Titel: | Ueber Neuerungen an Gasmaschinen. |
Fundstelle: | Band 247, Jahrgang 1883, S. 97 |
Download: | XML |
Ueber Neuerungen an Gasmaschinen.
Patentklage 46. Mit Abbildungen auf Tafel 9 ff.
Ueber Neuerungen an Gasmaschinen.
Die von N. A. Otto (* D. R. P. Nr. 532) getroffenen
geistvollen Abänderungen im Kreisprozeſs der Lenoir'schen Gasmaschine sind in der mannigfachsten Weise verwerthet worden;
einigen entschiedenen Verbesserungen in Construction und im Prinzipe der
ursprünglichen Otto'schen Maschine (vgl. 1878 230 * 292) steht die Mehrzahl der Abänderungen als
versuchte, ohne Erfolg gebliebene Verbesserungen gegenüber. Alle diese
Constructionen behalten die Compression der Ladung vor der Zündung bei, während in
Bezug auf den zweiten wesentlichen Punkt der Otto'schen
Erfindung, die Verwendung und Verwerthung der im Cylinder zurückgehaltenen
Verbrennungsrückstände, wesentlich abweichende Meinungen zum Ausdruck gelangt sind.
Es werden die Verbrennungsrückstände von Otto
bekanntlich sowohl zur Verdünnung der folgenden Ladung, als auch zur Bildung eines
Stoſskissens vor dem Kolben benutzt; in einer Anzahl Patente ist die erstere Aufgabe
der Rückstände beibehalten; bei anderen Vorschlägen hingegen soll die Vermengung der
Ladung mit den Rückständen vermieden, diese also nur als Stoſskissen ausgenutzt
werden; endlich ist besonders in den neueren Erfindungen des letzten Jahres das
Bestreben dahin gerichtet, die Rückstände überhaupt vollständig aus dem Cylinder zu entfernen, bevor eine neue Ladung in
denselben eingesaugt wird.
Nach Menck und Hambrock in Ottensen bei Altona
(Erloschene * D. R. P. Nr. 13678 vom 25. April 1879, * Nr. 13674 vom 10. Oktober
1879, Zusatz * Nr. 14763 vom 6. Januar 1880) soll eine Vermischung des brennbaren
Theiles der Ladung mit den Verbrennungsrückständen vor der Entzündung verhindert
werden, so daſs gegenüber dem Vorgang bei Otto hier
eine plötzliche Explosion erfolgen muſs, bei welcher die Rückstände nur als
Stoſskissen Verwendung finden.
Bei der ersten Ausführung (D. R. P. Nr. 13673) besteht die Maschine, wie aus Fig.
1 Taf. 9 zu ersehen, aus der Luftpumpe A und
der Gaspumpe B. Die Kolben bewegen sich mit dem
Arbeitskolben gleichzeitig vorwärts und rückwärts, da ihre Kurbeln gleichgerichtet
sind. Während einer Umdrehung der Kurbelwelle werden nun auf einer Kolbenseite
folgende Perioden zu beobachten sein: Beim Ausschub die Uebertragung der durch die
Verpuffung der Ladung im Räume H des Arbeitscylinders
geleisteten Arbeit; beim Hubwechsel werden die gespannten Gase durch die Schlitze
r und den Auspuff s
ausgelassen, wobei die Ausgleichung der Spannung im Cylinder mit der Atmosphäre vor
sich geht; beim Einschub werden schlieſslich die im Cylinder und dem verlorenen
Raume H zurückgebliebenen Gase verdichtet und nach H gedrängt. Gegen Ende des Einschubes sind nun die
Spannungen des Inhaltes der Pumpen A
und B so groſs geworden, daſs die Federventile gehoben und
zuerst die Luftpumpe und dann die Gaspumpe nach H zu
entleeren beginnen. In Folge der kurzen Zeit der Ueberströmung und durch die Form
des Raumes H soll nun, wie die Erfinder behaupten, die
eingepreſste Luft sich nicht mit den Rückständen im Cylinder mischen, sondern
dieselben nur aus dem engen Hals des Raumes H gegen den
Cylinder drängen, um hier beim nächsten Hub als Stoſskissen wirksam zu werden; das
etwas später eingepreſste Gas soll sich dagegen während derselben Zeit mit der vor
ihm eingetretenen frischen Luft mischen. Wird das Gas durch einen bei o eingeführten
elektrischen Funken entzündet, so wird eine möglichst schnelle Explosion
stattfinden.
