DE202525C

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Publication number: DE202525C
Application number: DENDAT202525D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 202525 KLASSE 46 ^. GRUPPE

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckmittels für mit Expansion arbeitende Kraftmaschinen. Die Vorrichtung besteht aus einer Anzahl von im Kreise, gegebenenfalls im Mantel eines Zylinders angeordneten Kolbenmaschinen, welche in ihrer Einrichtung den bekannten Zweitakt-Explosionskraftmaschinen ähneln, jedoch von denselben sich darin unterscheiden, daß so

ίο viel Druckluft erzeugt wird, als zur Entziehung der durch die Explosionen entstandenen Hitze erforderlich ist, und daß die Verbrennungsprodukte nicht ins Freie ent-. weichen, sondern mit der Druckluft gemischt werden, so daß das unter Druck stehende Gemisch ein Druckmittel bildet, welches durch eine Rohrleitung nach den Kraftmaschinen zum Betriebe derselben geleitet wird. Die Kolbenmaschinen sind zweckmäßig paarweise angeordnet, und in jedem Paar erfolgt die Explosion in der einen Kolbenmaschine und die Kompression in der anderen Kolbenmaschine, darauf umgekehrt und so fort. Die verschiedenen im Kreise bzw. im Zylinder angeordneten Kolbenmaschinen werden in einer solchen Reihenfolge gesteuert, daß die gemeinschaftliche Kurbelwelle mit großer Gleichmäßigkeit angetrieben wird.

Die Erfindung ist beispielsweise in einer Ausführungsform auf den Zeichnungen dargestellt.

Fig. ι ist die Oberansicht der ganzen Vorrichtung, wobei eine Kolbenmaschine mit der gemeinschaftlichen Kurbelwelle im wagerechten Schnitt dargestellt ist.

Fig. 2 ist ein Aufriß derselben, wobei die vier Kolbenmaschinen auf der Vorderseite durch Kreise angedeutet sind.

Fig. 3 ist ein senkrechter Längsschnitt im vergrößerten Maßstabe durch ein Paar Kolbenmaschinen.

Fig. 4 ist der linke Teil von Fig. 3, der durch■' Darstellung der Steuerung und des Schwungrades vervollständigt ist.

Fig. 5 ist eine Endansicht dieses Teiles, und

Fig. 6 zeigt in noch größerem Maßstabe einen senkrechten Schnitt durch den Boden des Explosionszylinders in Fig. 4'samt Einspritzvorrichtung und Auslaßventil.

Auf einer Grundplatte 1 ist ein im wesentliehen zylindrisches Gehäuse 2 mit Deckel 27 befestigt. Im Gehäuse 2 sind mehrere Kolbenmaschinen, im vorliegenden Falle zwölf, angeordnet. Eine senkrechte Kurbelwelle 28 mit zwei um i8o° gegeneinander versetzten Kröpfungen ist in der Grundplatte 1 und im Deckel 27 in bekannter Weise gelagert und trägt am oberen Ende eine Daumenscheibe 14 und ein Schwungrad 29. Jede der zwei Kröpfungen der Kurbelwelle 28 ist zu drei Kurbelzapfen ausgebildet, von denen jeder einem Paar Kolbenmaschinen angehört, die einander gegenüberliegen, wie Fig. 3 zeigt. ,Es ist nun ersichtlich, daß die sechs radial gelegenen Kolbenmaschinen, welche dieselbe Kröpfung der Kurbelwelle 28 antreiben ,' in zwei einander parallel laufenden Schraubenlinien im Gehäuse 2 angeordnet sind.

Jede Kolbenmaschine umfaßt einen Explosionszylinder 3, einen Luftkompressor 7, einen Zwischenzylinder 4 und einen Stufenkolben 8¹, 8², 8³. Den Zwischenzylinder 4

umgibt eine Kammer ii, die Druckluft aus dem Luftkompressor 7 durch mehrere unter Federspannung stehende Auslaßventile 12 empfängt und durch Öffnungen 10 an den

Zwischenzylinder 4 abgibt, sobald diese Öffnungen 10 vom mittleren Kolben 8² am Ende seines Hubes freigegeben sind.

