DE54975C - Gasmaschine mit schwingendem Kolben - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Fig. ι zeigt einen Schnitt, Fig. 2 eine Endansicht, Fig. 3 rechtsseitig eine Längsansicht und linksseitig einen Längsschnitt einer Gasmaschine mit schwingendem Kolben. Fig. 4 zeigt eine gekuppelte und Fig. 5 eine Verbundmaschine, während Fig. 6 eine schematische Darstellung der Maschine und des Gaserzeugers giebt. ■ ■ '

Im allgemeinen besteht die neue Gasmaschine aus drei wesentlichen Theilen: dem Erzeuger des explosiven Gemisches, dem Compressor und dem eigentlichen Motor. Der Erzeuger dient zur Bildung des die Maschine bethätigenden explosiven Gemisches. Derselbe besteht in einem Behälter 1 von veränderlicher Gröfse und enthält das Material, durch welches die Luft carburirt werden soll, z. B. Benzin. Dieser Behälter ist mittelst eines Deckels 2 hermetisch geschlossen. Letzterer wird von einer Anzahl verticaler Rohre 3 durchschnitten,' die an beiden Enden offen sind und mit den unteren Enden in den unteren Theil der zu verdampfenden Flüssigkeit des Behälters 1 tauchen. Die durch ■ die Pumpe angesaugte Luft geht abwärts durch die Röhre und steigt dann aufwärts in den oberen Theil des Behälters, nachdem sie durch das Benzin getreten und sich mit Dämpfen dieser Flüssigkeit in hinreichendem Mafse gesättigt hat, so dafs sie mit der Luft ein explosives Gemisch bildet; von dort geht sie durch das Rohr 4 in den Compressor. Letzterer besteht aus einer doppeltwirkenden Pumpe, welche durch die Maschine selbst oder auf andere Weise, in Thätigkeit versetzt wird; dieselbe saugt abwechselnd das aus dem Carburator kommende Gasgemisch durch die Ventile 5 an, um es durch die Ventile 6 in die Gaskammer der Maschine zu drücken. Das Gasgemisch geht dabei durch Metallsiebe, um die Fortpflanzung der Explosion nach dem Compressor zu verhindern.

Der Motor besteht aus der Gaskammer 7 und dem Sector 8.

Die Gaskammer 7 besteht aus einer starken, hohlen Metallkugel; das Gemisch wird durch einen spiralförmig gewundenen Platindraht 9, Fig. 4, mittelst eines elektrischen Stromes entzündet. Diese Platinspirale wird von einem mit Schraubengewinde versehenen Stopfen 10 getragen, welcher aufserdem das Speiserohr für das Gasgemisch aufnimmt und in die Oeffnung 11 der Gaskammer geschraubt ist. Anstatt das Gasgemisch sofort bei seiner Ankunft zu verbrennen, kann man auch, wie bei den ' bisherigen'Gasmaschinen, die Explosion in dem Augenblick hervorrufen, in welchem sie auf den Kolben wirken soll.

In jedem Falle ruft das Entzünden des Gasgemisches in der Kugel 7 einen mehr oder minder grofsen Druck hervor, welcher bestimmt ist, auf die Kolbenflächen zu wirken. Das Manometer 12 gestattet jederzeit, den in der Kugel vorhandenen Druck abzulesen, während das Sicherheitsventil 13 bei zu hohem Druck einen Theil des Gases entweichen läfst. Zwei Röhren 14 und 15 stellen die Verbindung zwischen der Gaskammer 7 und den beiden Kolbenflächen her.

Der Sector 8', welcher bei der vorliegenden Maschine den bisher bei den Gasmaschinen gebräuchlichen Cylinder ersetzt, wird durch eine kugelförmige Wand 16 und zwei flache

Wandungen 17, 18 begrenzt, welche mit der Wand 16 in der in Fig. 1 angegebenen Weise verbunden sind.

Der schwingende Kolben besteht aus einer Metallplatte, welche die Hälfte einer Scheibe bildet, deren Umfang der inneren Fläche der Wandung 16 des Sectors 8 entspricht. Die Schwingungsachse für den Kolben bildet die Achse der Kugel, von welcher die Wandung 16 einen Theil ausmacht.

