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Verbrennungsmotor mit feststehenden Zylindern, deren gegenläufige
Kolben mittels Rollen auf umlaufende Kurvenbahnen im Schwungrad laufen Brennkraftmaschinen
mit gegenläufigen Kolben, die mittels Rollen unmittelbar auf eine Kurvenbahn arbeiten,
sind bereits bekannt. Ein restloses Ausschieben der Verbrennungsgase aus dem Zylinder
hat man durch besondere unregelmäßige Form der Kurvenbahn oder durch exzentrische
Lagerung zur Schwungradmitte von an sich kreisrunden oder ovalen umlaufenden Kurvenbahnen
zu erreichen versucht. Zur Erzielung eines besseren Arbeitsganges und Gewichtsverringerung
werden nach der Erfindung zwei Zylinder mit gegenläufigen Kolben in einer zur Drehachse
senkrechten Ebene parallel und nebeneinander angeordnet und die Exzentrizität der
Kurvenbahn zur Schwungrad- und Zylinderblockmitte so gewählt, daß bei Verwendung
von regelmäßigen ellipsenförmigen Kurven in dem einen Zylinder die erfor derliche
Kompression und in dem anderen Zylinder gleichzeitig das Ausstoßen der restlichen
Verbrennungsgase erreicht wird. Bei Verwendung von kreisrunden Kurvenbahnen erreicht
man durch die neue Anordnung, daß gleichzeitig in dem einen Zylinder der größte
Hub und. in dem anderen der kleinste Hub vorhanden sind.
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Diese Anordnung gestattet, bei Verwendung eines besonderen Schiebers
die Maschine statt als Verbrennungsmotor auch als Saug- oder Druckpumpe arbeiten
zu lassen. Die beiliegende Zeichnung ist zunächst als Viertaktschieberv erpuffungsmotor
für Leichtöle ausgeführt.
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In Fig. i ist die Ansicht im Schnitt, . in Fig. z ist die untere Hälfte-
Schnitt A-B von Fig. i, die obere Hälfte =: C-D von Fig. i mit go° Verdrehung dargestellt.
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Es bedeuten: a die Kolben, b die ovalen Führungen, c die Zylinder,
d die Schieber, e die Schieberführungen bzw. exzentrische Laufbahnen, f das Schwungrad,
g Bohrung für die elektrische Zündkerze, h Kühlwasserkanäle, i Spiralfedern,
l Einlaßkanal, iia Auspuffkanal, n Rollenlager, o Vierkantführung.
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Fig. 3 ist ebenfalls ein Schnitt durch beide Zylinder.
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Fig. 4 ist ein Mittelschnitt E-F von Fig. 3. k ist der durchgehende
Schieber; a die Kolben, b die kreisrunden, exzentrischen Führungen, c die Zylinder,
e die Schieberführung bzw. exzentrische Laufbahn, f Schwungrad, l Einlaßkanal,
m Auspuffkanal, n Rollenlager, o Vierkantführung.
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Die schädlichen Restgase möglichst restlos auszustoßen, ist in der
vorliegenden Konstruktion erreicht durch die gegenläufig arbeitenden Kolben und
die doppelt nebeneinanderliegende Zylinderanordnung in Verbindung mit zwei gegenüberliegenden,
gleichlaufenden, ovalen Führungen, die exzentrisch zur
Schwungradmitte
angeordnet sind. Diese ovalen Führungen stehen mit den Kalben durch Rollen in unmittelbarer
Verbindung. Durch entsprechende Form der ovalen Führungen und der von vornherein
bestimmten Verschiebung der beiden Zentren, nämlich des der ovalen Führung und des
der Schwungradmitte, wird der Kompressionsraum auf ein Minimum (Fig. i untere Hälfte)
beschränkt und der für die Explosion notwendige Raum bestimmt (Fig. i obere Hälfte).
. Verlegt man nun das Zentrum der ovalen Führungen in die Schwungradmitte, so entstehen
gleiche Kompressionsräume. Durch diese Konstruktion ergibt sich die Zweitaktmaschine
sowie ferner die Druck- oder Saugpumpe.
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Durch mehrere doppelt nebeneinanderliegende Zylinderblöcke, die hintereinander
angeordnet sind, mit jeweiliger entsprechender Verdrehung der ovalen Führungen von
go °, 6o° bzw. q.5° usw. werden vier, sechs, acht und beliebig viele Zylindermaschinen
(Zylindervermehrungen) erreicht.
