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Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern und einer Mehrzahl
von Kurbelwellen je in Vielecksanordnung und einer durch das Vieleck hindurchgehenden
Hauptkraftwelle Bei Kraftmaschinenanlagen, bei denen die Hauptwelle durch den Maschinenrahmen
hindurchgeht, war es bisher üblich, diese Welle in einer ganz bestimmten Lage anzuordnen,
die gewöhnlich durch die besondere Bauart der in Frage stehenden Kraftmaschine be=
stimmt war. Bei Brennkraftmaschinen mit Vielecksanordnung von Zylindern und Kurbelwellen
ordnete man die von den Kurbelwellen angetriebene Hauptwelle stets zusammenfallend
mit der Vielecksachse an. Wollte man andererseits die Lage der Hauptwelle verändern,
so wurde sie gänzlich außerhalb des Maschinenrahmens unter Verwendung entsprechender
Zwischengetriebe untergebracht.
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Die Erfindung schafft demgegenüber eine neue Brennkraftmaschinenanordnung
der Vielecksbauart, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Achse der Hauptwelle,
welche durch das Vieleck hindurchgeht, exzentrisch zur Vieleckachse liegt und daß
das Antriebsräderwerk, das Einzelkurbelwellen und Hauptwelle kuppelt, nach Maßgabe
der Exzentrizität der Welle gegen die Vielecksachse gewählt fst.
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Zweckmäßig wird die Kraftmaschine gemäß der Erfindung so gestaltet,
daß ein Teil der Kurbelwellen in unmittelbarer Zahnradkupplung mit der Kraftwelle
steht, während andere Kurbelwellen im entgegengesetzten Sinne umlaufen und mit der
Hauptwelle über Zwischenräder gekuppelt sind.
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Aus der Anordnung gemäß der Erfindung ergeben sich erhebliche Vorteile,
besonders für den Antrieb von Schiffen, Luftschiffen, Lokomotiven u. dgl., bei denen
die Zusammendrängung der Maschinenleistung auf einen engen Raum von ausschlaggebendem
Einfluß ist, denn sie ermöglicht eine Lagenveränderung der Kraftmaschine in weiten
Grenzen gegenüber der Kraftwelle, ohne eine Vergrößerung der Seitenabmessungen der
gesamten Anlage zu verlangen.
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Weiter gestattet die Erfindung, den verfügbaren Raum eines Schiffsrumpfes
oder eines ähnlich durch gekrümmte Flächen begrenzten Maschinenraumes möglichst
wirtschaftlich
auszunutzen, insofern als eine gemeinsame Schraubenwelle
durch eine Mehrzahl von Vieleckskraftmaschineneinheiten betrieben werden kann, welche
mit verschiedener Exzentrizität gegen die Schraubenwelle angeordnet sind.
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Eine Anlage gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt. Dabei ist Abb. i ein Grundriß, der den verbesserten Schiffsantrieb
in Anwendung auf ein Wasserschiff zeigt.
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Abb. 2 ist ein Aufriß der Ausführung nach Abb. i unter Wegbrechung
von Teilen des Schiffsrumpfes.
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Abb. 3 ist eine zum Teil im Schnitt gehaltene Stirnansicht, die das
gemäß der Erfindung angewendete Getriebe veranschaulicht.
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Abb.4 und 5 sind schematische Darstellungen, die die Getriebeanordnung
für andere Stellungen der Kraftmaschineneinheit gegenüber dem Schiffsrumpf zeigen,
und Abb.6 und 7 zeigen Ausführungsformen der Getriebe gemäß der Erfindung in Anwendung
auf eine Sechskant- bzw.. Achtkantkraftmaschinenanordnung.
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Die Erfindung ist besonders anwendbar -auf Schiffsantriebe mit prismatischen
Brennkraftmaschinensätzen. Man kann sie auch mit Leichtigkeit für andere Maschinentypen
benutzen. Bei der Kraftmaschine des erwähnten Patentes umschließen die Zylinder
die Schraubenwelle, und die Hauptwelle ist zentral in dem prismatischen Rahmen der
Maschine angeordnet; die Kraftleistung der Zylinder wird auf die Hauptwelle durch
ein geeignetes Zwischengetriebe übertragen.
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Während eine solche Anordnung ideal vom Standpunkte der Krafterzeugung
und des Antriebes ist, hat sich herausgestellt, daß für Schiffsantriebsanlagen,
bei denen die Schraubenwellen vom Schiffskörper aus in Neigung nach hinten und außen
verlaufen, die Anordnung einer Mehrzahl derartiger Maschinen mit Zylindern außerhalb
der Triebwellen beträchtlichen Raumbedarf zeigen kann.
