DE20916C

DE20916C - Gaslokomotive

Info

Publication number: DE20916C
Application number: DENDAT20916D
Authority: DE
Original assignee: J. M. A. MONT-CLAR in Paris

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Diese Erfindung betrifft die Anwendung von Gaskraftmaschinen und der durch die Benutzung derselben bedingten Mittel behufs Fortbewegung aller Arten von Fahrzeugen.

Es ist hier die Benutzung Otto'scher Motoren vorausgesetzt. Die Maschinen sind beispielsweise horizontal angeordnet.

■ Der Motor kann an jedem zu bewegenden Fuhrwerk selbst angebracht werden, anstatt dafs man besondere Lokomotoren anwendet. Wie man Maschinen mit einfacher Wirkung und einer Explosion auf je vier einfachen Kolbenhüben mit den zu beschreibenden Einrichtungen versieht, kann man dieselben Einrichtungen auch an Maschinen mit einfacher Wirkung und einer Explosion bei jedem einfachen Hub, oder an doppeltwirkenden Maschinen mit einer Explosion auf jedem einfachen oder doppelten Hub anwenden.

Fig. ι und 2 zeigen einen Strafsenlokomotor mit durch comprimirte Luft getriebenem Hülfsmotor behufs Anfahrens des Fahrzeuges. Die Maschine ist ein zweicylindriger Otto'scher Motor, unterscheidet sich jedoch in verschiedenen Punkten von letzterem; Fig. 3 ist ein Verticalschnitt des Lokomotors nach 1-2, Fig. 1. Die' beiden Cylinder α α¹ besitzen doppelte Wandungen zur Circulation des nöthigen Kühlwassers. Die Pleuelstangen b treiben die Kurbelwelle c mittelst um 90 ° versetzter Kurbeln. Auf die Welle c ist das konische Rad d* gekeilt, das in das doppelt so grofse Rad d^x eingreift; dieses sitzt auf der Steuerwelle d, welche in drei Lagern e e¹ und f?⁸ gelagert ist. Die parallele, bei e* und e^l gelagerte Steuerwelle / des zweiten Cylinders α¹ wird mittelst der drei Stirnräder i PP von der Welle d getrieben. Beide Steuerwellen d und f bewegen mittelst an ihren Enden angebrachter Kurbeln g und Pleuelstangen g¹ die Vertheilungsschieber t für Luft und Gas. Die Steuerwellen d und / besitzen ferner Daumen kk^x für die Bewegung der Einlafsorgane für Gas und der Auslafsorgane für die Verbrennungsproducte.

Das in dem blasbalgähnlichen oder anders gestalteten, oberhalb des Verdeckes des Wagens angeordneten Behälter A enthaltene Gas wird mittelst des Rohres'/?¹, Fig. 2, dem, beiden Cylindern α und a¹ gemeinschaftlichen, Ventilkasten h, Fig. 2, zugeleitet. Dieser Ventilkasten ist im Detail in Fig. 4 und 5 dargestellt, und zwar ist Fig. 4 ein Schnitt nach 5-6 und Fig. 5 ein Schnitt nach 3-4. Dieser Kasten enthält in seinem oberen Theil einen Absperrhahn A², dessen Küken mittelst des Hebels H und des aus Fig. 2 ersichtlichen Stangen- und Hebelwerkes vom Standpunkt des Maschinisten gehandhabt werden kann. Der untere gröfsere Theil ist durch drei Scheidewände in drei Abtheilungen getheilt. Je eine der Abtheilungen 1 und 2 ist mit der dritten durch ein federbelastetes Ventil//¹ verbunden und communicirt durch Rohre / bezw. P mit den Schieber* kästen der Cylinder α α¹. Die Ventile j j¹ werden durch Stangen von den Daumenscheiben k der Steuerwellen d und f bewegt und bewirken eine passende Vertheilung des Gases nach den beiden Cylindern.

Diese Maschine functionirt demgemäfs genau so wie der Otto'sehe Motor und unterscheidet sich nur in dem Betrieb der Steuerwellen d und /, sowie in der Construction und Anord-

nung des gemeinschaftlichen Ventilkastens h zwischen beiden Cylindern von einem gewöhnlichen zweicylindrigen Otto'sehen Motor.

