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Sternförmiger Standhöhenmotor mit Zuladepumpen. Höhenmotoren sind
solche Flugmotoren, denen mit zunehmender Höhenlage des Flugzeuges bzw. Luftschiffes
durch besondere Vorkehrungen z. B. durch Ladepumpen, eine stets gleichbleibende
Luftmenge zugeführt wird, so daß bis in sehr große Höhen die Leistung des Flugmotors
gleichbleibend erhalten werden kann.
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Solche Ladepumpen oder Nachladepumpen (Zuladepumpen) müssen, entsprechend
der geringen
Luftdichte in größeren Höhen, meist ein Vielfaches
des Ansaugevolumens der Arbeitszylinder fördern können. Sie erhalten deshalb im
allgemeinen reichlich große Abmessungen, große Triebwerke und großes Gewicht und
stören unter Umständen den Massenausgleich des Flugmotors, sofern sie nicht selbst
solchen besitzen, in empfindlicher Weise.
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Schon bei gewöhnlichen Flugmotorenanlagen wirken die großen Abmessungen,
besonders in der Längsachse des Flugzeuges, sehr störend. Man ist daher vielfach
dazu übergegangen, die langen Sechszylinderreihenmotoren durch kürzere Bauarten
wie: V-Motoren, Sternmotoren, Fächermotoren zu ersetzen, die sich dem immerhin großen
Hauptquerspant des Flugzeuges noch anzupassen und denselben besser auszunützen vermögen,
also keinen zusätzlichen Stirnwiderstand ergeben, dabei aber eine bedeutende Ersparnis
an Länge bedingen, die für die Unterbringung der Betriebsstoffbehälter sowie für
die Passagier- und Führerkabine mit Vorteil ausgenützt werden kann.
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Nach der Erfindung soll nun auch die Ladepumpe nebst Aufnehmer für
Höhenmotoren so angeordnet und in eine solche organische Verbindung mit einer der
oben erwähnten kurzen Motorenbauarten gebracht werden, daß der sonst mangelhaft
ausgenützte Querschnitt des Flugzeughauptspantes in ausgiebiger Weise für die Unterbringung
der Zuladepumpe ausgenützt wird, wobei sich neben kürzester Baulänge der ganzen
Maschinenanlage noch andere sehr wesentliche Vorteile ergeben.
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Die Erfindung besteht darin, daß nicht nur die Ladepumpe bei Sternmotoren
in bekannter Weise ausgeführt wird, sondern auch daß das gemeinsame Motor- und Pumpengehäuse
oder Teile desselben als Aufnehmer für die Ladeluft benützt wird. Die Anordnung
der Zuladepumpenzylinder kann hierbei in verschiedener Weise erfolgen. So können
die Ladepumpenzylinder einen eigenen Stern von gleicher, größerer oder geringerer
Zylinderzahl als der Arbeitszylinderstern bilden. Die Pumpenzylinder können auf
dem verlängerten Gehäuse der Arbeitszylinder sitzen in einer zur Ebene des Arbeitszylindersternes
parallelen Ebene. Werden sie vor oder hinter die Lücken zwischen den Arbeitszylindern
gesetzt, so können die beiden Ebenen ziemlich nahe zusammenrücken.
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Sie können ferner mit den Arbeitszylindern einen einzigen Stern bilden
in der `''eise, daß abwechslungsweise auf einen oder mehrere Arbeitszylinder ein
oder mehrere Pumpenzylinder folgen.
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Die Ladepumpenkolben können auch als Stufenkolben der Arbeitszylinderkolben
ausgebildet werden, so daß die Zylinderachsen von Arbeitszylindern und Ladepumpen
zusammenfallen. Sie können schließlich auch in den Arbeitszylindern selbst liegen,
wobei dieselben in einem bestimmten Taktverhältnis abwechselnd als Pumpen und Arbeitszylinder
arbeiten.
