DE265231C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 265231 KLASSE 46«. GRUPPE

GIUSEPPE MARTINEZ in NEAPEL, Italien.

bewegtem Schieber.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Oktober 1911 ab.

Gegenstand der Erfindung bildet eine Kraftmaschine mit innerer Verbrennung und Umkehrvorrichtung, deren Arbeitsgang demjenigen des Dieselmotors entspricht. Von den bekannten Kraftmaschinen mit schraubenförmig gestaltetem Kolben und einem von dem Kolben bewegten, rechteckig geformten Schieber unterscheidet sich der Gegenstand der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß auf einer zylindrisehen Verstärkung der Motorwelle zwei schraubenförmig gestaltete Kolben angeordnet sind,' deren jeder in einem besonderen Zylinder untergebracht ist. Jeder Kolben besteht aus zwei Schraubenflächen, von denen die eine in dem einen Sinne und die andere in dem entgegengesetzten Sinne gerichtet ist. Zwischen den beiden Kolben, und zwar in einer achsialen Ebene durch die Motorwelle sind zwei mit abgerundeten Ecken versehene, rechteckige Scheiben bzw. Platten angeordnet, deren Längsseiten luftdicht an der Außenfläche der Verstärkung der Motorwelle, deren andere Ränder dagegen an den einander zugekehrten Flächen der beiden schraubenförmig ausgestalteten Kolben anliegen. Es werden somit bei dem Gegenstand der Erfindung die beiden Zylinder durch ihre Kolben je in zwei Teile geteilt, von denen nur jeweils derjenige Teil benutzt wird, der sich nach der Motormitte zu befindet. Im wesentlichen zerfällt dann jeder der nutzbaren Zylinderteile bei der Drehung der Motorwelle wiederum in drei Unterteile bzw. Kammern, von denen die eine der Expansion, die zweite der Kompression und die dritte der Ein- und Ausströmung dient.

In den Zeichnungen ist der Erfmdungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Seitenansicht der Kraftmaschine gemäß der Erfindung, während

Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt durch den Erfindungsgegenstand darstellt.

Die Fig. 2 a, 2 b und 2 c zeigen, ebenfalls im senkrechten Längsschnitt, drei für die Arbeit .der Kraftmaschine charakteristische Kolbenstellungen, während

Fig. 3 einen wagerechten Längsschnitt durch die Verbrennungskraftmaschine. zeigt.

Fig. 4 stellt das Diagramm der Umkehrvorrichtung und

Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 dar.

Die Fig. 5 a, 5 b und 5 c zeigen entsprechend den Fig. 2 a, 2 b und 2 c die drei charakteristischen Kolbenstellungen im Querschnitt.

Fig. 6 zeigt in vergrößertem Maßstab die Einrichtung der Brennstoff- bzw. Verbrennungskammern nebst deren Ventilen.

Fig. 7 ist ein Schnitt nach a-b der Fig. 6.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, besitzt die Kraftmaschine zwei Zylinder C₁ und C₂ (Fig. 2), von denen der eine in der achsialen Verlängerung des anderen angeordnet ist. In diesen beiden Zylindern ist die Welle A, A (Fig.· 2 und 3) drehbar angeordnet. Auf der Welle A₁A sind

zwei Kolben E₁ und E₂ (Fig. 2 und 3) befestigt, welche aus je zwei schraubenförmig gebogenen Platten bestehen, von denen die eine in dem einen Sinne und die andere im entgegengesetzten Sinne gerichtet ist. Die Welle und die Kolben sind dabei während ihrer Drehung gegen die Stirnwände der Zylinder C₁ und C₂ und auch gegen die inneren Zylinderwandungen abgedichtet. Die einander gegenüberliegenden Zylinderstirnwände bzw. ZylinderdeckelM₁ undM₂ sind mit zwei in einer achsialen Ebene durch die Motorwelle A liegenden Ausnehmungen versehen, in welchen zwei rechteckige Platten bzw. Scheiben O₁ und O₂ (Fig. 2, 3 und 5) abgedichtet geführt sind, wobei auch diese beiden rechteckigen Platten bzw. Scheiben in derselben Ebene, und zwar die eine auf der einen und die andere auf der anderen Seite der Motorwelle A, A angeordnet sind. Die rechteckigen Schei-

