DE234352C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbundexplosionskraftmaschine , bei welcher durch die weitgehende Expansion im Niederdruckzylinder die unvollständig verbrannten Gase aus dem Hochdruckzylinder in den Niederdruckzylinder gesaugt werden. Das neue Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die unvollständig verbrannten Gase im Niederdruckzylinder durch den Niederdruckkolben ίο nach Auspuff der vollständig verbrannten Gase komprimiert und ganz oder teilweise in den Hochdruckzylinder zurückgeführt werden, um dort mit den kurz vorher entzündeten Gasen in Berührung gebracht zu werden, wodurch völlige Verbrennung der bei der ersten Entzündung unvollständig verbrannten Gase erreicht wird.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. ι ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Maschine,

Fig. 2 eine Endansicht derselben,
Fig. 3 ein wagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 ein Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, gesehen in der,Richtung des Pfeiles.

Fig. 5 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4.

Fig. 6 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 1.

Fig. 7 ist ein senkrechter Einzelheitsschnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 8.

Fig. 8 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7.

Fig. 9 bis 14 einschließlich sind schematische Ansichten der Kurbel und Kolbenstellung während der einzelnen Bewegungsphasen.

Fig. 15 ist eine schematische Ansicht einer einfach wirkenden Maschine ohne Kreuzkopf.

Fig. 16 ist eine schematische Ansicht einer doppelt wirkenden Maschine, bei welcher zwei Maschinen der in Fig. 15 dargestellten; Art von entgegengesetzten Seiten aus an eine einzelne Kurbelwelle angeschlossen sind.

In den Fig'. 1 bis 14 bezeichnet 1 das Traggestell der Maschine, deren Hochdruckzylinder 20 einen Kanal 22 zur Einführung der frischen Ladung besitzt. 23 bezeichnet den Hochdruckkolben, dessen Kolbenstange 24 durch die Stopfbüchse 18 des Zylinderdeckels 13 hindurchgeht. 25 bezeichnet den Kreuzkopf und 26 die Pleuelstange, welche an die •Kurbel 29 der Welle 28 angelenkt ist.

Der Zylinder 20 besitzt einen Wassermantel 21. Der Niederdruckzylinder 30 besitzt Auspuffkanäle 31 und 32, und die beiden Zylinderdeckel 5 und 13 besitzen Wassermäntel 11 und 17.

In dem Zylinderdeckel 5 ist art der Vereinigungsstelle der · zu den Enden 74 und y2 der Zylinder 30 und 20 führenden Kanäle 9 und 10 das Ventil 6 gelagert, dessen Stange durch ein Lager 7 hindurchgeführt ist und das vom Hebei 12 gesteuert wird (Fig. 4).

Die Kolbenstange 34 des Niederdruckkolbens 33 geht durch eine Stopfbüchse 19 im Zylinderdeckel 13 hindurch und ist an einem Kreuzkopf 35 angeschlossen, der durch eine Pleuelstange 36 mit der Kurbel 27 in Verbindung steht.

In dem Zylinderdeckel 5 ist an der Vereinigungsstelle der zu den Enden 75 und 73 der Zylinder 30 und 20 führenden Kanäle 15 und 16 ein Ventil 14 gelagert, welches vom Hebel 60 gesteuert wird, und zwar in der gleichen Weise wie das Ventil 6 vom Hebel 12.

Das innerhalb des Gehäuses 39 gelagerte Auspuffventil 37 der hinteren Zylinderseite besitzt eine Stange 38 und eine Auspuffleitung 40 zur Atmosphäre. 3, 3 bezeichnet die Lager, in welchen die Welle 45 ruht, die die Nockenscheibe 46 trägt, welche das Ventil 37 steuert. Die Welle 45 erhält ihren Antrieb durch die Schneckenräder 48 und 49 von der Kurbelwelle 28 aus.

Das Auspuffventil 41 der vorderen Zylinderseite besitzt die gleiche Konstruktion wie das Auspuffventil 37 der hinteren Zylinderseite und besteht aus dem eigentlichen Ventil, der Ventilstange 42, dem Gehäuse 43 und der Auslaßleitung 44 zur Atmosphäre. Dieses Ventil wird durch die Nockenscheibe 47 auf der Welle 45 gesteuert.

Der das Ventil 6 steuernde Hebel 12 ist um Bolzen 50 drehbar an das Maschinengestell angeschlossen und steht in Angriff mit der Nockenscheibe 51 auf der in den Lagern 2 ruhenden Welle 52, welche von der Kurbelwelle 28 aus durch die Schneckenräder 76 und yy angetrieben wird. Der das Ventil 14 steuernde Hebel 60 wird durch eine Nockenscheibe 53 auf einer Hülse 54 bewegt, welche einen Kragen 55 besitzt und vermittels des Hebels 57 und der Stange 56 von Hand verschoben werden kann. Der Hebel 57 wird vermittels eines Riegels 58 und eines Zahnradsegmentes 59 festgestellt. Das Einlaßventil 62 wird durch eine Nockenscheibe 69 gesteuert, welche sich im Angriff mit der Ventilstange 63 befindet, und die Nockenscheibe 69 wird durch einen geeigneten Regulator 61 (Fig. 1 und 3) eingestellt. »

An das Ventilgehäuse 64 sind die Luftleitung 65 und die Gasleitung 67 angeschlossen.

