DE263122C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

263122 KLASSE 206. GRUPPE

HENRI PIEPER in LÜTTICH, Belg.

kraftmaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Juli 1912 ab.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Antrieb von Selbstfahrzeugen, insbesondere von Lokomotiven, mittels Verbrennungskraftmaschinen. Bei den bisher üblichen Ausführungen derartiger Anordnungen wird in der Regel ein Mehrzylindermotor als geschlossenes Ganzes auf dem Fahrzeugrahmen vorgesehen und von einer zugehörigen Blindachse aus die Leistung auf die hierzu parallelen Radachsen übertragen, wobei durch geeignete Anordnung der Zylinder und passende Verteilung der wirkenden Kräfte und Massen bezüglich der Ebene des Fahrzeugrahmens die Erfüllung der für das ruhige und sichere Arbeiten des Fahrzeuges notwendigen Bedingungen angestrebt wird. Derartige Anordnungen weisen vor allem den Übelstand auf, daß die mögliche Zylinderzahl für einen gegebenen Raum des Lokomotivrahmens sehr beschränkt ist und die Leistungs-Übertragung vom Motor auf die Radachsen sich unvorteilhaft gestaltet.

Gemäß der Erfindung soll eine praktisch befriedigende Triebanordnung für Fahrzeuge mittels Verbrennungskraftmaschinen dadurch erreicht werden, daß die sämtlichen Kolben der auf zwei oder mehrere Achsen in gleicher Zahl verteilten Kraftzylinder des ganzen Fahrzeuges zu einer alle Zylinder umfassenden, einem einzigen ausgeglichenen Mehrzylindermotor von gleicher Zylinderzahl sowohl bezüglich der mechanischen wie zyklischen Wirkungsweise gleichwertigen motorischen Gesamtheit unter dementsprechender gegenseitiger Versetzung der Kolben mechanisch verbunden sind. Das wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Welle eines normalen Mehrzylindermotors mit ausgeglichenen Massen in mehrere gleiche Teile zerschnitten und jedes dieser ein oder mehrere Zylinder mit zugehörigen Kolben und Kurbeln umfassenden EIerflente mit je einer Triebachse der Lokomotive gekuppelt wird, wobei alle diese Achsen durch die Räder und Schienen und durch geeignete Zwischenglieder so miteinander gekuppelt sind, daß die verschiedenen Kolben und Kurbeln von sämtlichen Zylindern wieder diejenige relative Lage zueinander einnehmen, welche sie vor der Zerteilung der Welle des ursprünglichen Mehrzylindermotors besaßen.

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung. Jeder der vier Verbrennungsmotoren 1, 2, 3 und 4 treibt eine der als Kurbelwellen ausgebildeten Achsen 5, 6, 7, 8, wobei das Motorgehäuse unter Zwischenschaltung einer Feder 10 mit dem Wagengestell 9 elastisch verbunden ist und die sämtlichen Achsen durch eine Kupplungsstange 11 auf jeder Wagenseite mechanisch miteinander gekuppelt sind. Die gegenseitige Versetzung der Kurbeln der einzelnen Viertaktmotoren ist dabei in Analogie zu einem einzigen Vierzylindermotor derart ge-

wählt, daß die Kolben der Maschine ι und 4 gegenüber denen der Motoren 2 und 3 um i8o° versetzt sind, und die zyklische Auteinander-

Motor ι 4

1. Takt Explosion Ansaugen

2. Takt Auspuff Verdichten

3. Takt Ansaugen Explosion

4. Takt Verdichten Auspuff

folge der Arbeitsvorgänge in den einzelnen Zylindern vollzieht sich nach folgendem Schema:

Auspuff
Ansaugen
Verdichten
Explosion.

