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Groß-Explosioriskraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Explosionskraftmaschinen
und betrifft namentlich die Abmessungen und. die bauliche Ausbildung von Großkraftmaschinen,
wie solche neuerdings z. B. bei Luftfahrzeugen verwendet werden.
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Bisher wurde zumeist jede Luftschraube von einem Motor angetrieben,
dessen Kurbelwelle zugleich die Schraubenwelle bzw. deren gleichachsige Fortsetzung
bildete. Der Kraftbedarf der Luftschrauben hat sich neuerdings so gesteigert, daß
man zum Antriebe einer Schraube etwa das Doppelte der bisher üblichen Maschinenhöchstleistung
braucht. Aus verschiedenen Gründen, insbesondere wegen des besseren Massenausgleichs,
empfiehlt es sich, zwei in sich gleichartige Maschinen mit parallelen Kurbelwellen
zu verwenden, wobei letztere mittels einer gemeinsamen Übersetzung auf die Schraubenwelle
arbeiten. Nachdem die Verwendung eines Getriebes sowieso nötig ist, kann man trotz
der verhältnismäßig niedrigen Umdrehungszahl der Luftschraube die Umdrehungszahl
des Motors erhöhen. Doch würde durch eine solche Anordnung das Gewicht für die Pferdestärke
nicht wesentlich geringer werden.
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Die Erfindung bezweckt nun in erster Linie, das Gewicht unter Ausnutzung
des sowieso erforderlichen Getriebes erheblich weiter zu verringern. Man erreicht
diesen Zweck durch eine wesentliche Verkürzung des Kolbenhubes bzw. der Zylinderlänge
unter Beibehaltung der Zylinderbohrung und der zugehörigen größtmöglichen Ventilquerschnitte.
Auf diese Weise kann man trotz erhöhter Umdrehungszahl die Eintrittsgeschwindigkeit
des Gemisches und damit den Füllungsgrad unverändert erhalten.
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Während man bei schnellaufenden Dampfmaschinen von allerdings geringererLeistung
schon den Hub kleiner als die Zylinderbohrung wählte, hat man gerade bei größeren
Mehrzylinder-Explosionskraftmaschinen als zulässige untere Grenzen für das Verhältnis
des Kolbenhubes zur Bohrung einundeinhalb oder äußersten Falles etwa eins angesehen.
Im Gegensatz zur bisher herrschenden Meinung hat es sich jedoch herausgestellt,
daß man gerade bei Mehrzylindermotoren, deren einzelne Zylinder etwa 2o PS. und
mehr entwickeln sollen, mit Vorteil den genannten Mindestwert noch ganz wesentlich
unterschreiten kann.
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Die Erfindung bezweckt, einen Verbrennungs- bzw. Explosionsmotor zu
schaffen, der die Vorteile der genannten zum Teil auf anderen Gebieten des Maschinenbaues
liegenden Maschinen restlos aufweist, ohne die Nachteile bekannter Maschinen zu
besitzen. Den Erfindungsgegenstand bildet demgemäß eine der eingangs erwähnten Explosionskraftmaschinen
mit zwei auf gemeinschaftlichem 'Unterbau angebrachten und auf ein und dasselbe
Getriebe arbeitenden Zylinderreihen, bei der das Verhältnis des Kolbenhubes zur
Zylinderbohrung kleiner als 3 zu q. gewählt ist. Im weiteren Ausbau der Erfindung
arbeiten dabei die beiden Zylinderreihen auf das gemeinschaftliche Getriebe unter
Beibehaltung getrennter Kurbelwellen. Trotz dieser die Betriebssicherheit erhöhenden
getrennten
Kurbelwellen stoßen die beiden Zylinderreihen an ihren unteren Enden zufolge des
kleinen Hubes nahezu aneinander. Sie können daher von einer gemeinschaftlichen,
parallel zu den Kurbelwellen und zwischen den Zylinderreihen laufenden Welle aus
gesteuert werden.
