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Freiflugkolbenmaschine mit gegenläufigen Flugmassen Die Erfindung
betrifft eine Weiterausbildung von Freiflugkolbenmaschinen nach Patent 62i Sao mit
gegenläufigen Flugmassen und mit einem den beiden Motorkolben gemeinsamen ringförmigen
Arbeitsraum, dem die Spülluft oder Ladung durch am Hubende des .einen Kolbens in
der Zylinderwand angeordnete Spülöffnungen zugeführt und dessen Abgasinhalt durch
am Hubende des anderen Kolbens ebenfalls in der Zylinderwand vorgesehene Auslaßöffnungen
abgeführt wird. Bei diesen Maschinen hat man in der Regel die Spül- und Auslaßöfnnngen
(Schlitze) entweder nur in der äußeren oder nur in der inneren, den Motorarbeitsraum
begrenzenden Zylinderwand vorgesehen, oder man hat die Spülschlitze in der einen
Zylinderwand und die Auslaßschlitze in der anderen Zylinderwand angeordnet.
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Gute Ausspülung des Motorarbeitsraumes erfordert- bei gegebener Hubzahl
einen--bestimmten Querschnitt der Spül- und Auslaßschlitze. Die vom Ende des Auswärtshubes
eines Motorkolbens bis zu der dem Totraum zugekehrten Kante der Auslaßschlitze zu
rechnende Schlitzlänge bedeutet einen zur Erzeugung von Motorarbeit nicht äusnutzbaren
Teil des ganzen Kolbenhubes bzw. eine weder zur Vergrößerung des Ladevolumens nach
zur Entwicklung von Nutzarbeit. brauchbare Verlängerung- des nutzbaren Kolbenhubes.
Bei Freikolbenverdichtern mit einer größeren Zahl in gleicher Achse hintereinanderliegender-
und untereinander verbundener Kolben wirkt- sich jede Hubverlängerung noch dadurch
nachteilig aus; daß sie sich entsprechend der Kolbenanzahl vervielfacht, also die
Gesamtmaschinenlänge .in dieser Vervielfachung beeinflußt.
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Erfindungsgemäß werden bei solchen Freiflugringkolbenmaschinen mindestens
die Spülöffnungen oder auch die Spül- und Auslaßöffnungen nicht nur in einer der
zylindrischer Wände des ringförmigen Arbeitsraumes- angeordnet, sondern in beiden
Wänden. Hierdurch wird zunächst erreicht, daß die Abgase noch vollkommener als bei
nur einseitig angeordneten Spülöffnungen ausgespült werden; zur Erzielung dieser
besseren Ausspülung trägt auch der Umstand bei, daß die zwischen dem Beginn der
Auslaßschlitzeröffnung und dem Beginn der Spülschlitzeröffnung erfolgende Entspannung
der Abgase erheblich begünstigt wird. Werden die Auslaßschlitze nur in einer Wand
vorgesehen, behalten diese also ihre alte Länge bei, so bewirkt der Umstand, daß
die in beiden Zylinderwänden angeordneten Spülschlitze kürzer als die in nur einer
Wand vorgesehenen sein können, daß für die Abgasentspannung (zwischen Beginn 'der
Auslaßschlitzeröffnung und Beginn der Spülschlitzeröffnung) eine größere -Hubstrecke,
also
mehr -Zeit; zur Verfügung steht. Sind auch die Auslaßschlitze in beiden Wänden angeordnet,
-so- verkürzen sich auch diese; es wird demnach in diesem Falle zwar kaum ein Zeitgewinn,
dafür aber eiri größerer Auslaßquerschnitt erzielt und .somit die Entspannung der
Abgase ebenfalls erleichtert.
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Für den letztgenannten Fall; daß auch Auslaßschlitze in beiden Zylinderwänden
angeordnet und deshalb verkürzt sind, ergibt sich nun der weitere Vorteil, daß der--
der' Ausja- ' schlitzlänge entsprechende, zur Arbeitslei= §tung -nicht ausnutzbare
Teil des. .Hgbyo.lamens im Verhältnis zum gesamten Hubvolumen kleiner wird. Es wird
also entweder (bei unverändertem Gesamthub) das nutzbare Hubvolumen und somit diieotgrleistug
größer, odez :es e_rgi.lt si,cli (berümv@erände@tex_r hützbaren Hubvolumen) ein
kürzerer Gesamthub und somit eine um das Mehrfache dieser Hubverkürzung - verkürzte
Maschinenlänge. -Überdies hat der kürzere Gesgrnthub eine Erhöhung .der Hubfrequenz
('Hubzahl je Zeiteinheit) zur Folge, so daß sich _antch hierbei . noch eine dementsprechende.Erhöhung
der Motorleistung ergib; Die Begrenzungsflächen- der in den, beiden Zylinderwänden
,des Ringraumes angeordneten Spülöffnungen können von der radialen Richtung abweichend
angeordnet sein, so daß die durch diese Öffnuragen eintretenden Spülgase im Arbeitsraum
eine kreisende Bewegung annehmen. Zweckmäßig wird die Neigung der Begrenzungsflächen
gegen die Radialrchtung bei' den Spülöffnungen so gewählt, d-aß sich für beide Spülgasströme,
von denen der eine durch die;-Außenwand, der andere durch die Innenwand in7 den
Motorarbeitsraum eintritt, die gleiche Umlaufrichtung und Mög-
lichst auch
die gleiche Umlaufgeschwindigkeit ergibt.