ao ben bzw. Platten O₁ und O₂ sind hierbei so lang, daß sie mit ihren Stirnseiten gegen die einander gegenüberliegenden Flächen der beiden Kolben E₁ und E₂ anliegen, und so breit, daß sie sich einerseits gegen die Welle A, A und andererseits gegen die Innenwandung der beiden Zylinder anlegen. An den Rändern der beiden Platten sind geeignete elastische Mittel vorgesehen, um eine Dichtung zu bewirken.
Sobald nun die Motorwelle A, Am Umdrehung versetzt wird, erhalten die Platten O₁ und O₂ eine hin und her gehende Bewegung, bei welcher die Platten in die beiden Endlagen gelangen, derart, daß sich z. B. die Scheibe bzw. Platte O₁ in ihrer einen Endstellung vollständig außerhalb des Zylinders C₁ oder aber die Platte O₂ sich vollständig außerhalb des Zylinders C₂ befindet, wohingegen in der anderen Endstellung, welche nach einer halben Umdrehung erreicht wird, die Platte O₂ vollständig außerhalb des Zylinders C₁ bzw. die Platte O₁ vollständig außerhalb des Zylinders C₂ zu liegen kommt.

Die Kolben E₁ und E₂ teilen nun jeweils den Raum ihres zugehörigen Zylinders in zwei Teile, von denen indessen nur derjenige benutzt wird, welcher sich in der Nähe der Stirnwände M₁, M₂ befindet. Betrachtet man nun, von der in Fig. 2 veranschaulichten Stellung ausgehend, eine halbe Umdrehung der Welle A, A in Richtung der Pfeile,, so wird während dieser halben Umdrehung jede nutzbare Hälfte der Zylinder, beispielsweise diejenige des Zylinders C₁, in drei Kammern geteilt. Diese drei Kammern sind die folgenden:

1. eine Kammer, die von dem Zylinderdeckel M₁, der inneren Wandung des Zylinders C₁, dem Kolben E₁ und der Platte O₁ begrenzt wird. Der Rauminhalt dieser Kammer vergrößert sich während einer halben Umdrehung von Null auf ein Viertel des gesamten Zylinderinhaltes;

2. eine Kammer, die von dem Zylinderdeckel M₁, der inneren Wand des Zylinders C₁, dem Kolben Zi₁ und der Platte O₂ begrenzt wird. Der Rauminhalt dieser Kammer verringert sich während der halben Umdrehung von dem vierten Teil des Gesamtrauminhaltes des Zylinders C₁ bis auf den Wert Null. Der Rauminhalt besitzt hierbei den Maximalwert, wenn derjenige der ersten Kammer gleich Null ist, während der Rauminhalt der zweiten Kammer gleich Null ist, wenn derjenige der ersten Kammer seinen Maximalwert erreicht hat;

3. eine Kammer, die sich zwischen dem Zylinderdeckel M₁, der inneren Wandung des Zylinders C₁, dem Kolben E₁ und den beiden Platten O₁ und O₂ befindet. Der Rauminhalt dieser Kammer beträgt am Anfang und am Ende der halben Umdrehung genau den vierten Teil des Gesamtinhaltes des Zylinders C₁, wohingegen er während der halben Umdrehung selbst immer größer als der vierte Teil des Zylinderinhaltes ist.

Bei der hier in Betracht gezogenen halben Umdrehung der Welle A, A findet nun in der unter 1. genannten Kammer die Expansion der Verbrennungsgase statt, während sich in der unter 2. genannten Kammer die Kompression der Luft vollzieht. Die dritte Kammer bleibt während der halben Umdrehung zweckmäßig für den Auspuff und die Einströmung von Luft offen, so daß hier das Ausspülen des Zylinders und die Ladung mit Luft für den folgenden Arbeitsgang stattfindet.

Seitlich und in der Nähe der Platten O₁ und O₂ sind außerhalb der Stirnwände M₁ und M₂ die Kammern S₁, S₁', S₂, S₂' (Fig. 1, 3, 5, 6 und 7) angeordnet, welche eine U-förmige Gestalt aufweisen. Die Schenkel dieser Kammern reichen in das Innere der Zylinder C₁, C₂ (Fig. 3 und 5), und zwar mit den Mündungsöffnungen T₁, V₁, T₁, V₁, T₂, V₂, T₂, V₂, die zu beiden Seiten der Scheiben O₁ und O₂ in dem Umfang der Zylinderdeckel M₁ und M₂ vorgesehen und mit je einem geeigneten Ventil ausgerüstet sind (vgl. Fig. 6).

