DE52909C - Verbundmaschine für Gas- oder Petroleum-Betrieb - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasoder Petroleummotor mit doppelter Expansion und Umsteuerung.

In beiliegender Zeichnung ist die Einrichtung dargestellt, und zwar ist:

Fig. ι eine Ansicht, theilweise im Schnitt,

Fig. 2 ein Grundrifs, welcher einer Schnittlinie durch die Zündkammer folgt,

Fig. 3 ein Verticalschnitt durch einen der Volldruckcylinder,

Fig. 4 ein Verticalschnitt durch den Expansionscylinder,

Fig. 5 ein Schnitt nach Linie x-y der Fig. 2, Fig. 6 eine Endansicht der Umsteuerung.

AA¹A²A³ sind die Cylinder,, welchen das explosive Gemenge zugeführt wird, B B¹ B² B^s die zugehörigen Kolben, CC¹C²C³ die Einlafsventile für das Gemenge und D D¹ D² D³ die Auslafsventile der durch die Verbrennung erzeugten Gase. Die Verbindung zwischen Kolben und Welle kann von irgend welcher bekannten und geeigneten Construction sein.¹ Die Welle ist dreikurbelig, und sind zwei der Kurbeln, wie ersichtlich, zur Aufnahme von je zwei Pleuelstangen eingerichtet. Mit der dritten Kurbel ist der Kolben B⁴ des Expansionscylinders A¹ verbunden, welcher zwei Auslafsventile D* trägt. E, Fig. 2 und 3, ist das Zutrittsrohr für die atmosphärische Luft, F dasjenige für das Gas. Diese Rohre sind mit graduirten Abschlufshähnen versehen (in der Zeichnung fortgelassen), um den Zulafs je nach dem geforderten Gemisch zu justiren. Beide Rohre sind im Rohr G vereinigt und können mit Rückschlagventilen versehen sein, um die freie Luft von dem Gasbehälter zu isoliren. H ist der Regulator, welcher auf den Zulafs wirkt mittelst des Kammes Z und der Stange £.

K und K¹ sind die Rohre, welche die Auslafskanäle der Ventile C C¹ C² C³ mit dem Expansionscylinder Aⁱ verbinden.

Sämmtliche Ventile öffnen sich von aufsen nach innen, diejenigen für den Zutritt infolge des Ansaugens des Gemenges durch die Cylinder, diejenigen für den Austritt dagegen durch einen von dem Maschinengange abhängigen Mechanismus. Im vorliegenden Falle dienen hierzu die Kammscheiben 1I¹I²I³, Fig. 2 und 3, und /⁴, Fig. 2 und 4, welche auf der Welle J angebracht sind, die von der Kurbelwelle aus durch eine geeignete Uebertragung in Drehung gesetzt wird. Jede Kammscheibe hat am Umfange'drei Anläufe oder Erhöhungen, von denen eine für den Vorwärtsgang bestimmt ist (1), während eine andere (3) für den Rückwärtsgang und die dritte (2) für die Ingangsetzung der Maschine dient. Für die Ingangsetzung trägt der Kamm zwei Erhöhungen, von denen die eine i etwa halb so breit ist als die andere j (s. Fig. 3): Um die Compression zu erleichtern, wird ein Theil des comprimirtenGemenges ausgelassen. DieKämme /⁴ If, Fig. 4, haben nur zwei Anläufe, die sich gegenüberstehen und von denen einer für den Vorwärtsgang, der andere für den Rückwärts₇ gang dient. Aufser den Kämmen 1I¹I²I³ und /⁴ /,⁴ trägt die Welle J zwei weitere Theile, und zwar einen Commutator und einen Stromvertheiler, worauf noch zurückzukommen ist bei Besprechung der Zündung, welche elektrisch erfolgt.