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Die Zeichnung veranschaulicht in Abb, i und 2 zwei Ausführungsbeispiele
der Erfin.-clung im Längsschnitt.
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Abb. 3 ist ein .Querschnitt nach Linie III-III der Abb. i. -Die Maschine
nach Abb. i weist in ihrem Innern eine zentrale, glatt durchlaufende Zylinderwand-6
auf, auf -deren Außenseite der in ,der Mitte der Maschine angeordnete Motorarbeitsraum
i3, nach außen begrenzt von der Wand i, und zu beiden Seiten die -im Außendurchmesser
größeren Verdiehterräume 14 und 15, nach außen begrenzt durch di-e Zylinderwände
2, 3 und die Deckel 4, 5, liegen. Die Verdiehterr-äume sind mit Saugventilen z6
und Druckventilen 17 ausgestattet: Der Motorarbeitsraum und die Verdichtenräume
werden durch die Flugmassen voneinander getrennt, die von je einer, Motorkolben
7, 8, je einem Verdichterkolben 11, 12. und den Verbindungsstücken 9,, io gebildet
werden. Die zwischen dem größeren Verdichterkolben und dem kleineren Motorkolben
liegenden Räume 2o und 21 dienen zur Beschaffung der Spülluft und sind mit Saugventilen
22 und Druckventilen 23, versehen. Von dem letzteren führt eine Leitung 24 zu dem
einen durch eine Wand 26 geteilten- Innenraum 25 des Innenzylinders 6; ferner führt
eine Leitung 34 zu .einem den 1Vlotorzylinder von außen umgehenden Ringraum 35.
Die Räume 25 und 35 dienen als Spülgasbehälter. In ihren an den Arbeitsraum des
Motorzylinders 13 angrenzenden Wänden 6 und i sind die Spülschlitze 27 und 27' angeordnet,
die von dem 4glben 7 gesteuert werden. Der andere durch Wand 26 . abgeteilte Innenraum
des Zylinders 6, in den die Auslaßsghlitze29 des Motorarbeitsraumes münden, nimmt
die vom Motpr kommenden Abgase auf, welche sodann durch eine -Leitung 36 nach außen
abgeführt werden. Zur Aufrechterhaltung des Gleichtaktes ist in an sieh bekannter
Weise an jede Flugrnp-sse . je ein Paar Zahnstangen. 31, 31' b7-,W. g2, 32' angeschlossen.
Je zwei an verschipdenen Flu&massen festsitzende Zahnstangen greifen in ein-
zwischen ihnen unverschi@blieh gelagertes ahnrad 33 bzw. 33' ein.
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Abb. 2 zeigt .eine ähnliche Maschine wie Abb. -i, und die übereinstimmenden
Teile sind wie .dort bezeichnet. Der Unterschied gegenüber Abb. i besteht .darin,
daß nicht nur die Innenwand 6 des . Motqrarbeitsra4mes rnit Auslaßöffnungen 29 versehen
ist, sondern daß auch die Außenwand: r Auslaßöffnungen 29' aufweist, die alle vom
Motorkolben 8 gesteuert werden:. Die Auslaßschlitze 29` münden in = einen den Motorrauen
umgebenden Ringraum 36, aus welchem die Abgase durch das Rohr 37 zur Auspuffleitung
30 geführt werden.
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Gemäß Abb. 3 sind die Seitenwände der roden Wänden.6' bzw. i vorgesehenen
Spül.-schlitze :2,7 bzw. 27' derart gegen die radiale Richtung geneigt, daß die
beiden Spi3lgasströrne, von- denen der eine, :aus dem Raum 25 kommend, von innen,
der andre, aus dem Raum 35 kommend, von außen: denn Motorarbeitsraum 13 zuströmt,
in letzterem eine Umlaufbewegung, und zwar beide Ströme in gleicher Richtung. ,
ausführen, sich also zu einem einzigen umlaufenden Strom vereinigen.