Wie ersichtlich, ergibt sich gemäß der Erfindung einerseits ein sicherer und verlustloser Antrieb und andererseits eine gleichmäßigere Verteilung der Gesamtleistung und eine gleichmäßige Abnutzung der Räder längs der ganzen Lokomotive, indem die Krafthübe von Achse zu Achse in dauernd gleicher Reihenfolge abwechseln und unmittelbar auf die Triebräder wirken. Ferner wird das Gewicht der Räder, des Rahmens und überhaupt des ganzen Fahr-

ao zeuges als Schwungmasse der motorischen Gesamtheit wirksam gemacht, was die Gleichförmigkeit der Antriebswirkung erhöht. Weiterhin ist das ganze Triebsystem dauernd und vollkommen kinematisch geschlossen, derart, daß jedes Spiel und jeder Stoß für die einzelnen Motoren sicher vermieden ist. Außerdem können die Massen und Kräfte bequem derart verteilt und gewählt werden, daß ein praktisch vollkommener Ausgleich sich ergibt und keine freien Momente bezüglich des Fahrzeugrahmens auftreten. Endlich ist gemäß der Erfindung eine vollständige und vorteilhafte Ausnutzung des verfügbaren Platzes auf dem Lokomotivrahmen dadurch gesichert, daß jede Achse unmittelbar mit der durch die Rahmenbreite gegebenen Höchstzahl von Zylindereinheiten verbunden werden kann.

Die Erfindung ist natürlich von der Art des gewählten Zyklus und der Zahl der verwendeten Zylinder nicht abhängig. Bei Verwendung des Zweitaktes wird sich z. B. bei vier entsprechend gegeneinander versetzten Zylindern eine Aufeinanderfolge der Explosionen mit 90 ° Verschiebung ergeben. Die Verwendung mehrerer Zylinder bei jeder Achse ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt, von denen Fig. 2 zwei von je zwei Viertaktzylindern beeinflußte Triebachsen mit gegenseitiger Versetzung von 180 ° zeigt, während Fig. 3 drei um 120° gegeneinander versetzte, mit je zwei Zylindern ausgerüstete Lokomotivachsen wiedergibt. Bei der Anordnung nach Fig. 2 kann eine von einer Welle auf die andere überspringende Aufeinanderfolge von Explosionen im Sinne eines einzigen entsprechenden Mehrzylindermotors erreicht werden, wenn z. B. im Zylinder 14 der Explosionshub, in 15 der Saughub, in 16 der Auspuffhub und in 17 der Verdichtungshub bei der dargestellten Kurbellage beginnt, so daß sich eine Aufeinanderfolge der Explosionen in der Zylinderreihe 14, 17, 15, 16 und Verdichten
Explosion
Auspuff
Ansaugen

damit eine abwechselnde Heranziehung der beiden Wellen für die aufzubringende Gesamtleistung ergibt. In ähnlicher Weise läßt sich bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ein Zusammenarbeiten der drei Zylinderpaare 18, 19 bzw. 20, 21 bzw. 22, 23 und der drei zugehörigen um 120° versetzten Kurbelwellen 24, 25, 26 im Sinne eines gleichwertigen Sechszylindermotors erzielen, wobei beim Viertakt die Explosionen in Abständen von 120 ° und beim Zweitakt in solchen von 60 ° aufeinander folgen.

Bei Verwendung mehrerer Motoreinheiten für jeden Achsenantrieb läßt sich eine Kupplung der einzelnen Motoren mit der zugehörigen Achse derart denken, daß jede Triebwelle für sich mit den angeschlossenen Kolben einen ausgeglichenen Mehrzylindermotor darstellt. In Fig. 4 ist eine derartige Ausführungsform der Erfindung für drei Triebachsen dargestellt, deren jede durch zwei um i8o° gegeneinander versetzte Zylinder angetrieben wird, wobei zwischen den einzelnen Achsen eine Winkelverschiebung von 120° besteht und die verschiedenen motorischen Elemente durch Kupplungsstangen zu einem ausgeglichenen Sechszylindermotor zusammengeschlossen sind. Durch geeignete Einfügung des Arbeitsganges der einzelnen Zylinder in den Gesamtarbeitszyklus der ganzen Lokomotive läßt sich auch hier eine motorische Gesamtheit erreichen, bei welcher die einzelnen Achsen' in einer bestimmten stets gleichen Reihenfolge abwechselnd für die Aufbringung der Leistung herangezogen werden. Gegebenenfalls können, um den i°5 Massenausgleich theoretisch vollkommen zu machen, noch besondere kleine Gegengewichte mit jeder Kurbel verbunden werden.

