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Motor mit mehreren Zylindern. Gegenstand der Erfindung ist ein feststehender
Motor mit mehreren, vorzugsweise symmetrisch um die gemeinsame Treibachse angeordneten
Zylindern, deren Kolben auf die Treibwelle durch Vermittlung von Zahnrädern wirken,
die mit einem auf der Treibwelle feststehenden Zahnkranz in Eingriff stehen.
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Gemäß der Erfindung stehen die Zahnräder außer mit dem feststehenden
Zahnkranz auch noch mit einem auf der Treibwelle lose gelagerten Zahnkranz im Eingriff,
der die von jedem Kolben auf das zugehörige Zahnrad übertragene Kraft in jedem Augenblick
auf die sämtlichen Zahnräder verteilt, so daß die von den einzelnen Zähnen zu übertragenden
Kräfte vermindert und Erschütterungen der Maschine vermieden werden.
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Bei einer bekannten ähnlichen Anordnung dieser Art drehen sich die
Zahnräder und Motorzylinder um die Achse des fest auf der Welle sitzenden Zahnkranzes.
Der lose Zahnkranz erhält von den Zahnrädern abwechselnd Antriebsimpulse. Dreht
sich die Welle dieses Zahnkranzes in demselben Sinne wie der Motorblock und mit
der doppelten Geschwindigkeit, so wird die zur Übersetzung ins Langsame aufgewendete
Arbeit illusorisch . gemacht. Das feste Zahnrad dient zur Verteilung der Kräfte,
um die negative Arbeit der Zylinder zu leisten, d. h. also beim Auspuff, Ansaugen
und Komprimieren; das lose Zahnrad ist nur für die oben angegebenen Fälle vorgesehen.
Da der Motor umlaufend angeordnet ist und jeder einzelne Motor sich abwechselnd
vor einem bestimmten Punkt des Raumes, in dem die Zündung stattfindet, stellt, so
wird die Antriebskraft stets an derselben mehr oder weniger von der Drehachse entfernten
Stelle erzeugt und ein Ausgleich des Motors unmöglich gemacht. Ferner werden die
radialen und achsialen Stöße stets an derselben Stelle aufgenommen, da ja auch die
Antriebskraft stets auf denselben Zahn des festen und losen Zahnkranzes einwirkt.
Die Folge hiervon ist eine schnelle Zerstörung der Lager, die noch beschleunigt
wird durch die auf Kolben, Kolbenstangen und Kurbeln wirkenden Zentrifugalkräfte.
Die Kraftleistung des Motors ist also beschränkt und die Kühlung mittels Wassers
wegen der Wirkung der Zentrifugalkräfte und der Schwierigkeiten der Zu-und Abführung
des Wassers unmöglich gemacht.
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Die erwähnten Nachteile sind beim Erfindungsgegenstand vermieden.
Die Geschwindigkeit der Motoren läßt sich bei Übersetzung ins Langsame derart regeln,
daß ein guter Wirkungsgrad der auf der Welle sitzenden Schraube o. dgl. erzielt
wird. Der lose auf
der Welle gelagerte Zahnkranz dient zur Verteilung
der Antriebskräfte, der andere zur Übertragung der aufgenommenen Kräfte; beide Zahnkränze
sind drehbar.
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Da der Motor feststeht und die Zündung nach der Reihe in jedem Zylinder
an einer Stelle des um die mittlere Achse umlaufenden Raumes stattfindet, _ so ergibt
sich bezüglich der Antriebskräfte gerade die entgegengesetzte Wirkung wie bei der
bekannten Anordnung. Die ausgleichende Wirkung ist vollkommen, Stöße und Vibrationen
treten nicht auf, selbst wenn jeder Motor für sich nicht ausgeglichen sein sollte
oder sich Fehlzündungen einstellen, was auf die Verankerung des Motorgestelles sehr
günstig einwirkt. Die Kühlung durch Wasser ist bei jeder Leistungshöhe des Motors
möglich.
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Die Zeichnung stellt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
bei einem -Sechszylindermotor dar, dessen Zylinder auf den Ecken eines Sechseckes
angeordnet sind.
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Fig. = ist ein Längsschnitt durch den Motor, wobei. die beiden gegenüberliegenden
Zylinder versetzt gezeichnet sind.
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Fig. 2 ist eine Stirnansicht mit drei Teilschnitten nach. den Linien
A-A, B-B und C-C der Fig. _. .
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Fig.3 ist ein achsialer Schnitt durch das Motorgehäuse.
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Der Motor besteht aus sechs Zylindern a, welche auf einem regelmäßigen
Sechseck bzw. Sechskantprisma angeordnet sind, derart, daß die Motorachsen parallel
sind mit der Achse der Welle b, welche die Achse des geraden Sechskantprismas bildet.
