welche in Verdichterzylindern 3d, 3ft, 3c und 3/7 arbeiten, welche in einer Flucht liegen oder (insbesondere aus konstruktiven Gründen) verschiedene Winkelstellungen um die zentrale Stange 10 herum einnehmen können, wobei die beiden äußeren Verdichterkolben la und In der Gruppe fest mit der zentralen Stange 10 über die mit den Armen 35 versehenen Kreuzstücke 34 verbunden sind, während die beiden inneren Verdichterkolben 2 ft und 2 c der Gruppe durch das durch seinen mittleren Abschnitt 14 und seine Arme 15 gebildete Verbindungsglied 9 beide fer.t mit den inneren Motorkolben 8 einer jeden der vier Motorkolbengruppen 4 a, 4 ft, 4 c und 4r/ verbunden sind.

Die Maschine kann dann zweckmäßig so ausgebildet werden, daß die Verdichtungsarbeit der Verdichterkolben 2rt, 2ft, 2c u,id 2/7 in ihren Verdichterzylindern 3(7, 3 ft. 3 c und 3/i in beiden Rich-Hingen geleistet wird, so daß die Verdichterkolben la, Ib, Ic und 2/i doppeltwirkend sind, .'ede der durch eine Seite eines Verdichterkolbens und die entsprechende Seite des Verdichterzylinders definierten Kammern veränderlichen Volumens 36 ist dann wenigstens einem Saugventil 37 und wenigstens einem Druckventil 38 zugeordnet.

In dieser Maschine werden die zwischen der äußeren beweglichen Anordnung (äußere Verdichterkolben la und 2/1 der beiden Gruppen ία urd lft.

äußere Motorkolben 7 der vier Gruppen 4«, 4 ft. 4c und 4(f) und der inneren beweglichen Anordnung (innere Verdichterkolben 2ft und 2c der beiden Gruppen 1 α und 1 ft und innere Motorkolben 8 der vier Gruppen 4(7. 4 ft, 4 c und 4(/) vorgesehenen Synchronisiermittel durch eine fest mit einem der äußeren Verdichterkolben (z. B. mittels eines Arms 35) verbundene Zahnstange 39, eine fest mit einem der inneren Kolben (z.B. mittels eines Arms 15) verbundene Zahnstange 40 und durch ein Zahnrad 41 gebildet, welches auf einer festen Achse 42 sitzt und ständig mit den beiden Zahnstangen 39 und 40 in Eingriff steht (Fig. 5).

Es ist zu bemerken, daß die in F i g. 4 dargestellte Aiisführungsform gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform den Vorteil der Trennung der mechanischen Funktionen (Verbindungsfunktionen) und der thermodynamischen Funktionen (Verdichtungsfunktionen) der Verdichterkolben besitzt. Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform stellt nämlich der innere Verdichterkolben 2 b die mechanische Verbindung zwischen den inneren Motorkolben 8 her. und die äußeren Verdichterkolben la und In stellen die mechanische Verbindung zwischen den äußeren Motorkolben 7 her. Diese Verdichterkolben müssen also so berechnet werden daß sie die durch diese mechanischen Verbindunger erzeugten Kräfte (welche durch etwaige Unregelmäßigkeiten beim Arbeiten der Motorkolbengruppei

gestört werden können) aushalten und daß sie ihre mittel können in der bei den vorhergehenden Aus-Verdichtungsarbeit (welche durch ein etwaiges führungsformen angegebenen Weise ausgebildet sein Klemmen der Saugventile und/oder Druckventile der und sind zur Vereinfachung der Zeichnung in Fig. 7 Verdichterkolbengruppen gestört werden kann) ver- und 8 nicht dargestellt,
richten. 5 Nachstehend sind gewisse erfindungsgemäße Merk-

Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform male der in F i g. 1, 2 und 3 dargestellten Maschine

verrichten dagegen die äußeren Verdichterkolben genauer beschrieben. Gemäß einem dieser Merkmale

la und 2/i und die inneren Verdichtefkolben Ib und wird die zentrale Stange 10 in in den Böden der

