DE36715C - Gasmotor - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Diese Erfindung betrifft einen doppeltwirkenden Gasmotor, dessen conachsial angeordnete Arbeitscylinder einfachwirkend sind, während ein Doppelkolben mit dem einen Ende in dem einen und mit dem anderen Ende in dem anderen Cylinder derart spielt, dafs der Kolben durch die abwechselnd in den beiden Cylindern erfolgende Explosion hin- und herbewegt wird und mittelst eines Balancierst und einer Schubstange einerseits die Kurbelwelle dreht und andererseits den Kolben der Cpmpressionspumpe verschiebt. Durch diese' Neuerungen soll ermöglicht werden, die Ladungen in hoch erhitzten Verbrennungsräumen zu entzünden, während die Führungen für den Kolben und die Schieber kühler gehalten werden. Um Schmierung möglichst überflüssig zu machen, erhalten die TTriebwerktheile, wo angängig, Lagerstellen, in welchen ihre Enden wälzende Bewegungen machen können, die mit irgend einer beträchtlichen Reibung nicht verbunden sind. Fig. 1 beiliegender Zeichnungen zeigt einen. Längsschnitt durch einen solchen Doppelgasmotor mit einfachwirkenden Cylindern, Fig. 2 eine Seitenansicht, Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Mischungsschieber des Compressionscylinders, Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach Linie x-x, Fig. 1, durch die kolbenverbindende Schubstange, Fig. 5 einen Schnitt durch die mit Schmierung versehene Stopfbüchse für den Kolben, Fig. 6 einen Schnitt durch einen Cylinder und Kolben, Fig. 7 eine Ansicht deran die Wellenkurbel angreifenden Pleuelstange,· Fig. 8 einen Längsschnitt durch dieselbe, Fig. 9 eine Endansicht derselben und Fig. 10 den am Schwungrade angeordneten Gewichtsarmregulator.

Die am Rahmen festsitzenden und den Doppeltreibkolben N umschliefsenden Kopfstücke A der Arbeitscylinder C sind verhältnifsmäfsig kurz und mit Packungsringen zum dichten Abschlufs am Kolben, sowie mit Wassercirculationsräumen B zur Kühlung der Führungsflächen an den Packungen versehen. Die mit diesem Kopfstücke zu verbindenden kappenförmigen Cylinder C, in welchen die Explosion stattfindet, berühren dagegen die Treibkolben nicht, und sie können mit einem schlechten Wärmeleiter umgeben werden, so dafs eine hohe Verbrennungstemperatur bei verhältnifsmäfsig kühler Führungsfläche für den Doppeltreibkolben N ermöglicht wird, der mit einem. Ende in den einen und mit dem anderen Ende in den anderen Arbeitscylinder hineinragt.

Die Verbindung der Kopfstücke A A mit den Cylindern C kann in irgend einer passenden Weise erfolgen, und diese Cylinder C sind unmittelbar mit Schieberkasten D verbunden, welche mit Kühlräumen Z, Fig. 2, derart ausgestattet sind, dafs keine Temperaturerniedrigung im Explosionsraum von C eintreten kann. Entweder können die Kühlräume der Cylinder C und der Schieberkasten communiciren, oder sie können je besondere Zu- und Abflüsse für Kühlwasser erhalten. Nur soll die Verbindung der Schieberkasten mit den Verbrennungsräumen derart sein, dafs sehr wenig Wärme von letzteren auf erstere übertragen werden kann. Es genügen daher für die Schieberkasten kleine Kühlräume.

Der am , besten unter den Arbeitscylindern am Rahmen angeordnete Compressionscylinderi? ist mit einem Einlafsschieber .F für Luft und

Gas, Fig. 2, und mit einem Ventil 3, Fig. 1, versehen, durch welches die comprimirte Ladung aus dem Compressionscylinder in den am besten unter den letzteren, im Rahmen anzuordnenden Vorrathsbehälter G, Fig. 1, durch Rohr H eingeführt wird. Von hier gelangt durch Rohr I die Ladung zu den Schiebern im Schieberkasten D.