Die charakteristischen Merkmale dieser Anordnung liegen demnach in der Trennung der
Ladung in einen gasleeren und einen gasreichen Theil, wodurch die Verpuffung der
Ladung auf schnellst möglichem Wege vor sich geht, und in der Wiederbenutzung
derjenigen Gase, welche im Cylinder nach der
Druckausgleichung vorhanden sind, zur Ladung des nächsten Hubes.
Später (D. R. P. Nr. 13674) wurden die beiden Pumpen A
und B durch eine Pumpe B (Fig. 2 Taf.
9) ersetzt, welche durch den Muschelschieber D und
Oeffnung p Gas und durch o
Luft einsaugt. Kolben B1 und der Arbeitskolben C haben wieder
gleiche Bewegung; letzterer dient auch als Pumpe zum Einsaugen von Luft. Es finden
nun auf je einer Seite beider Kolben folgende Vorgänge statt: Beim Ausschub saugt
die Pumpe B Gas und Luft ein, welches Gemisch durch den
Schieber in der Pumpe eingeschlossen wird, während im Arbeitscylinder die Explosion
ihre Wirkung äuſsert. Kurz vor Ende des Hubes wird das Auslaſsventil F geöffnet und es erfolgt ein Spannungsausgleich im
Cylinder; gleichzeitig wird aus dem Räume vor dem Cylinder, welcher beim
vorhergehenden Einschube durch das Ventil G mit Luft
gefüllt wurde, die angesammelte und etwas verdichtete Luft durch Oeffnungen g in den Cylinder C1 eingelassen, um die hier befindlichen
Verbrennungsgase durch Ventil F auszutreiben. Beim
Einschub dagegen wird in der Pumpe B auf etwa ⅘ des
Kolbenweges das brennbare Gasgemenge verdichtet, um im letzten Fünftel, bei
schnellem Vor- und Rückgang des Schiebers D, in die
enge Röhre v der Verbrennungskammer gedrückt zu werden;
im Arbeitscylinder wird bei geschlossenem Ventil F das
nicht brennbare Gemenge verdichtet und in den weiten Theil V der Kammer gepreſst. Eine Mischung beider Gasarten soll nun auch hier
wieder vermieden werden, da den Gasen keine Zeit hierzu gelassen wird; die Erfinder
berechnen die Dauer des Zusammenseins beider Gase in dem engen Kanal bei 200
Umdrehungen in der Minute auf 0,03 Sekunden. Nach beendetem Einschub erfolgt endlich
die Zündung.
Die zweite Eigenthümlichkeit der ersten Construction ist also hier aufgegeben,
dagegen die erste noch etwas schärfer zum Ausdruck gebracht.
Nach dem Zusatzpatent (Nr. 14763) soll die Mischung beider Gasarten noch
entschiedener durch eine derartige Aufstellung des Cylinders der zweiten Gestaltung
verhindert werden, daſs die Pumpe über dem Arbeitscylinder angeordnet wird und der
Kanal von oben nach unten sich erweitert; das specifisch leichtere Gas soll demnach
gleichsam auf der schwereren Luft in der Verbrennungskammer schwimmen. Endlich ist
noch eine andere Zündvorrichtung vorgeschlagen, welche die Zündung der Ladung
sicherer bewirken soll. Die beständig brennende Flamme entzündet hier (Fig.
3 Taf. 9) eine ganze Reihe von Uebertragungsflammen, welche im
Schieberkanal brennen und einander so nahe stehen, daſs die Entzündung einer Flamme
die der ganzen Reihe nach sich zieht. Die Speisekanäle dieser Uebertragungsflammen
münden deshalb sämmtlich in den Kanal e des Schiebers.
