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mehrzylindrige Explosionskraftmaschine mit auf dem Pumpenkolben befestigten
Arbeitskolben. Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Explosionskraftmaschine,
bei welcher je zwei Zylinder eine gemeinsame Verbrennungskammer besitzen und bei
der je zwei Arbeitskolben an dem Lade- oder Pumpenkolben angebracht sind und dessen
-Hin- und Herbewegungen mitmachen. Infolge der Lage der Eimaß- und Auspufföffnungen
müssen die Kolben eine bedeutende Länge besitzen. Beim Betrieb solcher Maschinen
werden die Köpfe der Kolben und der Zylinder durch die entzündeten Gase erhitzt,
während die Böden
der Kolben und der Zylinder verhältnismäßig kühl
bleiben, weil sie auf dem Kopf des Pumpenkolbens angebracht sind, welcher durch
die Berührung mit Frischluft dauernd abgekühlt wird. Infolgedessen haben die Achsen
der Zylinder die Neigung, sich schräg zu stellen und mit ihren oberen Teilen einen
größeren Abstand als mit ihren unteren Teilen anzunehmen, während die Achsen der
Arbeitskolben parallel zueinander bleiben, da sie an ihren Köpfen miteinander nicht
in Verbindung stehen. Da die Kolbenköpfe sich getrennt ausdehnen, während die Bodenteile
der Kolben durch die Befestigung an dem Ladekolben festgelegt sind, so entsteht
eine Verzerrung der Arbeitsteile in bezug aufeinander, wodurch übermäßige Reibungen
eintreten können.. Bei ausgeführten Maschinen sind die Verzerrungen nicht nur allein
auf die einfache Schrägstellung beschränkt, da infolge der unterschiedlichen Dicke
des Metalles an den einzelnen Arbeitsteilen die Ausdehnungen in gegewissen Richtungen
eintreten, deren Größe in einer gegebenen Ebene bei den verschiedenen Teilen nicht
gleich sind. Die Wirkungen der Verzerrung sind ferner von der Belastung abhängig
und unterliegen noch weiteren Änderungen, wenn nicht sämtliche Zylinder mit derselben
Nutzleistung arbeiten. Die Wirkung dieser Unregelmäßigkeiten wird noch verstärkt
durch die anfängliche, mehr oder weniger unvollkommene maschinelle Bearbeitung der
Zylinder und die Fehler beim Zusammenbau, was besonders bei Dieselmotoren und Halbdieselmotoren
wichtig ist, in welchen die Kolben beide oder sämtlich ortsfest auf einer Platte
befestigt sind, deren Unterseite als Pumpe dient und dauernd auf einer verhältnismäßig
niedrigen Temperatur erhalten wird. Erfindungsgemäß werden die Arbeitskolben an
dem Ladekolben derart angebracht, daß eine gewisse seitliche Beweglichkeit der Arbeitskolben
in bezug auf den Ladekolben vorhanden ist, welche Beweglichkeit bei kleinen Maschinen
auf eine solche in flacher Ebene beschränkt ist, während bei größeren Maschinen
die Kolben eine gewisse Neigung annehmen, zu welchem Zweck gekrümmte Berührungsflächen
zwischen dem Arbeitskolben und dem Ladekolben oder entsprechende Gelenke vorgesehen
sind.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt.
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Abb. i ist ein teilweise lotrechter Schnitt, Abb. 2 ein Schnitt nach
der Linie II-II der Abb. i.
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Abb. 3 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Maschine
nach Art des Dieselmotors.
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Abb. 4 zeigt schaubildlich eine Einzelheit. Abb. 5 und 6 zeigen schematisch
in teilweise geschnittenen Ansichten zwei weitere Verbindungen der Arbeitszylinder
mit dem Pumpenzylinder.
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Die Maschine besteht (Abb. i) aus zwei Einzelmaschinen i und z, von
denen jede von einem Pumpenzylinder 3 und oberhalb des Pumpenzylinders von zwei
Arbeitszylindern ¢ und 5 nebeneinander gebildet wird. In den drei Zylindern bewegen
sich die Pumpen- und Ladekolben 6 und zwei Arbeitskolben 7, 8, welche an dem Ladekolben
befestigt sind und gleichzeitig mit diesem nach oben und nach unten sich bewegen.
