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Verbrennungskraftmaschine mit Kolbenaufsatz. Es sind bereits Verbrenuungskraftmaschinen
bekannt geworden, bei welchen der Kolbenaufsatz dm einem Ringraum zwischen Zylinder
und Kolben ,ständig von einer Schutzflüssigkeit umgeb en ist. Bei diesen, Maschinen
wird jedoch wie bei den Übrigen Verbrennungskraftmaschinen die Wirkung in hohem
Grade noch von den Undichtigkeiten am K olben und an den Ventilen beeinflußt, welche
in Verbindung mit den hohen Temperaturen, selbst bei sorgfäliger Ausführung und
Bearbeitung der in Betracht kommenden Maschinenteile, vielfach eine verhätnisimäßig
rasche Verminderung der Leistung bedingen. Besonders gilt dies, wenn an Stelle gasförmiger
oder flüssiger Brennstoffe solche in, Pulverform, wie z. B. Kohlenstaub, verwendet
werden @sollen. Hiertei trittdünn nicht nur
eine noch größere Abnutzung
der durch den Brennstoffstrom berührten Teeile und Flächen ein, sondern es wirken
auch die sich ablagernden Rückstinxde, Asche, Schlacken, auf die arbeitenden Teile,
Zylintler, Kolben, Ventile usw., rasch zerfressend und zerstörend, so daß bisher
die Verwendung von Kolhlensstatb als Brennstoff für derartige Maschinen eigentlich
kaum ernstlich in Betracht gezogen werdsen konnte.
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Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, soll nach der Erfindung die
periodisch eingedrückte und ausgestoßene Schutzflüssigkeit neben Kolben und Zylinder
auch die Ein- und Atuslaßventile deichten, kühlen und durch Auswaschen von den sich
ablagernden Verbrennungsrückständen befreien.
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Die gemäß der Erfindung periodisch eingedrückte und ausgestoßene Flüssigkeit
schützt also die gefährdeten Tefle, da sie dieselben ständig bespült und kühlt.
Sie bedeckt sie besonders nach der Entzünsdung der Brennstoffladung und während
des Arbeitshubes des Kolbens, während weicher Zeit der Druck im Zylinder naturgemäß
am gröten ist, und dient dann auch bei wenigzer genau schießenden bzw. dichtenden
Kolben und Ventilen als Packung und zur Verhinderung des Entweichens von Gassen.
Bei der Auwendung von pulverförmigem Brennstoff bewirkt die Schutzflüssigkeit dann
noch weiterhin durch Ausspülen oder Abspulen der Ventile während der Brennstoffzufuhr
und dem Auspuff sowie durch Waschen des Zylinders ein Wegführen aller Verbrenntngsrückstände
und verhindert deren Ablagerung besonders auf den Ventilen und Ventilritzen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in beispielsweisen Amwendungsformnen
dargestellt. Abb. I v eranschaulicht schematisch dsie Anwendung an einer Einzylindermaschine
im L änbsschniitt.
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Abb.2 bis 5 zeigen verschiedene Zylinderau sf ührungen .
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Abb.6 veranschauslicht eine Vorrichtung zum Mischen des pulverförmigen
Brennstoffes mit Luft.
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Abb. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Abb. I.
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Abb.8 stellt eine Einrichtung zur Zuführung des Schutzwassers dar.
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Abb.9 und Io zeigen eine abgeänderte Ausführungsform in zwei um 9o°
zueinander versetzten Längsschnitten.
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Abb. II ist Querschnitt nach i I-1 i der Abb. g.
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Im Zylinder i der Maschine arbeitet, wie aus Abb. I ersichtlich, in
bekannter Weise dser Kolben 2, der durch Kolbenstange d4, Kreuzkopf 5, Kurb,e:lstangge
6 und Kurbel 7 auf die -%11tscliinenivelle 8 wirkt.
