DE640282C

DE640282C - Brennkraft-Freiflugkolben-Verdichter mit zwischen Verdichterzylindern angeordneten Brennkraftzylindereinheiten

Info

Publication number: DE640282C
Application number: DET44512D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-09-01
Filing date: 1934-10-13
Publication date: 1936-12-29

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennkraft-Freiflugkolben-Verdichter mit zwischen Verdichterzylindern angeordneten Brennkraftzylindereinheiten, in denen sich gegenläufig mit Verdichterkolben verbundene Brennkraftkolben bewegen, und bezweckt, dem Brennkraftzylinder freie Ausdehnung nach beiden Seiten zu gestatten. Bei solchen Brennkraft-Freiflugkolben-Verdichtern, die als Treibgaserzeuger arbeiten, wird die im Brennkraftzylinder im Ausdehnungshub erzeugte Leistung in Verdichtungsarbeit umgesetzt. Während in der Wandung des Brennkraftzylinders sich infolge der gegenläufigen Brennkraftkolben keinerlei durch die Leistungserzeugung hervorgerufene Kräfte in Richtung der Zylinderachse ergeben, werden.die Deckel der Ver-. dichterzylinder durch die Gasdrücke belastet, die Zug- und Druckkräfte in Richtung der

Zylinderachse bewirken, so daß bei den bisher bekannten Brennkraftmaschinen der Nachteil entsteht, daß der die Verdichterzylinder verbindende Brennkraftzylinder durch diese Kräfte belastet wird.

Es ist nun zwar bekannt, die Verdichterzylinder durch einen den Brennkraftzylinder umgebenden Mantel, der mit demselben aus einem Gußstück besteht, zu verbinden. Die Starre Verbindung des äußeren Mantels mit dem Brennkraftzylinder hat jedoch zur Folge, daß Zug- und Druckkräfte, die in der äußeren Wandung auftreten, auf den Brennkraftzylinder übertragen werden und eine schiefe Stellung desselben zur Zylinderachse verursachen. ·

Dieser Nachteil soll durch die Erfindung dadurch beseitigt werden, daß die Verdichterzylioder mit Gestdüschenkehi einen Rahmen bilden, der die in der Richtung der Zylinderachse auftretenden Zug- und Druckkräfte aufnimmt, während der Brennkraftzylinder derart lösbar mit dem Rahmen verbunden ist, daß nicht nur ein Einfluß dieser Zug- und Druckkraft^ auf den Brennkraftzylinder ausgeschaltet, sondern dieser auch ohne Zerlegung des Rahmens aus letzterem herausgenommen werden kann.

Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. ι zeigt einen stehenden Brennkraft-Freiflugkolben-Verdichter mit zwischen Verdichterzylindern angeordnetem Brennkraftzylinder,

Fig. 2 einen liegenden Brennkraft-Freiflugkolben¹-Verdichter mit mehreren nebeneinander angeordneten Zylindereinheiten.

Fig-. 3 ist ein Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2 in größerem Maßstab durch die Tragvorrichtung für den

Brennkraftzylinder mit in ihr angeordneten Steuerorganen des Brennkraftzylinders.