Die Zylinder sind in einem Stück gegossen oder jeder Zylinder für sich. Ihre ebenfalls
in einem Stück gegossenen Verschlußstücke d können auf den Zylindern befestigt und
abgedichtet werden. Die Abdichtung der Verbindungen zwischen den Zylindern und ihrem
gemeinsamen Verschlußstück wird beispielsweise mit Hilfe von Stahlringen erreicht,
die in am Boden mit Asbest ausgekleidete Nuten eingebettet sind. Durch diese Anordnung
wird in dem leeren Raum zwischen den Zylindern eine Kammer e gebildet, welche als
Vorkammer für das Ge= misch vor ihrem Eintritt in die Zylinder dient.
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Die Abkühlung der Zylinder und ihrer Verschlußstücke wird einesteils
äußerlich erreicht durch einen Mantel w mit Wasserumlauf, der auf einer Randleiste
w1 der Zylinder befestigt und auf den Ventilansätzen, die auf den Verschlußstücken
angebracht sind, durch aufgeschraubte Ringe w2 gehalten ist. Die Abkühlung wird
außerdem innerlich durch das Einströmungsgerriisch gesichert, welches bei der Ankunft
in der Vorkammer e infolge Verdampfung der Brennflüssigkeit von merklich niedrigerer
Temperatur sind als die äußere Luft und die Zylinder vor dem Eintritt in diese von
außen kräftig bespülen. Die zugelassene Gemischmenge genügt, um die Abkühlung des
inneren Teiles der Zylinder zu sichern, welcher den Gemischraum bildet.
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Die Gesamtanordnung der Zylinder hat einerseits eine feste Hohlwelle
b, die als Gemischeintrittsrohr dient und an ihrem inneren Ende durch ein selbsttätig
öffnendes Federventil j verschlossen ist, welches auf- diese Weise durch die hohle
Stützwelle b den nicht gezeichneten Vergaser mit der Vorkammer e,' verbindet. Durch
diese Welle kann ferner eine Andrehkurbel geführt werden, welche die Hauptwelle
i9 unmittelbar angreift.
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Zu der Zylindergruppe gehört andererseits eine Bewegungsübertragungswelle
ig, welche sich mittels -in passender Zahl angeordneter Kugellager h auf
das Motorgehäuse stützt. Diese gleichfalls hohle Welle trägt an ihrem inneren Ende,
das in die Kammer e mündet, ein selbsttätiges Federventil . =8, welches ein Sicherheitsventil
für diese Kammer e bilden soll für den Fall, daß das Gemisch in diesem Raum .sich
entzünden" würde.
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In die Kammer e münden die Saugventile der Zylinder a. Jeder von ihnen
ist durch ein Ventil k verschlossen, dessen Stange in einer Rolle n endigt, welche
durch den Druck einer Feder n1 auf einen Rollkranz o gedrückt wird, der eine einzige
Steuerhocke für die Saugventile bildet. Die Kammer e, welche auf diese Weise eine
Art gemeinsamer Saugkammer für alle Zylinder bildet, ist einerseits durch den Deckel
d abgedichtet und anderseits durch einen Ring p, der zwischen - einer Schulter q
der Welle i9 und einem mit der Gesamtheit der Zylinder fest verbundenen Rand y angebracht
ist.
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Jeder Zylinder hat einen Kolben t, der mit Dichtungsringen 2o versehen
ist. Jeder Kolben trägt eine mit einem Kurbelzapfen v gelenkig verbundene Stange
u. Der Kurbelzapfen v ist auf der Achse x eines Zahntriebes y befestigt,
der einerseits in ein auf der drehbaren Welle ig aufgekeiltes Kegelrad Z und anderseits
in ein auf der Welle. i9 lose sitzendes Kegelrad z eingreift. Infolge dieser Anordnung
ist jeder Zahntrieb y an zwei einander gegenüberliegenden Stellen in Eingriff, wodurch
sich ein günstiger Kräfteausgleich ergibt.
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Jeder Zylinder trägt ein Auslaßventil 2, dessen Stange gelenkig mit
einem Hebel 3 verbunden ist, der selbst von einer Stange q. gesteuert wird, die
mittels einer nicht dargestellten Rolle auf einen mit der Umlaufwelle ig fest verbundenen
Steuernocken drückt. Der Auspuff mündet ins Freie durch die Krümmer 7, die mit Röhren
nach jeder Richtung
hin verbunden werden können, nötigenfalls mit
einem"Schalldämpfer.
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Am Sockel des Gehäuses ist auf der Welle xg ein Zahnrad 8 angebracht
zum Antrieb des Magneten 31 (Fig. 3) für die Zündung in den Zylindern. Der
vom Magneten gelieferte Strom wird von einem Kollektor (Fig. i), der z. B. von einem
auf einen Isolierkranz aufgebrachten Kupferring gebildet, ebenfalls am Gehäusesockel
angebracht ist, zu den Kerzen der verschiedenen Zylinder geführt mit Hilfe von in
passender Zahl angebautenVerteilerklemmen ii.
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Die Schmierung wird durch eine Zahnradpumpe 25 (Fig. 3) gesichert,
welche durch die Motorwelle angetrieben wird und deren mit einem passenden -Filter
versehenes Saugrohr 26 in ein am unteren Teil des Motors befindliches Reservoir
27 mündet. Dieses Reservoir ist derart mit dem Gehäuse in Verbindung, daß das Öl
sich auf gewöhnliche Weise im Innern des Reservoirs ansammeln kann.