Da die gute Arbeit der Maschine bedingt, dafs die Kämme im gegebenen Augenblick sehr genau auf die Ventile einwirken, ist das untere Vorgelege, welches, durch die Kurbelwelle getrieben wird, mit dem .oberen, welches die Kammwelle J beeinflufst, durch eine Stange R

verbunden, und um eine Gegenbewegung zu verhüten, welche auf den todten Punkten eintreten könnte, ist eine zweite Stange R¹ angebracht, welche mit der anderen parallelogrammartig zusammenwirkt.

Die atmosphärische Luft tritt durch Rohr E ein, während das Gas durch F zuströmt, und die· Mischung erfolgt im Rohr G, wie oben beschrieben. Nachdem dies geschehen, soll das Schwungrad rotiren, und es sei der Einfachheit wegen angenommen, dafs die arbeitende Maschine sich in der in der Zeichnung dargestellten, Position befinde. Der Kolben B hat dann den durch die Entzündung entstehenden Druck zu ertragen, Kolben B¹ säugt sein Gemenge an, B² comprimirt das Seinige und B³ drängt das bei der Entzündung entstandene Gas in den oberen Theil des Cylinders A* über den Kolben B*, woselbst es expandirend auf den Kolben wirkt.

Da jeder der Cylinder mit directer Gaszuströmung gleich functionirt, soll nur einer derselben beschrieben und sein Zusammenwirken mit dem Expansionscylinder A^ erläutert werden , in welchen das aus den direct Gas empfangenden Cylindern herausströmende Gas bald unter und bald über den Kolben 5* eintritt. Es sei vorausgesetzt, dafs der Cylinder A², der sein Gemenge comprimirt hat, den elektrischen Funken empfange, dafs der Kolben B² verdrängt werde und auf die Triebwelle wirke. In diesem Augenblick wird der mitgerissene Kolben -B³ hinter sich eine Luftverdünnung erzeugen und das Ventil C³ wird sich öffnen, um Gemenge in den Cylinder einzulassen. Sobald B³ am Ende seines Weges angelangt ist und umkehrt, wird er das eingesogene Gemenge comprimiren, bis sein Aufwärtsgang beendigt ist, worauf die Entzündung erfolgt und der Kolben, U³ abwärts getrieben wird. Am Ende dieses Weges angelangt, öffnet sich unter Einwirkung des Kammes I³ das Auslafsventil Z)³ und setzt den Cylinder A³ mit _ dem Rohr K¹ in Verbindung. Die Gase dringen durch dies Rohr in ,den Cylinder A^. oberhalb des Kolbens £>⁴, und indem sie expandiren, drücken sie den Kolben abwärts. Sobald der Kolben unten angelangt ist, öffnet der Kamm /⁴ das Ventil D⁴, welches die oberhalb B⁴ befindlichen Gase durch Rohr Kf endgültig entweichen läfst, während zugleich diejenigen Gase, welche vom Cylinder A ankommen, unter den steigenden Kolbe/i JB⁴ treten und expandiren. Am Ende des Weges öffnet der Kamm 7⁴ das Ventil C⁴, und die Gase treten durch den Kanal b, welcher mit dem unteren Raum des Cylinders in Verbindung steht, in das Rohr K^ und entweichen ins Freie. Die Gase, welche aus Cylinder A² kommen, treten nun in analoger Weise durch die entsprechenden Organe in Cylinder A¹ über Kolben B* ein und entweichen später ins Freie, während die aus Cylinder A¹ kommenden Gase unter Kolben B¹ gelangen u. s. w.

Die elektrische Zündung geht folgendermafsen vor sich:

Auf einem Ende der Welle J wird ein Commutator M angebracht, der einerseits mit "clem einen Pol eines Inductors und andererseits mit den Zündern L L¹ L² L³, die in den Zündungscylindern angebracht sind, verbunden ist.

Dieser Commutator wird durch einen Cylinder m gebildet, der von der Welle J isolirt ist und seitwärts eine Zunge m¹ trägt. Ein federnder Contact N*, der auf einer isolirten Schiene κ⁴ sitzt, berührt den Theil m, welcher dadurch beständig in Verbindung mit dem Inductor gehalten wird, während die Zunge bei ihrer Drehung nach einander die federnden Contacte NN¹N²N³ berührt, welche auf den isolirten Schienen w⁴ n¹ n² n^B angebracht sind, wodurch nach einander die Cylinder A A¹ A² A³ mit dem Commutator in Verbindung gebracht werden.

