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Verbrennungskraftmaschine mit parallel zur Hauptwelle angeordneten
und paarweise gegenüberliegenden Zylindern. Die Erfindung betrifft Verbrennungskraftmaschinen
mit parallel zur Hauptwelle angeordneten und paarweise gegenüberliegenden Zylindern
und mit zwischen den beiden Zylindergruppen angebrachter Daumenscheibe. Maschinen
dieser Art sind bekannt, jedoch nicht mit genau koachsial gegenüberstehenden Zylindern,
deren Kolben zu gleichen Zeiten auf die Daumenscheibe mit gleich graßen,, aber entgegengesetzt
gerichteten Kräften arbeiten. Die Erfindung kennzeichnet sich also gegenüber den
zu dieser Gattung gehörigen Maschinen dadurch, daß die Zylinder bzw. deren Kolben
genau koachsial genüberstehen und mit gleich großen Kräften, aber in entgegengesetzten
Richtungen auf die Daumenscheibe arbeiten. Der Vorteil einer solchen Zylinderanordnung
ist eine erhebliche Entlastung der Daumenscheibe und der Welle. Die Reaktionskräfte
der Arbeitskolben_ werden aufgehoben bzw. aufgefangen, indem man die Zylinder oder
die Zylindergruppen von außen her in irgendeiner geeigneten Weise durch Streben
untereinander verbindet. Um die Kolben vor einem Verkanten. zu bewahren, sind die
Zylinder an ihren äußeren Enden geschlitzt, und zwar derart, daß sie über den Rand
der Daumenscheibe hinweggreifen und bis nahezu an deren Steg heranreichen. Demzufolge
werden die Kolben in jeder Arbeitsstellung gleich gut geführt.
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Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt Abb. r einen Längsschnitt durch die Maschine, die mit zwei Gruppen
zu sechs Zylindern ausgerüstet ist.
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Abb. z ist eine Stirnansicht der einen Zylindergruppe in teilweisem
Schnitt.
Abb. 3 ist eine Abwicklung der Daumenbahn der Kurventrommel.
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Mit a sind die Zylinder bezeichnet, in denen die hohl ausgebildeten
Kolben b sich bewegen. Die Kolben sind mit Rollen c versehen, um den durch die Explosion
ausgeübten Schub zu übertragen. Die Zylinder sind um die Welle d herum angeordnet,
auf welcher die Daumenscheibe e aufgekeilt ist, um die Hin- und Herbewegung der
Kolben in eine Drehbewegung der Welle umzuwandeln. Bei der dargestellten Ausführungsform
sind die Zylinder in zwei Gußstücken f untergebracht, wobei jedes Gußstück eine
Gruppe von sechs Zylindern trägt, die parallel zur Welle d und um dieselbe herum
liegen. Die beiden Gußgehäuse sind in der Mitte mit Flanschen g versehen, die durch
Schrauben oder Bolzen miteinander verbunden werden, so daß ein einheitliches Maschinengehäuse
entsteht.
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Auf der Innenseite jeder Zylindergruppe ist eine kreisringförmige
Verteilungskammer ft vorgesehen, die beispielsweise für die Zuführung der Ausblaseluft
oder des Brennstoffluftgemisches je nach Art der Maschine dient. In den hohl ausgebildeten
Nabenstücken der beiden ringförmigen Kammern liegen die einstellbaren Lager i für
die Welle d. Die Zylinder selbst können von beiden Enden aus in das Gehäuse eingesetzt
werden, sie können auch aus einem Stück mit dem Gehäuse bestehen. Ferner umgeben
geeignete Wassermantelräum-e j die Zylinder. Die in gemeinsamen Achsen liegenden
Zylinderpaare können leicht im Gehäuse zusammen ausgebohrt werden.
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Die einander gegenüberliegenden Enden der Zylinder liegen nur in einer
gewissen Entfernung voneinander, wobei die Zylinderwände mit Schlitzen a1 versehen
sind, durch welche der breiteste Teil der Daumenscheibe e hindurchgeht. Die Daumen
e auf der Scheibe sind auf der einen Seite hoch und auf der anderen Seite verhältnismäßig
niedrig, so daß die Stirnkanten der Trommel einander zulaufen.