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Die Ausflußöffnung 28 der Pumpe endigt in einem Ölbehälter
7,9, in welchem die Verbindungen 3o der Schmierrohre anschließen, die nicht
gezeichnet sind und zu den zu schmierenden Teilen führen.
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Die Wirkung ist -folgende Das explosible Gemisch wird durch die hohle
Welle b in die Kammer e geleitet, wobei sein. Eintritt durch das selbsttätige Ventil
j geregelt wird. Befindet sich der eine Zylinder 'z. B. in der Einlaßstellung, d.
h. in einer Stellung, bei welcher der Einlaßvorsprung am Steuernocken sich unter
der Rolle n des Einlaßventils k befindet, so ist letzteres geöffnet, und das Explosivgemisch
strömt in den Zylinder, wo die Explosion auf gewöhnliche Weise nach Abschluß dieses
Ventils k und Kompression bewirkt wird. Wenn der entsprechende Kolben nach Entspannung
der Gase am Ende des Hubes angelangt ist, stößt der Vorsprung des Ausströmungsnockens
6 gegen die Rolle des Ausströmungsventils dieses Zylinders, was den Auspuff der
verbrannten Gase durch Rohr 7 zur Folge hat.
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Die Bewegung des Kolbens t wird durch seine Stange u und Kurbel
v auf die Zahntriebe y übertragen, welche sich auf dem losen Zahnkranz z
abrollen, indem sie den Zahnkranz i und die Treibwelle xg in Drehung versetzen.
Da der Zahntrieb y mit zwei diametral gegenüberliegenden Zahnkränzen im Eingriff
steht, so wird bei dieser Anordnung eine normale Arbeitsweise aller Zahntriebe y
gesichert und außerdem das Zahnrad i entlastet; indem ein Teil des Druckes, welchen
dieses Rad aufnehmen soll, ihm durch Vermittlung des losen Zahnkranzes x von den
anderen Zahntrieben y abgenommen wird.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Motorzylinder fest,
und die Kolben treiben die -bewegliche Welle, auf welcher die Schraube (Propeller)
o. dgl. angebracht ist.
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Da man bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel- nicht zu besorgen
braucht, daß sich das Alkoholtreibmittel in dem Schmieröl auflöst, könnte man die
schweren Petroleumöle als Schmiermittel benutzen. Da das Gasgemisch in Abwesenheit
von Öl erzeugt und angesammelt wird, so braucht man keine Entflammung dieses Öles
zu befürchten, welche eine Ursache schwerer Unglücksfälle sein könnte, so wie sie
immer bei den gegenwärtig gebräuchlichen Anlaufmotoren eintreten.
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Das Öl, welches in die Verbrennungskammer der Zylinder eindringen
kann, wird infolge der Zentrifugalkraft unmittelbar durch das Auslaßventil nach
außen geschleudert.
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Während die Treibwelle eine vollständige Umdrehung macht, vollführt
jeder Zahntrieb y einzeln eine doppelte Zahl von Umdrehungen, so daß die Zylinder
auf diese Weise ihren vollständigen - Kreislauf (im Vierteltakt) in einer Umdrehung
. ausführen. Infolgedessen finden während -einer Umdrehung sechs Explosionen
statt.
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Wenn man die Steuernocken so aufkeilt, daß sie jedesmal eine Explosion
verursachen, wenn ein Zylinder im Begriff ist, an einem bestimmten Punkt vorüberzukommen,
so genügt eine einzige Steuernocke für den Eintritt und eine einzige für die Ausströmung.
Ebenfalls genügt zur Zündung ein einziger Magnet unter der Bedingung, daß der Induktor
dreimal so schnell sich dreht wie die Motorgruppe, und daß für die gezeichnete Ausführungsform
in einer Umdrehung zwei .Unterbrechungen hervorgerufen werden. Das Ventil j, welches
als Sicherheitsventil dient, verhindert den Rückschlag der Flammen nach dem Vergaser
für den Fall, daß in der Kammer e eine Explosion entstehen sollte. Da diese Explosion
das Öffnen des Ventils 18 bewirken würde, so könnte der so entstandene -Überdruck
aus dieser Kammer auf natürlichem Wege durch den Propellerkopf austreten, ohne die
Gangart des Motors ungünstig zu beeinflussen.
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Die verschiedenen Teile können von den gezeichneten abweichende Form
annehmen. Besonders das Widerlager könnte auf jede andere geeignete Art ausgebildet
werden, z. B. mit Hilfe von Rollenlagern jeder geeigneten . Konstruktion. Die Zylinderzahl
kann beliebig sein, und die Zylinder können entsprechend den Kanten eines geraden
Prismas oder eines Pyramidenstumpfes angeordnet werden. Jeder Zylinder kann besonders
gegossen werden.
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Die Erfindung kann auf die Krafterzeugung für alle Zwecke angewendet
werden, ganz besonders auf die Flugzeugmaschinen.