Die unter dem' rechts liegenden Arbeitscylirider im Rahmen gelagerte Kurbelwelle K ist durch Pleuelstange P, die an die Kurbel K'², Fig. i, angreift, mit einem Hebel L bei K^z verbunden, der am Bolzen 4 unten am Rahmen schwingen kann und mittelst Pleuelstange O mit dem Kolben Q. des der Kurbelwelle gegenüberliegenden Compressionscylinders E verbunden ist. Oben tritt dieser Arm L durch einen Schlitz 5 in den Doppelkolben N, Fig. 1 und 4, der mit einem Kopf R an einem Ende in einem und mit einem Kopf R am anderen Ende im anderen Arbeitscylinder C sitzt. Durch die im Kolben N liegenden Schubstangen M wird nun der Arm L infolge der Explosion in dem einen Cylinder nach der einen Richtung gedreht und infolge der Explosion in dem anderen Cylinder nach der anderen Richtung, und indem der Hebel hierbei um den Bolzen 4 schwingt, wird mittelst Pleuelstange P die Welle gedreht und mittelst Pleuelstange O der Compressionskolben Q. bewegt. Damit die Verschiebung des nach einem Kreisbogen schwingenden oberen Endes des Armes aber nicht viel Reibung hervorruft, ist das eine Ende der beiden Schubstangen M an einem Kolbenkopf R bei .6 auf einen cylindrischen oder kugeligen Ansatz eines Stahlstückes gestützt, während das andere Ende bei 7 in eine cylindrische oder kugelige Höhlung eines festen Lagerstückes S¹ und eines stellbaren Lagerstückes S² fafst, die in einer Lagerhülse S, Fig. ι und 4, oben am Kopfe des Armes L liegen.

Mittelst Keiles 8 kann eine Verschiebung von S² bewirkt und somit der Abnutzung an den beiden Schubstangen M Rechnung getragen werden.

Die Lagerflächen an S¹ und S² für die Pleuelstangen sind nach Kreisen gestaltet, die aus einem Punkte auf der Mitte zwischen S¹ und S² geschlagen werden, während die Lagerflächen an den betreffenden Pleuelstangenenden nach Kreisen gestaltet sind, die aus den an den Kolben liegenden Lagerstellen geschlagen sind.

Durch eine derartige Lagerung wird in jeder Stellung des Doppelkolbens N eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Theilen gesichert und so wenig Reibung erzeugt, dafs Schmierung an diesen Stellen überflüssig ist. Dies ist natürlich bei Gasmotoren, in welchen durch die Wärme das Schmiermaterial rasch eintrocknet und dann starke Reibung erzeugt wird, von grofser Wichtigkeit.

Es könnten auch messerförmige Schneiden zur Herstellung solcher, wälzende Bewegungen in den Lagerpunkten ausführender Gelenke verwendet werden.

Die mit Selbstschmierung versehenen Stopfbüchsen T, Fig. i, 5 und 6, sind zweitheilig konisch in die Cylinderkopfstücke A eingesetzt und können mittelst in Ringnuthen der Stopfbuchsen greifender Schraubringe Y angezogen werden, um dichten Schlufs am Kolben N zu erhalten, während Packungsringe t/ohne Schmierung an der Verbindungsstelle zwischen Kopfstücken und Cylindern C eingesetzt sind. Auch könnte eine beliebige andere Packung gewählt und dieselbe am Kolbenkörper statt am Cylinder angeordnet werden.

■ An der Innenfläche ist die Stopfbüchse T in bekannter Weise mit zahlreichen in Bohrungen eingesetzten, schmierfähigen Pfropfen aus sogen. Metalline, Fig. 5, versehen, um den Kolben N beständig schmieren zu können.

Das Schmiermaterial überträgt sich dann auch auf die Packungsringe U, da der Kolben selbst sich bald mit einer Metallineschicht überzieht.

Durch solche getrennte Anordnung eines Packungsringes U und einer selbstschmierenden Stopfbüchse T erhält der Kolben N in möglichst grofsem Abstande von einander liegende Führungen, und die Stopfbüchse T bleibt dann bequem zugänglich. Die kappenförmigen Cylinder C, in welchen die Explosionen stattfinden, berühren dagegen mit ihren Wänden den Doppelkolben N nicht. Man kann deshalb die Verbrennungsräume auf sehr hoher Temperatur erhalten und lang wählen, so dafs also ein langer Treibkolben in einem langen Verbrennungsräume und kurzer und kühlerer Führung angeordnet ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, erstreckt sich der Kühlraum B der Arbeitscylinder zugleich auch um den Compressionscylinder E mit herum.

