DE255922C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. November 1911 ab.

Es ist bekannt, bei dreizylindrigen Zweitaktverbrennungskraftmaschinen die Kurbeln um je 120° gegeneinander zu versetzen.' Man erreicht hierdurch, daß die Maschine in jeder Stellung mittels Druckluft angelassen bzw. umgesteuert werden kann. Verwendet man aber bei solchen Maschinen Steuerschlitze in der Zylinderlauffläche für den Auspuff, so reicht der Versatz von drei Kurbeln um je 120°, sobald die Schlitze eine bestimmte Höhe überschreiten, nicht mehr aus, um den vorgenannten Erfolg herbeizuführen. Man muß deshalb noch einen Arbeitszylinder hinzufügen und die Kurbeln unter 90 ° versetzen. Bei einer Vierzylindermaschine werden aber die Baukosten nicht unerheblich höher, ebenso die achsiale Baulänge größer. Letzterer Umstand ist besonders bei Schiffsmaschinen sehr lästig, manchmal sogar unzulässig.

Die Erfindung ermöglicht es, bei dreizylindrigen Maschinen, die noch einen vierten, als Kompressor arbeitenden Zylinder besitzen, das Anlassen und Umsteuern trotz Schlitzsteuerung sicherzustellen. Es sind im wesentlichen zwei

as Mittel verwandt. Erstens wird der Kompressor als Druckluftmotor benutzt und zweitens die Kurbeln der Arbeitszylinder und des Kompressors so gegeneinander versetzt, daß in jeder Kurbelstellung ein Zylinder wirklich imstande ist, die Maschine zu drehen. Das erstgenannte Mittel, nämlich einen Kompressor als Aniaßmotor zu benutzen, ist an sich bekannt. Neu ist aber die Kombination eines als Anlaßmotor dienenden Kompressors mit dreiArbeitszylindernzudem angegebenen Zweck und in der angegebenen Weise.

Auf der Zeichnung ist Fig. 1 ein Diagramm der Kurbeln und der Kolbenwege mit danebenstehenden Arbeitszylindern für eine Drehrichtung, Fig. 2 das gleiche Diagramm für die entgegengesetzte Drehrichtung. Fig. 3 stellt eine Kurbelwelle für Maschinen mit nur einem Kolben in jedem Arbeitszylinder, Fig. 4 eine solche für Maschinen mit gegenläufigen Kolben in jedem Zylinder dar.

In Fig. ι ist ein Arbeitszylinder einer stehenden Maschine mit vom Kolben gesteuerten Schlitzen dargestellt. Das nebenstehende Kurbeldiagramm ist so angeordnet, daß die jeweilige Stellung der zum Kolben gehörigen Kurbel A₂ sich durch wagerechtes Herüberpro j izieren der steuernden Kolbenkante auf den Kurbelkreis ergibt. Die Kolbenweglinie des Diagramms steht also in der Zeichnung senkrecht. Die anderen Kurbeln sind mit A₁ und A₃ bezeichnet. K ist die Kompressorkurbel.

Auf der Zeichnung steht Kurbel A₁ um den Winkel α hinter dem Zündtotpunkt, d. h. am Ende des Gebietes, in dessen einzelnen Kurbel-Stellungen infolge des stumpfen Winkels zwischen Kurbel und Treibstange nur ein verschwindend kleines Drehmoment auf die Welle ausgeübt wird, das bekanntlich zum Anlassen bzw. Umsteuern der Maschine nicht ausreicht. Es muß daher in dieser Stellung das Anlassen noch mittels der Kurbel A₂ erfolgen.

Bei dieser Stellung der Kurbel A₁ befindet

sich die in der Drehrichtung der Maschine voreilende Kurbel A₂ nahe den Steuerschlitzen des Zylinders, nach deren Eröffnung die in den Zylinder geleitete Druckluft wirkungslos ins Freie ausbläst.

Daher darf der Versetzungswinkel der Kurbel A₁ und A ₂ für die gewünschte Drehrichtung einen bestimmten Betrag nicht überschreiten, welcher sich folgendermaßen bestimmt: Nennt

ίο man den Winkel, um den jede Arbeitskurbel ihren Zündtotpunkt überschritten haben muß, um eine praktische Drehwirkung auf die Welle zu erzeugen, Angehwinkel α, den der Schlitzhöhe unter Berücksichtigung der Stangenlänge zugeordneten Winkel β Schlitzwinkel und den Winkel, um welchen die Kurbel von der der Eröffnung der Schlitze zugeordneten Stellung abstehen muß, damit noch genügend Uber-. deckung zur Abdichtung, gegen die Druckluft vorhanden ist, Überdeckungswinkel y, so ergibt sich der Maximalbetrag für die zulässige Versetzung zweier im einen oder anderen Drehsinn benachbarter Kurbeln zu

$1 <c Tr ■— (& ~t" ß ~\~ y)·

Fig. 2 zeigt die Gültigkeit dieser Beziehung für zwei andere Kurbeln und für den entgegengesetzten Drehsinn der Maschine. Analog läßt sich die Gültigkeit für alle vier Winkel erweisen.

Aus der abgeleiteten Beziehung für den größten Betrag des Kurbelversetzungswinkels sowie der weiteren, aus der Natur der Sache folgenden, daß nämlich die Summe aller Kurbelwinkel 2 π ergeben muß, bestimmen sich die zulässigen Grenzwerte, welche der Kurbelversetzungswinkel unter Berücksichtigung von Stangenlänge, Schlitzhöhe und Überdeckungsbetrag einhalten muß, um auch bei Verwendung von nur drei Arbeitszylindern und eines Druckluftzylinders vollständige Anlaßfähigkeit und Umsteuerbarkeit zu erzielen.

Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Kurbelwelle für eine derartige Maschine, Fig. 4 eine solche für eine Maschine mit drei gegenläufigen Arbeitskolbenpaaren, wobei also hier je drei Kurbeln einem Arbeitszylinder zugeordnet sind. Die vierte rückwärts gelegene Stirnkurbel gehört zum Kompressor.

Man kann natürlich die vier Kurbeln einfach um 90 ° versetzen, da dieser Winkel in der Regel kleiner als O₁ ist. Zur Erzielung eines möglichst konstanten Drehmomentes bei kleinen Schwungmassen ist es zweckmäßig, an die obere Grenze von ^₁ heranzugehen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Kurbelanordnung für dreizylindrige Zweitaktverbrennungskraftmaschinen mit Schlitzsteuerung und einem vierten, als Kompressor arbeitenden Zylinder, der auch als Anlaßmotor dienen kann, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer für das Anlassen ungünstigen Stellung der Kurbel des einen Zylinders die vorhergehende Kurbel so steht, daß ihr Kolben die Auspuff schlitze noch so weit überdeckt, als zum sicheren Anlassen der Maschine notwendig ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.