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Brennkraftmaschine mit mehreren rings um die Maschinenwelle und parallel.
zu dieser angeordneten Arbeitszylindern Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkra£tmaschine
mit mehreren rings um die Maschinenwelle und parallel zu dieser angeordneten Arbeitszylindern;
bei der die Arbeitszylinder paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind
und die Arbeitskolben eines jeden Paares auf einer gemeinsamen Stange sitzen, die
auf eine mit der Maschinenwelle verbundene Kurvenscheibe einwirkt.
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Bei den bekannten Viertaktmaschinen dieser Art war eine besondere
Pumpe, durch die ein verstärktes Aufladen der Arbeitszylinder möglich geworden wäre,
nicht vorgesehen. Das Brennstoff-Luft-Gemisch gelangte vielmehr in der üblichen
Weise beim Saughub des Kolbens in die Arbeitszylinder. Bei Zweitaktmaschinen, die
die obengenannten Merkmale besaßen, hat man denjenigen Teil des Arbeitszylinders,
durch den die. Kolbenstange hindurchreichte, als' Pumpenraum ausgebildet und die
verdichtete Luft durch Überström-"kanäle, die in .der Zylinderwand vorgesehen waren,
jeweils aus dem Pumpenraum in den angrenzenden Verbrennungsraum des Arbeitszylinders
übergeführt, wenn sich der Kolben in seiner unteren Totpunktstellung befand. Auch
hierbei ließen sich die Arbeitszylinder nicht in zusätzlicher Weise aufladen.
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Um diesen vorbekannten Anordnungen gegenüber die Massenkräfte der
Kolben und der sie paarweise verbindenden Kolbenstangen in zusätzlicher und besonders
wirksamer Weise abzufangen und zugleich das Ladegewicht der Arbeitszylinder zu vergrößern
und die für den letzteren Zweck bestimmte Ladepumpe in einfacher Weise antreiben
zu können, trotzdem aber auch unter möglichst günstigen Verhältnissen arbeiten zu
lassen, ist erfindungsgemäß auf der den beiden Arbeitskolben eines jeden Zylinderpaares
gemeinsamen Kolbenstange ein, als Pumpenkolben in einem doppelt wirkenden Pumpenzylinder
zur Verdichtung von Brennstoff-Luft-Gemisch dienender Kolben angeordnet und von
der einen Seite eines jeden Pumpenzylinders eine Druckleitung zu einem Arbeitszylinder
des einen Teils der Zylinder und von der anderen eine Druckleitung zu einem Arbeitszylinder
des anderen Teils der Zylinder geführt, wobei jede Druckleitung an einen in der
Drehrichtung der Maschinenwelle gegenüber dem Pumpenzylinder versetzten Arbeitszylinder
angeschlossen ist, derart, daß jede Pumpenladung während des nach Abschluß, des
Arbeitszylinderauslasses' beginnenden Verdichtungshubes des zugeordneten Arbeitszylinders
in diesen übergeschoben wird.
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An und für sich ist es allerdings bereits bei Kurbelwellenmotoren
bekannt, die in einer doppelt wirkenden Pumpe vorverdichtete Ladung während de"s
Verdichtungshubes als Zusatzmenge .in den Arbeitszylinder einzuführen. Es wurde
ferner bereits vorgeschlagen, eine doppelt wirkende Pumpe zwischen zwei einfach
wirkenden Arbeitszylindern anzuordnen und dabei die eine Pumpenseite mit
dem
einen Arbeitszylinder 'und die andere Pumpenseite an den anderen Arbeitszylinder
anzuschließen. Hierbei lag aber die Pumpe nicht achsengleich zu dem einen oder anderem
der beiden Arbeitszylinder. Es wurden vigfY mehr alle Massen- und Gasdruckkräfte
ää die Kurbelwelle übertragen bzw. von- diese'' abgeleitet, insbesondere auch diejenigen
zur Hinundherbewegung des Pumpenkolbens. Demgegenüber werden erfindungsgemäß die
Massenkräfte der Arbeitskolben und des Pumpenkolbens jeweils durch die Verdichtung
der Luft in der Pumpe und in einem der Arbeitszylinder wirksam abgefangen, wodurch
diejenigen Getriebeteile, die zur Übertragung der mechanischen Kräfte dienen, wesentlich
entlastet werden. Dabei wird gleichzeitig der weitere. Vorteil erreicht, daß dank
des Versatzes der Arbeitszylinder gegenüber den an sie angeschlossenen Pumpenzylindern
der Druck der aus der Pumpe in den Arbeitszylinder überzuführenden Luft nicht größer
gehalten zu werden braucht, als es unbedingt zur Erzielung einer einwandfreien Ausspülung
des Arbeitszylinders notwendig ist. Außerdem kann- die Pumpe kleine, schädliche
Räume besitzen, was den Wirkungsgrad sehr günstig beeinflußt. Ein Aufnehmer ist
entbehrlich.
