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Verdichteranordnung -für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen Bei Verdichtern,
die bei Brennkraftmaschinen die Luft- oder Gemischladung zwecks Leistungserhöhung
oder Erhaltung der Leistung in großen Lufthöhen zu verdichten haben, ist es bekannt,
den Verdichter dicht an die Zylinder heranzudrängen und mit entsprechend kurzen
Ein- und Auslaßkanälen am Oberteil des Motors anzubringen. Andererseits hat man
Verdichter durch stehende Hilfswellen von der Kurbelwelle des Motors aus angetrieben.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
an einer am Schwungradende angebrachten stehenden Antriebswelle einer obenliegenden
Nockenwelle durch Winkelgetriebe ein wagerechtachsiger Umlaufverdichter angeschlossen
ist. Die Anbringung am Schwungradende ergibt hierbei einmal weitgehende Schwingungsfreiheit
infolge der unmittelbaren -Nähe der Schwungmassen, und andererseits ist gerade oberhalb
des Schwungrades oder des ihm entsprechenden Teiles Platz verfügbar, so daß der
Verdichter in der wagerechtachsigen Lage dort unterbringbar ist, ohne die Motorlänge
zu vergrößern. Die wagerechtachsige Lage des Verdichters gibt dabei dann gleichzeitig
die Möglichkeit zu kürzestem Anschluß der Ein- und Auslaßkanäle an den Zylinderblock.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, indem die Einlaßleitung
und die Auslaßleitung des Verdichters auf entgegengesetzten Seiten des Motors entlanglaufen
und zwischen den Motorzylindern ein Querkanal hindurchgeführt ist, der als Vergasereinlaß
dient. Auf diese Weise können- der Verdichtereinlaß und der Vergasereinlaß zusammengefaßt
an einen Vorwärmer, also im allgemeinen ein durch Auspuff beheizbares Gehäuse, angeschlossen
werden, und ebenso können der Verdichterauslaß und der Querkanalauslaß gemeinsam
an einen Vergaserzulauf münden, so daß ohne irgendwelche sperrig aus dem Motor herausragenden
Rohrleitungen jegliche Speisung des Motors mit beheizter oder unbeheizter Luft und
mit oder ohne Verdichtung ermöglicht ist.
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Der Verdichter erhält weiter mit Vorteil die Ausbildung als zweiachsiges
Flügelgebläse, dessen beide Achsen durch Kegelräder von der stehenden Welle aus
angetrieben sind. An sich ist gemeinsamer Antrieb zweier Verdichterwellen von einer
winkelrecht zu ihnen liegenden Antriebswelle aus bekannt. Im vorliegenden Falle
ergibt sich aber hierdurch ein besonders günstiger Anschluß an die ohnedies vorhandene
stehende Welle, die gerade günstig zwischen den beiderseits vom Verdichter ausgehenden
Ein- und Auslaß- -kanälen Platz findet und dadurch wiederum keinen zusätzlichen
Raumaufwand bedingt.
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Die Kupplung zum Ein- und Ausschalten des Verdichters ist mit Vorteil
unmittelbar auf der stehenden Welle angebracht. Hierdurch
ist das
Ein- und Ausschalten des Verdichters ermöglicht, ohne daß irgendein störender Einfluß
auf den Steuerungsantrieb durch die stehende Welle ausgeübt wird, und ohne daß irgendwelche
verwickelten und betriebsunsicheren Teile erforderlich werden.
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Für den Verdichtet ergibt sich noch eine besonders günstige Bauart,
indem das Gehäuse mit seiner Axialendwand einstückig hergestellt ist und die Ein-
und Auslaßkanäle enthält, und indem ein die zweite Endwand bildender Boden zur Zentrierung
gegenüber dem Zylinderblock und zur Durchführung der Kanäle zum Zylinderblock vorgesehen
ist. Auf diese Weise ergibt sich weitgehende Ersparnis an Deckel- und Kanalverschraubungen,
und es werden auf dem begrenzten verfügbaren Raum besonders reichliche Kanalquerschnitte
unterbringbar, so daß reichliche Luftlieferung mit geringem Arbeitsaufwand des Verdichters
erreicht wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiele,
und zwar ist Abb. i eine Draufsicht der Gesamtanordnung ohne Zylinderkopf, Abb.