Wenn die Kolben des linken Zylinderpaares aus der dargestellten Lage nach abwärts
gehen, wird die Luft durch den Einlaß 9 und durch die cffnung i o, welche durch
den Gleitschieber i i geöffnet wurde, in den Pumpenzylinder gesaugt. Wenn die Kolben
nach abwärts gehen, geht auch der Schieber i i für eine gewisse Zeit nach abwärts,
hebt sich dann aber und schließt die Öffnung io, und bei der weiteren Bewegung nach
oben, wenn die Kolben ihren Rückwärtshub nach oben beginnen, wird die öffnung io
in Verbindung mit der zur Luftkammer führenden öffnung i2 mittels des ringförmigen
Kanals i3 in Verbindung gebracht. Auf diese Weise wird die Luftladung, welche in
dem linken Pumpenzylinder 3 angesaugt ist, komprimiert und in die Luftkammer 14
des rechten Zylinderpaares entladen, aus welcher sie, wenn die rechten Kolben 7
und 8 nach abwärts gehen in den inneren Arbeitszylinder 4 geführt wird und die Abgase
durch die Öffnungen des Außenzylinders 5 treibt und alsdann für die Verbrennung
der Gemischladung in der den beiden rechten Arbeitszylindern gemeinsamen Explosionskammer
dient. Der Ladekolben 6 des rechten Zylinderpaares arbeitet in derselben Weise,
um die linken Zylinder zu spülen und zu laden, wobei die öffnung 15 zum Lufteinlaß
durch Löcher 16 des Schiebers i i beim Heben des letzteren und zu der Kammer
14 durch den Kanal 13 beim Abwärtsgehen des Schiebers geöffnet wird. Der Brennstoff
wird durch den Kanal 17 eingespritzt und durch die glühende Kugel 18 in bekannter
Weise entzündet (nach Abb. 3).
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Erfindungsgemäß sind die Arbeitskolben 7,8 auf dem Ladekolben 6 derart
gelagert, daß eine relative Bewegung zueinander ermöglicht ist, so daß diese Teile
bei schweren Maschinen einer gewissen nachgiebigen Einstellung fähig sind, um sich
den Unregelmäßigkeiten der Zylinderflächen sowie der Schiefstellung der Zylinder
und Kolben infolge der ungleichmäßigen Ausdehnung während des Betriebes anzupassen.
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Zu diesem Zweck sind die Kolben 7, 8 mit nach einwärts vorspringenden
ringförmigen
Flanschen i9 versehen, welche mit einer geflanschten
Kappe 2o (Abb. ¢) in Eingriff stehen, die mittels eines Bolzens 21 festgehalten
wird, der durch die Arbeitsteile des Ladekolbens 6 hindurchgeht.
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Der Durchmesser des nach unten vorstehenden Ringes der Kappe 2o ist
etwas geringer als derjenige der inneren Kante des Kolbenflansches i9, so daß die
geflanschten Kolben eine beschränkte seitliche Bewegung ausführen können, und zwar
über der Fläche des Pumpenkolbens 6 und zwischen dieser Fläche und dem Bolzenkopf
21. Die ineinander eingreifenden Flächen des Ladekolbens 6 und der Arbeitskolben
und--kappen sind oben und stehen senkrecht zu den Kolbenachsen, so daß die relative
Bewegung auf eine in wagerechter Ebene zu der Kolbenachse beschränkt ist. Diese
relative Bewegung kann nur innerhalb sehr geringer Grenzen erfolgen, für welche
es genügt, daß der Flansch i9 in bezug auf die Kappe 2o lose ist; dagegen bildet
die letztere ein festes Ganzes mit dem Kolben 6, zu welchem Zweck die Bolzen 21
dicht angezogen werden.
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Die Beweglichkeit braucht nicht auf eine in wagerechter Ebene beschränkt
zu sein. Es können z. B. im wesentlichen kugelförmige oder zylindrische Oberflächen
der miteinander eingreifenden Teile vorgesehen sein. welche eine relative Bewegung
derart gestatten, daß eine gewisse Neigung der Kolben 7,8 und Schräglage
in bezug auf die Achse möglich ist. Diese Anordnung ist aus Abb. 5 ersichtlich.
Die Bolzen 27 werden nicht ganz dicht angezogen, so daß die Kappe 29 mit deren seitlich
beweglichen Kolben 8 (oder 7) und die Lagerplatte 25 mit konvex kugelförmiger Fläche
einerseits und die Schraubenmutter 28 nebst Lagerplatte 3o mit konkav kugelförmiger
Fläche andererseits zum Ladekolben, dessen ZViderlagerflächen aus dem konkaven Teil
6 und aus der kugelförmig konvexen Platte 26 im Eingriff mit der Unterlagscheibe
3o besteht, ein Universalgelenk mit geringer Beweglichkeit bilden. Bei der Ausführungsform
nach Abb. 6 sind die Arbeitskolben 7, 8 unten mit Ansätzen 36 versehen, in welchen
ein Bolzen 35 gelagert ist, der mittels des Stangenkopfes 3¢ mit ähnlichen Bolzen
32 in Lagern 31 des Ladekolbens gelenkig verbunden ist. Es ist ersichtlich, daß
eine beschränkte Verschwendung der Kolben 7,8 in den Ebenen senkrecht zu
Achsen der Bolzen 32, 35 ermöglicht ist.
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Der Flansch der- Kappe 2o ist mit zwei Abflachungen 20(t versehen
(Abb. 4.), damit die Kappe 2o in schräger Lage trotz ihres größeren Durchmessers
in einer Richtung durch die Öffnung in dem Bodenteil des Kolbens hindurchgesteckt
werden kann.
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Die bewegliche Anordnung des Arbeitskolbens ist ebenfalls anwendbar
bei Maschinen mit einem einzelnen Arbeitskolben, welcher auf einem ringförmigen
Ladekolben angebracht ist.