DE213521C

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Publication number: DE213521C
Application number: DENDAT213521D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ja 213521 KLASSE 46 a. GRUPPE

in CHICAGO.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine, welche mit zwei Zylindern, einem Kompressionszylinder und einem' Expansionszylinder, ausgerüstet ist.
Bei allen derartigen Maschinen nimmt die Verbrennung der Ladung eine gewisse Zeit in Anspruch und, um die besten Resultate äiis derselben zu erhalten, muß die komprimierte Ladung ihr konstantes Volumen. für eine Zeitspanne beibehalten, welche hinreichend ist, um der Flamme zu gestatten, sich vollständig in der ganzen Masse der komprimierten- Ladung zu verbreiten. Man kommt dieser Verbrennung bei konstantem Volumen gewöhnlich in der Weise nahe, daß man die Ladung entzündet, ehe der Kolben seinen toten Punkt erreicht hat.

Gemäß der Erfindung wird die komprimierte Ladung bei vollkommen konstantem Volumen von einem Zylinder in den andern übergeführt, und zwar vermittels der Anwendung einer neuartigen, scharnierähnlich an die Kurbel angeschlossenen Kolbenstange, · durch welche der Kolben des Kompressionszylinders gezwungen wird, sich während des Überschiebens der -25 Ladung schnell zu bewegen.

In den Zeichnungen ist

Fig. ι ein Längsschnitt durch den Kompressionszylinder,

Fig. 2 ein hierzu senkrechter ' Längsschnitt -3° durch beide Zylinder.

Der Kompressionszylinder 3 und der Expansions- oder Arbeitszylinder 4 sind auf einem Tragrahmen 5 gelagert, der gewöhnlich als Kurbelgehäuse bezeichnet ist. Die untere Hälfte dieses Gehäuses enthält die Lager 6, in welchen sich die Kurbelwelle 7 dreht. Die Kurbeln sind in einem Winkel zwischen 30 ° und 40 ° zueinander versetzt; dieser Winkel wird durch die Stärke der Kompression bestimmt, . welche die Ladung vor der Verbrennung erhalten soll.

Der Kolben 8 in dem Arbeitszylinder 4 ist mit seiner Kurbel vermittels einer gewöhnlichen Verbindungsstange 9 verbunden und der Kolben ίο in dem Kompressionszylinder 3 ist mit seiner Kurbel vermittels einer Scharnierverbindungsstange verbunden, deren oberer Teil 11 drehbar an den Kolben 10 und deren unterer Teil 12 an die Kurbel angeschlossen ist.

Die zwei Teile 11 und 12 sind durch Bolzen 13 scharnierartig miteinander verbunden, an welcher Stelle auch ein Ende eines Führungsarmes 14 drehbar angelenkt ist, welcher um einen an dem Gehäuse 5 befestigten Bolzen 15 sich dreht. Die relativen Längen der Teile 11 und 12, des Armes 14 und die Stellung des Drehzapfens 15 sind so bemessen, daß der Kolben 10 während der Verbrennungsperiode genau der Bewegung des Kolbens 8 folgt, so daß das Volumen während dieser Periode konstant ist.

Der Kolben 10 ist mit seiner Kurbel, welche, wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ihren

oberen toten Punkt noch nicht erreicht hat, vermittels der zweiteiligen Verbindungsstange ii, 12 verbunden. Wenn der Kolben io sich seiner oberen Totpunktstellung nähert, wird

. 5 seine Kurbel sowie die Stangen ii und 12 in eine nahezu gerade, senkrechte Linie gebracht, wodurch der Kolben 10 veranlaßt wird, sich im letzten Teil seiner Aufwärtsbewegung schneller wie gerade vorher zu bewegen.

Das brennbare Gemisch wird von einem gewöhnlichen Karburator oder auch einem Mischventil aus durch das Rohr 16 zugeleitet und tritt nach Passieren des Rückschlagventils 17 in den Zylinder 3 ein. An dem Ende des Arbeits-Zylinders ist ein Auspuffventil 18 vorgesehen, welches durch eine auf der Kurbelwelle 7 gelagerte Hubscheibe gesteuert wird. Ein kleiner Durchgang 19 verbindet die Zylinder 3 und 4 miteinander, und das Ventil 20 reguliert den Durchfluß des Gemisches durch den Kanal 19. Dieser ist so kurz wie möglich gemacht und das Ventil 20 wird zur richtigen Zeit vermittels einer an der Kurbelwelle 7 befestigten Hubscheibe geöffnet. Das Ventil 20 wird normal durch eine starke Feder 21 geschlossen gehalten, ebenso wie die Ventile 17 und 18 norrnal durch die Federn 22 und 23 geschlossen gehalten werden.
Beim Arbeiten der Maschine dreht sich die Kurbelwelle in der Richtung des Pfeiles in Fig. ι; der Kolben 10 saugt eine Ladung durch das Einlaßventil 17 in den Zylinder 3 und preßt diese Ladung während seines Aufwärtshubes so lange zusammen, bis der Kolben 8 im Arbeitszylinder 4 sich gerade seiner toten Punktstellung nähert, worauf das Ventil 20 geöffnet wird und die zusammengepreßte Ladung den ganzen Raum zwischen den beiden Kolben ίο und 8 einschließlich des Durchganges 19 einnimmt. An dieser Stelle bei der Umdrehung der Kurbelwelle 7 steht der Kolben 8 in dem Arbeitszylinder 4, da er sich in seinem toten Punkte befindet, sozusagen für eine kurze Zeitspanne still.

