DE959237C - Ein- oder mehrstufiger Freiflugkolben-Luftverdichter in Zwillingsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ein- oder mehrstufigen Freiflugkolben-Luftverdichter in Zwillingsanordnung und mit gegenläufigen Flugkolben, die durch ein Schwinghebelsystem so miteinander verbunden sind, daß die Flugkolben jeder der beiden ZyHndereinheiten im Gegentakt zueinander arbeiten.

Bei den bisher bekannten Zwillingsmaschinen ist der Brennkraft- und Verdichterkolben zu einem Bauteil vereinigt. Dieser erschwert und verkompliziert die Anlenkung und Ausbildung der Triebwerksteile, bringt eine zusätzliche Aufheizung der Verdichterkolben durch die mit diesen verbundenen heißen Brennkraftkolben und erfordert eine absolute Konzentrität und Koaxialität der einzelnen Zylindergruppen, also eine äußerst genaue und kostspielige Bearbeitung dieser Bauteile.

So ist es z. B. bekannt, die Flugkolben der einen ZyHndergruppe mit den Flugkolben der anderen Zylindergruppe über Pleuelstangen und in Gleitlagern geführte'Schwingarme zu verbinden, die ao ihrerseits wieder mit in der Mitte des Maschinengehäuses gelagerten und miteinander im Eingriff

stehenden Zahnsegmenten verbunden sind, welche die Synchronisierung des Laufes der Fluigkolben bewirken.

Eine andere Anordnung besteht darin, daß die gegenläufigen Flugkolben der einen Zylindergruppe durch ein doppelseitig angeordnetes Synchronisierungsgestänge miteinander verbunden sind, während andererseits je ein Flugkolben der einen Zylindergruppe mit je einem Flugkolben der anderen ίο Zylindergruppe jeweils durch einen Schwinghebel ■ verbunden sind.

Ferner ist jede der beiden Zylindergruppen mit einem inneren und zwei äußeren Brennräumen ausgerüstet, während die Verdichterräume zwischen diesen angeordnet sind. Des weiteren ist es bei Mehrfachanordnung von Freiflugkolben-Luftverdichtern bekannt, Brennkraft- und Verdichterzylinder voneinander zu trennen und diese in zwei Gruppen, gleichmäßig um eine mittlere Achse verteilt, anzuordnen.

Alle diese bekannten Anordnungen weisen jedoch mehr oder weniger die oben angeführten Mängel auf.

Das Besondere der Anordnung und Ausbildung des Friedflugkolben-Luftverdichters gemäß der Erfindung besteht darin, daß an einem jeden der beiden in einem Maschinengehäuse schwingbar gelagerten Hebel je vier frei schwingende Flugkolben mittels Pleuelstangen beweglich angelenkt sind, davon jeweils zwei Flugkolben auf der einen Hälfte der Hebelarme und jeweils zwei Flugkolben auf der anderen Hälfte der Hebelarme.

Je zwei Flugkolben von der an einem doppelarmigen Hebel angelenkten Kolbengruppe sind als Brennkraftkolben und je zwei Flugkolben sind als Verdichterkolben ausgebildet.

Die Brennkraftkolben der beiden Kolbengruppen sind zu je einem Paar in zwei achsparallelen Zylindern gegenläufig arbeitend angeordnet und werden wechselläufig im Arbeitstakt miteinander betrieben, während die Verdichterkolben in einzelnen, beiderseitig der Brennkraftmaschine jeweils getrennt angebauten Zylindern sich bewegen.

Durch die Zwischenschaltung beweglicher Glieder zwischen den Brennkraft- und Verdichterkolben ist eine absolute Konzentrität und Koaxialität der Brennkraft- und Verdicht er zylindergruppen nicht erforderlich und damit eine wesentliche Vereinfachung in der Bearbeitung dieser Bauteile erzielt. Die Brennkraftkolben sind, um einen selbständigen, . als Brennkraftmaschine arbeitenden Maschinensatz zu schaffen, zweckmäßigerweise, wie an sich bekannt, als Stufenkolben ausgebildet, wobei die Abstufungen der Kolben als Spül- und Ladepumpen für die Spülung und Aufladung der Verbrennungszylinder mit Frischluft Verwendung finden. Die an die Brennkraftmaschine zusätzlich angebauten Verdichterzylinder können, ein- oder mehrstufig ausgebildet sein.

Durch die auf diese Weise durchgeführte vollkommene Trennung der Brennkraft- und Verdichtermaschine kann bei stets gleichbleibendex Ausbildung der Brennkraftmaschine, durch bloßes Auswechseln der Verdichterkolben und -zylinder bzw. durch eine 'entsprechende Anordnung derselben in ein- oder stufiger Ausführung, sowohl Niederdruck-, Mitteldruck- als auch. Hochdruckkompressoren hergestellt, also Drücke im Bereich von 3 bis 300 kg/cm² und höher beherrscht werden.

In den Fig. 1 bis 4 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. ι und 2 zeigen einstufige Ausführungsformen,

Fig. 3 eine zweistufige und
• Fig. 4 eine vierstufige Ausführungsform.

In der Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau des Freifiugkolben-Luftverdichters in einstufiger Ausführung dargestellt.