Diese Anordnung, welche ihrer vielen feinen Bohrungen wegen Bedenken erregen muſs,
wird von Menck und Hambrock folgendermaſsen begründet:
Es verlöschen durch die schnelle Bewegung des Schiebers D in dem Augenblick, wo e vor dem Kanal der
stets brennenden Flamme vorbeigeht, die vorderen Uebertragungsflämmchen; da die
hinteren Flammen aber weiter brennen, so sollen sich die vorderen wieder an diesen
entzünden.
Der Erfolg der Otto'schen Motoren lag gerade in der
eingeführten langsameren Verbrennung an Stelle der plötzlichen Explosion; es wird
durch dieselbe eine gleichmäſsigere Umsetzung der Wärme in Arbeit erzielt, da das
Nachbrennen während der Expansion eine Menge Wärme zuführt, welche die nutzbare
Mittelspannung wesentlich erhöht, wie aus der Expansionscurve des Otto'schen Indicatordiagrammes mit Sicherheit
geschlossen werden muſs. Die besprochenen Constructionen weichen von diesem als gut
und richtig erkannten Prinzip ab, ohne besseres zu geben. Versuche mit diesen
Maschinen sind nicht in die Oeffentlichkeit gedrungen.
Bei den Otto'schen Maschinen entweichen die
Verbrennungsgase aus dem Arbeitscylinder unter bedeutendem Druck; denselben
herabzudrücken oder zu vermeiden, streben folgende Vorschläge an.
In der Maschine von der Deutzer Gasmotoren-Fabrik in
Deutz bei Köln (Uebertragenes * D. R. P. Nr. 14254 vom 31. December 1879) ist ein
besonderer Pumpencylinder angebracht, welcher neben dem Arbeitscylinder gelagert
ist. Während der Arbeitskolben einen Theil der Verbrennungsgase ausbläst, verdichtet
der Pumpenkolben das angesaugte Gemisch so lange, bis der Ausblasekanal des
Arbeitscylinders geschlossen wird. Nun wird das ganze brennbare Gemisch aus der
Pumpe in den verlängerten Raum des Arbeitscylinders gedrückt, wo es sich mit den
vorhandenen Rückständen gleichmäſsig mischt und bei oder nach Ueberschreitung des
todten Punktes des Pumpenkolbens entzündet wird. Es erfolgt so eine stetig wirkende
Kraftäuſserung auf den Arbeitskolben bei jedem Hube. Geeignete Wahl der Verhältnisse
beider Cylinder gestattet eine weit gehende Herabdrückung der Endspannung, mit welcher die
Verbrennungsgase aus der Maschine entweichen.
Um die etwa 3at betragende Endspannung nicht nur zu
beseitigen, sondern nach Art des bei den Compound-Dampfmaschinen stattfindenden
Vorganges auszunutzen, wird von der Deutzer
Gasmotoren-Fabrik (* D. R. P. Nr. 10116 vom 15. August 1879) die folgende
Construction angegeben. Zwei Otto'sche Motoren mit
gleichgehenden Arbeitskolben, bei welchen jedoch die Kraftwirkungen abwechselnd, nur
auf jeden zweiten Hub erfolgen, sind mit einem zwischen beiden liegenden
Niederdruckcylinder verbunden, in welchen die Abgangsgase aus den Hauptcylindern
(den Hochdruckcylindern) übertreten, um hier durch weitere Expansion auf einen
Kolben und die gemeinsame Triebwelle zu wirken. Diese Anordnung ist in Fig.
4 bis 6 Taf. 9
dargestellt. Während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle finden in den 3 Cylindern
der Reihe nach folgende Vorgänge statt:
Hochdruck-cylinder C
Niederdruck-cylinder D
Hochdruck-cylinder C1
1.
halbe Umdrehung
Ansaugen
Ausblasen
Expansion
2.
„ „
Compression
Expansion
Uebertritt
3.
„ „
Expansion
Ausblasen
Ansaugen
4.