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Die Daumenscheibe besteht aus einer Scheibe e1 mit der Nabe e=', die
auf der Welle befestigt ist. Die Nabe ist bei e3 verstärkt, und zwar auf der Seite,
wo der Daumen niedriger ist, um so einen Gewichtsausgleich der sich drehenden Scheibe
zu erzielen. Die Breite der Daumen an den verschiedenen Stellen hängt von den jeweiligen
Betriebsbedingungen ab, jedenfalls bilden die einander sich nähernden Kanten e4
der Dauinen einen spitzen Winkel. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die gegenüberliegenden Daumen, die in der Abb. i oben sich befinden., zusammen höher
als der eineinhalbfache Radius der Scheibe. Die gegenüberliegenden unteren Daumen
sind wenig höher als der mittlere Scheibenteil e1. Diese Abmessungen können den
jeweiligen Bedingungen entsprechend naturgemäß verändert werden.
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Es sind geeignete Mittel vorgesehen, um eine Drehung der Kolben um
ihre Längsachsen zu verhindern. Dieses geschieht beispielsweise durch einen Stift
am Kolben, der in eine Nut des Zylinders hineinragt. Die Auspufföffnungen h aller
Zylinder, jeder Gruppe sind durch ein gemeinsames, die Maschine umgebendes Rohr
hl verbunden, das wiederum in das Hauptauspuffrohr h= mündet. l sind öffnungen zur
Zuführung der Ausblasluft bei einer Verbrennungskraftmaschine. In diesem Falle ist
der schmale Teil der Daumenscheibe geeignet geformt, um eine genügende Zeit zum
Auslassen der Abgase und zur Zuführung der Ausblasluft während des Laufens der Maschine
zu gewährleisten.
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Die Deckel a= der Zylinder sind mit Lappenm versehen, durch welche
die Spannbolzenml hindurchgehen, die das Maschinengehäuse durchdringen und welche
die beiden Gehäusehälften zusammenhalten.
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Die Kolben b selbst sind als Plunger ausgebildet. Am offenen Ende
eines jeden Kolbens ist ein kurzer Bolzen cl gelagert, auf welchem die Rolle c sich
dreht, die die Kraftübertragung auf die Daumenscheibe bewirkt, während bei Verwendung
der Maschine als Pumpe die Kraft von der Kurventrommel umgekehrt auf die Kolben
übertragen wird. Die Rollen legen sich in jeder Lage fest gegen die Daumenkanten
e4.
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Die Kanten jeder Rolle und die Kanten der Daumenscheibe können gegeneinander
etwas abgeschrägt sein, um einen einwandfreien Eingriff zu gewährleisten, wobei
die Daumenkante der Scheibe etwas eingedreht ist, so daß die Rollen umfaßt werden.
Auf diese Weise dienen die Daumenkanten der Scheibe als Laufbahn für die Rollen.
Auf diese Weise wird die Daumenscheibee unter dem nach innen gerichteten Druck der
Kolben b gedreht, wobei sich die Rollen e gegen die Daumenkanten.e4 legen, d. h.
die Rollen c der beiden Kolben im oberen Teil der Abb. i üben einen Druck auf den
breitesten Teil der Daumenscheibe aus (siehe den mittleren Teil der Abb. 3) und
drücken die Scheibe zwischen sich hindurch, so da'ß eine Drehung derselben und damit
eine Drehung der Welle d stattfindet.
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Dieselbe Wirkung erzielt man, wenn der breiteste Teil der Daumenscheibe
zwischen, jedem Kolbenpaar und zwischen den Rollen c hindurchgeht (Abb. 3). Die
Aufeinanderfolge
der Explosionshübe wird in geeigneter Weise durch
die Neuerung bestimmt. Da der Schub des einen Kolbens entgegengesetzt dem Schub
des entsprechend gegenüberliegenden Kolbens der anderen Gruppe ist, so gleichen
sich die Schubwirkungen aus, und es wird weder auf die Daumenscheibe noch auf die
Welle ein einseitig wirkender achsialer Schub hervorgerufen.