Wie ersichtlich, hat dieser Commutator den Zweck, den Strom des Inductors zu schliefsen; damit aber der letztere d-en Funken giebt, mufs der Strom in der Batterie geschlossen sein. Andererseits ist für die gute Wirkung der Maschine erforderlich, dafs die Entzündung in dem Augenblick erfolge, wo der Kolben den todten Punkt passirt hat. Dies Resultat wird erreicht durch einen Unterbrecher, der auf Welle J angebracht und mit ο bezeichnet ist. Dieser Unterbrecher ist ein Metallcylinder, der die Vorsprünge O trägt, welche Kämme bilden,¹ die für jede Gangweise der Maschine an Zahl mit den Cylindern übereinstimmen, also im gegenwärtigen Falle vier, oder für Rückwärts- und Vorwärtsgang zusammen acht. Diese Kämme sind zur Hälfte je auf einem Rande des Metallcylinders ο angebracht, wie Fig. 2 und 5 zeigen. Die . Kämme auf jedem Cylinderrande haben gleichen Abstand von einander und stehen im übrigen so, dafs die Mitte jedes Kammes einer Gruppe mit der Mitte des Zwischenraumes zwischen zwei Kämmen der anderen Gruppe übereinstimmt. Die Gröfsen der Kämme sind so bestimmt, dafs der in Bewegung befindliche Cylinder, welcher sie trägt', den Stromschliefser P, Fig. 5, ohne ^ Berührung eines Kammes passiren kann, sobald dies verlangt wird.

Um dies Resultat zu erreichen, mufs man den Cylinder in der Weise verschieben, dafs der Contact eintritt auf der Mitte seiner Länge. Die wechselweise Anordnung der Kämme auf den beiden Rändern des Cylinders ermöglicht dann, dafs die Zündung beim Vorwärtsgange der Maschine vor und beim Rückwärtsgange nach Passiren des todten Punktes der Kolben stattfindet.

- Dies geschieht folgendermafsen: Möge beim Gange der Maschine beispielsweise der Ansatz m¹

den Contact N¹ treffen und den Strom zum Zünder L¹ schliefsen, der Kolben B¹ seinen Weg fortsetzen, um das Gemenge zu comprimiren, bis die Entzündung eintreten soll, so mufs in diesem Augenblick der Contact P einen Vorsprung O des Unterbrechers treffen, wodurch der Batteriestrom geschlossen wird, der, Inductor in Function tritt, der Zünder Funken giebt und die Entzündung erfolgt.

Die Kämme auf Welle J tragen für die Umsteuerung verschiedene Anläufe, einen für den Vorwärtsgang und einen für den Rückwärtsgang der Maschine. Um die Kammgruppen abwechselnd verwenden zu können, mufs man sie je nach dem Fall verschieben können. Um die Kämme zugleich sämmtlich zu verschieben, sind dieselben auf der Welle / festgekeilt, und ist letztere in der Längsrichtung in ihren Lagern und auch in dem Zahnradgetriebe, welches sie in Bewegung setzt, verschiebbar. Im Gegensatz hierzu ist der Unterbrecher ο lose auf der Achse, und wird seine Verschiebung begrenzt durch zwei Anschläge S, mit denen er durch die Gleitzapfen T, Fig. ι und 2, verbunden ist, so dafs der Unterbrecher mit der Welle rotiren mufs. Dieses freie Spiel mufs der Unterbrecher haben, um die Zündung zu unterbrechen und um den Motor nicht zu hindern, seinen Gang zu verlangsamen, sobald eine Umkehrung in der Bewegungsrichtung desselben eintreten soll.