| leer Zylinder i hat in seinem unt=ren oder |
| #; ,>rderen Teil, in w,Iclie-m der Kolben 2 durch |
| Pachuaigen 3 _-gedichtet läuft, eine etwas |
| eignere Pohrti.n,g als .in seinem oberen oder hnn- |
| teren Tzil. wodurch e.in nülbförmiger Zwi- |
| sche-nrati:iir io gelbilAet wird. Dieser dient |
| zier AufnWiinse der Schutzflüssigkeit, z. B. von |
| @Vass.e:r. Der Z@°lindser ist (in Linde 13-i3 |
| l: r Abb. i ) geteilt und an dieser Teilti.ngs- |
| stz sle :derart aus:-estal.tet, daß d,i2 Gentiscli- |
| e:nlsaß- und Auspuffleitungen i9 bzw. 14 m-it |
| »1 ' T 2 ' |
| c@aten iiainsinern i i(angeschlosseil |
| aNA durch Ventile 22 bzw. 17 so gesteuert |
| ..@ `r1en können, Jaß, wenn der Iielsb:n sich |
| il se: ner o.bere@n Steullun,g 1--findet, diese 1Latn- |
| wern mit r#'lüissigl;eit au=s dem R;it-rauan 1o |
| efiildt sütd, welche die @'entillcörper :hed.echt. |
| Die Z"entdle 22 und 76 werden in bekannter |
| ZZ-eise voit ,1:e1 Hauptiv@elilse 8 a=us, z. B. durch |
| !"--gelrä,clerpaa:re 39, .Ir sunAeint Dau;renwelle |
| _l2, ,gesteuert. |
| Die Gem:iscll,e.i-alaßöftnung 20, uind m-it i=hr |
| 1ie Kam:iner 21, ist höher ang-efbracht als die |
| :@u=:puffö f@n°.ing i5 und deren Kammer 16, "@ |
| @-l,aß :beim Öffnen des Auspuffre:nt.il,es i7 nicht |
| mir die Flüssigkeit :aus seiner Kain:,ner i6, |
| @n@d@ern auch die aus -1e1 ham.n.er 21 des Eiü- |
| :aßÄentilses22 ausfließen kann. Damit au4#ii |
| L.°ck@i-.asser nicht isn die Leitung ig gelangen |
| '.c1111,11, ist diese .inÜ e,lal,:'in Wassersack ver- |
| s.ehell, in ,dessen Abflußrohr 2.I ein: abschl,i:eßen- |
| ,,ler Wasserstand in geei=gneter Weise unter |
| einem dem Druck in der Leitung ig |
| @;fegendruch ,gehalten werden |
| kann. |
| In .die Einlaßleitung ig m,ün:d:en d=er Luft- |
| 25 und zw.ischea diesem und dem Zy- |
| ls:nder i die @reitnstoffsp.ei,sel:eitun:g 28, beide |
| .nit von der Da:u.nicnwel.l,e.12 gesteu°rteil |
| @ eiitilen 26, 27. |
| Zur Brennstoffm=isch=ung dient .die in Abb. 6 |
| dargestellte Einrichtung. Sie ,bestehst aus |
| eine:in Besch:ici;u:ngs!behäh,er 29, aus welcaein |
| der Brennstoff, z. B. Kohlenstaub, durch eine |
| `,chnecke 30 in a?i@en_i,ecenen Mengen in edle |
| ü] scch geschlossene Leitung 3r befördert |
| in welcher ihn von einen] hei 33 a]l@ge- |
| triebe:nen @esbliise 32 angesaugte Luft zum |
| Gebläse trägt, %11n #,:o er, ent=sprechend: =ilit |
| Luft v.@rmischt, en der Leitung 3r ständi:- |
| u:_ngetrieben w=ird, um, so oft sich 111.s Ein- |
| laßventil 27 öffnet, durch den Anschlsuß 28 in |
| die Brennsto$-speisel,eitung ig eingeblasen zu |
| v;erd@en (AM,). i). Zur Luft.zuiulir in. die |
| Leltun:g 31dient eiine 411 beliebiger Weise, |
| z. B. von :d,er .M% olle 8 aus mittels der Ktirba |
| 35 aasgetriebene Pumpe 34 und. Lia, Druck- |
| l.uftb,eliälter 36 n lit einem an die Leitung 3i |
| , ang "eschlossenien Rohr 3 7. Von #diies#ei-n
Rehr |
| aas kann eine Abz@vei.gUng 37' zur LTnter- |
| stii;zuii:J derBreiinstoffabgal>e an dsieSch.neck.e |
3o gleichzeitig Luft inr den Beschickungsbehälber 29 führen. Die
Wirkung der Luftpumpe kann dureh entsprechende Drosselung ihrer Lufteinlässe 38
nach Bedarf geregelt werden.
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Die absatzweise Flüssiglkeitszufuhr zum Ringraum Io zwischen dem Zylinder
I und dem Kolbenbeil 9 geschieht durch die inAbb. 8 dargestellte Anordnung. Sie
enthält eine ebenfalls von der Hauptwelle 8 (Abt. I) aus angetriebene Pumpe 48,
49 und einen von ihr gespeisten Windkessel 5o, dessen Druck durch ein unter seinem
Flüssigkeitsstand angebrachtes Luftventil 5I bqgrenzt wird. Von diesem Windkessel
gelangt die Flü ssigkeit durch ein Ventile 52 (Abb. I und 8) in einen oder mehrere
taug ential durch die Zylinderwandung I geführte Kanäle 54 (Abb. 7) in den Ringraum
Io. Infolge der durch die Ein führung entstehenden Drehbewegung spült die Flüssigkeit
alle etwaigenVerbrennungsrückstände, Kohle, Asche, Schlacken u. dgl., von den Wandungen
beständig alt und erhält diese rein, verhindert also ein etwaiges Anfressen.