Die in Fig. ι dargestellte stehende Maschina weist zwei doppelt wirkende Verdich— terzylinder ι und einen Brennkraftzylinder.^. auf, in denen zwei aus miteinander verburi- ' denen Verdichter- und, Brennkraftkolben bestehende gegenläufige Flugkolben 3 arbeiten. Die beiden Verdichterzylinder 1 bilden mit den als Säulen ausgebildeten Gestellschenkelri 4 einen starren Rahmen, der die auf die Deckel 5, 6 der beiden Verdichterzylinder 1 lastenden Gasdrücke, die als Zug-und Druckkräfte in der Richtung der Zylinderachse auftreten, aufnimmt. Die Säulen. 4 sind durch die Verdichterzylinder 1 hindurchgesteckt, und die Verschraubungen 7 übertragen die Gasdrücke von den Zylinderdeckeln 6 der Verdichterzylinder ι auf die Säulen 4, während der Abstand der beiden Verdichterzylinder 1 voneinaner durch die Verschraubungen 8 eingehalten wird, welche außerdem die Druckkräfte von den inneren Deckeln 5 auf die Säulen 4 übertragen. Der Brennkraftzylinder 2 hat in der Mitte zwei Tragarme 9, durch die die Säulen 4 hindurchgesteckt sind und die mittels der Verschraubungen ϊο derart an den Säulen 4 befestigt sind, daß der Abstand des Brennkraftzylinders 2 von den Verdichterzylindern 1 unveränderlich ist. Zweckmäßig werden nicht nur zwei, sondern vier Säulen 4 vorgesehen, von denen, in Fig. ι gesehen, auf jeder Seite der Zylinder je zwei hintereinanderliegen, wobei in der Zeichnung die hintere durch die vordere verdeckt ist. Der Brennkraftzylinder 2 ist unabhängig von der Übertragung der Zug- und Druckkräfte zwischen den beiden Verdichterzylindern i. Die Festigkeitsbeanspruchung des Werkstoffes des Brennkraftzylinders' 2 muß daher nur noch für die Wärmebeanspruchungen bemessen werden. Indem somit eine weitere Beanspruchung des durch die Wärmespannungen hoch beanspruchten Werkstoffes des Brennkraftzylinders 2 vermieden ist, ergibt sich der Vorteil, daß die Dicke der Wandungen des Brennkraftzylinders gering gehalten werden kann und dadurch wiederum die Wärmespannungen niedrig werden und die Ableitung der durch die Wandungen aufgenommenen Wärme an das Kühlwasser verbessert wird.

Selbstverständlich können die seitlichen Tragarme 9 anstatt in der Mitte auch am oder nahe dem unteren oder oberen Ende des Brennkraftzylinders 2 vorgesehen sein, wobei alsdann am anderen Ende, z. B. durch ein zweites Paar Tragarme, der Brennkraftzylinder 2 in der Richtung der Zylinderachse geführt und festgehalten ist. Um eine Längenausdehnung sowohl der Säulen 4, als auch des Brennkraftzylinders 2 unabhängig voneinander zu ermöglichen, bildet ein Paar Tragarme durch Verschraubungen 10 einen .festen Stützpunkt, während das zweite Paar " Tragarme in der Richtung der Zylinderachse beweglich gegenüber den Zugsäulen 4 ange-"ordnet ist.

.In Fig. 2 sind je zwei einfach wirkende Verdichterzylinder 1 mit außenliegenden Verdichtungsräumen zu einem Block zusammengegossen und je zwei der unteren und der oberen Blöcke mittels Flansche 12 zu zwei starren Balken fest verschraubt, die mittels ' der kastenförmig ausgebildeten Gestellschenkel 13 den Rahmen bilden und ihm eine große Festigkeit, insbesondere gegen Verziehen oder Verschränken, geben, das eine Verlagerung der Achsen der Brennkraftzylinder 2 mit den Achsen des Verdichterzylinders 1 gegeneinander verursachen würde. Die Brennkraftzylinder 2 sind mit einer den Brennraum der Brennkraftzylinder 2 enthaltenden Tragvorrichtung 14 versehen, die mittels der Flansche 15 mit den Schenkeln 13 lösbar verbunden sind, und zwar derart, daß die Brennkraftzylinder 2 für sich ohne Zerlegung des aus den Verdichterzylindern 1 und den Schenkeln 13 gebildeten Rahmens aus diesem herausgenommen werden können. Die Teile 16 der Brennkraftzylinder 2, in denen die als Brennkraftkolben ausgebildeten inneren Enden der Flugkolben 3 sich im wesentlichen bewegen, sind mittels der Flansche 18 mit der Tragvorrichtung 14 verbunden, und zwar so, daß die Brennkraftzylinder 2 sich in der Richtung ihrer Zylinderachse frei ausdehnen können.

Die Tragvorrichtung 14 eines der Brennkraftzylinder 2 in Fig. 3 dient als Gehäuse _]oo für die Brennstoffventile 19 und das Anlaßventil 20. Der vom Kühlmittel durchflossene Kühlraum 21 umgibt den Brennraum 22 des Brennkraftzylinders 2.