2 eine Seitansicht zu Abb. i, Abb. 3 eine Stirnansicht von der Schwungradseite aus,
Abb. 4 ein wagerechter Schnitt durch einen etwas abweichend ausgebildeten Verdichter,
und zwar nach A-B der Abb. 5, Abb. 5 eine Vorderansicht zu Abb. 4 unter Weglassung
der Stirnwand, Abb. 6 eine Seitansicht dazu, Abb.7 ein Teillängsschnitt des Motors
nach Abb. i bis 3, Abb. 8 ein mittlerer Ouerschnitt des Motors nach Abb. i bis 3.
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Das Kurbelgehäuse i des Motors ist in an sich bekannter Weise mit
dem Zylinderblock 2 aus einem Stück hergestellt; an dem rückwärtigen Ende des Zylinderblocks
liegt das Gehäuse 3 zur Aufnahme des Schwungrades 45 (Abb. 7). Die von der Kurbelwelle
zu der Steuernockenwelle oberhalb des Zylinderblocks führende stehende Zwischenwelle
36, die zugleich zum Antrieb des Verdichters dient, verläuft in einem Kanal 4. Der
Verdichter 5 ist als Rootsgebläse mit wagerechten Wellen ii oberhalb des Schwungradgehäuses
3 angebracht und am Zylinderblock 2 mit einem Flansch 6 und Schrauben 7 befestigt
(Abb. i).
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Bei der Ausführung nach Abb.4 bis 6 steht das auf der stehenden Zwischenwelle
36 sitzende Doppelkegelrad 48 durch - seinen oberen und unteren Zahnkranz mit den
beiden Antriebskegelrädern 8, 8' des Rootsgebläses in Eingriff.
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Gemäß Abb.7 wird beim Zusammenbau zunächst die stehende Welle 36 mit
sämtlichen Lagern von oben in den Kanal 4 eingeführt, bis das unterste Kegelrad
37 mit dem Kegelrad 38 der Kurbelwelle in Eingriff steht und dann wird das Gehäuse
5 des Verdichters befestigt; bei der Ausführung nach Abb. 7 wird hierzu ein rohrförmiger
Ansatz ,39 des Gehäuses 5 in eine Bohrung des Zylinderblocks eingesetzt. Der rohrförmige
Ansatz 39 des Verdichtergehäuses trägt hier ein Antriebskegelrad 41 des Verdichters,
das mit dem Kegelrad 42 der Zwischenwelle 36 in Eingriff kommt. Bei dieser Ausführungsform
ist von der oberen Drehkolbenachse des Verdichters die untere Drehkolbenachse durch
ein Stirnräderpaar 46, 47 angetrieben. Unterhalb des Kegelradtriebes 42, 41 sitzt
auf der Zwischenwelle 36 eine Kupplung 43, die durch eine Muffe 44 ein- und ausgerückt
werden kann. Das Antriebskegelrad anderer Nebenapparate, z. B. das Kegelrad 40 der
Zündmaschine, kann in gleicher Weise durch eine seitliche Öffnung des Zylinderblocks
eingeführt werden.
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Der Einlaßstutzen g und der Auslaßstutzen g' (Abb. i und 5) des Rootsgebläses
münden als Krümmer in den zu den Wellen senkrecht stehenden Befestigungsflansch
6 des Verdichters. In diesen Flansch 6 endigen zugleich die in den Zylinderblock
2 eingegossenen, von dem Kühlwasser umspülten Kanäle 12 und 13. Durch den Kanal
13 wird Frischluft angesaugt, die auf dem Weg durch den Zylinderblock vorgewärmt
wird und durch die Bohrung des Flansches 6 in den Einlaßstutzen 9 des Gebläses gelangt.