In der Praxis wird es sich vielfach darum handeln, die Erfindung für Lokomotiven mit Drehgestellen zu verwirklichen, wie sie z. B. bei Schnellzügen notwendig sind. Die Erfindung gibt auch hier ein Mittel an die Hand, um — gleichgültig, in welcher Zahl, Form und Anordnung die Drehgestelle vorgesehen sind — die zu liefernde Leistung bei Verwendung von Verbrennungsmotoren mit unmittelbarem Antrieb der Räder in günstigster Weise aufzubringen. Die Fig. 5 zeigt eine derartige Lokomotive mit zwei Drehgestellen 28, 29, in deren Drehpunkten 30, 31 der Rahmen 27 gelagert ist. Jedes der beiden Drehgestelle um-

faßt zwei Achsen 32, 33 bzw. 34, 35, welche durch die Motoren 36, 37 bzw. 38, 39 bzw. 40, 41 bzw. 42, 43 angetrieben werden und durch Kupplungsstangen 44 bzw. 45 verbunden sind. Je zwei an derselben Welle angreifende Zylinder sind beim Viertakt um 360 ° und beim Zweitakt um 180 ° im Arbeitszyklus versetzt. Die beiden Zylinderpaare je eines Drehgestelles besitzen einen Kurbelwinkel von 180 °, und die Phasenverschiebung der Kurbeln von Drehgestell zu Drehgestell beträgt 90 °, wie dies das Kurbelkreisdiagramm der Fig. 5 unter Annahme des Viertaktzyklus und der durch den Pfeil angedeuteten Drehrichtung anzeigt. Die Kupplung der Wellenpaare von Drehgestell zu Drehgestell wird nach Fig. 5 durch die Schienen und Triebräder bewirkt, kann aber auch durch besondere mechanische Verbindungsglieder gesichert werden. Wenn bei der in Fig. 5 angegebenen Stellung der Kolben bei Zylinder 36 der Explosionshub, bei 37 Ansaugen, bei 38 Kompression und bei 39 Auspuff beginnt, sowie wenn gleichzeitig 40 den Arbeitshub vollführt, 41 ansaugt, 42 verdichtet und 43 auspufft, so ergibt sich eine Aufeinanderfolge der Explosionen in der Zylinderreihe 36, 42, 38, 41, 37, 43, 39, 40 und damit eine Übertragung der einzelnen Impulse in der Wellenfolge 32, 35, 33, 34 von Drehgestell zu Drehgestell, was einem einzigen Achtzylinderviertaktmotor bezüglich des Arbeitszyklus entspricht.

Selbstverständlich erschöpfen die beschriebenen Ausführungsformen nicht sämtliche Verwirklichungsmöglichkeiten der Erfindung, die für eine beliebige Zahl von Zylindern und Triebachsen unter Verwendung irgendwelcher der üblichen Typen von Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugtriebgestellen durchführbar ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Anordnung zum Antrieb von Selbstfahrzeugen, insbesondere Lokomotiven, mittels unmittelbar auf die Triebachsen wirkender oder mehrzylindriger Verbrennungs-

   ein-

   kraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die sämtlichen Kolben der auf zwei oder mehrere Achsen in gleicher Zahl verteilten Kraftzylinder des ganzen Fahrzeuges zu einer alle Zylinder umfassenden, einem einzigen ausgeglichenen Mehrzylindermotor von gleicher Zylinderzahl sowohl bezüglich der mechanischen wie zyklischen Wirkungsweise gleichwertigen motorischen Gesamtheit unter dementsprechender gegenseitiger Versetzung der Kurbeln mechanisch verbunden sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.