Durch. die Verwendung der Tragvorrichtung 14 als Gehäuse für Ventile bzw. Steuervorrichtungen ergibt sich der Vorteil, daß die Teile 16 des Brennkraftzylinders 2, in denen sich die Brennkraftkolben im wesentlichen hin und her bewegen, als Drehkörper ausge- n₀ bildet werden können und somit nicht nur in bezug auf die Wärmespannungen eine günstige Form erhalten, sondern auch eine sehr einfache Herstellung ermöglichen.

Die Erfindung ermöglicht, daß beim Brenn- ng kraftzylinder 2 die Wandungen 25 und 26 (Fig. 2), welche die die Auslaßschlitze 2^ und die Einlaßschlitze 24 umgebenden Ringkanäle 27 und 28 gegen das Kühlwasser abschließen, und ebenso die Zylindermäntel 29 und 30, welche die Kühlräunte 31 und 32 nach außen abschließen, ein Stück mit den

Lauf zylindern 16 bilden können. Dadurch ergibt sich- der Vorteil, daß Schwierigkeiten, die sich aus der Dichtung zwischen den Ringkanälen 27 und 28 und den Kühlräumen 31 und 32 ergeben, mit Sicherheit beseitigt sind. Bei der Übertragung der in der Richtung der Zylinderachse auftretenden, aus dem Betrieb hervorgehenden Zug- und Druckkräfte durch den Brennkraftzylinder 2 müßten sonst, da diese Übertragung durch den Werkstoff der Stege der Auslaß-und Einlaßschlitze wegen der hohen Wärmebeanspruchung dieses Werkstoffes· überhaupt nicht möglich ist, vom Zylindermantel getrennte, die Schlitze enthaltende Einsatzylinder vorgesehen sein, damit die Übertragung dieser Kräfte nur durch den Zylindermantel' und nicht durch die Stege erfolgt. Es wäre also· eine Abdichtung zwischen den Wandungen 25 und 26 und diesen Einsatzzylindern erforderlich, so daß insbesondere das unter hohem Druck stehende Treibgas in den Kühlraum austreten könnte, das nicht nur Leckverluste an Treibgas, sondern bei Mischung von Treibgas und Wasser Säurebildung hervorruft, die den Werkstoff korrodiert und weitere Undichtigkeiten ergibt, als auch durch Austreten von Gas oder Luft in die Kühlflüssigkeit des Brennkraft-

, zylinders unter Umständen den Umlauf dieser Kühlflüssigkeit empfindlich stört.

Bei der Anordnung von einem Verdichterzylinder "und einem Brennkraftzylinder als Brennkraft-Freiflugkolben-Verdichter sind die Gestellschenkel einerseits mit dem Verdichterzylinder, andererseits mit dem dem Brennraum zugeordneten Ende des Brennkraf tzylinders bzw. dem Zylinderdeckel des Brennkraftzylinders verbunden.

Claims

Patentansprüche:

ι . Brennkraft-Freiflugkolben-Verdichter mit zwischen Verdichterzylindern angeordneten Brennkraftzylindereinheiten, in denen sich gegenläufig mit Verdichterkolben verbundene Brennkraftkolben bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterzylinder (i) .mit Gestellschenkeln (4) einen Rahmen bilden, der die in der Richtung der Zylinderachse auftretenden Zug- und Druckkräfte aufnimmt, während der Brennkraftzylinder (2) derart lösbar mit dem Rahmen verbunden ist, daß nicht! nur ein Einfluß dieser Zug- und Druckkräfte auf den Brennkraftzylinder (2) ausgeschaltet, sondern dieser auch ohne Zerlegung des Rahmens aus letzterem herausgenommen werden kann.
2. Brennkraf t-Freiflugkolben-Verdichter nach Anspruch 1 mit gegenläufigen Brennkraftkolben, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Brennraum des Brennkraftzylinders (2) enthaltende, mit den Schenkeln (13) verbundene Tragvorrichtung (14) für den Brennkraftzy.linder (2) vorgesehen ist, an welche die Teile (16) des Brennkraftzylinders (2), in denen die Brennkraftkolben sich bewegen, derart befestigt sind, daß der Brennkraftzylinder (2) sich in der Richtung seiner Zylinderachse frei ausdehnen kann.
3. Brennkraf t-Freiflugkolben-Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (14) als Gehäuse zur Aufnahme von Ventilen bzw. Steuerorganen des Brennkraftzylinders ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen