DE93161C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Kohlenwasserstoffzweitaktmaschine. Die wesentlichen Theile derselben sind folgende:

Ein zweitheiliges Verschlufsstück, dessen einer Theil am Arbeitscylinder befestigt ist und dem Auspuffventil für die Verbrennungsproducte als Sitz dient. Der andere Theil des Verschlufsstückes, welcher den Ventilkörper des Auspuffventiles bildet, ist beweglich. Der kleine Hohlraum desselben dient als Verbrennungskammer und steht mit dem Arbeitscylinder durch schraubenförmige Kanäle in Verbindung, durch welche die von dem Kolben nach jener Kammer gedrückte Luft eine starke wirbelnde Bewegung erhält. Gegen den Boden der Kammer liegt ferner eine Metallkappe an, gegen welche sich der am Ende des Verdichtungshubes durch eine Pumpe in die Kammer eingespritzte Petroleumstrahl zerstäubt.

Auf der Zeichnung veranschaulicht:

Fig. ι einen Längsschnitt durch die ganze Maschine,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Arbeitscylinder und die Verdichtungskammer in gröfserem Mafsstabe.

Auf dem Gestell B, welches die Hauptwelle 0 und die verschiedenen anderen Theile der Maschine trägt, ist mittelst einer Mutter und Gegenmutter der horizontale Arbeitscylinder befestigt.

Der Arbeitscylinder setzt sich aus einem Stahlrohr α und einem zweitheiligen Verschlufs- oder Bodenstück zusammen. Der eine Theil a^l des Bodenstückes ist auf dem Rohr a aufgeschraubt, während der andere Theil c durch den Theil a^l hindurchgesteckt ist und ,so den Kegel eines Auspuffventiles für die heifsen Gase bildet.

In diesem Ventilkegel c befindet sich eine als Zündkammer wirkende Aushöhlung C Der Eintritt der von dem Cylinder α kommenden, verdichteten Luft nach der Kammer C wird durch einen mit Schraubenwindungen versehenen Körper V geregelt; der Körper V befindet sich zu dem Zwecke derart zwischen den Räumen α und C eingeschaltet, dafs die Luft oder die Gase gezwungen werden, die Schraubengänge des Körpers V zu durchfliefsen. Der Körper V wird aus einem cylindrischen Stahlblock hergestellt, indem man auf demselben zunächst ein gewöhnliches dreikantiges Gewinde schneidet und über letzteres dann die tiefen, im Querschnitt rechteckigen Schraubengänge zieht; mittelst des zuerst geschnittenen dreikantigen Gewindes wird der Körper V in den Theil c des Bodenstückes eingeschraubt.

Ih der Kammer C ist eine Kapsel oder Kappe c⁴ aus Kupfer. Diese Kappe ist so bemessen, dafs sie in den Querschnitt der Kammer C hineinpafst und, den Boden bedeckend , ein ziemliches Stück weit in die Kammer hineinragt. Die Kappe c* wird gegen den Boden der Kammer C durch eine in dem Körper V befestigte Spindel c⁵ angedrückt erhalten.

Der die Verbrennungskammer einschliefsende Theil c setzt sich in einem in seiner Längsachse durchbohrten Theil c² fort. In der Bohrung dieses Theiles ruht ein Bolzen c⁶, so

zwar, dafs ein ringförmiger, sehr enger Zwischenraum für das durch die Einspritzpumpe in die Kammer C gedrückte Petroleum verbleibt.

Auf den konischen Theil des Körpers a¹ ist eine gegossene, mit einer Oeffnung d\ zum Austritt der heifsen Gase, versehene Haube d aufgesetzt. Der Ansatz der Haube dient dem Zweck, die Spindel c² des Ausströmungsventilkegels c zu führen. .Der Kegel c wird durch eine starke Schraubenfeder d'² auf seinem Sitz niedergedrückt erhalten, indem sich diese Feder einerseits gegen die Mutter c³ auf der Spindel c² des Ventilkegels c, andererseits gegen den Boden der Haube d legt; die Feder drückt somit gleichzeitig auch die Haube gegen den Theil a¹ an. In der Mutter c³ mündet das von der Petroleumpumpe P kommende Rohr c⁷.

Der Arbeitskolben ist auf seine ganze Länge hin hohl und aus zwei Theilen zusammengesetzt. Der eine dieser Theile, b, bildet den eigentlichen Arbeitskolben und gleitet in dem Cylinder α, während der andere Theil, /, von im Verhältnifs zum Theil b grofsem Durchmesser, als Luftpumpenkolben wirkt und zu dem Ende in einem mit dem Bett B aus einem Stück gegossenen zweiten Cylinder m arbeitet. Der Cylinder m hat zwei seitliche Oeffnungen m¹ und besitzt in seinem Boden ein Lufteinströmungsventil s, das eine Feder s¹ bestrebt ist., auf seinem Sitz gedrückt zu erhalten.

Die Fig. 3, 4 und 5 veranschaulichen die Stellungen, welche die einzelnen, eben beschriebenen Theile während eines Spieles der Maschine einnehmen.

Wie schon erwähnt, ertheilt die Maschine der Hauptwelle bei jeder Umdrehung einen Antrieb.

Es sei die Stellung des Kolbens in dem Augenblick betrachtet, wo in der Kammer C die Zündung und Explosion des Gemisches aus heifser, in lebhafter Wirbelbewegung befindlicher Luft und fein zerstäubtem Petroleum stattgefunden hat (s. Fig. 1, 2 und 3).

Der Arbeitskolben, der mit der Kurbel der Arbeitswelle 0 in irgend einer bekannten Weise gekuppelt ist, beginnt seinen Arbeitshub (sich in Fig. 3 von links nach rechts bewegend) und stöfst dadurch den Luftpumpenkolben in den Luftpumpencylinder m hinein. Die in diesem Cylinder 771 enthaltene Luft entweicht daher aus den Oeffnungen m¹?«¹, jedoch nur so lange, bis diese Oeffnungen von dem Kolben / bedeckt sind; in diesem Augenblick hat aber der Kolben / noch nicht ganz das Ende seines Hubes erreicht, so dafs jetzt also eine Verdichtung der noch in dem Cylinder m ent-Ιΐαΐτέπεη Luftmenge stattfinden mufs.

Während nun so die Verdichtung der Luft in dem Cylinder m vor sich geht, wird das Ausströmungsventil c geöffnet, so dafs die Gase, welche bisher auf den Arbeitskolben b gewirkt haben, zwischem dem Ventil c und seinem Sitz a¹ hindurchtreten und durch die Oeffnung d¹ in die freie Luft entweichen.

Infolge dieses Entweichens der Verbrennungsgase und der damit verbundenen Abnahme des Druckes im Cylinder α überwindet die zwischen dem Kolben / und dem Cylinder m eingeprefste frische Luft den Widerstand der Feder /⁴ und öffnet das Einströmungsventil /, worauf diese verdichtete frische Luft erst durch den Luftpumpenkolben /, sodann durch den Arbeitskolben b und endlich durch den Arbeitscylinder α hindurchströmt. Fig. 4 veranschaulicht die Stellung, die die verschiedenen Organe der Maschine während dieses Vorganges einnehmen. Der Arbeitskolben bewegt sich hierbei immer noch von links nach rechts und hat noch nicht das Ende seines Hubes erreicht, dennoch sind die Oeffnungen m¹ aber bereits geschlossen, das Ausströmungsventil c ist geöffnet und das Lufteinströmungsventil f ist soeben geöffnet worden.

Obgleich die durch den Arbeitscylinder hindurchgeprefste Menge frischer Luft nur während eines kurzen Hubes des Luftpumpenkolbens erzeugt wurde, so wird dieselbe dennoch vollständig genügen, den Arbeitscylinder von verbrannten Gasen zu reinigen, da. letzterer weit kleiner als der Pumpencylinder ist. Demzufolge wird im Augenblick des Oeffnens des Ventiles f das Innere des Arbeitskolbens und des Cylinders α durch eine verhältnifsmäfsig grofse Menge frischer und reiner Luft durchströmt, es werden die alten, verbrauchten Explosivgase ausgetrieben, und der Kolben sowie der Cylinder erfahren eine kräftige Abkühlung. In Fig. 4 ist durch Pfeile der Weg angedeutet, den die frische Luft durch den Kolben b und den Cylinder a hindurch nimmt, um durch das noch offene Ausströmungsventil c und die Ausströmungsöffnung d¹, zugleich mit den aus dem Arbeitscylinder verdrängten Verbrennungsgasen, zu entweichen.