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Verändert man die ovalen Führungen. in kreisrunde, deren Zentren außerhalb
der Schwungradmitte fallen, so erreicht man damit gleichzeitig das größte und das
kleinste Hubvolumen (Fig. 3) . In dem oberen Zylinder, bei dem die Zentren der Führungen
in die Zylinderachse fallen, wird das größte Hubvolumen erreicht. Gleichzeitig (in
Fig. 3 untere Hälfte ersichtlich) erhält man im unteren Zylinder das kleinste Zylindervolumen.
Damit ist wiederum das Prinzip des Zweitaktmotors sowie der Druck- und Saugpumpe
gegeben mit dem Unterschied zu der Anordnung nach Fig. i, daß hierbei eine Wechselwirkung
der beiden Zylinder, also ein ununterbrochener Arbeitsgang, erreicht wird. Die Steuerungsorgane
können in jeglicher Form ausgeführt werden, d. h. also zum jeweiligen Verwendungszweck
einmal gesteuerte Doppelschieber, wie in Fig. i und 2 dargestellt, oder, wie in
Fig. 3 und 4., einen durchgehenden Schieber, der an beiden Enden gesteuert wird.
Außer diesen Ausführungen können, wie es z. B. das Dieselhochdruckverfahren erfordert,
Kegelventile eingebaut werden. Für Saug- oder- Druckpumpen einfachster Bauart kommen
selbsttätige Kugelventile zur Anwendung.
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Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende: Von der Stellung Fig.
i untere Hälfte ausgehend, in welcher das kleinste Hubvolumen erreicht wird, ist
der Auspuffschlitz geschlossen, und die Einsaugperiode beginnt - erster Takt. Nach
einer Drehung von go° ist das größte Hubvolumen (vgl. Fig. 2 obere Hälfte C-D) erreicht
und die Einsaugperiode beendet - zweiterTakt. Nach einer weiteren Drehung von @go°,
also bei iSo° Verdrehung, ist dieKompression beendet (Fig. i obere Hälfte), und
der Zylinderinhalt wird durch die elektrische Zündung (Zündkerzenbohrung g, Fig.
i) ver-. brannt, und es erfolgt der Arbeitstakt= dritter Takt, welcher wiederum
bei- go° beendet ist. Der vierte Takt, bei dem die Restgase restlos ausgestoßen
werden, ist mit 36o° beendet. Die ovale Form der Führungen, welche mit den Kolben
in direkter Verbindung stehen, erlauben die Beendigung der vier Takte bei 36o° =
eine Umdrehung. Der Zweitakt ist bei i 8o° =eine halbe Umdrehung beendet. Beim Viertaktverfahren
laut Fig. i und 2 sind beispielsweise Doppelschieber d eingezeichnet, welche zwei
exzentrische Führungen e haben, deren Zentren außerhalb der Schwungradmitte liegen
und um go° zueinander versetzt sind, und den Zu- und Abgang der Gase regeln. Beim
Zweitaktverbrennungsmotor nach Fig. i und 2 erübrigen sich sämtliche Steuerungsorgane,
da die Zylinderwandungen Schlitze für Ein- und Ausgang erhalten, die durch die Kolben
selbsttätig gesteuert werden. Der Arbeitsgang der Maschine als Druck-oder Saugpumpe
ist folgender: Von der Anfangsstellung (Fig.3) ausgehend, in welcher die beiden
Kolben durch die beiden Rollenlager,, die mittels kreisrunder Führungen b zwangsläufig
geführt werden, beginnt die Ansaugperiode=erster Takt. In der Stellung Fig. 3 obere
Hälfte dagegen ist das größte Hubvolumen bereits vorhanden gewesen, so daß die zuvor
angesaugte Flüssigkeit nun unter Druck ausgestoßen wird = zweiterTakt. Diese zwei
Takte erfordern 36o° = eine Umdrehung. Der in Fig. q. eingezeichnete Schieber d
wird doppelseitig durch eine exzentrische Führung e, welche beispielsweise innerhalb
des Schwungrades angebracht ist, gesteuert.
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Die Schieber werden durch Federn i dauernd an die Führungen e gepreßt.
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In den Zeichnungen sind, die Gehäuse mit Ülbehältern, Kühhvasser,
Ölpumpe, Einspritzluft, Brennstoff-, Zünd- und Anlaßapparate usw. der Übersicht
wegen fortgelassen worden. -Auf das Vor- und Nacheilen der Schlitzöffnungen
wurde der Einfachheit halber verzichtet.