Ic nur ihre Verdichtungsarbeit, während die mecha- Verdichterzylinder3a, 3b und 3n angeordneten

nischen Verbindungen durch die mit Armen 35 ver- io Gleitlagern 50 geführt, durch welche sie tritt. Gemäß

sehenen Kreuzstücke 34 oder das Verbindungsglied 9 einem anderen Merkmal wird die zentrale Stange 10

mit dem mittleren Abschnitt 14 und den Armen 15 von drei rohrförmigen Zwischenstücken umgeben,

hergestellt werden, welche ihrer Aufgabe entspre- nämlich einem inneren rohrförmigen Zwischenstück

chende Abmessungen erhalten können, ohne daß 51, welches zwischen den beiden Böden des inneren

andere Faktoren berücksichtigt werden müssen. 15 Verdichterzylinders Ib angeordnet ist und auf wel-

Gemäß einer weiteren in F i g. 7 und 8 dargestellten ehern der innere Verdichterkolben 2 b gleitet, dessen Ausführungsform besitzt die Maschine mehrere Ver- Bohrung 12 einen Durchmesser hat, welcher größer dichterkolbengruppen la, Ib, welche in Verdichter- als der Außendurchmesser dieses inneren rohrförkolbengruppen unterteilt sind, in welchen die Förder- migen Zwischenstücks 51 ist, und zwei äußeren rohrdrücke verschiedene Größe haben, wobei die Ver- ao förmigen Zwischenstücken 52 und 53, welche je dichterkolbengruppen mit gleichen Förderdrücken zwischen den einander gegenüberliegender. Böden vorzugsweise symmetrisch uti die zentrale Achse 13 des inneren Verdichterzylinders 3ft bzw. den Böden herum angeordnet sind. Bei dem dargestellten Bei- der beiden äußeren Verdichterzylinder 3 λ und 3/i spiel besitzt die Maschine zwei in Winkelabständen angeordnet sind, wobei Durchlässe 54 jede der beivon 180° gleichmäßig um die zentrale Achse 13 her- 25 den durch den inneren Verdichterkolben lh und den um verteilte Niederdruckverdichterkolbengruppen 1 α inneren Verdichterzylinder 3 ft definierten Kammern und 1 b, zwei Hochdruckverdichterkolbengruppen 1 c veränderlichen Volumens 25 mit den beiden durch und Xd, welche mit Winkelabständen von 180° die zentrale Stange 10 und die beiden äußeren rohrgleichmäßig um die zentrale Achse 13 herum verteilt förmigen Zwischenstücke 52 und 53 definierten Ring- und gegen die Niederdruckverdichterkolbengruppen 30 räumen 55 und 56 verbinden. Eine durch Schlitz-Ια und lft um 90" versetzt sind, und vier symme- ringe gebildete gleitende Dichtung 57 ist an der Stelle frisch paarweise um die zentrale Achse 13 herum des inneren Verdichterkolbens 2 b zwischen der zenverteilte Motorkolbengruppen Aa, Ab, Ac und Ad. tralen Stange 10 und dem inneren rohrförmigen Die Maschine enthält zweckmäßig einen Wärmeaus- Zwischenstück 51 angeordnet. Hierdurch wird ein tauscher 43 zur Kühlung des verdichteten Gases 35 Druckgleichgewicht zwischen den Kammern vcrzwischen den beiden Niederdruckverdichterkolben- änderlichen Volumens 25 aufrechterhalten, in -velgruppen la und lft und den beiden Hochdruckver- chen betriebsmäßig der gleiche Druck herrschen soll, dichterkolbengruppen 1 c und 1 d. Wie in F i g. 7 dar- Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal wird gestellt, kann jede Verdichterkolbengruppe la, lft, die bereits durch die zentrale Stange 10 und die Ir und \d der Maschine zwei äußere Verdichter- 40 Stangen der äußeren Motorkolben 7 erzielte Führung kolben 2a und In und zwei innere Verdichterkolben eines jeden der beiden äußeren Verdichterkolbens 2ft und 2c umfassen, weiche in in einer Flucht an- la und 2« noch durch drei