„ „
Uebertritt
Expansion
Compression
Dieses Schema ergibt, daſs auf jede Umdrehung der Kurbelwelle zwei Kraftäuſserungen
kommen und zwar abwechslungsweise eine Wirkung mit Hochdruck und eine mit
Niederdruck. Der Uebertritt der noch gespannten Gase aus den Hochdruckcylindern in
den Niederdruckcylinder kann schon erfolgen, bevor der Hochdruckkolben seinen
äuſseren todten Punkt erreicht hat; der Niederdruckkolben muſs dagegen eben den
inneren todten Punkt erreicht haben. In dem Raum zwischen dem Uebergangsventil g oder g1 einerseits und dem Niederdruckkolben andererseits
wird die Spannung der verbrannten Gase im Augenblick des Uebertrittes annähernd
gleich der Spannung im entsprechenden Hochdruckcylinder gehalten (ähnlich der
Compression in einem Dampfcylinder); es wird dies hier erreicht durch früheren
Abschluſs des Ausströmungsventiles und Verdichtung der verbrannten Rückstände im
Niederdruckcylinder. Diese Verdichtung bezweckt die Entlastung der
Uebergangsventile, Vermeidung des Stoſses beim plötzlichen Uebertritt der gespannten
Gase in den Niederdruckcylinder und Vermeidung des schädlichen Raumes. Die erzielte
Gleichmäſsigkeit im Gange der Maschine soll nach Berichten über deren Betrieb –
Messungen und Diagramme liegen leider nicht vor – eine auſserordentliche sein; doch
ist die Maschine nicht ohne Mängel und Unvollkommenheiten.
Steuerung und Regulirung sind nicht gerade einfach und anscheinend auch nicht
zuverlässig zu nennen. g und g1 sind die Uebertrittventile,
h das Auslaſsventil; die zwischen denselben liegenden
Ventile i und i1 verhindern den Durchgang der Gase von einem
Hochdruckcylinder zum anderen. Die Bewegung der Ventile g,
g1 und i, i1 geschieht mittels der Hebel k und l vom Ende der
Steuerwelle aus, welche auch die beiden gekuppelten Schieber o und o1
bewegt; für das Ausblasventil h ist ein Winkelhebel p (Fig. 6)
vorgesehen.
In den Hochdruckcylindern würde beim Anlassen der Maschine eine zu starke Verdichtung
erfolgen, wenn das angesaugte Gemenge nicht durch je ein Ventil r und r1 theilweise entweichen könnte. Diese Ventile werden
ebenfalls durch den Hebel l bewegt, welcher auf die
verschiebbaren Klinkhebel s und s1 drückt. Ein Vacuum im
Niederdruckcylinder verhindert das durch den verschiebbaren Stift t zu lüftende Auslaſsventil h. Der Gaszufluſs zu den Schiebern o und o1 und somit die
Regulirung der Maschine erfolgt durch das Ventil u
(Fig. 5), welches durch jede Umdrehung der Steuerwelle 2mal geöffnet wird.
– In der Patentschrift ist auch vorgesehen, daſs mit einem Hochdruckcylinder und
einem Niederdruckcylinder, oder nur mit beiden Hochdruckcylindern als
Zwillingsmaschine gearbeitet werden kann.
Es seien nun Anordnungen erwähnt, welche Abänderungen am Schieber zum Gegenstand
haben.
Die von der Deutzer Gasmotoren-Fabrik (* D. R. P. Nr.
11556 vom 11. April 1880) angegebene Vorrichtung bezweckt eine Verkleinerung des
Schiebers dadurch, daſs ein Theil des brennbaren Gemisches durch ein besonderes
Ventil in den Arbeitscylinder eingeführt wird.
Das Gas gelangt durch das Rohr c (Fig. 7 und
8 Taf. 9) und die Schiebermulde p in den
Kanal f, von wo es durch Oeffnungen g austritt, um sich hier mit der einströmenden Luft zu
mischen. Das Gemenge geht theilweise durch die Oeffnung s, eine Schiebermulde und den Schlitz n,
theilweise aber durch das Ventil i in den Cylinder. Das
Ventil wird durch Anstoſs des Schiebers an den Winkelhebel geöffnet. Geeignetenfalls
kann auch das ganze Gemenge durch das Ventil eingelassen werden, während der
Schieber nur in bekannter Weise für die Zündung sorgt.
Den Otto'schen hin- und hergehenden Schieber will E.
Kauffmann in Straſsburg-Neudorf (*
D. R. P. Nr. 14106 vom 14. Mai 1880) durch einen
rotirenden Schieber ersetzen, welcher durch den im Arbeitscylinder herrschenden
Druck gedichtet wird und durch seine Kanäle die Vereinigung folgender Vorgänge
gestattet: Ansaugen von Gas und Luft, Zündung, Ausblasen der verbrannten Gase.