Die Dichtung zwischen dem schwingenden Kolben ig und der W^Tand 16 kann auf verschiedene Weise, ähnlich wie bei den Dampfmaschinenkolben, herbeigeführt werden. Bei dem auf der Zeichnung dargestellten Motor sind zur Dichtung zwei Federn 20 von Stahl oder anderem elastischen Material mit L-förmigem Querschnitt benutzt. Diese Federn werden halbkreisförmig gebogen und derartig gegen einander gelegt, wie aus der Fig. 1 zu ersehen, dafs sie in eine an dem Umfange des Kolbens 19 vorgesehene Aussparung passen. Ein auf dem Boden der letzteren angebrachtes Federsystem hält dann die Federn 20 in fortwährender Berührung mit der Innenfläche der Wandung 16 des Sectors 8.

Die Drehachse des Kolbens besteht aus einer hohlen Weile 21, welche von kleinen Löchern 22, Fig. 3, durchbohrt ist, die das in die Welle gegossene Schmiermaterial dem Wellenlager 23 zuführt.

■ Die Welle 21 trägt an ihren Enden Kurbeln 2*4, welche mittelst Zugstangen 25 die Kraft auf die Triebwelle übertragen, wenn der Druck der Gase auf die eine oder andere Fläche des schwingenden Kolbens 19 wirkt.

Die Gase gelangen aus der Gaskammer 7 nach dem Kolben durch zwei cylindrische Vertbeilungsschieber 27 und 28, Fig. 1. Diese Steuerungen dienen dazu, den Raum zu beiden Seiten des Kolbens 19 abwechselnd mit der Gaskammer 7 und der atmosphärischen Luft in Verbindung zu bringen; dieselben werden durch die Maschine, selbst in Thätigkeit versetzt; Zu dem Zweck ist auf dem Gestell ein schwingender Hebel 29, Fig. 2 und 3, angeordnet, dessen Enden durch die in Fig. 3 strichpunktirt angedeuteten Kettchen mit den doppelarmigen Schlüsseln 30 der Schieber 27 bezw. 28 verbunden sind. Der Hebel 29 empfängt seine schwingende Bewegung von der Kurbel 24 mittelst zweier Ketten, die über Scheiben gehen und das Auge 31 mit zwei auf Schrauben 34 einstellbaren Oesen 32 und 33 verbinden.

Die Stellschrauben werden an dem unteren Theil der Kurbel 24 angebracht, wie aus Fig. 2 zu ersehen; ebenso sind bei 32V und 33 ¹ Befestigungspunkte.

Die Steuerung wirkt in folgender Weise: Sobald die Explosion in der Kammer vor sich gegangen und Druck in derselben entstanden ist, bringt der Schieber 27 den linksseitig von dem Kolben 19 liegenden Raum mit der Kammer in Verbindung, während das Gas, welches vorher auf die rechtsseitige Kolbenfläche gewirkt hat, in die atmosphärische Luft durch den Schieber 28 geführt wird, welcher während der ganzen Dauer offen bleibt, da die ihn beeinflussende Kette durch die Kurbel 24 nicht angespannt ist.

Wenn dann der Kolben 19 am rechtsseitigen Ende angelangt ist, so wird durch das Kettensystem die Wirkung der Schieber 27 und 28 gewechselt, indem jetzt letzterer zur Zuführung von frischen Gasen, ersterer dagegen zur Abführung der benutzten Gase dient. Der Kolben macht nun seinen Weg von rechts nach links.

Durch passende Einstellung der Ketten auf der Kurbel 24 kann man Expansion der Gase herbeiführen, indem man den Gaszuführungsschieber eher schliefst, als der Kolben am Ende seines Weges angelängt ist.

Fig. 4 zeigt die Anordnung der Maschine bei Einwirkung zweier Kolben auf eine Treibwelle.