Auf der Welle c ist die durch Nuth und Feder mitgenommene verschiebbare Muffe m angeordnet, welche durch Hebel M und Kurbel M¹ bewegt und nach Art einer Kupplung mit der losen, einen Excenter m? tragenden Muffe m¹ in oder aufser Verbindung gebracht werden kann, so dafs letztere von der Welle c mitgenommen wird oder nicht. Das Excenter τ»² treibt mittelst der Stange ;«³ den Kolben einer kleinen Luftcompressionspumpe, welche Luft in den Behälter w⁴, Fig. 3, pumpt, der zwischen den Cylindern α α¹ angeordnet gedacht ist, jedoch auch an beliebig anderen Stellen des Motors untergebracht sein kann.

Die während des Ganges der Maschine comprimirte Luft wird, wenn es erforderlich ist, in den Cylinder η eines kleinen Hülfsmotors gelassen, dessen Kurbelwelle η¹ ein kleines Frictionsrad «² trägt, das auf den Umfang des Schwungrades ν des Hauptmotors wirkt. Das Frictionsrad ν wird durch einen Steuerhebel N und passende Zwischentransmission zur Wirkung gebracht, eine zweite Kurbel oder Handgriff ο gestattet, den' Zutritt der comprimirten Luft nach dem Hülfsmotor zu regeln.

Der beschriebene Lokomotor ist für die Fortbewegung von Fahrzeugen auf Strafsen und Wegen bestimmt. Er ruht auf vier Rädern, die kleinen, R, dienen zum Steuern und die grofsen, Jt¹, sind als Triebräder ausgebildet. Die Achsen der Räder unterstützen das Maschinengestell mittelst Spiralfedern.

Die Vorderräder It können mittelst einer Kurbel Q, welche durch eine Schraube ohne Ende Q¹ und Schraubenrad <2² eine mit der Achse der Räder R verbundene verticale Welle zu drehen gestattet, gesteuert werden. Die Triebräder R¹ erhalten ihre Drehung mittelst einer Galle'schen Kette R² und der Räder R ³ Rⁱ R⁵ von der Welle c.

Der Betrieb des Lokomotors erfolgt nun unter der Voraussetzung, dafs der Behälter ot⁴ mit comprimirter Luft gefüllt ist, welche man leicht während des Ganges des Motors unter Benutzung der beim Befahren von Abhängen und beim Anhalten disponiblen lebendigen Kraft beschaffen kann. Behufs Anfahrens des Motors wird das Einlafsventil für comprimirte Luft nach dem Cylinder η des Hülfsmotors geöffnet, worauf der letztere sofort in Bewegung kommt und seine Maximalgeschwindigkeit sehr schnell erreicht. Bevor dies jedoch eintritt, wird das Frictionsrad «² zur Wirkung gebracht, so dafs letzteres das Schwungrad υ des Hauptmotors und damit alle von der Welle c abhängigen Theile in Umdrehung versetzt. Nach kurzer Zeit werden die Explosionen in den Cylindern αα^λ wirksam, und die Geschwindigkeit des ganzen Systems wächst merklich. Man bringt alsdann das Frictionsrad n² aufser Wirkung und setzt den Hülfsmotor 11 in Ruhe.

Das verbrauchte Quantum an comprimirter Luft wird sofort wieder ersetzt, indem man die Luftcompressionspumpe einrückt oder, wenn die zu befahrende Strecke ein Gefalle besitzt, benutzt man die während des Befahrens dieser Strecke disponible Arbeit zur Erzeugung der comprimirten Luft. Die Luftpumpe wirkt dann gewissermafsen als Bremse, jedoch kann man aufserdem noch gegen den Umfang des Schwungrades ν oder der Räder R¹ eine Backenbremse wirken lassen. In letzterem Fall läfst sich die Bremse als Hemmschuh beim Befahren der Rampen einrichten.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Maschine wird die zum Betrieb des Hülfsmotors η dienende comprimirte Luft durch das Spiel der Kolben der Cylinder a a' des Hauptmotors erzeugt.

Zu diesem Zweck werden die Steuerschieber / durch ein besonderes Kegelräderpaar q q^x getrieben, von dem eins auf der Welle c, das andere auf der Welle / befestigt ist. Die Welle / geht durch die hohle Welle/¹, welche ihre Drehung von der Welle d mittelst der Stirnräder i i¹ P erhält und ebenso wie die Welle d die Daumenscheiben k und k^l trägt. Die Welle/ treibt den Schieber / des Cylinders a¹ direct mittelst einer Kurbel g und Pleuelstange g¹, während der Schieber t des Cylinders α ebenfalls mittelst Kurbel g und Pleuelstange g¹ von einer kurzen, durch Stirnräder/²/³/¹ von / getriebenen Welle bewegt wird.