Die verschiedenen Teile der Maschine haben nun die in der Zeichnung dargestellte Stellung erreicht und in diesem Zeitpunkte wird die Entzündung der Ladung durch den Funkenstöpsel 24 oder eine andere geeignete Vorrichtung veranlaßt.

Während der Verbrennung wird in der Verbrennungskammer zwischen den beiden Kolben ein konstantes Volumen erhalten, da durch die Scharnierstangen 11,12 der Kolben 10 zu einer schnellen Aufwärtsbewegung gezwungen wird, die ungefähr der Geschwindigkeit entspricht, mit der der Kolben 8 sich abwärtsbewegt. Wenn der Kolben 10 seine innere tote Punktstellung erreicht, welche sozusagen an dem äußersten Ende des Zylinders 3 liegt, ist die Verbrennung vollständig, das Ventil 20 schließt sich und die Expansionskraft der erhitzten Ladung preßt den Kolben 8 abwärts und veranlaßt den Arbeitshub.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß während der Verbrennungsperiode die durch die Verbindungsstangen auf die Kurbeln wirkenden Kräfte sich im Gleichgewicht befinden; d. h., die vorwärts, also in der Rotationsrichtung der Welle 7 auf die Kurbel 9 pressende Kraft ist ebenso groß wie die rückwärts, also in einer der Umdrehungsrichtung der Welle 7 entgegengesetzten Richtung auf die Kurbel 11, 12 pressende Kraft, wobei die Drehung der Kurbelwelle nicht gehemmt wird.

Maschinen dieser Art werden vorzugsweise derartig konstruiert, daß der Hub des Arbeitskolbens größer ist als der Hub des Kompressionskolbens, so daß die auf den Kolben 9 wirkenden Kräfte an einem größeren Hebelarm angreifen als die auf den Kolben 10 wirkenden Kräfte, d. h. die größte Kraft wird in der Umdrehungsrichtung der Kurbelwelle 7 vorherrschen. Der nächste Aufwärtshub des Kolbens 8 treibt dann vollständig die verbrannten Gase aus dem Zylinder. 4 aus und die Arbeitsvorgänge wiederholen sich.

Die Maschine ist am besten für den Gebrauch von Gas oder Gasolin als Brennmaterial verwendbar, kann aber auch bei Kerosin, Petroleum oder einem anderen Kohlenwasserstoff als Brennmaterial verwendet werden. Im letzteren Falle würde die hauptsächliche Abänderung in der Herstellung der Mischung liegen, da die Erfindung gleichwohl geeignet ist, für Maschinen, bei welchen das Brennmaterial und die Luft nach ihrem Eintritt in den Zylinder gemischt werden, als für solche, bei denen diese Mischung vor dem Eintritt in den Zylinder stattfindet.

Bei dieser Maschine ist keine künstliche Zündung notwendig, ausgenommen vielleicht, um die Maschine in Gang zu setzen. Da keine üblen Wirkungen aus dem zu frühen Entzünden der Ladung resultieren können, ist es möglich, die Kompression bis zu einem solch hohen Drucke durchzuführen, daß die daraus resultierende Hitze ebenso hoch ist wie die Entzündungstemperatur des Brennstoffes. Die Zündtemperatur kann auch dadurch erreicht werden, daß ein gewisser Teil der Expansionsgase durch Schließen des Auspuffventils, ehe der Kolben seinen toten Punkt erreicht hat, in dem Arbeitszylinder zurückgehalten und verdichtet wird.

Claims

Patent-Anspruch :

Verbrennungskraftmaschine mit einem Kompressions- und einem Expansioriszylinder, bei denen der Kolben des ersteren dem des letzteren nacheilt und das Über-

schieben der Ladung durch einen gesteuerten Kanal bewirkt, wenn der Arbeitskolben seinen inneren Totpunkt erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Kolbens in dem Kompressionszylinder mittels einer gelenkigen Kolbenstange (ii, 12) so geregelt wird, daß bei vollständiger Kompression das Volumen der Ladung so lange konstant oder annähernd konstant erhalten wird, bis die Ladung vollständig in den Arbeitszylinder übergetreten ist und während dieser Zeit die Ladung entzündet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,

tt. Gedruckt in der rEichsdruckerei.