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Einrichtung, welche gleichzeitig die Schmierung des Lagers am Kopfe
der Schubstange und die Kühlung durch Wasserumlauf im Arbeitskolben bei einer Verbrennungskraftmaschine
gestattet. Man kennt das System der Schmierung von Verbrennungskraftinaschinen,
welches darin besteht, daß man die zu schmierenden Teile in einem Gehäuse unterbringt,
welches den Zweck hat, das von den geschmierten Oberflächen abtropfende Ü1 zu sammeln,
worauf dieses Öl durch eine besondere -Pumpe angesaugt wird, die es dann unter Druck
auf die reibende Fläche aufspritzt. Man weiß, daß dieses System gestattet, den Druck
der gleitenden Fläche pro Flächeneinheit und die relative Geschwindigkeit dieser
Fläche zu erhöhen. Dieses System gestattet also, die Leistung pro Gewichtseinheit
des Motors bis zu einem Werte zu steigern, der bei einem anderen Schmierungssystem
nicht erreicht werden konnte.
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Man kennt auch die Vorteile, welche sich aus dem Wasserumlauf im Innern
der Kolben von Motoren mit innerer Verbrennung ergeben. Dieser Wasserumlauf gestattet,
den mittleren Gasdruck auf die Kolben und ebenso die Geschwindigkeit der Kolben
zu erhöhen, insbesondere dann, wenn ihr Durchmesser groß ist. Der Wasserumlauf in
dem Kolben gestattet also, wie die Schmierung im geschlossenen Gehäuse, die Leistung
pro Gewichtseinheit der Motoren zu steigern.
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Es ist also verständlich, daß man ein Interesse an der Kombination
beider Systeme, nämlich der Schmierung im geschlossenen Gehäuse und der Kühlung
des Kolbens durch Wasserumlauf, besitzt. Aber diese Kombination bietet eine Hauptschwierigkeit.
Das Wasser kann den Kolben nur durch solche Organe zugeführt werden wie Posaunenrohre
oder Gelenkrohre, welche Stopfbüchsen besitzen, deren absolute Dichtigkeit niemals
sicher ist. Das durch die Stopfbüchsen entweichende Wasser gelangt in das Gehäuse
und vermischt sich hier mit dein Öl, welches infolgedessen seine Schmierfähigkeit
einbüßt.
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Man hat versucht, diesen Übelstand dadurch zu beseitigen, daß man
die Kolben nicht mit Wasser, sondern mit dem Öl des Gehäuses selbst kühlt; aber
dieses System bietet auch noch Nachteile. Einerseits ist der Wärmeübertragungskoeffizient
des öles geringer als der gleiche Koeffizient des Wassers, und man erreicht nicht
immer eine hinreichende Kühlung; andererseits muß das Öl des Gehäuses seinerseits
durch einen Wasserkühler gekühlt werden, dessen Dimensionen zu groß ausfallen, wenn
man leistungsfähige leichte und wenig umfangreiche -Motoren bauen will.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, ein System zu schaffen, welches
die Kombination
der Schmierung im geschlossenen Gehäuse mit der
Wasserzirkulation in den Kolben gestattet, indem jede Möglichkeit verhindert wird,
daß das Wasser in das. 0l gelangt. Die Einrichtung, welche die Erreichung dieses
Resultates gestattet, ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht.
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Fig: i -ist ein Längsschnitt durch einen stehenden Motor nach Linie
X-X der Fig. 2. Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Motor nach Linie Y-Y der Fig.
i.
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Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Lager des 'Fußes der Schubstange
nach Linie Z-Z in Fig. 2. .
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Das Gehäuse ist mittels einer wagerechten Wand i« in zwei. Kammern
geteilt; das Schmieröl sammelt sich in der unteren Kammer, und das entweichende
Wasser sammelt sich in der oberen Kammer.
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Die-wagerechte Scheidewand ist oberhalb der Stelle, wo sich die Kurbeln
des Motors bewegen, mit Öffnungen 2 versehen, um den Schubstangen einen Durchgang
21- zu bieten. Jede Öffnung ist von einer Einfassung 3 in Form eines Schornsteines
umgeben, in dessen Innerm die Schubstange sich bewegt.