Die verdichtete Luft verläßt das Gebläse durch den Auslaßstutzen g' und gelangt
von hier in den Kanal 12 und aus diesem zum Vergaser 30 (Abb. 8). Der Vergaser ist
an dem Flansch 17 des Zylinderblocks zwischen dem Austrittsende des Kanals 12 (Abb.
2 und 8) und dem Eintrittsstutzen ig' des zu den Einlaßventilen der Zylinder führenden
Verteilrohres ig eingebaut. Unterhalb der Austrittsöffnung des Kanals 12 endigt
in dem Flansch 17 noch ein Kanal 18, der vom Flansch 16 aus quer durch den Zylinderblock
hindurchgeführt ist und durch seinen Anschluß 31 die gewöhnliche Saugleitung zur
Zuführung von Luft zum Vergaser 3o beim Betrieb ohne das Gebläse bildet. Die durch
den Kanal 18 hindurchtretende- Frischluft wird durch die Abwärme des Kühlerwassermantels
ebenfalls vorgewärmt.
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An den Flansch 16 kann gemäß Abb. 8 eine die Auslaßleitung 32 umgebende
Vorwärinekammer 33 vorgesehen sein, um höher vorgewärmte Luft entweder durch die
Leitung 18, ig unmittelbar zum Vergaser oder mittels der Leitung 13 zum Verdichter
zu liefern.
Zur Vorwärinung kann nötigenfalls Abwärme auch von dem
Schmieröl des Kurbelgehäuses oder der in diesem befindlichen heißen Luft entnommen
werden.
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Gemäß Abb. 8 ist der Vergaser 30 wahlweise für Betrieb mit
Druckluft oder Saugluft benutzbar mittels eines Rückschlagventiles 34 im Anschluß
des Querkanals 18, und außerdem ist eine Kaltluftklappe 35 vorgesehen. Wird entweder
heiße Luft durch den Kanal 18 aus der Vorwärmekammer 33 oder kalte Luft aus der
Kaltluftklappe 35 angesaugt, so ist \ orinalbetrieb gegeben, während beim Anschalten
des Verdichters der zum Kanal 12 eindringende Verdichterdruck das Rückschlagventil34
schließt, so daß selbsttätig Verdicliterbetrieb eintritt. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Abb.4 bis 6 ist das Gebläsegehäuse mit seinem Deckel 15 aus einem Stück hergestellt
und enthält außerdem die beiden Krümmer g und g`, die in den Bodenflansch 6 münden.
Wie Abb. d. zeigt, bilden die Krümmer g und j in Verbindung mit der Deckelplatte
1 ,5 eine einfache und glatte Halbkugelform. Die Zentrierung erfolgt durch den kreisrunden
Flansch 6 auf einer entsprechend bearbeiteten Fläche des Zylinderblockes. Für die
Gebläsewellen a1 sind in dem Flansch 6 Radial-, in dem Deckel 15 Radial- und Atialkugellager
22 eingebaut. Die Augen 23 dienen zur Aufnahme der Befestigungsbolzen gegenüber
dein Motorblock. Der Flansch 6 enthält zwei große Öffnungen z5 im Anschluß an den
Einlaßstutzen g und Auslaßstutzen g'. Radial gegen die Mitte zu kommen diese Öffnungen
bis in den Bereich der Bahn der umlaufenden Kolben 24 (Abb. 5). Auf diese "'eise
sind reichlich große Kanalquerschnitte in Verbindung mit hoher Festigkeit, geringem
Gewicht und Einfachheit der Form erreicht.
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Um den Verdichter in Richtung seiner Achse kurz zu halten, ist die
zu seiner Einschaltung dienende Reibungskupplung auf der stehenden Antriebswelle
untergebracht. Bei Motoren, wie z. B. dein Sechszylinderinotor, wo diese Antriebswelle
schneller als die Kurbelwelle läuft, wird die Kupplung durch Aufsetzung auf diese
Zwischenwelle so klein, daß sie unmittelbar in dem senkrechten Schacht d. der sie
tragenden Zwischenwelle Platz findet.