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Solche Zylinderanordnungen sind in den Abbildungen i bis 8 dargestellt.
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Die Abb. i bis 4. betreffen Ausführungsformen, bei denen die Pumpenzylinder
in einer Parallelebene zur Ebene der Arbeitszylinder angeordnet sind.
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Abb. i zeigt einen Motor, der gleichviel Pumpenzylinder wie Arbeitszylinder
besitzt, wobei die Pumpenzylinder vor oder hinter den Arbeitszylindern angeordnet
sind.
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Abb.2 zeigt ebenfalls die gleiche Anzahl Pumpenzylinder wie Arbeitszylinder,
nur sind sie hier vor oder hinter den Lücken zwischen den Arbeitszylindern angeordnet.
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Abb. 3 zeigt eine Anordnung mit mehr Pumpenzylindern, Abb. q. eine
solche mit weniger Pumpenzylindern, als Arbeitszylinder vorhanden sind.
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Bei den Abb. 5 bis 8 bilden die Arbeits- und Pumpenzylinder einen
einzigen Stern.
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In Abb. 5 folgt auf jeden Arbeitszylinder ein Pumpenzylinder, in Abb.
6 auf jeden Arbeitszylinder mehrere Pumpenzylinder, in Abb. 7 ein Pumpenzylinder
auf mehrere Arbeitszylinder, in Abb. 8 auf eine Anzahl von Arbeitszylindern eine
Anzahl von Pumpenzylindern.
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Diese sämtlichen Zylinderanordnungen können dem Erfindungsgegenstand,
der in den Abb.9 bis 12 lediglich in Längsschnitten dargestellt ist, zugrunde liegen.
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Die letztgenannten Abbildungen zeigen außer der sternförmigen Anordnung
der Zylinder auch die Aufnehmeranordnungen. Die Aufnehmer sind mit r bzw. y1, y.,
bezeichnet.
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In Abb.9 ist das Sterngehäuse als Aufnehmer r ausgebildet. Die einzelnen
Pumpenkolben saugen durch die eingezeichneten Öffnungen Luft von außen in den Zylinder
p nahe ihrer tiefsten Stellung, sperren hierauf beim Aufwärtsgang zunächst die Ansaugeöffnungen
ab und komprimieren sodann in dem Zylinder p die Luft so weit, bis :.ie das im Deckel
befindliche Rückschlagventil öffnen und die komprimierte Luft in den Aufnehmer y
einpressen.
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Aus diesen Aufnehmer y, der durch eine Zwischenwand z von dem Kurbelkastengehäuse
der Arbeitszylinder getrennt ist, wird dann die Zuladeluft dem Saugventil der Arbeitszylinder
zugeführt. Denkt man sich die Zwischenwand entfernt, so stellt das ganze Kurbelkastengehäuse
beider Sterne einen einzigen Aufnehmer dar.
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In Abb. io sind einzelne Teile des Gehäuses, insbesondere auch der
Abschlußdeckel, als Aufnehmer ausgebildet, wobei gleichzeitig gezeigt ist die Anwendung
von Zwischenkühlern, in welche die warme, von den Pumpen gelieferte
Luft
aus dem ersten Aufnehmer eintritt, aus dem sie zu einem zweiten Aufnahmebehälter
geführt wird, aus dem der Arbeitszylinder die abgekühlte Druckluft ansaugt. Die
Kolben der Pumpenzylinder p pressen die Luft zunächst in den Aufnehmer y1, aus dem
sie zum Zwischenkühler gelangt. Aus dem Zwischenkühler tritt dann die abgekühlte
Druckluft in den zweiten Behälter y2 ein, der etwa so gedacht werden kann, daß er
in seiner konzentrisch um die Motorwelle liegenden Außenwand auch die Aufnahmeöffnungen
für die Pumpen- und Arbeitszylinder enthält, und weiterhin solche Zwischenwände
besitzt, daß sein Raum luftdicht abgeschlossen wird gegen die Kurbglkastenräume
der Pumpen- bzw. Arbeitszylinder. Es können aber auch die drei in Abb. io gezeichneten
Aufnehmerräume y2, von rechts nach links betrachtet, zunächst aus einem kleinen
ringförmigen Hohlraum, und sodann aus zwei größeren Hohlräumen (hohlen Scheiben)
bestehend gedacht werden, wobei entsprechende Verbindungen zwischen diesen drei
Einzelteilen, etwa Rohre o. dgl., angeordnet sind.
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In Abb. ii ist wiederum ein einziger Aufnehmer (y) vorgesehen, der
aus drei einzelnen, um die Motorlängsachse angeordneten, ringförmigen Räumen besteht,
welche entweder miteinander in Verbindung stehen oder gleichzeitig zusammenhängend
ausgebildet sind, daß sie nur die Aufnahmeöffnungen für die Pumpen- und Arbeitszylinder
besitzen.
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In Abb. i2 sind schließlich zwei Aufnehmer gezeichnet, von denen der
eine den andern. umschließt, und die ebenfalls die erwähnten beiden Ausführungsformen
besitzen können. Die Behälter r, werden von der Pumpe unmittelbar mit warmer Druckluft
gespeist, wobei die Druckluft etwa von links nach rechts in die aufeinanderfol genden
drei Einzelräume r, geleitet wird, worauf sie in den Zwischenkühler gelangt in der
gezeichneten Pfeilrichtung, aus dem sie wiederum in der eingezeichneten Pfeilrichtung
in die Aufnehmer y, für die abgekühlte Luft gelangt, aus denen schließlich die Arbeitszylinder
ansaugen.
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Die Anordnung der in Abb. 9 bis i2 beschriebenen Luftaufnehmer und
Zwischenkühler kann also grundsätzlich in- folgender Weise erfolgen: i. Das Sternmotorengehäuse
oder Teile desselben, z. B. Abschlußdeckel, dienen als Luftaufnehmer, der eigentliche
Zwischenkühler liegt außerhalb des Gehäuses.
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2. Das Sternmotorengehäuse oder Teile desselben dienen als Luftaufnehmer
und Zwischenkühler.
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3. Der Luftaufnehmer ist unterteilt in einen Raum für die warme, von
der Ladepumpe gelieferte Luft und in einen Raum für die kalte, bereits vom Zwischenkühler
gekühlte Luft, welche den Arbeitszylindern zugeführt werden soll.
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4.. Die beiden Aufnehmer umschließen sich in der Weise, daß der äußere
Raum für Aufnahme der heißen, der innere, der Kurbelwelle benachbarte Raum, zur
Aufnahme der kalten Luft dient, so daß die Getriebeteile kühl gehalten werden.
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Die Vorteile dieser Aufnehmeranordnungen sind folgende i. Der für
den Aufnehmer erforderliche Raum ist im Gehäuse des Sternmotors, das einen beträchtlichen
Durchmesser besitzt, bereits vorhanden, der Aufnehmer bedingt also weder eine Vergrößerung
des Gewichts noch eine Vermehrung des Raumbedarfs.
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2. Die Luftleitungen von der Pumpe zum Aufnehmer und von diesem wieder
zu den Arbeitszylindern fallen kürzer aus als bei irgend einer der bisher bekannten
Anordnungen, daher geringe Leitungswiderstände und abermalige Gewichtsersparnis.
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3. Das Sterngehäuse wirkt mit seiner großen Oberfläche als guter Zwischenkühler.
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4. Im Fall q. werden die Triebwerkteile besonders gut gekühlt.
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5. Wird noch ein besonderer Zwischenkühler verwendet, so fällt derselbe
wesentlich kleiner aus und kann leicht in einem für andere Zwecke nicht ausnutzbaren
Raum des Flugzeuges untergebracht werden.