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Das Öl kann abfließen: i. von den Lagern der Kurbelwelle und der Welle
selbst, 2. von den Lagern des Schubstangenkopfes, 3. von den Lagern des Fußes der
Schubstange, q.. von den -reibenden Oberflächen der 'Zylinder _und der Kolben.-Es
ist verständlich, daß das Öl, welches von der Welle und ihren Lagern herkommt, nicht
in großen Mengen in die obere Kammer des Gehäuses geschleudert wird.
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Das Öl, welches von den Lagern des Schubstangenkopfes herkommt, kann
auch nicht in jenen Raum geschleudert werden, wo die Öffnungen genügend eng und
die schornsteinartigen Einfassungen in geeigneter Weise angeordnet sind. Die durch
die Zentrifugalkraft fortgeschleuderten Öltropfen bewegen sich in Tangenten an die
von den verschiedenen Punkten der Lager oder der Kurbelwelle beschriebenen Kreise.
Eine Nachprüfung der Figuren zeigt, daß diese Tropfen die wagerechte Wand oder .
die schornsteinartigen Einfassungen treffen, daß sie aber nicht in die obere Kammer
des Gehäuses eindringen können. .
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Das Öl, -welches von den Lagern des Schubstangenfußes herrührt, kann
auch in der unteren Kammer des Gehäuses gesammelt werden.
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Zu diesem Zweck sind zwei weite Nuten 4 (Fig. 3) in jedes Lager eingearbeitet,
wobei jede Nut nahe dem Außenende des Lagers sich befindet. Rohre 5, die an den
Schubstangen befestigt sind, münden in diese Nute und endigen in der Nähe der die
Schubstangen umschließenden Bleche. Das Schmieröl wird in der üblichen Weise in
der Mitte des Fußlagers der Schubstangen durch die Leitungen 6 zugeführt; es breitet
sich auf der Zapfenoberfläche aus. und erfüllt die ringförmigen Kanäle q.. Der größte
Teil fließt durch die Rohre 5 ab, welche das Öl in die untere Kammer des Gehäuses
führen. Eine sehr geringe Ölmenge entweicht durch den engen Zwischenraum zwischen
der Zapfenwalze des Kolbens und dem Ende des Lagers; diese sehr geringe C5lmenge
könnte ohne großen Nachteil verloren gehen; wenn man aber jeden Ölverlust vermeiden
will, so kann man diesen Zwischenraum zwischen dem Lager und der Walze mittels einer
Scheibe 7 aus Filz oder irgendeinem anderen gleichartigen Material abdichten, welches
an dem Lager befestigt ist und auf der Walze reibt.
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Schließlich kann das Schmieröl der Zylinder frei in die obere Wandung
des Gehäuses fallen, aber dies bildet keinen Übelstand, im Gegenteil. Dieses Öl,
welches mehr oder weniger verkohlt ist, hat seine Schmierfähigkeit verloren, und
wenn es sich mit dem in der unteren Kammer des Gehäuses befindlichen Öl vermischen
würde, so würde es allmählich die Eigenschaften des in der unteren Kammer befindlichen
Öles verändern. Man hat also kein Interesse daran, zu verhindern, daß das von dem
Zylinder abtropfende Öl in die obere Kammer gelangt.
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Andererseits müssen die Rohre zur Zuführung und Ableitung des Wassers
zu und von den Kolben derart angeordnet sein, daß sämtliches Wasser, welches entweicht,
in der oberen Kammer des Gehäuses verbleibt und sich auf der wagerechten Wand sammelt,
von wo man es leicht mittels des Rohres 8 nach außen hin ableiten kann. Um dieses-Resultat
zu erzielen, genügt es, wenn die verschiedenen Stopfbüchsen der Posaunenrohre oder
der Gelenkrohre 9, io sich in senkrechten Ebenen außerhalb der Einfassungen der
Schubstangen bewegen. Die fortgeschleuderten Wassertropfen bleiben in diesen senkrechten
Ebenen und können nicht in die untere Kammer des Gehäuses gelangen. Dieses Ergebnis
wird leicht erzielt, wenn die Wasserrohre an den Kolben in der Nähe einer Durchmesserebene
angeordnet sind, die parallel zur Motorachse liegt, beispielsweise bei ii. Die so
angeordneten Leitungen liegen von den Schubstangen entfernt und außerhalb der Einfassungen.