Letztere ist mit dem Ventilsitz durch die Ka-. näle 68 verbunden (vgl. Fig. 7).

Die Schwungräder der Maschine sind mit 70 und 71 bezeichnet.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende:

Es wird angenommen, daß die Maschine mehrere Umdrehungen gemacht hat, und daß die einzelnen Teile die in Fig. 9 schematisch dargestellte Stellung" erreicht haben. In dieser Stellung sind die Ventile 6, 37 und 41 geschlossen und die Ventile 62 und 14 offen. In dieser Stellung befinden sich unvollständig verbrannte Gase in der Kammer 74 und vollständig verbrannte Gase in der Kammer 75 des .Zylinders 30, während zur gleichen Zeit eine komprimierte frische Ladung in der Kammer 72 und expandierte entzündete Gase in der Kammer 73 des Zylinders 20 sich befinden, welch letztere aus unvollständig verbrannten Gasen bestehen. *

Die vollständig verbrannten Gase in der Kammer 75 werden von den entzündeten und expandierten Gasen in der Kammer 73 (beide Gase stehen unter atmosphärischem Druck) durch die theoretische Scheidelinie 90 in Fig. 9 getrennt. Die komprimierte frische Ladung in der Kammer 72 (Fig. 9) wird nun entzündet, worauf sich die Kolben von der in Fig. 9 gezeigten Stellung in die Stellung der die Stellung der Fig. 10 bewegen. Bei der in Fig. 9 gezeigten Stellung der Kolben hat sich das Ventil 62 gerade geöffnet und bleibt offen, bis der Kolben 23 den Kanal 22 schließt.

Während dieser Zeit wird der Kolben 33 eine Saugwirkung in der Kammer 73 veranlassen, so daß frische Gase in die Kammer

73 ■ des Zylinders 20 hineingesaugt werden. Außerdem öffnet sich während dieser Kolbenbewegung das Ventil 6, so' daß die komprimierten, noch nicht vollständig verbrannten Gase aus der Kammer 74 des Zylinders 30 in Fig. 10 gedrängt und mit den entzündeten . Gasen in der Kammer 72 des Zylinders 20 in Berührung gebracht werden. Hierdurch werden die Gase aus der Kammer 74 vollständig verbrannt. Die einzelnen Teile befinden sich jetzt in der in Fig. 10 dargestellten Stellung. In der Kammer 74 befinden sich nunmehr vollständig verbrannte Gase, von welchen ein Teil in die Kammer 72 geschoben ist; dieser Teil ist von den entzündeten Gasen in der Kammer 72 durch die theoretische Linie 91 getrennt. Zur gleichen Zeit befinden sich in der Kammer 75 vollständig verbrannte und unvollständig verbrannte Gase, die durch die theoretische Scheidelinie 90 in Fig. 10 getrennt sind. Das Ventil 41 hat sich gerade geöffnet, und das Ventil 14 ist geschlossen. Während die Kolben sich aus der Stellung der Fig. 10 in die in Fig. 11 gezeigte Stellung bewegen, wird die frische Ladung in der Kammer 73 des Zylinders 20 komprimiert.

Sind die Kolben 23 und 33 in der Stellung der Fig. 11 angelangt, so sind die Ventile 6 und 41 noch offen und die Ventile 14 und 37 sowie ebenfalls das Ventil 62 geschlossen. Die vollständig verbrannten Gase in der Kammer

74 und die entzündeten Gase der Kammer 72 bewegen die Kolben 33 und 23 nach außen. Hierbei werden die alten vollständig verbrannten Gase in der Kammer 75 durch das Ventil 41 ausgepufft. Die unvollständig verbrannten Gase in der Kammer 75 verbleiben in dieser, und die frische Ladung in der Kammer 73 wird komprimiert.

Haben nun die Teile die in Fig. 12 gezeigte Stellung erreicht, so füllen die alten vollständig verbrannten Gase die Kammer 74 aus, und die unvollständig verbrannten Gase sind

in der Kammer 75 komprimiert worden. Die Ventile 37, 41 und 14 sind geschlossen, während die Ventile 6 und 62 offen sind. Die entzündeten Gase haben sich in der Kammer 72 ausgedehnt und atmosphärischen Druck angenommen. Die frische Ladung in der Kammer 73 ist jetzt vollständig komprimiert und fertig zur Zündung. Der Kolben 33 beginnt nun, , eine frische Ladung in die Kammer 72 hereinzusaugen.und die unvollständig verbrannten expandierten Gase aus der Kammer 72 in die Kammer 74 abzusaugen.