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Die Erfindung besteht demnach in erster Linie in einem Getriebesystem
für Kraftmaschinen der beschriebenen Art, bei denen der Punkt, an dem die Energie
von der Kraftmaschine auf die Triebwelle übertragen wird, gegenüber der Achse des
Maschinenrahmens verschiedene Lagen einnehmen kann. Im besonderen wird die Energie
von den Kraftmaschinenzylindern auf die Schraubenwelle durch ein Zahnradsystem mit
Zwischenrädern in solcher Weise übertragen, daß der größere Teil des Maschinenrahmens
gegenüber der Schraubenwelle so angeordnet werden kann, daß er sich selbst der Schiffsform
anpaßt und infolgedessen möglichst wenig Raum wegnimmt. In Abb. i und 2 ist ein
Teil eines Schiffes mit Seitenwand io und Schiffsboden i i dargestellt. Das Schiff
wird durch zwei Schrauben 12 und 13 betrieben, deren Wellen gegenüber dem Schiffskörper
nach hinten und auswärts geneigt sind. Jede Schraube wird durch eine Mehrzahl von
prismatischen Maschinensätzen, wie 16, 17 und 18, angetrieben, die alle durch Zahngetriebe
auf eine gemeinsame Schraubenwelle ig arbeiten. Aus Abb. i und 2 erkennt man, daß
die Kraftmaschinensätze 16, 17 und 18 und ebenso auch die entsprechenden, die Schraube
13 antreibenden Maschinensätze gegen ihre Schraubenwelle so angeordnet sind, daß
sie sich der Seiten-und Bodenwandung des Schiffes verhältnismäßig eng anschmiegen.
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Nach Abb.3 weist jede Maschineneinheit eine geschlossene Reihe von
gleichartigen Zylindern 21 bis 24 auf. In jedem Zylinder findet sich ein Paar gegenläufiger
Kolben 26, 27: Je ein Kolben der beiden Zylinder 24 und 26 wirkt auf eine gemeinsame
Kurbelwelle 28, und der Kolben 27 und der entsprechende Kolben des Zylinders 22
sind an eine gemeinsame Welle 29 angeschlossen. In gleicher Weise sind die Kolben
des Zylinders 23 mit den nicht dargestellten Kolben der Zylinder 22 und 24 an gemeinsame
Kurbelwellen angeschlossen. Ersichtlich umschließen die Zylinder 21 bis 24 ein Vieleck
bzw. ein Prisma, an dessen Kanten Kurbelwellen angeordnet sind.
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Die Kurbelwellen der Maschine tragen vier Zahnräder 31 bis 34, die
die auf sie übertragene Energie der Zylinder auf ein Antriebsrad 36 übermitteln,
das auf der Schraubenwelle ig sitzt, die in den punktiert eingezeichneten Lagern
37 gelagert ist, die zweckmäßig an einer einen Teil des Maschinenrahmens bildenden
Platte 38 sitzen.
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Die Schraubenwelle kann zum Teil die Kraftmaschine abstützen. Im dargestellten
Beispiel wird die Kraftmaschine wenigstens zum Teil von den Schiffsbodenträgern
aus abgestützt, beispielsweise mittels der Stützen 41 und 42. Aus Abb. 3 erkennt
man, daß für den Fall, daß die Maschine gegenüber der Schraubenwelle ig so liegt,
daß die Welle mit der Mittelachse des Maschinenrahmens zusammenfällt, die Kraftmaschine
mehr nach links gegenüber der dargestellten Lage rücken würde, wodurch die Möglichkeit
der Anbringung der Maschine auf der anderen Schiffsseite beeinträchtigt werden würde.
Außerdem würde ein größerer Freiraum an der Außenseite der Schiffswand nach rechts
in der Abbildung bleiben, der nicht nutzbringend verwertet werden könnte. Diese
besondere Schwierigkeit soll die Erfindung hauptsächlich überwinden. Damit die Maschine
so nahe
wie möglich an Seite und Boden des Schiffes heranrücken
kann, ist ein Paar von Zwischenrädern 43 und 44 zwischen die Triebräder 29 und 33
und das Antriebsrad 36 geschaltet. Die Energie der Räder 3 i und 34 wird unmittelbar
auf das angetriebene Rad 36 übermittelt, die der Räder 32 und 33 über die Zwischenräder
43 und 44. Die Wirkung der Zwischenräder 43 und 44 besteht in einer Verschiebung
des Maschinenrahmens gegenüber der Schraubenwelle, so daß er dichter an Schiffsseite
und -boden herangerückt werden kann. Man erkennt weiter aus Abb.3. daß das neue
Getriebe eine Neigung der Maschine gegen die Waagrechte gestattet, so daß sie besser
dem Verlauf der Seitenwandung angepaßt werden kann.