Aus dem die comprimirte Ladung aufnehmenden Vorrathsraume G wird die Ladung mittelst Rohre H und 7, Fig. 2, den Schiebern der Cylinder zugeführt. Beim Hin- und Hergang des Kolbens Q. im Compressionscylinder E wird durch Kanal X, Fig. 3, Luft und durch Kanal Y Gas mittelst Schiebers F in den Kanal W am Cylinder E eingelassen, und die Steuerschieber J an den Arbeitscylindern werden durch Stange Z bewegt, die unter dem Einflüsse des am Schwungrade, Fig. 10, sitzenden Regulators steht.

Der Schieber F des Compressionscylinders wird durch die auf der Kurbelwelle K sitzende Schubscheibe Z^&, die auf einen Hebel an der Schieberstange Z² einwirkt, bewegt, und dieser Hebel wird durch eine im Schieberkasten

liegende Feder beständig am Umfange der Schubscheibe Z³ liegend erhalten.

Der das Einlassen der Ladung beeinflussende Regulator, Fig. io, besitzt Gewichtsarme a, die mit dem Schwungradkranze durch Bolzen verbunden sind, während an die anderen Enden der Gewichtsarme Federn b angreifen, die mittelst Muttern d der durch die Radarme führenden Gewindebolzen c gespannt werden können, um der auf die Gewichtsarme α wirkenden Centrifugalkraft einen bestimmten. Widerstand entgegenzusetzen. Ferner greifen die Enden der Gewichtsarme α mittelst Stangen e an die auf der Kurbelwelle drehbare Schubhülse/an, die auf die Frictionsrollen j der am Rahmen der Maschine bei h drehbaren Arme g einwirkt, wodurch mittelst Hebels i, Fig. 2 und 10, die Bewegung der Schieberstangen Z der beiden Arbeitscylinder unter dem Einflufs der durch die beiden Gewichtsarme α auf der Kurbelwelle einzustellenden Schubscheibe f erfolgt. Durch die Zugwirkung der im Innern der Schieberkasten D an die Steuerschieber J angreifenden Federn k, Fig. 2, werden die Rollen in beständiger Berührung mit Schubscheibe f erhalten, und die Arme g liegen auf entgegengesetzten Seiten der Schubscheibe /, die derart profilirt ist, dafs die Steuerschieber der beiden Cylinder abwechselnd bewegt werden.

Auch die Pleuelstange O, Fig. 1, zur Bewegung des Compressionspumpenkolbens Q. ist mit wälzende Bewegungen in den Lagerpunkten ausführender Pleuelstange Q. versehen, so dafs auch hier nur wenig Reibung erzeugt wird. Zu diesem Zwecke ist zwischen die beiden Angriffsbolzen Z, Fig. 1, die Druckstange m eingeschaltet, und sowohl der Bolzen / am Kolben Q. als auch der Bolzen 1 am Arme L werden von einer übergeschobenen längeren Kappe umschlossen, an deren offenem Ende das LagerstUck η sich an den Bolzen I am Arme L derart legt, dafs mittelst Keiles n^l, der an einer mit Haken über die Kappe greifenden Gegenlage rc² geführt ist, ein Nachstellen der Verbindung bei etwaiger Abnutzung erfolgen kann. Die Enden der Druckstange m sind nach Kreisbogen geformt, die von der Mitte der Stange aus geschlagen werden. Das Lagerstück η legt sich flach gegen den Bolzen am Arme und die Lagerstelle der Kappe am anderen Bolzen ist ebenfalls flach, doch könnte die flache Anlagestelle natürlich auch durch eine messerförmige ersetzt werden.

Durch den Keil n¹ kann das Lagerstück η also fest gegen den einen Bolzen / gezogen werden und das geschlossene Ende der Kappe gegen den anderen Bolzen, so dafs eine kraftschlüssige Verbindung stets gesichert ist.