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Mit Bezug auf die Abb. 1 hat das untere Kolbenpaar seinen Arbeitshub
beendet und wird nun nach außen in die Stellung zurückgedrückt, die das obere Kolbenpaar
einnimmt, wo der breiteste Teil der sich dreheniden Daumenscheibe zwischen dem Kolbenpaar
liegt. Sobald diese Stellung erreicht ist, findet die Explosion statt, und es wird
die Explosionskraft auf die Daumenscheibe übertragen.
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Wird die Maschine als Pumpe verwendet, dann werden die Welle d und
die Daumenscheibe e durch einen geeigneten Motor angetrieben, um dann umgekehrt
die Kolben b zu bewegen. Bei der dargestellten Anordnung wird die Steuerung und
die elektrische Zündung durch eine Kommutatorhülse n auf der Welle d geregelt, die
mit den Bürsten o zusammen arbeitet. Diese Hülse kann mittels des Hebels p in achsialer
Richtung verschoben werden, wodurch die jeweilige Stellung der Hülse zu den Bürsten
geändert wird und auf diese Weise die Maschine angehalten werden kann, indem die
Hülsen so verschoben werd, daß sie mit den Bürsten o nicht mehr in Berührung kommt.
Die konischen Lagerbüchsen i für die Hauptwelle d sind achsial verschiebbar und
einstellbar angeordnet, wobei die Einstellung mittels der Muttern il auf den Schraubeni2
erfolgt, die in dem Maschinengehäuse sitzen.
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Ein besonderer Vorteil der Bauart gemäß der Erfindung ist, daß die
Kolben sehr leicht herausgenommen werden können, da zwischen dem Kolben und der
Daumenscheibe keine zu lösende Verbindung besteht. Es ist nur notwendig, einen Deckel
abzunehmen und die Kolben nach außen herauszuziehen.
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Die Erfindung ist auch auf Zweitaktdieselmotoren anwendbar, in welchem
Falle der Auspuff in die mittlere Kammer f' stattfindet, in welcher -sich die Daumenscheibe
dreht, um dann durch das kreisringförmige Gehäuse h zwischen den Zylindern nach
außen zu entweichen, wobei dieses Gehäuse als Schalldämpfer dient. Ein Flansch oder
eine Stoßplatte kann auf der Außenseite einer Zylindergruppe vorgesehen sein, um
diese Wirkung zu verstärken. Die Ausblasluft würde in diesem Falle jedem Zylinder
durch Ventile zugeführt werden, sie kann jedoch auch durch Öffnungen oder Kanäle
l in der Kammer f1 und in den um die Welle herum angeordneten Hohlraum lt zugeführt
werden.
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Das Maschinengehäuse kann vollkommen als Lagermantel mit der Kammer
/t verwendet werden, welche dann dazu dient, um die Wassermäntel eines jeden Zylinders
miteinander zu verbinden. In manchen Fällen kann auch die Kommutatorhülse verwendet
werden, um die Einlaß- und Auslaßventile durch Solenoide oder Elektromagnete zu
steuern.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann an jedem Ende eine Daumenscheibe
angebracht sein, die Zylinder sind dann Rücken an Rücken zwischen den beiden Scheiben
angeordnet, die auf der Welle entgegengesetzt den Öffnungen der Zylinder befestigt
sind, d. h. die beiden Daumen würden dann mit ihren geneigt verlaufenden Kanten
gegeneinander gerichtet sein, wobei die Zylinder in der Mitte angeordnet sind. Es
können auch zwei oder mehrere konzentrische Zylindergruppen und entsprechend konzentrische
Daumenscheiben angeordnet werden,. Die Erfindung ist auf sämtliche Kraftmascbinen
anwendbar, bei welchen durch Zylinder und Kolben eine Drehbewegung erzielt werden
soll. Auch bei Arbeitsmaschiüen kann, die Erfindung Anwendung finden, beispielsweise
bei Druckluftwerkzeugen.