Das konische Rad q läuft lose auf der Welle c, kann aber mittelst einer durch Hebel B ,und Handgriff JB¹ zu handhabenden Kupplung mit der Welle c verbunden werden, derart, dafs, wenn man den Eintritt des explosiven Gasgemisches in die Cylinder α α¹ absperren will, man nur die Verbindung der Welle c mit dem Rad q aufzuheben braucht, wobei die Federn·/¹ die Schieber t in derjenigen Stellung festhalten, welche dem Abschlufs der Eintrittskanäle entspricht. Die Kupplung des Rades q erhält nur einen Zahn, so dafs die Verbindung des Rades q mit der Welle c immer an derselben Stelle erfolgt. Demgemäfs kann auf diese Weise der Einlafs von Gas und Luft in die Cylinder α α¹ nach Belieben angehalten werden. Behufs Erzeugung der comprimirten Luft sind in den Wandungen der Cylinder α bezw. a¹ Einlafsventile s und s^l angeordnet, welche für gewöhnlich durch Federn geschlossen werden, wenn jedoch der Eintritt der explosiven Gasgemische in die Cylinder abgesperrt ist, treten diese Ventile in Action, und gleichzeitig wird die in den Cylindern α α¹ comprimirte Luft in das Reservoir »ζ⁴ befördert. Zu diesem Zweck sind die Rohre χ χ' für Fortleitung der Ver-

brennüngsproducte mit einem nach dem Reservoir m⁴ führenden Rohr x* verbunden, in welchem ein Zweiweghahn r, Fig. 4 und 8, eingeschaltet ist, der für gewöhnlich so steht, dafs die Verbrennungsproducte durch ihn nach der Atmosphäre gelangen, während er das Rohr α² nach dem Reservoir mⁱ hin absperrt. Der Hahn r kann durch die Zugstange H, Fig. 8, vom Standpunkt des Maschinisten aus gehandhabt werden. Wird der Hahn r so gestellt, dafs die Verbindung der Rohre λ; λ;¹ mit dem Reservoir m* hergestellt wird, so erfolgt gleichzeitig eine Verschiebung der Daumenscheiben yy^l auf den Steuerwellen d und f¹, welche nunmehr mittelst der Hebel y¹ oder direct eine Bewegung der Ventile s und i¹ derart bewirken, dafs in geeigneten Augenblicken Luft in die Cylinder α bezw. α¹ einströmen kann.

Die zum Betrieb des Hülfsmotors erforderliche comprimirte Luft wird nun beim Anhalten des Lokomotors beim Befahren von Abhängen unter Nutzbarmachung der lebendigen Kraft des Motors erzeugt.

Auch kann diese Einrichtung als Bremse für den Lokomotor benutzt werden. Der in den Fig. 9 und 10 dargestellte Lokomotor ist zum Befahren von Schienenwegen bestimmt.

Die durch die Cylinder a a¹ in beschriebener Weise erzeugte comprimirte Luft oder Flüssigkeit wird in #ζ* aufbewahrt und dazu benutzt, um durch Expansion auf die Kolben der Cylinder α α¹ zu wirken. Zu diesem Zweck sind dieselben mit einer besonderen Steuerung ζ versehen, welche man mittelst einer Stephensonschen Coulisse u, welche mittelst Hebels u^x gehandhabt wird, in Ruhe versetzen kann. Ist der Motor in Ruhe, so kann man in sicherer Weise die comprimirte Luft vor oder hinter den Kolben lassen. Ist der Lokomotor auf diese Weise angelassen, so sperrt man den Eintritt der comprimirten Luft ab und gleichzeitig setzt man die Vertheilungsschieber tt für Gas und Luft in Thätigkeit. Die Welle c des Lokomotors überträgt die Bewegung mittelst Zahnräder R^z R¹ R^h auf eine Zwischenwelle G, welche mittelst Kuppelstange E die Bewegung nach der Triebachse fortpflanzt.

In den drei beschriebenen Lokomotortypen ist unterhalb des Wagengestelles ein Kühlwasserreservoir in passender Weise angeordnet; das verbrauchte Wasser kann direct abgelassen werden, jedoch ist es zweckmäfsig, dasselbe vorher zum Anwärmen der Cylinder oder Reservoire für comprimirte Luft der Hülfsmaschine zu verwenden.