zusätzliche Stangen 58 geordneten Verdichterzylindern 3a, 3ft. 3c und 3/i vervollständigt, deren jede die Stange des entsprearbeiten, wobei die beiden äußeren Verdichterkolben chenden äußeren Motorkolbens 7 verlängert, wobei 2a und In der Gruppe mittels der mit Armen 35 45 diese zusätzlichen Stangen 58 in in dem äußeren versehenen Kreuzstücke 34 fest mit der zentralen Boden des entsprechenden äußeren Verdichterzylin-Stange 10 verbunden sind, während die beiden inne- ders3a oder 3n ausgebildeten Gleitlagern 59 gleiten, ren Verdichterkolben 2 ft und 2 c der Gruppe durch Nachstehend sind gewisse, insbesondere die in das durch seinen mittleren Abschnitt 14 und seine Fig. 4 und 7 dargestellten Ausführungsformen be-Arme 15 gebildete Verbindungsglied 9 beide fest mit 5° treffende Erfindungsmerkmale genauer beschrieben, den äußeren Motorkolben einer jeden der vier Motor- Gemäß einem dieser Merkmale erfolgt die Führung kolbengruppen 4a, 4ft. 4c und 4a" verbunden sind. der zentralen Stange 10 gegenüber dem Gestell 60 Die Maschine kann dann zweckmäßig so ausgebildet der Maschine hauptsächlich durch zwei in der Nähe werden, daß die Verdichtungsarbeit ^der Verdichter- der Enden der zentralen Stange 10 angeordnete Gleitkolben 2a. 2ft. 2c und In in ihren Verdichterzylin- 55 lager 61. Infolge der möglichen Unregelmäßigkeiten dem 3a, 3ft. 3c und 3« in beiden Richtungen ver- der Antriebskräfte (Gefahr eines unregelmäßieen richtet wird, so daß die Verdichterkolben 2a, 2ft, Arbeitens der Motorkolbengruppen") und'oder der 2c und In doppeltwirkend sind, wobei die Anord- Verdichterkräfte (Gefahr eines Festklemmen der nung vorzugsweise so getroffen ist, daß ein äußerer Saugventile und/oder der Förderventile der Ver-Verdichterkolben gegenläufig mit einem inneren 60 dichterkolbengruppen) ist es zweckmäßig, der Fiih-Verdichterkolben arbeitet. Jede der durch eine Seite rung der zentralen Stange 10 durch die Gleitlager 61 eines Verdichterkolbens und die entsprechende Seite einen gewissen Freiheitsgrad zu geben. Hierfür köndes Verdichterzylinders definierte Kammer veränder- nen die Gleitlager 61 eine geringe nach außen sclichen Volumens 44 ist dann mit wenigstens einem richtete Konizität erhalten. Die Gleitlager 61 können Saugventil 45 und wenigstens einem Druckventil 46 65 auch an Kugelgelenken angebracht werden,
kombiniert. Die in dieser Maschine zwischen der Gemäß einem weiteren Erfindungskcnnzeicheii äußeren beweglichen Anordnung und der inueren sind zwischen den äußeren Verdichterkolben 2a, 2;i beweglichen Anordnung vorgesehenen Synchronisier- und den sie mit der zentralen Stange 10 verbinden-

den Armen 35 des Kreuzstücks 34 elastische Glieder 62 angeordnet, welche zusätzliche Kräfte übertragen können, welche von dem etwaigen Klemmen eines Saugventils unci/oder Druckventils in den von den äußeren Verdichterkolben la, In bestrichenen Kammern veränderlichen Volumens herrühren. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal sind zwischen den äußeren Motorkolben 7 und den diese mit der zentralen Stange 10 verbindenden Armen 35 des Kreuzstücks 34 elastische Glieder 63 angeordnet, welche von etwaigen Unregelmäßigkeiten des Arbeitens der Motorkolbengruppen herrührende zusätzliche Kräfte übertragen können. An Stelle von elastischen Gliedern kann man auch zwischen den äußeren Motorkolben und den Armen des Kreuzstücks Kugelgelenkanordnungen vorsehen.