Die Flugkolben 1 und 5 bzw. 2 und 6 sind als Brennkraftkolben in den Zylindern 9 und 10 jeweils gegenläufig arbeitend angeordnet. Die Brennkraftzylinder 9 und ίο sind in üblicher Weise mit -einer nicht dargestellten Einspritzdüse sowie Ein- und Auslaßschlitzen versahen. Die Brennkraftkolben ι und 2 bzw. S und 6 sind mittels Pleuelstangen 20 'an der einen Seite der doppelarmigen Hebel 16 und 17 angelenkt, die ihrerseits durch die Bolzen 18 und 19 im Maschinengehäuse 15 schwingbar gelagert sind. Die beiden doppelarmigen Hebel 16, 17 sind durch eine auf diesen exzentrisch gelagerte Synchronisierungsstange 21 angelenkt und in bekannter Weise verbunden, wodurch der Gleichlauf der beiden Kolbengruppen erzwungen wird. Zu beiden Seiten der so gebildeten Brennkraftmaschine sind in Achsrichtung der Brennkraftzylinder die Verdichterkolben 3, 4, 7, 8 in den an das Maschinengehäuse 15 angeflanschten VerdichterzyHndern 11, 12, 13, 14 angeordnet. Die Verdichterkolben 3, 4, 7, 8 sind ebenfalls über Pleuelstangen 20 mit den doppelarmigen Hebeln 16, 17 verbunden. Die Verdichterzylinder 11, 12, 13, 14 sind in üblicher Weise mit nicht dargestellten Saug- und Druckventilen versehen.

Die Fig. 2 zeigt den Freiflugkolben-Luftverdichter in der gleichen Ausführung wie in Fig. i, lediglich mit dem Unterschied, daß die Brennkraftkolben 1, 2, 5, 6 als Stufenkolben ausgebildet sind, wobei die Abstufungen 22, 23, 24, 25 als Spülpumpen dienen zur Beschaffung von Frischluft für den Spül- und Ladevorgang der Brennkraftzylinder 9 und 10.

Die Fig. 3 zeigt den Brennkraftmaschinenteil in der gleichen Anordnung wie in Fig. 2. Der Verdichtermaschinenteil ist zweistufig ausgeführt, wobei die Verdichterkolben 3, 4, 7, 8 mit Abstufungen 25, 26, 27, 28 verseihen sind, die in den Zylindern ²9> 3°) 3¹) 3² die ersten Verdichterstufen bilden, während die Verdichterkolben 3, 4, 7, 8 in den Zylindern 11, 12, 13, 14 die zweiten Verdichterstufen darstellen.

In der Fig. 4 ist der Freiflugkolben-Luftverdichteir vierstufig ausgeführt. Der Brennkraftmaschinenteil ist in der gleichen Weise ausgeführt, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt und beschrieben. Die Verdichterkolhen 33, 34 stellen mit den Zylindern 35, 36 die ersten Verdichterstufen, die Verdichterkolben 37, 38 mit den Zylindern 39, 40 die zweiten Verdichter-

stufen, die Verdichterkolben 41, 42 mit den Zylindern 43, 44 die dritten Verdichterstufen und die Verdichterkolben 45,' 46 mit den Zylindern 47, 48 die vierten Verdichterstufen dar.
Die Anordnung der Verdichterstufen kann jedoch auch in jeder anderen beliebigen Anordnung getroffen werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Ein- oder mehrstufiger Freiflugkolben-Luftverdichter in Zwillingsanordnung und mit gegenläufigen Flugkolben, die durch ein Schwinghebelsystem miteinander verbunden sind, wobei die Flugkolben jeder der beiden Zylindereinherben im Gegentakt zueinander arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß an einem jeden der beidien in einem Maschinengehäuse (15) schwingbar gelagerten Hebel (16, 17) je vier frei schwingende Flugkolben (1, 2, 3, 4 bzw. 5, 6, ao 7, 8) mittels Pleuelstangen (20) beweglich angelenkt sind, davon jeweils zwei Flugkolben (1, 3 bzw. S> 7) auf d^er einen Hälfte der Hebelarme (16, 17) und jeweils zwei Flugkolben (2, 4 bzw. 6, 8) auf der anderen Hälfte der Hebelas arme (16, 17).
2. 2. Ein- oder mehrstufiger Freiflugkolben-Luftverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Brennkraftkolben (1, 5 bzw. 2, 6) jeweils in einem Zylinder (9 bzw. 10)' gegenläufig arbeitend angeordnet sind und im wechselläufigen Arbeitstakt als Verbundmaschine miteinander betrieben werden, während die Verdichterkolben (3, 4, 7, 8) in einzelnen, beiderseitig der Brennkraftmaschine jeweils getrennt angebauten Zylindern (11, 12, 13, 14) sich bewögen.
3. 3. Ein- oder mehrstufiger Freiflugkolben-Luftverdichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftkolben (1, 2,

   5, 6) als Stufenkolben ausgebildet sind und denen Abstufungen (22, 23, 24, 25) als Spülpumpenkolben für die Spülung und Aufladung der Verbrennungszylinder (9, 10) Verwendung finden.
4. 4. Ein- oder mehrstufiger Freiflugkolben-Luftverdichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Brennkraftmaschine angebauten KompressorzyBnder (11, 12, 13, 14) ein- oder mehrstufig ausgebildet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 989 168;
   schweizerische Patentschrift Nr. 178 316;
   deutsche Patentschrift Nr. 744422.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen

   ® 609 616/254 8.56 (609 809 2.57)