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Nach einem anderen bekannten Vorschlag sollten die Pumpenkolben gleichfalls
in besonderen Zylindern, aber diese achsengleich zu je einem der Arbeitszylinder
angeordnet werden, so daß jeder Pumpenkolben durch eine Kolbenstange mit einem Arbeitskolben
in Verbindung stand. Dabei war vorgesehen, daß jeder Pumpenkolben die von ihm verdichtete
Luft nicht dem achsengleich zu ihm liegenden Arbeitszylinder, sondern dem benachbarten
zuführte. Bei einer solchen Anordnung können die Massenkräfte der Kolben durch den
Gasdruck im Pumpen- und im Arbeitszylinder nur dann abgefangen werden, wenn die
Kolben sich ihrer oberen Totpunktstellung nähern. Dagegen blieb es der Kurbelwelle
überlassen, die Gasdruck- und die Massenkräfte der auf und nieder bewegten Maschinenteile
jeweils im unteren Totpunkt der letzteren abzufangen. Dies bedeutete eine sehr erhebliche,
zusätzliche Beanspruchung der Kurbelwelle. Demgegenüber ist es wesentlich, daß erfindungsgemäß
durch die Zwischenschaltung 'einer Pumpe zwischen zwei. Arbeitszylinder bei der
eingangs angegebenen Motorenbauart die Massenkräfte der. hin und her bewegten Maschinenteile
zuverlässig ohne wesentliche Beanspruchung der Getriebeteile auf das Maschinengestell
übertragen werden, wozu noch die oben geschilderten weiteren Vorteile der geringen
Höhe des von der Pumpe zu erzeugenden Luftdruckes und des Fortfalles besonderer
Aufnehmer für die verdichtete Luft hinzutreten.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Aushrungsbeispiel der Erfindung.
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`.#Abb. i ist ein Achsenschnitt durch eine w43@ennkraftmaschine.
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:@ y-Abb. 2 ist ein Querschnitt durch die letztere. Rings um die Hauptwelle
i sind in zwei Gruppen die Arbeitszylinder :2 und 3 ortsfest am Maschinengestell
angeordnet, und zwar derart, daß jeweils ein Zylinder 2 und ein Zylinder 3 achsengleich
zueinander liegen. Die in zwei solchen zusammengehörigen Zylindern angeordneten
Kolben q. und 5 sind durch eine Kolbenstange 6 fest miteinander verbunden. Auf der
letzteren ist ein Bügel mit seinen beiden Enden befestigt. An diesem Bügel sind
mehrere Paare von Triebrollen 8 drehbar gelagert. Jeder Bügel 7 ist zwischen zwei
Schienen 9 und io, die am Maschinengestell befestigt sind, derart geführt, daß die
Büge17 keine Schwenkbewegungen um die Achse der Welle 6 ausführen können.
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Die Rollen 8 greifen in die Nuten i i zwischen je zwei in sich zurücklaufenden
Führungsrippen 12 bis 16 ein, die von dem zylindrischen Körper 17 getragen werden.
Dieser ist auf der Hauptwelle i befestigt. Die Gesamtanordnung ist derart getroffen,
daß einem vollen Hinundhergang der Kolbenstangen 6 eine volle Umdrehung der Welle
i entspricht.
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Die Bügel 7 umfassen die Pumpenzylinder 18, in denen je ein Pumpenkolben
ig hin und her bewegt wird. Dieser ist auf der durch den betr. Pumpenzylinder 18
hindurchreichenden Kolbenstange 6 befestigt. Die Pumpen 18, ig sind doppelt wirkend
ausgeführt. Durch die Leitungen 2o und a1 steht jede Seite der Pumpenzylinder 18
mit einem der Arbeitszylinder 2 bzw. 3 in Verbindung. Die Einmündung der Leitungen
2o und 21 in die betr. Arbeitszylinder 2 und 3 ist durch Ventile 22 abgesperrt.
Letztere werden durch Kurvenscheiben gesteuert, die auf der Welle i befestigt sind
und mit der letzteren zusammen umlaufen. Die Pumpenzylinder 18 sind hierbei aber
nicht an diejenigen Arbeitszylinder 2 und 3 angeschlossen, die jeweils achsengleich
zu ihnen liegen, sondern an diejenigen, die in der Drehrichtung der Welle i um go°
bis i2o° gegenüber dem betr. Pumpenzylinder 18 versetzt sind, also voreilen. Demgemäß
wird das Brenstoff-Luft-Gemisch in dieArbeitszylinder jeweils dann eingedrückt,
wenn der Kolben die Auspuffschlitze geschlossen hat, also erst einen Teil seines
Kompressionshubes zurückgelegt hat.
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Die Brennkraftmaschine kann im Viertakt laufen. In der Regel wird
man aber das
Zweitaktsy stem wählen und zu diesem Zweck das dem
Verbrennungsraum gegenüberliegende Ende des Arbeitszylinders in der aus der Zeichnung
ersichtlichen Weise schließen, so daß jenes Zylinderende als Pumpe ver= wendbar
ist. Man kann dann durch den in den Zylindern 2 und 3 angeordneten Kolben jeweils
reine Luft in den Pumpenteil der Arbeitszylinder 2 und 3 einsaugen und in bekannter
Weise mittels eines Überführungs-. kanals jeweils in der inneren Totpunktstellung
des Kolbens in den Verbrennungsraum übertreten lassen, um aus diesem die Gasreste
auszutreiben, während das zum Betrieb des Motors erforderliche Brennstoff-Luft-Gemisch
, mittels der oben besprochenen Pumpe 18, ig erst nach Abschluß der Auslaßschlitze
in den Verbrennungsraum des betr. Arbeitszylinders eingeführt wird. In diesem Fall
erhält man eine sehr gute Füllung der Arbeitszylinder und eine entsprechende Steigerung
der Motorleistung.