Die Kammern 11 aller Kolbenmaschinen stehen miteinander durch Kanäle 44, 44 am Umfange des Gehäuses 2 und durch senkrechte Kanäle 45, 45 in offener Verbindung, so daß alle Kammern 11 und Kanäle 44 und 45 einen Behälter für die Druckluft bilden, in welchem derselbe Druck herrscht. In den Luftkompressor 7 wird durch unter Federspannung stehende Einlaßventile 12¹ angefeuchtete Luft und am Ende des Kolbenhubes durch Löcher 9 aus einer Kammer 30 trockene Luft eingelassen. Die Anfeuchtung der Luft kann auf irgendeine bekannte, nicht dargestellte Weise erfolgen. Die Kammer 30 empfängt Luft von außen her durch ein Sieb (Fig. 4) o. dgl. In jedem Paar Kolbenmaschinen sind die Kolben 8¹, 8², 8³ und 8¹, 8², 8³ miteinander durch ein Rahmenstück 31 starr verbunden, so daß sie sich gemeinschaftlich bewegen müssen. Einer der dreifachen Kolben 8¹, 8², 8³ (Fig. 4) ist mit dem zugehörigen Kurbelzapfen durch eine Pleuelstange 32 verbunden. Der Explosionszylinder 3 ist etwas konisch ausgeführt, und dementsprechend ist der kleine Kolben 8¹ gestaltet. Der mittlere Querschnitt des Explosionszylinders 3 beträgt beispielsweise nach der Zeichnung ungefähr ein Viertel vom ringförmigen Querschnitt des Luftkompressors 7 (nach Abzug des Querschnittes des mittleren Kolbens 8²). Unter dem Explosionszylinder 3 ist ein unter Federspannung stehendes Auslaßventil 6 angeordnet. (Zum besseren Verständnis von Fig. 6 sei erwähnt, daß das Auslaßventil 6 nach oben hin durch eine mit Deckel zu verschließende Öffnung 33 herausgenommen werden kann.) Am Boden des Explosionszylinders 3 ist eine Einspritzvorrichtung irgendeiner bekannten Art angeordnet, welche bei geöffnetem Ventil 36 flüssigen oder gasförmigen Brennstoff in den Zylinder 3 einzupressen vermag. Zur Zündung des Gemisches kann irgendeine bekannte, nicht dargestellte Zündvorrichtung dienen.

Auf der Daumenscheibe 14 sind in· vier gleichachsigen Kreisen Daumen 13, 13 ^l angeordnet, von denen nach Fig. 4 und 5 die Daumen in den beiden äußeren Kreisen zur Steuerung der Ventile an den oberen Kolbenmaschinen, dagegen die Daumen in den beiden inneren Kreisen zur Steuerung der Ventile an den unteren Kolbenmaschinen (Fig. 2) dienen. Hierzu sind auf dem Deckel 27 sechs Doppelböcke 37 radial angeordnet. In jeder der zwei parallelen Bohrungen eines Doppelbockes 37 ist eine hohle Welle 23 und in dieser eine Welle 17 drehbar gelagert. Auf der Welle 17 sind zwei Hebel 16 und 18 befestigt, von denen der eine Hebel 16 eine über die Daumen 13 laufende Rolle 15 trägt und der andere Hebel 18 zur Steuerung des Auslaßventils 6 mittels Stange 19, Hebel 20, Welle 38 und Hebel 39 dient. Auf der hohlen Welle 23 sind zwei Hebel 22 und 24 befestigt, von denen der eine Hebel· 22 eine über die Daumen 13¹ laufende Rolle 21 trägt und der andere Hebel 24 zur Steuerung des Einspritzventils 36 mittels Stange 25 und Winkelhebel 26 dient.

Die Stutzen 40 der Auslaßventile 6 von je zwei übereinanderliegenden Kolbenmaschinen sind durch ein Rohr 41 an ein Sammelrohr 42 angeschlossen, von dem aus eine Leitung 43 zu den Verbrauchsstellen führt.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: In jeder Kolbenmaschine wird nach Fig. 4 bei der Bewegung der Kolben 8¹,8²,8³ von links nach rechts hin der große Kolben 8³ angefeuchtete Luft durch die sich öffnenden Einlaßventile 12¹ ansaugen, bis gegen Ende des Hubes ebenfalls trockene Luft von der Kammer 30 her durch die Löcher 9 in den Kompressor 7 eintritt. Bei der Bewegung der Kolben 8¹, 8², 8^S von rechts nach links hin verschließt der große Kolben 8³ bald die Löcher 9, worauf er die Luft komprimiert und durch die sich öffnenden Ventile 12 in die Kammer 11 und den damit verbundenen Behälter einpreßt. Die Feuchtigkeit der Luft verhindert eine unzulässige Erhitzung derselben bei der Kompression, so daß eine Kühlung des Kompressors 7 nicht erforderlich wird. Bei der folgenden umgekehrten Bewegung der Kolben 8¹, 8², 8³ saugt' der große Kolben 8³ wieder angefeuchtete Luft an. Im Zylinder 3 erfolgt die Explosion und Expansion bei der Bewegung der Kolben 8¹, 8², 8³ von links nach rechts in Fig. 4. Die Explosion treibt die Kolben 8\ 8², 8³ und 8¹, 8², 8³ in den beiden zusammengehörigen Kolbenmaschinen von links nach rechts hin, wobei die Pleuelstange 32 auf den Kurbelzapfen einwirkt. Am Ende des Hubes legt der mittlere Kolben 8² in der linken Kolbenmaschine (Fig. 4) die Öffnungen 10 frei, worauf Druckluft aus dem Behälter durch die Kammer 11 und den ringförmigen Raum zwischen Kolben 8¹ und Zwischenzylinder 4 in den Explosionszylinder 3 eintritt und sich mit den Verbrennungsprodukten mischt, so daß sie deren Hitze in sich aufnimmt und so den Explosionszylinder 3 kühlt. Bei der folgenden Bewegung der Kolben 8\ 8², 8³ in der linken Kolbenmaschine (Fig. 4) von rechts nach links hin wird das Auslaßventil 6 ge-