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Entst)rechend der Hubverkürzung muß natürlich die Umdrehungszahl vergrößert
werden, damit die Leistung unverändert bleibt. Betrug bisher das-fragliche Verhältnis
i, i, und wird es nach der Erfindung z. B. auf o,5 bis o,6, also auf etwa den halbenWert,
verringert, so muß die Umdrehungszahl auf rund das Doppelte gesteigert «>erden.
Das aber läßt sich ohne weiteres erreichen, ohne :daß man an den Ventil-, Vergaser-
und sonstigen Leitungsquerschnitten eine Änderung treffen muß. Es bleiben, wie leicht
einzusehen, die Ein- und Ausströmverhältnisse im wesentlichen unverändert, wenn
z. B. der auf die Hälfte verkürzte Hub auch in der halben Zeit zurückgelegt wird.
Denn trotz der doppelten Umdrehungszahl bleibt die maßgebende mittlere K)lbe@igeschwindigkeit
unverändert. Entsprechend der Verkürzung des Kolbenhubes verkleinert sich auch die
Länge des Zylinders. Der gesamte Motor wird also nicht nur leichter, sondern auch
niedriger.
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Zum grofen Vorteil der Maschine köriren auch die Kurbelwelle und namentlich
die Pleuelstangen schwächer bzw. leichter gehalten werden. Die Kurbelwelle hat für
jede Zylinderreihe bei do-)uelter Umdrehtriaszahl und gleichbleibender Leistung
nur das halbe Drehmoment zu übertragen.
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Die Pleuelstangen aber besitzen hei gleichen Druckbeanspruchungen
nur die halbe Knicklänge. Die Verringerung der Pleuelstangenlänge ist dabei im Gegensatz
zu langhubigen Maschinen leicht durchzuführen. Denn bei letzteren muß die Kolbenstange
eine verhältnismäßig große Länge haben, da-?nit sie in der äußersten Schräglage
keinen zu großen Winkel mit der Kolbenachse eini#chließt, wodurch eine zu große
seitliche Druckkraftkomponente herbeigeführt würde. Außerdem kann die Pleuelstange
auch deshalb recht kurz gehalten werden, weil der Abstand des tiefsten Punktes des
verhältnismäßig kleinen Kurbelkreises vom Zylinder erheblich geringer sein kann
als bei langhubigen Maschinen. Die wesentliche Gewichtsverminderung der Pleuelstangen
aber hat eine entsprechende Verminderung der Massendrücke zur Folge.
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Obgleich die Vorteile der Erfindung bei Kraftanlagen mit zwei oder
mehr Motoren te >anders augenfällig in Erscheinung treten, si_id sie doch im wesentlichen
auch dann vorlia-iden, wenn man eine geeignete Luftschraube durch nur eine einfache
bzw. einreihige, mit hoher Geschwindigkeit laufende G-oß-Explosionskraftmaschine
antreiben läßt, deren Zylinder in Richtung der Kurbelwelle einreihig nebeneinander
angeordnet sind.
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Wenn man im weiteren Ausbau der Erfindung zwei Mehrzylindermotoren
mit stark verkürztem Hub durch einen gemeinsebaftlichen Gehäuseunterbau mit nur
einer Steuerwelle zu einer Doppelmaschine vereinigt, so erreicht man außer einer
weiteren Verminderung des Gewichtes noch eine erhebliche Verringerung der Breite.
Denn zufolge der kleinen von jedem Pleuelstangenfuß bestrichenen Flächen kann einerseits
die Breite des Gehäuses bei Wegfall der außenliegenden Steuerwellen verringert werden.
Bei der normalen Maschine ist eine solche Breitenverringerung wegen der zufolge
des größeren Hubes weit größeren bestrichenen Flächen auch dann untunlich, wenn
die äußeren Steuerwellen wegfallen. Andererseits können aus dem gleichen Grunde
bei der kurzhubigen Maschine die Kurbelwellen viel näher aneinandergerückt werden,
so daß man, anstatt zwei Steuerwellen nötig zu haben, mit einer einzige; auskommen
kann.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt zur Erleichterung des Vergleiches: Fig.
i eine Doppelmaschine bisheriger Bauart und Fig. a eine kurzhubige Doppelmaschine
gleicher Leistung mit nur einer Steuerwelle.