Es tritt jetzt eine Zündung in der Kammer 73 ein, und die Teile bewegen sich aus der (15 Stellung der Fig. 12 in die in Fig. 13 gezeigte Stellung. In dieser Stellung sind die Ventile 6, 41 und 62 geschlossen und die Ventile 37 und 14 offen. Es befinden sich jetzt in der Kammer 74 alte, vollständig verbrannte Gase und unvollständig verbrannte Gase, welche, beide durch die theoretische Scheidelinie 91 voneinander getrennt sind; zu derselben Zeit befindet sich frische Ladung in der Kammer J2, in welcher jetzt deren Kompression beginnt. Weiter befinden sich zu derselben Zeit komprimierte, unvollständig verbrannte Gase in der Kammer 75, welche durch die Berührung mit den entzündeten frischen Gasen in der Kammer 73 vollständig verbrannt werden; ein Teil der komprimierten, vollständig verbrannten Gase der Kammer 75 ist ebenfalls in der¹ Kammer 73 enthalten und von der entzündeten Ladung durch die theoretische Scheidewand 90 getrennt. Da die Kammern 73 und 75 durch das Ventil 14 in Verbindung stehen, herrscht gleicher Druck in beiden Kammern vor, Wodurch veranlaßt wird, daß beide Kolben sich in Fig. 13 in Übereinstimmung von rechts nach links bewegen, wenn sie sich aus der Stellung der Fig. 13 in die der Fig. 14 begeben.

Während dieser Bewegung wird die frische Ladung in der Kammer 72 durch den Kolben 23 komprimiert, und die vollständig verbrannten Gase werden aus der Kammer 74 durch das offene Ventil 37 in die Atmosphäre ausgepufft. Der in den Kammern "/2> ^und 75 vorherrschende ausgeglichene Druck bewegt die Kolben 23 und 33 in der Richtung der Pfeile in Fig. 14. Wenn die Teile sich von der Stellung in Fig. 14 in die der Fig. 9 zurückbewegt haben, wiederholen sich die Arbeitsvorgänge. Durch den vom Hebel 57 verstellten Nocken 55 kann mittels des Hebels 60 das Ventil 14 jederzeit offen gehalten werden, so daß die Maschine als einfach wirkende Zweitaktverbundmaschine arbeitet.

In Fig. 15 ist schematisch eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar eine einfach wirkende Zweitaktverbundmaschine ohne Kreuzkopf.

In Fig. 16 ist dieselbe Maschine wie in Fig. 15 dargestellt, aber als Doppelmaschine, deren entgegengesetzt angeordnete Zylinder auf die Kurbeln einer gemeinsamen Kurbelwelle einwirken. Die Wirkungsweise der in Fig. 15 und 16 schematisch dargestellten Maschinen ist genau die gleiche wie die der ersteren Maschine und ist aus der Wirkungsweise der in den Fig. 9 bis 14 einschließlich dargestellten Maschine ohne weiteres verständlich. .

Wenn der Zylinderdeckel 13 und seine Ventile sowie die damit zusammenwirkenden Teile von der in den Fig. 1 bis 14 einschließlieh dargestellten Maschine entfernt werden, so erhält man die Maschine der Fig. 15, und wenn zwei der in Fig. 15 dargestellten Maschinen miteinander verbunden werden, so erhält man die Maschine der.Fig. 16, bei welcher die Wirkungsweise der rechten und linken Maschine identisch mit der AVirkungsweise der Zylinder und Kolben der Maschine der Fig. 15 ist. Die Wirkungsweise der in Fig. 16 dargestellten Maschine ist genau dieselbe wie die der Maschine der Fig. 12, und.die Fig. 16 stellt genau die in Hälften geteilte Maschine der Fig. 12 dar, eine Hälfte auf der einen Seite und die andere Hälfte auf der anderen Seite der Kurbelwelle.

Es ist zu beachten, daß die Ventile 6 und 14 nicht eher geöffnet werden, um kältere, komprimierte, unvollständig verbrannte Gase aus dem Zylinder 30 in den Zylinder 20 eintreten zu lassen, bis die frische Ladung entzündet ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verbundexplosionskraftmaschine, bei ■ welcher durch die weitgehende Expansion im Niederdruckzylinder die unvollständig verbrannten Gase aus dem Hochdruckzylinder in den Niederdruckzylinder gesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die unvollständig verbrannten Gase im Niederdruckzylinder durch den, Niederdruckkolben nach Auspuff der vollständig verbrannten Gase komprimiert und ganz oder teilweise in den Hochdruckzylinder zurückgeführt werden, um sich dort mit den kurz vorher entzündeten Gasen zu vermischen, wodurch völlige Verbrennung der bei der ersten Entzündung unvollständig verbrannten Gase erreicht wird.

   Hierzu a Blatt Zeichnungen.