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In Abb. 4 ist schematisch die Getriebeanordnung für die Kraftmaschine
16 dargestellt. Hier übertragen die Triebräder 51 und 52 ihre Energie auf ein angetriebenes
Rad 53 über Zwischenräder 54 und 56, während die Triebräder 57 und 58 unmittelbar
auf das Rad 53 übertragen. Hier liegt die Schraubenwelle i9 unterhalb der Achse
des Maschinenrahmens.
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Abb. 5 zeigt eine Getriebeanordnung ähnlich der nach Abb.3, bei der
es aber nicht notwendig ist, den Maschinenrahmen zu kippen, um sich der Schiffswandung
anzupassen, wie es bei Abb. 3 geschah. Hier übertragen die treibenden Räder 61 und
62 die Energie auf ein angetriebenes Rad 63 durch Zwischenräder 64 und 66, und die
treibenden Räder 67 und 68 übertragen unmittelbar auf das Rad 63. Aus den Beispielen
wird deutlich, daß die neue Getriebeanordnung für die Übertragung der Energie auf
die Schraubenwelle bei Maschinen der beschriebenen Art derart erfolgen kann, daß
der Maschinenrahmen mannigfach verschiedene Stellungen gegenüber der Schraubenwelle
einnehmen kann, derart, daß die Anpassung des Maschinensatzes an den zur Verfügung
stehenden Raum erfolgen kann.
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In Abb.6 ist schematisch eine Kraftmaschine mit einer geschlossenen
Folge von sechs Zylindern 71 bis 76 in regelmäßig prismatischer Anordnung wiedergegeben.
Die Kolben der Zylinder 71 bis 76 sind in Verbindung mit treibenden Rädern 81 bis
86. Im Beispiel überträgt das treibende Rad 82 Energie auf ein angetriebenes Rad
88 durch ein Zwischenrad 89', während die treibenden Räder 81 bis 86 unmittelbar
in das angetriebene Rad 88 eingreifen. Das treibende Rad 85 wirkt auf ein angetriebenes
Rad 89 über ein Zwischenrad 9i, während die Triebräder 83 und 84 unmittelbar in
das angetriebene Rad 89 eingreifen; die getriebenen Räder 88 und 89 sind in Eingriff
miteinander. Bei einer Getriebeanordnung, wie hier dargestellt, kann die Energie
von der Maschine entweder durch das angetriebene Rad 88 oder durch das Rad 89 weitergeleitet
werden, und die Welle eines oder des anderen Rades kann in die Schraubenwelle eingeschaltet
sein.
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In Abb.7 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt
mit einer Achtkantmaschine mit einer geschlossenen Folge von acht Zylindern ioi
bis io8, die auf antreibende Räder - iog bis 116 wirken. Die treibenden Räder i
i i und 112 greifen unmittelbar in ein angetriebenes Rad 121 ein. Die treibenden
Räder i io und i 13 übertragen die Energie darauf durch Zwischenräder 122
und 1:23. Die treibenden Räder 115 und i 16
übertragen unmittelbar
auf ein angetriebenes Rad 124, das mit dem Rade i2 i in Zahneingriff ist, und die
Triebräder i i q. und i o9 wirken auf das angetriebene Rad 124 über Zwischenräder
126 und 127. In diesem Falle erfolgt die Energieabgabe von der Kraftmaschine
entweder durch das Rad 121 oder 124, und die Achse der Schraubenwelle kann zusammenfallend
mit der Welle eines dieser Räder angeordnet werden. Man sieht, daß in beiden Fällen
der größere Teil des Maschinenrahmens auf einer Seite der Schraubenwelle liegen
wird, derart, daß die Maschine im Schiffskörper so angebracht werden kann, daß sie
den verfügbaren Raum möglichst zweckmäßig und vorteilhaft ausnutzt.
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Somit bietet die Erfindung eine Schiffsantriebsanlage, bei der die
Kraftmaschineneinheiten möglichst vorteilhaft gegenüber der Schraubenwelle und dem
Schiffsrumpf untergebracht werden können. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht
auf die Ausführungsform beschränkt und läßt mannigfache Ausgestaltung zu.