Unabhängig von der gewählten Ausführungsform hat eine erfindungsgemäße Tandemmaschine mit Freiflugkolben einen geringen Platzbedarf, einen sehr einfachen Aufbau, eine hohe Zuverlässigkeit und eine erhebliche Massenleistung. Ferner können dank der bei den in F i g. 4 und 7 dargestellten AusfUhrungsformen getroffenen Maßnahmen Verdichterkolbengruppen mit einer Bohrung gewählt werden, deren Wert begrenzt bleibt, so daß hier nicht die bei großen Bohrungen entstehenden Probleme auftreten. Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, besitzt die erfindungsgemäße Maschine einen geringen Platz · bedarf, eine geringere Masse der beweglichen An-Ordnungen, eine gesteigerte Bewegungsfrequenz und eine gesteigerte Massenleistung.

Die erfindungsgemäße Maschine kann als Verdichter zur Lieferung von verdichteter Luft und als Treibgaserzeuger zur Lieferung eines heißen Gemischs unter Druck, welches aus den MotOTzylindern austritt und durch die in den Verdichterzylindern erzeugte Spülluft und die in den Motorzylindern unvollständig entspannten Verbrenmingsgase gebildet wird, sowie auch als gemischte Maschine (Luftverdichter und Treibgaserzeuger) arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Freiflugkolben-Tandemmaschine, bei der in zwei gleichachsig angeordneten Motorzylindern Paare von zum Antrieb von Verdichterkolben dienenden Motorkolben entgegengesetzt arbeiten und eine Antriebsgruppe bilden, in welcher der dem einen Ende der Antriebsgruppe zunächstliegende Motorkolben (äußerer Motorkolben) des einen Motorkolben-Paares mit dem dem anderen Ende der Antriebsgruppe zunächstliegenden Motorkolben des anderen Motorkolben-Paares zu einer ersten beweglichen Kolbenanordnung verbunden ist und in welcher die mit Bezug auf die Antriebsgruppe innenliegenden Motorkolben der beiden Motorkolben-Paare zu einer zweiten beweglichen Kolbenanordnung verbunden sind, die sich mit Bezug auf die erste bewegliche Kolbenanordnung im entgegengesetzten Sinne bewegt, wobei zwischen den beiden beweglichen Kolbenanordnungen Synchronisierungsmitte! vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mindestens zwei solcher Antriebsgruppen (4a, 4b) von Motorkolben-Paaren enthält, die parallel zueinander angeordnet und deren Motorkolben durch Verbindungsglieder (2a, In bzw. 34, 35, 9) verbunden sind, wobei die Verbindungsglieder (la, 2n bzw. 34, 35) der äußeren Motorkolben Π) .!er Aruriebsgruppen durch eine zu den Antriebsgruppen zentraie Stange (10) miteinander verbunden sind, auf der das Verbindungsglied (9) der inneren Motorkolben (8) g.'eitbar angeordnet ist.

2. Freiflugkolben-Tandemmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsglieder der Motorkolben (7. 8) als Verdichterkolben (2a, In bzw. 2b, 9) ausgebildet sind.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsarbeit von jedem als Verbindungsglied dienenden Verdichterkolhen (2a, Ib, In) in dem entsprechenden Verdichterzylinder (3a. 3 b. 3n) in beiden Richtungen verrichtet wird, so daß die Verdichterkolben (2ci, 2b, 2n) doppeltwirkend sind (Fig. I).

4. Maschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein zwischen den beiden Böden des inneren Verdichterzylinders (3b) angeordnetes inneres rohrförmiges Zwischenstück (51), auf welchem der innere Verdichterkolbcn (Ib) gleitet, dessen öffnung (12) einen Durchmesser hat, welcher größer als der Aiißenclurchmcsscr dieses Zwischenstücks (51) ist, und durch zwei äußere rohrförmig Zwischenstücke (52 und 53), welche je einem Boden des inneren Verdichter/v linders (3')) und dem inneren Boden der beiden äußeren Verdichterzylinder (3 a und 3«) angeordnet sind, wobei Durchlässe (54) jede der beiden durch den inneren Verdichterkolben (2 b) und den inneren Verdichterzylinder (3 b) gebildeten Kammern veränderlichen Volumens (25) mit den beiden durch Jic zentrale Stange (10) und die beiden äußeren ohrförmigen Zwischenstücke (52 und 53) be- ;renzten Ringrätimen (55 und 56) verbinden und vobei eine durch Schlitzringe gebildete gleitende dichtung (57) zwischen der zentralen Stange (10) ind dem inneren rohrförmigen Zwischenstück 51) angeordnet ist.

5. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichne durch mehrere parallel und symmetrisch um «.-in zentrale Achse (13) herum angeordnete Ver dichterkolbengruppen (la, Ib), von denen jedi

äußere mit den äußeren Motorkolben der An triebsgruppen verbundene und innere mit dei inneren Motorkolben der Antriebsgruppen verbundene Verdichterkolben umfaßt, wobei die J. ■ Verbindungsglieder (34) der äußeren Motor- und

ίο Verdichterkolben (2a) verbindende zentrale Stange (10) zu dieser zentralen Achse (13) gleichachsig ist, und das Verbindungsglied (9) der inneren Motor- und Verdichterkolben einen auf der zentralen Stange (10) gleitenden mittleren Abschnitt (14) und Arme (15) aufweist, welche den mittleren Abschnitt (14) einerseits mit den inneren Verdichterkolben (2 b) und andererseits mit den inneren Motorkolben (8) verbinden.

6. Maschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet ao durch zwei gleichmäßig um die zentrale Achse

(13) herum in Winkelabständen von 1SO^C verteilte Verdichterkolbengruppen (la und 16) und vier paarweise symmetrisch um die zentrale Achse (13) herum angeordnete Antriebsuruppen (4«. as 4b, 4c und 4d).

7. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterkolben (2a, 2b, Ic und 2//) in ihren Verdichterzylindern (3«, 3b, 3c und 3«) Verdichfungsarbeit in beiden Richtungen verrichten und daher doppeltwirkend sind.

8. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderdrücke der Verdichterkolbengruppe verschiedene Größe haben, wobei die Verdichtcrkolbengrippcn mit gleichen Förderdrücken symmetrisch um die zentrale Achse (13) herum angeordnet sind.

9. Maschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch zwei gleichmäßig um die zentrale Achse (13) herum in Winkelabständen von JSO" verteilte Niederdruckverdichterkolbengruppen (la und 1 b), zwei gleichmäßig um die zentrale Achse (13) herum in Winkelabsfänden von 180 verteilte und gegen die iNiederdruckverdichterkolbengruppen (1 α und 1/?) um 90 versetzte Hochdruckvcrdichtcrkolbcngruppen (Ic und Ii/) und vier paarweise symmetrisch um die zentrale Achse (13) herum angeordnete Antriebsgruppen (4a, 4b. 4c und 4r/).

10. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlagerführung (61) der zeniralen Stange (10) letzterer einen gewissen radialen Freiheitsgrad gibt.

I I. Maschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch /wischen den äußeren Verdichterkolben (la, In) oder den äußeren Motorkolben (7) und den diese mit der zentralen Stange (10) verbindenden Armen (35) der Verbindungsglieder (34) angeordnete elastische Glieder (62 bzw. 63).

12. Maschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet

fi° durch zwischen den äußeren Motorkolben (7) und den diese mit der zentralen Stange (10) verbindenden Armen (35) der Verbindungsglieder (34) angeordnete Kugelgclenkanordnungen.