In diese Kammern wird der Brennstoff im geeigneten Moment mittels einer geeigneten Pumpe und mittels entsprechender Zerstäuber P (Fig. 6 und 7) eingeführt.

In der Nähe der Kammern S₁, S₁', S₂, S₂' sind nun noch acht Ventile X₁, Z₁, X₁, Z₁, X₂, Z₂, X₂, Z₂ (Fig. i, 3 und 5) angeordnet, welche für den Auspuff der verbrannten Gase und für die Einströmung der zum Ausspülen und zur Ladung benötigten Luft dienen. Die Ventile werden durch geeignete Wellen bzw. Daumenscheiben m (Fig. i, 3 und 5) gesteuert.

Setzt man zunächst voraus, daß die Maschine nur nach einer Richtung hin umlaufen soll, und berücksichtigt man beispielsweise für den Zylinder C₁ (Fig. 5 a) den Augenblick, in dem die Platte O₁ (Fig. 2 a und 5 a) sich außerhalb

des Zylinders C₁ befindet, so ist in diesem Augenblick die sich drehende Kante JV₁, welche die beiden Schraubenflächen des Kolbens E₁ an der Berührungsstelle bilden, in Berührung mit der Scheibe O₁. In diesem Augenblick sei nun die Kammer S₁ mit komprimierter Luft von geeigneter Pressung angefüllt, während die Ventile T₁ und F₁ geschlossen sind. Fernerhin ist alsdann der Raum unterhalb der beiden Scheiben

ίο O₁, O₂ mit Luft angefüllt, die demnächst komprimiert wird, wobei auch hier die Ventile X₁ und Z₁ geschlossen zu denken sind. Endlich ist in diesem Augenblick die Verbrennungskammer 5/ und der Raum oberhalb der beiden Platten O₁ und O₂ mit den bereits expandierten verbrannten Gasen angefüllt, wobei die Ventile T₁, V₁', X₁, Z₁' geschlossen sind.

Hiervon ausgehend, finden nun bei der halben Umdrehung der Welle A, A in Richtung des Pfeiles die folgenden Vorgänge statt:

Sobald die Kante JV₁ an dem Ventil V₁ vorbeigegangen ist, öffnet sich dieses. Da nun gerade in der Kämmer S₁ die Einführung von Brennstoff und die Verbrennung stattgefunden hat, so vollzieht sich hier die Expansion der Gase, die während einer halben Umdrehung dauert. Zur gleichen Zeit öffnet sich das Ventil T₁, so daß diejenige Luft, welche sich unterhalb der beiden Platten O₁ und O₂ befunden hatte, in die Kammer S₁' gedrängt und in dieser komprimiert wird.

Gleichzeitig und noch während des Beginnes dieser halben Umdrehung öffnet sich das Ventil X₁', welches mit dem Auspuffrohr des Motors in Verbindung steht, worauf sich ein wenig später das Ventil Z₁ öffnet, durch das ein von einem besonderen Ventilator oder Kompressor gelieferter Strom frischer Luft zugeführt wird, welch letztere den Raum oberhalb der Platten O₁, O₂ ausspült und den betreffenden Raum mit Frischluft anfüllt, die für eine folgende Komprimierung bereit ist.

Sobald die Kante N₁ gegenüber dem Ventil T₁ ankommt, schließt sich dieses Ventil. Wenn die halbe Umdrehung ausgeführt ist, werden dann auch die Ventile V₁, Z₁ und X₁' geschlossen. Während der zweiten halben Umdrehung expandieren die in der Kammer S₁' entzündeten Gase in dem linken Raum über der Platte O₂, und in dem rechten Raum über der Platte O₁ findet die Verdichtung der Luft und das Laden der Kammer S₁ statt, während in dem Raum unter den Platten O₁, O₂ das Ausspülen der verbrannten Gase erfolgt. Das gleiche vollzieht sich auch in dem Zylinder C₂.