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Das Ventil 52 wiird wie die übrigen bisher genannten Ventile von eder
Daumenwelle 42 gesteuert.
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Der Arbeitsgang der Einrichtung ist folgelnder: ,Entzündung und Expansion
erfolgen in bekannter Weise. Wenn der Kolben 2 aufwvärts geht, wird Aas Ventil I7
geöffnet und die über ihm in den Kammern I 6,und 2I und um Ringraum Io stehende
Flüssigkeit unter Druck mit den. Auspuffgasen in die Auspuffleitung I4 ausgestoßen,
wobei sie alleetwaigen Verbrennungsrückstände u. dgl. aus dem Zylinder mitreißt
une gleichzeitig die Auspuffleitung kühlt. Nach Beendigung des Auspuffbubes wird
das Einlaßventil 22 und nach ihn das Venti,l27 geöffnet. Da die Leitung I9 in diesem
Augenblick mit Luft gefüllt ist,tritt zunächst diese Luft und hinter ihr die aus
der Mischvorrichtung (Abb.6) durch das Ventil 27 kommende abgemessene Menge des
Brennstoffluftgemisches in den Zylinder ein.
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Dadurch, daß wie bei bekannben Maschinen vor dem Brennstoffluftgemisch
eine gewisse Luftmenge zugeführt wird, wird eine vorzeitige Entzündung durch etwaige
Gasrückstände verhindert, auch werden die vielleicht noch vorhandenen Feuchtigkeibsspuren
aus der Kammer 2I und dem Zylinder entfernt, so daß das nachfolgende Brennstofluftgemisch
nicht feucht wird un,d an den Zylinderflächen nicht festbacken kann. Das Auspuffventil
I7 kann infolge dieses Voreintrittes von Luft i,n den Zylinder auch länger geöffnet
bleiben, so daß die Luft den Zylinder vollständig ausfegen dann.
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Dann schließt das Ventil 27, während das Ventil 22 noch .kurz offen
bleibt. Das Ventil 26 öffnet sich, so daß dem reingelassenen Brennstofluftgemisch
noch Luft folgt, welche das Gemisch völlig in den Zylnder treibt, worauf sich beide
Ventile 22 und 26 schließen. Die Leitung r9 ist jetzt wieder mit Luft gefüllt.
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Bei nunmehr geschlossenen Ventilen26, 27, 22 und I7 hat der Kolben
seine tiefste Lage erreicht. Jetzt öffnet sich das Ventil 52, um die vorhin aus
demRingraum Io ausgedrückte Flüssigkeit aus dem Behälter 50, der unter etwas höherem
Druck als das Zylinderinnere steht, wieder zu ergänzen, bis die Flüssigkeit, die
Zylinder- und Kolbenflächen umspülend, die Kalnmer n 2I und I6, in denen ,die Ventile
22 und I7 liegen, ,füillt und bis zur vorbestimmten Höhe im Ringraum gestiegen ist.
Hierauf folgt nach Abschluß des Ventiles 52 wieder Verdichtung und Zündung und der
Vorgang wiederholt sieh, wie vorher beschrie-,ben.
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Blei der in Abb. 2, dargestellten Ausfühnung s form hat der Zylinder
I durchgehend eine gleichweite Bohrung, dagegen ist der obere Kolbenteil g' zurr
Bildung des Ringraumes I o gegenüber dlern abgedichteten unteren Tei,l2 albgesetzt.
Die Flüssigkeit bildet hier g wissermaßen einte mit ,dem Kolben bewegliche Packung,
während seid bei der Ausführungsform nach Abb. I mit einer Stopfbüchse zu vergleichen
isst. Die Flüssbgkeit wird ebenfalls wieder dureh das auspuffende Gas ausgetrieben.
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Die in Abb. 3 dargestellte Ausführungsform hat den Zylinder und den
Kolben wie nach Abb. 2, jedoch ist der Kolbenteil g' am Ende mit einer Erweiterung
56 versehen, welche mit so viel Spielraum tim Zylinder läuft, daß trotz des Gasdriuckes
die Flüssigkeit dbch den Raum Io lbus zu dieser Erweiterumg ausfüllen kann.