öffnet, so daß das neue Gemisch von Druckluft und Verbrennungsprodukten durch das Auslaßventil 6, das Rohr 41 und das Sammelrohr 42 nach der Leitung 43 abströmt; die nach dem Schluß des Auslaßventils 6 im Zylinder 3 verbleibende Mischung von Verbrennungsprodukten und Druckluft wird weiter komprimiert, bis gegen Ende des Kolbenhubes Brennstoff in diese Mischung eingepreßt und die dadurch explosiv gewordene Mischung entzündet wird.

Es ist ersichtlich, daß in jedem Paar Kolbenmaschinen bei jedem Kohlenhube in einer Richtung in der einen Kolbenmaschine Explosion und in der anderen Kolbenmaschine Kompression, dagegen bei jedem Kolbenhube in der¹ anderen Richtung in der zweiten Kolbenmaschine Explosion und in der ersten Kolbenmaschine Kompression stattfindet. Mit anderen Worten: die Explosion in der einen Kolbenmaschine bewirkt die Kompression in der anderen Kolbenmaschine. Die Kolbenmaschinen in jedem Paare sollen sich also abwechselnd und gegenseitig ausgleichen. Die Daumen auf der Daumenscheibe 14 sind zweckmäßig so verteilt, daß die Explosionen in den verschiedenen Kolbenmaschinen im Kreise aufeinander folgen, damit die Kurbelwelle 28 gleichmäßig angetrieben wird. Da die Vorrichtung außer der Lieferung des Druckmittels sonst weiter keine Arbeit zu verrichten hat, so sind natürlich die verschiedenen Ventile so einzustellen, daß die Vorrichtung keine Beschleunigung oder Verzögerung erfährt. Es kann ein Regulator beliebiger bekannter Art hinzukommen, um den Gang der \^/orrichtung zu regeln. Es ist auch ersichtlich, daß der Druck des Druckmittels von der Bemessung der Kolben 8¹, 8², 8³, im Verhältnis voneinander und von der Einstellung der Steuerungsventile 5 und 6 und von den Federspannungen der Ventile 12 und 12' abhängen muß.

Das erzeugte Druckmittel dient zum Betriebe beliebiger mit Expansion arbeitender Kraftmaschinen.

Die Vorrichtung kann in verschiedener Hinsicht abgeändert werden, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen. Statt angefeuchteter Luft kann eine angefeuchtete Gasmischung in den Kompressor eingelassen und nach erfolgter Kompression mit den Verbrennungsprodukten gemischt werden.

Claims

Patent-An Spruch:

Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckmittels mit mehreren um eine gemeinschaftliche Kurbelwelle angeordneten Kolbenmaschinen, bei welcher je zwei Kolbenmaschinen einander gegenüberliegen und jede einen Explosionszylinder (3) und einen Kompressor (7) von größerem Kolbenquerschnitte umfaßt und die Kolben mit der Kurbelwelle (28) mittels Pleuelstange (32) ο. dgl. verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kompressoren (7) aufeinanderfolgend große Mengen angefeuchteter Luft durch Ventile (12¹) ansaugen und dann durch Ventile (12) in einen gemeinschaftlichen Behälter (11,44,45) befördern, während in die verschiedenen aufeinanderfolgenden Explosionszylinder (3)' Brennstoff durch Einspritzvorrichtungen (5) eingepreßt und sodann die Mischung entzündet wird, worauf am Ende des Explosionshubes durch Öffnungen (10) Druckluft aus dem Behälter (11, 44, 45) in den Zylinder (3) eintritt und sich mit den Verbrennungsprodukten mischt, um den Zylinder (3) zu kühlen, und diese Mischung beim folgenden Kolbenhube bis nahe dem Ende desselben durch Auslaßventile (6) nach der Leitung (43) geleitet wird, während der im Explosionszylinder (3) verbleibende Rest von Druckluft und Abgasen weiter komprimiert und in denselben Brennstoff eingeführt und zur Entzündung gebracht wird, zum Zwecke, ein Druckmittel von praktisch unveränderlichem Drucke an Expansionskraftmaschinen zu liefern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.