Um nun auch die Kammern S₁, S₁', S₂ und S₂' auszuspülen, findet der Abschluß des Ventiles X₁ für den Austritt der verbrannten Gase ein wenig vor dem Abschluß des Ventiles Z₁ statt, welch letzteres die zum Ausspülen und zur Ladung dienende Luft zuführt, während gleichzeitig der 'Abschluß des Ventiles V₁ ein wenig nach Beginn der zweiten halben Umdrehung erfolgt. Die geringe Pressung der in dem Raum oberhalb der Platten O₁, O₂ befindliehen Ausspülluft pflanzt sich dann durch die Kammer S₁ in denjenigen Raum fort, der sich unterhalb der beiden Platten O₁ und O₂ befindet und der mit dem Auspuff in Verbindung steht, wobei bereits die Zuführung der Ausspülluft stattfindet.

Es finden also während jeder Umdrehung der Welle in jedem Zylinder zwei Verbrennungen mit folgenden Expansionen statt, die aufeinanderfolgend während der beiden Hälften der Umdrehung andauern. Fernerhin finden während jeder Umdrehung der Welle gleichzeitig mit den beiden Expansionen zwei Kompressionen statt, die sich ebenfalls auf die beiden Hälften der Umdrehung verteilen. Endlich finden noch zwei Ausströmungen und Ausspülungen des Zylinders mit einer folgenden Luftladung für den nächsten Arbeitsgang statt.

Wenn nun der Motor umkehrbar sein und somit in zwei Richtungen umlaufen soll, so müssen bezüglich der Ventilsteuerung einige kleine Änderungen vorgenommen werden, d. h. die Auspuffventile X müssen sich gleichzeitig mit den Ventilen Z für die Einströmung der Luft öffnen und schließen, wie auch die Ventile V in demjenigen Augenblick geschlossen werden müssen, in dem die hier betrachtete halbe Umdrehung selbst beginnt. Man wird also in den Verbrennungskammern S keine Ausspülung erhalten.

Die Umsteuerung wird nun mittels einer gewöhnlichen Stephensonschen Kulisse (Fig. 4) erzielt, die den Verteiler D für den Brennstoff steuert. Wenn der Motor in der Richtung des Pfeiles umläuft, befindet sich dasjenige Exzenter in Wirkung, das das Einspritzen des Brennstoffes sogleich nach dem Vorbeieilen der Kante N₁ an den Ventilen V₁ und V₁ besorgt. Wechselt man dagegen das Exzenter, so findet das Einspritzen von Brennstoff dann statt, sobald die Kante JV₁ die Ventile T₁ und T₁' berührt. In diesem Fall erfolgt, da sich die Luft in den Kammern S₁ und S₁' bereits im komprimierten Zustand befindet, die Verbrennung und die Umkehrung des Ganges sofort. Die nächste Verbrennung fällt aus, da der Kolben während der ersten halben Umdrehung im entgegengesetzten Sinne die verbrannten Gase, nicht aber die Luft komprimiert haben wird, indessen kann der Kolben infolge des Beharrungsvermögens an den Ventilen T₁ und T₁, die sich nunmehr öffnen werden, vorbeieilen, worauf nun die komprimierten verbrannten Gase sich ausdehnen, um die zweite halbe Umdrehung herbeizuführen, womit endlich der reguläre Gang wieder hergestellt wird.

Der Umlauf des Kühlwassers kann in dem

Raum zwischen den beiden Zylinderdeckeln M₁ und M₂ und in dem Mantel der Zylinder stattfinden. Für große Motoren kann man das Kühlwasser auch noch in das Innere der Kolben eintreten lassen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verbrennungskraftmaschine mit schraubenförmigem Kolben und von dem Kolben ίο bewegtem Schieber, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer zylindrischen Verstärkung (A) der Motorwelle zwei schraubenförmig gestaltete Kolben (E₁ und E₂) angeordnet sind, deren jeder in einem besonderen Zylinder (C₁ bzw. C₂) untergebracht ist und aus zwei Hälften besteht, von denen die eine Hälfte in dem einen Sinne und die andere Hälfte in dem entgegengesetzten Sinne gerichtet ist, und daß zwischen den beiden Kolben, und zwar in einer achsialen Ebene durch die Motorwelle, zwei mit abgerundeten Ecken versehene, rechteckige Scheiben bzw. Platten (O₁ und O₂) angeordnet sind, deren Längsseiten luftdicht an der Außenfläche der Verstärkung der Motorwelle, deren andere Ränder dagegen an den einander zugekehrten Flächen der beiden schraubenförmig gestalteten Kolben anliegen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.