Die Umsteuerung geschieht folgendermafsen:

Sei der Motor in Betrieb gebracht durch Hebel Q, dessen Ende am Maschinengestell gelagert ist und in dessen Mitte ein Zapfen angebracht ist, der in eine Nuth des Unterbrechers einfafst, so wird derselbe zur Umsteuerung so eingestellt, dafs ein Contact nicht stattfindet und eine Zündung nicht erfolgt. Nachdem die Kolben nicht mehr durch die Verbrennung getrieben werden, verlangsamen sie ihren Gang, um damit zu enden, das Gemenge zu comprimiren. Sobald der Gang hinreichend verlangsamt ist, im Augenblick, wo der Kolben-(der erste für die Verbrennung) den todten Punkt erreicht, schiebt man den Unterbrecher gegen den anderen Ansatz S und setzt den Druck fort, um die Kämme zu verschieben und deren Stellung zu ändern. . Die Entzündung tritt dann ein und die Verbrennung findet dann statt, ehe der Kolben den todten Punkt erreicht hat. Der Kolben wird zurückgeschoben und reifst die anderen mit, welche infolge der umgekehrten Einwirkung des Unterbrechers und der Kämme die entgegengesetzte Bewegung machen.

Um jede Unsicherheit betreffs des zu wählenden Augenblickes zu beseitigen, in welchem die Kämme zu verschieben sind, was, wie gesagt, vor Erreichung des todten Punktes geschehen. soll, wird auf einem Ende der Welle /und in einem Abstande, welcher gegen Ansatz S hinreichend Spiel läfst, ein scheibenartiger Ansatz U angebracht, der einen Ausschnitt u hat, um eine Führung V durchzulassen in dem Augenblick, wo die Umsteuerung geschehen soll. Es genügt dann, stark auf den Hebel Q zu drücken, wobei der Ansatzring U so lange gegen V anliegt und dadurch mitsammt der Welle J an einer Verschiebung gehindert wird, bis die Oeffnung u vor V erscheint.

Aus Vorstehendem geht hervor," dafs, wenn nach Unterbrechung der Entzündung durch Verschieben des Unterbrechers man die Zündung nicht nach der einen oder anderen Seite wieder herstellt, der Motor anhalten mufs. Dies ermöglicht, den Motor ohne Drehung des Schwungrades in Gang zu setzen, und zwar auf folgende Weise. Man verlängert den Draht, welcher den Contact P mit der Batterie verbindet, z*u einem für die Hand bequem zugänglichen Punkt auf einer isolirten Platte. An diesem Punkt wird P¹, Fig. 2, errichtet, welcher gestattet, den Stromkreis jederzeit zu schliefsen. Ist nun der Motor in Stillstand, so genügt ein Druck auf P¹, um den Stromkreis zu schliefsen und die Entzündung in demjenigen Cylinder hervorzurufen, der in diesem Augenblick mit dem Commutator in Verbindung ist.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Verbundmaschine für Gas- oder Petroleum-Betrieb mit drei Kurbeln und fünf darauf wirkenden Arbeitscylindern A A¹ A² A³ A⁴", in deren vier Explosion und in nur einem Ausnutzung der Expansion erfolgt, mit Steuerung der Ventile / . . . und D ... durch dreistufige Kämme 7... auf einen behufs Umsteuerung in der Längsrichtung verschiebbaren Welle / und mit Zündung der Cylinderladungen durch Vermittelung eines fest mit Welle J verbundenen Commutators und eines bei der Umsteuerung zwischen zwei Ansätzen auf dieser Welle / verschiebbaren Unterbrechers 0, welcher den Strom in seinen beiden Endstellungen entsprechend schliefst, in seiner Mittelstellung aber gänzlich hindert.

2. An Gas- und Petroleummaschinen der durch Anspruch i. gekennzeichneten Ausführung ein Hülfscontact P¹, der ausschliefslich bestimmt ist, den Motor in Gang zu setzen, und welcher gestattet, den Strom zu schliefsen, ohne dabei Theile der Maschine, namentlich den Unterbrecher 0, in Anspruch zu nehmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.