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Die in Alb. 4 dargestellte Maschine besteht aus zwei ein ihrem oberen
Teil mibeinander verbundienen Zylindern 57 und 57', wobei am Zylinder 57' das Auspufventil
I7 und emn Zylinder 57 UM Einlaßventil 58 angeordnet eist. Es können, wie punktiert
gezeichnet, mehrere Ein- und Auslässe mit Kammern vorgesehen sein. Für den Auslaß
der Flüssigkeit aus dem Ringtraum und der Kammer 59 des Zylinders 57 ist eine Ableitung
6o mit Ventil 6I vorgesehen.
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Abb. 5 stellt einen Zylinder für eine Viertaktmaschine dar. Der Zylinder
62 besitzt gegenüber ,der iMascliIne .euer A Ibb. i eine anidere Anordnung ,der
Ein- und Auislässe. Die Schutzflüssigkeit wird in ,entsprechenden Zwischenräumen
von ,dier Pumpe 48 (tAbb. 8) .durch ,die Leitung 63 am unteren Ende ,des Ringraumes
zu, und durch ,die Leitung 64 drnit
lermt von der Daumenwelle 24
gesteuterten Ventil 65 etwa in der Mitte des Ringrauumes ablgeführt. Der Brennstoffeinlaß
und Autspuf sind mit ihren von der Daumenwelle 42 gesteuerten Venfilen 68 und 69
in taschenförmige Erweiterungen66, 67 des oberen Zylinderendes verlegt. Den Kammern
66 und 67 wird zum Abdichten, und Kühlen der Ventile Flüssigkeit 66' bzw. 67' durch
Leitungeln 7o und 7I zugeführt.
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Die Abb. 5 veranschaulicht die Kolbenstellting inm Augenbliek der
Zündung, bei dein alle Ventile geschlossen sind. Wenn bei der Expansion sich der
Kolben abwärts bewegt, öffnet sich das Auspuffventil69, bevor der Kolben seine tiefste
Stellung gerreicht hat, und läßt die Flüssigkeit 67' aus der Kamner 67 ab; es schließt
sicherst wvieler, nachldem während des Rückganges des Kolbens zu seiner obersten
Stellung die verbrannten Gase ausgestoßen sind. Hierauf öffnet sich das Einlaßventil
68, wvorauf die Flüssigkeit 66' aus der Kammer 66 abläuft und Brennstoffluftgemisch
in den Zylinderraumn strömt. Nach denm Schließen der Venfile 68 und 69 füllen die
Flüssigkeitsleitungen 7o und 7I die Kammern 66 und 67 wieder auf. Der Ein- und Auslaß
der Flüssiigkeit für den Ringraumn wird durch die Kolbenbewegungen, gesteuert.
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In den Abb. 9 bis I I ist eine Ausführungsformn dargestellt, bei welcher
der Zylinder aus drei mixt Bolzen 79 auf einem Rahmnen 78 bef esti g ten Teilen
75, 76, 77 besteht. Der Kolben läuft mit Packungen 3 im unteren engeren Zylinderteil77;
der Rin graumn für die Sahutzflüssigkeit besteht zwischen dem Kolbenteil9 und den
Zylinderteilen 75 und 76. Der Mittelteil 76 des Zylinders hat seitliche Erweiterungen
8o und 8I mit Brennstoff- und Flüssigkeitszufuhrkammern, die in den Ringramm münden
und durch einen ringförmnigen Schieber 83 gesteuert werden, der mit Packungen 85,
85' an der inneren Zylinderwand abgedichtet ist. Dieser Schieber, dessen Bewegung
nach oben durch einen Anschlag 84 begrenzt isst, hat an gegenüberliegen den Seiten
durch Schlitze 87 im Zylinderteil 76 hindurehgreifende Ansätze 86 (Abb. Io), auf
welche bei 89 drehbare, von der Hauptwelle 8 aus durch entsprechend angetriebene
Daumnenwellen 92 gesteuerte doppelarmige Hebel 88, 9o dbücken, uni den Schieber
abwärts zu bewegen. Die Rückbewegung gegen den Anschlag 84 kann durch in geeigneter
Weise angebrachte (nicht gezeichnete) Federn erfalgerr.
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In die Zylindererweiterung 8o miindet die Brenustaffspeiseleitung
96, die durch federbelastete Ventile 97 mit zwei Kasten 95 absperrbar verbunden
ist, welche am unteren Ende mit durch (nicht gezeichnete) Ventile verschließbaren
Auslässen 98 für das Wasser aus dem Ringraumn versehen sind.
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Um das Ansetzen vom Asche u. dgl. von oben her zu verhindern, ist
eine mit dem Ablauf IoI, Io2 verbundene, bei jedern Arbeitsgang durchspülte Rinne
Ioo vorgesehen.
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Die Erneuerung des Schutzwassers erfolgt durch dieEinlässe 99.