Schieber, Deckel und Triebräder sollen der geringeren Abnutzung wegen aus polirtem
Hartguſs hergestellt werden.
Von E. Bévier und A. Lamart in
Beaumetz-les-Loges, Frankreich (* D.
R. P. Nr. 18243 vom 27. März 1881) ist ein Gasschieber angegeben, welcher
der innerhalb des Vertheilungs- und Zündschiebers liegenden Zündflamme beständig bei jeder
Stellung des Schiebers Gas zuführt. Der Brenner dieser Flamme läuft am Spiegel des
Schiebers in einen Kanal aus, dessen Länge derart bemessen ist, daſs der Brenner
sofort mit dem Rohr, welches das Gas durch den Schieber in den Cylinder gelangen
läſst, in Verbindung tritt, wenn die Schieberbewegung seine Verbindung mit dem
eigenen Speiserohr unterbrochen hat.
Beschrieben, aber nicht patentirt, ist eine Vorrichtung, um die Temperatur des
Kühlwassers niedrig zu halten. Den kastenförmigen Kühlwassermantel durchdringen
aufrechte, beiderseits offene Rohre; in denselben findet selbstverständlich ein
Luftumlauf statt, welcher stark genug sein soll, den gedachten Zweck zu
erreichen.
Wir gelangen nun zu einer Reihe von Constructionen, bei denen in demselben Cylinder
zwei Kolben durch zwischen ihnen stattfindende Explosion nach entgegengesetzten
Seiten aus einander getrieben werden.
Der älteste Vorschlag dieser Art geht von L. Funk in
Aachen (* D. R. P. Nr. 125 vom 21.
August 1877) aus. Eine Pumpe saugt eine Ladung an und drückt dieselbe
nach erfolgter Verdichtung durch einen Kanal in den horizontalen, beiderseits
offenen Cylinder zwischen zwei Kolben, deren gerade geführte Stangen beiderseits aus
dem Cylinder herausragen. Wenn die Kolben ziemlich dicht bei einander stehen,
erfolgt die Zündung; die nun stattfindende Explosion treibt beide Kolben sehr
schnell aus einander. Beim Rückgange der Kolben wird ein Theil der Rückstände
ausgeblasen und dann eine neue Ladung eingeführt. – Der Erfinder will durch diese
Anordnung eine groſse Kolbengeschwindigkeit erreichen. Die Weiterleitung der im
Cylinder geleisteten Arbeit geschieht in äuſserst umständlicher Weise an jedem
Cylinderende durch hin- und herschwingende Hebel, welche durch Pleuelstangen und
Kurbeln die Schwungradwelle bewegen.
Derselbe Gedanke liegt der Construction von F. Kindermann in
Magdeburg (* D. R. P. Nr. 831 vom 14.
Juli 1877) zu Grunde. Eine Vervollkommnung gegenüber der Funk'schen Maschine liegt in der Uebertragung der
Bewegung von den Kolben auf die Arbeitswelle. Die Kolben wirken hier in sehr
vereinfachter Weise, wie Fig. 9 Taf.
9 angibt, direkt, allerdings unter Verwendung eines sehr schweren, plumpen Gestänges
auf die Schwungradwelle.
Die Hannoversche Maschinenbau-Actiengesellschaft, vormals G.
Egestorff in Linden bei Hannover (*
D. R. P. Nr. 8802 vom 1. Februar 1879) bildete die
letztere Construction weiter aus. Es wird eine besondere Verdichtungspumpe verworfen
und beide Kolben an Stelle derselben abwechselnd als Verdichtungs- und Treibkolben
benutzt; es geschieht dies dadurch, daſs bei einem Kolbenhub der Maschine die
Verdichtung des zwischen beide Kolben eingesaugten Gasgemenges und beim nächsten
Kolbenhub die Verbrennung desselben stattfindet. Die Kolben können hier näher
zusammenrücken, weil
auſserhalb des Cylinders ein besonderer Explosionsraum b (Fig. 10
Taf. 9) vorgesehen ist.