Der Motor kann horizontal, vertical oder geneigt angeordnet sein, einen, zwei oder drei Cylinder besitzen, einfach- oder doppeltwirkend sein, ein Schwungrad besitzen oder nicht. Bei Anwendung von drei Cylindern sind die Kurbeln der Triebwellen um 120⁰ zu versetzen, so dafs das Schwungrad fortgelassen werden kann. Da es vorkommen kann, dafs im Moment des Abganges keine comprimirte Luft vorhanden ist, so wird es vortheilhaft sein, auf dem Lokomotor eine kleine Handluftpumpe anzubringen oder aber eine Winde anzuordnen, zum Zweck, das Schwungrad antreiben zu können.

Endlich kann man auch beim Anhalten des Lokomotors die lebendige Kraft zum Zweck der Bremsung in Federn aufspeichern, welche Arbeit alsdann beim Anfahren wieder nutzbar gemacht wird, indem die gespannte Feder dem Lokomotor beim Anfahren einen mehr oder minder erheblichen Antrieb ertheilt.

Auf Blatt II stellt Fig. 1 die Einrichtung der Antriebsvorrichtung für das Schwungrad im Detail dar. Fig. 2 ist eine vergröfserte Ansicht der Fig. 2, Blatt I₁ zur Darstellung gebrachten Anordnung. Fig. 3 zeigt einen Theil der Fig. 6 in vergröfsertem Mafsstabe. Fig. 4 ist ein Schnitt nach 1-2, Fig. 3, Blatt II, und Fig. 5 ist eine Ansicht des Hahnes r. In sämmtlichen Figuren sind die einzelnen Theile mit denselben Buchstaben bezeichnet wie in Blatt I.

Claims

Patent-AnSprüche:

ι. An einem Lokomotor mit Gaskraftmaschinenbetrieb die Anordnung einer Luftpumpe, welche von der Antriebswelle der Gaskraftmaschine aus getrieben wird und die Luft in einem besonderen Reservoir comprimirt, zum Zweck, die Hülfsmaschinen η η¹ η² zu treiben behufs Inbetriebsetzung der Maschine beim Anfahren, Fig. 1 bis 3.
2. An einem Lokomotor mit Gaskraftmaschinenbetrieb und zwei Gaskraftmaschinen die Anordnung des Gasvertheilungsventils für die beiden Maschinen, bestehend aus Ventilgehäuse h mit drei Scheidewänden und zwei Ventilen j'j'¹, Fig. 4 und 5.
3. Die Benutzung der Motorcylinder der Gaskraftmaschinen zur Erzeugung der comprimirten Luft für den Betrieb der kleinen Hülfsmaschine, sowie ferner zu genannten Zwecken:

a) der getrennte Antrieb der Vertheilungsschieber tt¹ und der Anlafsventile P, zum Zweck, die Bewegung der Vertheilungsschieber anhalten zu können, während die Auslafsventile weiter arbeiten ;

b) die doppelte Ausströmung für Verbrennungsproducte oder comprimirte Luft nach der Atmosphäre oder in das Reservoir für comprimirte Luft mittelst Rohre Xx¹X* und Dreiweghahn r\

c) die Anordnung der Luftströmventile s-s¹, welche bei Aufserbetriebsetzung der

Schieber /1¹ mit der Veränderung der Ausströmung durch Hahn r in Thätigkeit treten.

Die Benutzung der Motorcylinder der Gaskraftmaschinen, zum Zweck, die comprimirte Luft zu erzeugen und später diese comprimirte Luft in demselben Cylinder durch Expansion wirken zu lassen, zum Zweck, das Anfahren des Lokomotors zu bewirken, sowie ferner die Anwendung der Stephenson'schen Coulisse zu dem Zweck, die Vertheilungsschieber für comprimirte Luft in beschriebener Weise zu steuern.

Die Anwendung der beschriebenen, auf Benutzung comprimirter Luft oder Gase beruhenden Hülfsmittel, zum Zweck, eine automatische und augenblickliche Ingangsetzung von Gaskraftmaschinen beliebig anderen Systems zu ermöglichen, sowie die Benutzung der mit Bezug auf Fig. 6 bis io beschriebenen Modification der Steuerung Ott ο'scher Motoren oder Gaskraftmaschinen anderer Systeme, in welchen beim Anhalten der Maschine die Verbrennungsproducte comprimirt werden, damit dieselben das Wiederanlassen der Maschine bewirken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.