Da ferner die Kurbel i£², Fig. 1, leicht aus der Richtung herausgeht, so ist den Lagerschalen, die an dieselbe angreifen, nach Fig. 8 eine kugelförmige Auflagestelle gegeben, und zwar sowohl an den beiden Enden der Druckstange P³, die auch hier wieder von einer zugleich über den Bolzen K³ und die Kurbel K^ führenden Kappe umschlossen ist, einerseits, als andererseits an dem mittelst Keiles r nachstellbaren LagerstUcke q, Fig. 1, das am offenen Ende der Kappe liegt, und dem geschlossenen Ende dieser letzteren. Zur Sicherung des Keiles dient die Schraube s, Fig. 8. . Durch eine solche Kugelgelenkverbindung wird selbst bei schiefer Druckübertragung jeder Theil bezw. jede Seite sowohl des Bolzens K³ am schwingenden Arme L als auch die Kurbel K^ ganz gleichmäfsig beansprucht, und infolge dessen wird auch die Abnutzung eine gleichmäfsige sein.

Wenn nun der unter dem Einflüsse des die Ladungsmenge bestimmenden Gewichtsarmregulators stehende Motor angelassen wird, so wird bei zu starker Zunahme der Geschwindigkeit durch Ausschlagen der Gewichtsarme a die Schubhülse f auf der Kurbelwelle K so eingestellt, dafs mittelst der die Rollen- tragenden Arme g die Schieberbewegung eine solche wird, dafs weniger Ladung eingelassen, diese früher entzündet und somit weniger Explosionskraft erzeugt wird.

Wenn dagegen die Maschine langsamer zu laufen beginnt, so dafs unter dem Einflüsse der Federn b die Gewichtsarme α an die Anschläge a^l auf den Schwungradarmen anschlagen, so wird entsprechend mehr Ladung eingelassen und entzündet und mehr Kraft zur Kolbenbewegung erzeugt.

Empfehlenswerth sind verhältnifsmäfsig sch were Gewichtsarme und recht elastische Federn, so dafs schon eine geringe Geschwindigkeitsänderung auf Bewegung der Gewichtsarme einwirkt. Durch Spannen der Federn kann man den Motor für verschiedene Geschwindigkeiten abreguliren. Natürlich könnten auch von einem Schwungrade mehr als zwei Cylinder mittelst Regulators gesteuert werden, und aufserdem ist auch selbstverständlich, dafs die beschriebenen Gelenkverbindungen des zwischen Cylinderkolben und Kurbelwelle angebrachten Triebwerkes auch bei anderen Maschinen als Gasmotoren Anwendung finden können.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein Gasmotor, bei welchem durch die Kolbenkraft ein an der Grundplatte gelagerter Arm (L) in Schwingungen versetzt wird, mit welchem zum Zwecke der Uebertragung von Bewegung auf den Kolben (Q) einer Compressionspumpe mit Vorrathsraum (G) eine Schubstange (O) und andererseits zur Drehung der Kurbelwelle (K) eine Schubstange (P) verbunden ist.
2. 2. Bei einem Gasmotor der unter i. bezeichneten Art:

   a) die Einschaltung einer Druckstange (m) zwischen den Bolzen (I) des Comjpressionskolbens (Q) und den Bolzen (I) des schwingenden Armes (L) in Verbindung mit der über Bolzen und Stange geschobenen Kappe, an deren offenem Ende mittelst Keiles (n^l) und Lagerstückes (n) das Nachziehen der Verbindung erfolgen kann;

   b) zum gleichen Zweck die Einschaltung einer Druckstange (P) zwischen die Lagerschalen am Bolzen (K³) des Armes (L) und am Bolzen der Kurbel (K"¹) der Welle (K), jedoch mit Kugellagerung der Schalen an der Stange (P), wobei ebenfalls eine Kappe mit Stellkeil (r) und Lagerstück (q) zum Nachziehen der Verbindung dient und durch die Kugellagerung der Schalen an der Stange dem Ausweichen der Kurbel nach der Seite hin Rechnung getragen wird;

   c) die zweitheiligen, aufsen konischen und innen Metallinepfropfen enthaltenden Stopfbüchsen (T);

   d) der am Schwungrade angeordnete Regulator, dessen Gewichtsarme (a) unter der Gegenwirkung der durch Muttern (d) zu spannenden Federn (b) stehen und mittelst Glieder (e) auf Drehung der Schubhülse (f) wirken, durch welche die Arme (g) mit Rollen (j) und die unter Federwirkung stehenden Hebel (i) in Schwingung versetzt werden.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.