Sobald nun der Kolben anfängt, sich zurück, von rechts nach links zu bewegen, schliefst sich das Kolbenventil f unter der Wirkung seiner Federy⁴. Ferner wird das Ausströmungsventil c von seinem Hebel frei gelassen, so dafs es sich ebenfalls vermittelst seiner Feder d² (Fig. 2) schliefsen kann. Zugleich hiermit öffnet sich aber auch das Ventil s im Boden des Luftpumpencylinders m (infolge der durch den Rückgang des Kolbens I im Cylinder m verursachten Luftverdünnung) und läfst von aufsen in diesen Cylinder Luft einströmen, so dafs die Luftverdünnung im Cylinder m sofort aufgehoben wird und der Kolben / sich unbehindert so weit bewegen kann, bis er die Oeffnungen m¹ wieder frei giebt.

Fig. 5 veranschaulicht die Stellung der verschiedenen Organe der Maschine im Augen-

blick, wo der Kolben bereits seinen Rücklauf begonnen hat und sich von rechts nach links bewegt. Die Ventile/ und c sind geschlossen, das Ventil s aber ist offen.

Infolge der Schlufsstellung der Ventile/ und c kann also die im Arbeitscylinder α noch befindliche frische Luft nicht mehr entweichen. Der. Kolben b beginnt die noch im Arbeitscylinder befindliche frische Luft zusammenzupressen und in die Kammer C hinein zu drücken.

Die Luft strömt in diese Kammer durch die schraubenförmigen Kanäle_ ein, die in den Körper V eingeschnitten sind, und wird schliefslich am Ende des Hubes des Arbeitskolbens bis auf das Volumen dieser Kammer zusammengedrängt. Da nun das Volumen der Kammer im Verhältnifs zu dem Volumen des Arbeitscylinders α ein sehr kleines ist, so erleidet die, in diese Kammer gedrückte Luft eine sehr starke Zusammenpressung und somit auch Temperaturerhöhung, aufserdem aber hat die Luft, infolge der schraubenförmigen Einströmungskanäle im Körper V, in der Kammer C eine lebhafte, wirbelnde Bewegung.

Es wird jetzt, d. h. gegen Ende des Verdichtungshubes , durch die Petroleumpumpe unter hohem Druck ein Strahl Petroleum in die Röhre c¹ (Fig. ι und 2) eingespritzt, die in die Kammer C endet. Der Petroleumstrahl prallt gegen den Boden der Metallkappe c⁴, zerstäubt und dringt zwischen dieser Kapsel und der Wandung der Kammer C in letztere in Gestalt eines feinen Nebels ein, um sich mit der in jener Kammer¹ befindlichen heifsen, lebhaft wirbelnden Luft innig zu vermischen und infolge der hohen Temperatur dieser Luft auch sofort zu verbrennen (Fig. 3) und sich zu entzünden, und zwar in einem Augenblick, wo der Kolben gerade das (linke) Ende seines Hubes erreicht hat.

Der Druck der Gase in der Kammer C steigt daher plötzlich", die Gase strömen durch die Schraubenkanäle des Körpers V hindurch und drücken auf den Arbeitskolben, der nun in seinem Hube umkehrt und so die durch die Zündung frei werdende Kraft in Arbeit umsetzt.

Somit ist der Hub des Kolbens b von links nach rechts der Arbeitshub, gegen dessen Ende hin auch das Ausströmen der· Arbeitsgase und. das Einströmen frischer Luft stattfindet.

Der Hub des Kolbens von rechts nach links dagegen bewirkt nur die Verdichtung der eingetretenen frischen Luft.

Die Maschine ertheilt somit ihrer Hauptwelle für jede Umdrehung einen Impuls.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Kohlenwasserstoff-Explosionsmaschine , bei welcher das Gemisch durch hohe Verdichtung entzündet wird, gekennzeichnet durch eine im Innern des Auspuffventiles c angebrachte Verdichtungskammer C von geringer Gröfse, welche mit dem Cylinder durch Schraubenkanäle in Verbindung steht, so dafs die in diese Kammer eintretende Luft eine lebhafte Wirbelbewegung erhält, und welche ferner mit einer federnd die Innenwandung der Kammer C berührenden Metallkapsel c* ausgerüstet ist, zwecks feiner Zerstäubung des Petroleums, das sich innig mit der heifsen, in Wirbelbewegung befindlichen Luft mischt und hierbei sich entzündet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.