Im allgemeinen arbeitet jeder der beiden. Kolben in der vorstehend dargelegten Weise, nur ist eine gemeinschaftliche Gaskammer 7 vorhanden, um das Gewicht der Maschine und den für dieselbe nöthigen Raum zu verringern. Die Gaskammer 7 und die Enden der beiden Sectoren 8 ruhen auf hohlen Lagern 35, 36 und 37, welche mit dem Fundament durch Steinschrauben verbunden sind. Die beiden Kurbeln 24 wirken mittelst der beiden Zugstangen auf denselben Krummzapfen der Treibwelle. Infolge dieser Anordnung sind die todten Punkte vermieden. Wenn die eine der Zugstangen mit dem Krummzapfen eine Linie bildet, wie dies in Fig. 4 bei der rechtsseitigen Zugstange angedeutet ist, so liegt die linksseitige Zugstange rechtwinklig zu der genannten Linie und wirkt mit dem Maximalhebelarm. Hieraus folgt, dafs die Summe der Bewegungsmomente der beiden Zugstangen sich in jedem der Punkte ihres Laufes wenig von einander unterscheiden. Die Maschine mufs daher durchaus gleichmäfsig wirken, und zwar in ähnlicher Weise wie die Zwillingsdampfmaschinen, deren beide Krummzapfen um 90⁰ gegen einander versetzt sind.

Die Trieb welle 38 ruht bei dieser Maschine in einem V-förmigen Ständer 39.

Bei der mit vier Sectoren ausgestatteten Ma-. schine der Fig. 5 ist das Verbundsystem zur Anwendung gekommen. Das Abgas tritt aus dem kleinen Sector 8 in den grofsen Sector 8', um hier zu expandiren. Die allgemeine Anordnung dieser Maschine stimmt mit derjenigen der vorher beschriebenen überein. Die vier Cylinder sind paarweise gruppirt zu beiden Seiten der

Gaskammer 7. Jede der schwingenden 'Wellen 21 wird durch zwei Kolben 40 und 41 bethätigt, von welchen der erstere eine kleinere Fläche als der letztere besitzt. Die Gaskammer 7 ist mit den Sectoren durch die Rohre 42 und 43 verbunden , welche rriit Zweiweghähnen 44 und 45 ausgestattet sind, die abwechselnd geschlossen oder in Verbindung mit dem Hochdrucksector 8 gebracht werden.

Die Construction der Hähne 44 und 45 ist¹ aus Fig. 5 zu ersehen; ihre Bethätigung erfolgt in der oben beschriebenen Weise mittelst Ketten, welche jedoch in genannter Figur nicht dargestellt sind. Bei der in dieser Figur angegebenen Stellung der Maschine treten die Gase unter hohem Druck aus der Kammer 7 . durch das Rohr 42 und den Hahn 44 nach der linken Seite des Kolbens 40, um diesen von links nach rechts zu drehen.

Die Gase auf der rechten Seite des Kolbens, welche ihre Arbeit auf letzteren beendet haben, werden durch das Rohr 46 und Hahn 45 in den grofsen Sector 8¹ geleitet, während die Gase, welche in diesem Sector vorher arbeiteten, durch die Oeffhung 47 in die Atmosphäre treten. Sobald dann ein Hub des Kolbens vollendet ist, wirken die Hähne 44 und 45 im entgegengesetzten Sinne. Auch diese Maschine erfordert nur eine Gaskammer.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Gasmaschine, bei welcher die Explosion der die Betriebskraft liefernden Gase in einer besonderen Kammer (7) erfolgt, welche abwechselnd durch je einen von der Maschine selbst bethä'tigten Schieber mit der einen oder anderen Fläche eines oder mehrerer schwingender Kolben verbunden wird, welche in einem aus einer kugelförmigen Wand (16) und zwei flachen Wandungen (17 und 18) gebildeten Sector (8) arbeiten und aus einer Platte 19 bestehen, deren Umfang der inneren Fläche der Wand (16) entspricht,, wobei die Schwingungsachse des Kolbens die Achse der Kugel bildet, von welcher der Sector 8. einen Theil ausmacht.

2. Bei der durch Anspruch 1. geschützten Gasmaschine die Anordnung eines schwingenden doppelarmigen Hebels 29, dessen Enden mit doppelarmigen Schlüsseln (30) der Umsteuerungsschieber verbunden sind, und welcher seine schwingende Bewegung von der Kolbenachse empfängt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen. '