Der Motor arbeitet folgendermaſsen: Beim Auseinandergehen der Kolben wird durch den
rechts befindlichen Steuerschieber eine Ladung angesaugt; beim Rückgang der Kolben
findet Verdichtung des Gemenges statt, während bei Beginn desselben das
Auslaſsventil c kurze Zeit geöffnet wird, um den noch
in b gebliebenen Theil der Verbrennungsrückstände zu
entfernen. Haben die Kurbeln den todten Punkt überschritten, so erfolgt die Zündung
des zum gröſsten Theil in den Raum b eingedrückten
Gemenges und dessen Verpuffung, worauf die Verbrennungsgase beim Einschub durch das
geöffnete Auslaſsventil c entweichen. Die Verwendung
zweier Kolben wird durch die Ermöglichung einer gröſseren Ausnutzung der
Explosionskraft begründet.
H.
Williams in Liverpool (* D. R. P. Nr. 15 004 vom 8. Mai 1880) ändert den Prozeſs der
Deutzer Maschine für eine einfach wirkende Maschine
in folgender Weise ab: Es wird unvermischte verdichtete Luft in den Cylinder hinter
den Kolben gepumpt, hierauf ein Strom entzündbaren Gases in die verdichtete Luft
gedrückt, bis das Gleichgewicht der Spannungen im Cylinder und in den
Verdichtungspumpen hergestellt und ein entzündbares Gemisch von der nöthigen Stärke
und von einer Zusammensetzung erlangt ist, bei welcher die Verbrennung in richtiger
Weise stattfindet. Zu diesem Zwecke ist auſser einer Luftverdichtungs- auch eine
Gasverdichtungspumpe eingeführt; ferner sind eine Unzahl Ventile nöthig geworden,
welche eine sichere Wirkung der Maschine nicht zweifellos erscheinen lassen.
Die Luftverdichtungspumpe ist um den Cylinder herum angeordnet (vgl. Fig. 11
Taf. 9); ihr Hohlkolben D ist mit dem ebenfalls
röhrenförmigen Arbeitskolben E verbunden. Die
verdichtete Luft wird durch das zusammengesetzte Kolben- und Tellerventil o o1, welches durch
einen Daumen gesteuert wird, in den Cylinder gedrückt, nachdem sie aus der Pumpe
durch das Ventil y1 in
den Kanal y gelangt ist. Das in der Pumpe M, welche durch ein besonderes Excenter bewegt wird,
verdichtete Gas gelangt durch einen Kanal R in den
Cylinder. Die Luft wird von der Pumpe durch das Ventil T angesaugt, während das Gas in die Pumpe M
durch die Röhre o2
eingeleitet wird. Die Zündung wird durch die Ventile N,
o und o1
bewirkt. In dem Zündventil liegt ein hohler cylindrischer Kolben, welcher, mit
brennbarem Gas gefüllt, die Zündung von der beständig brennenden Hauptflamme W auf die Ladung im Cylinder überträgt. U ist das Auslaſsventil. Die angegebenen
Bewegungsmechanismen für die Ventile machen die Gesammtanordnung noch umständlicher,
als durch die Anhäufung der Ventile bereits geschehen ist.
Um die Maschine anzulassen, ist der in Fig. 12
Taf. 9 skizzirte Apparat vorgeschlagen. Auf der Schwungradwelle C ist ein Rad l
aufgekeilt, in welches
sich die Klauen p einer Reibungskupplung mnp legen, wenn vom Handrad t aus durch die Schnecke r das mit dem
Kupplungsringe m vereinigte Schneckenrad m1 gedreht wird. Die
Vorrichtung ist nicht einfach und billig genug, um Anwendung zu finden, abgesehen
davon, daſs sie eine viel zu langsame Andrehung gestattet.
Während in den besprochenen Vorschlägen nach dem Vorbilde der Deutzer Maschine ein Theil der Verbrennungsrückstände als werthvoll für
den folgenden Hub angesehen und sowohl, wie oben gesagt, zur Verdünnung der nächsten
Ladung oder auch als Stoſskissen höchst nutzbringend verwerthet wurde, macht sich
neuerdings eine andere Anschauung über den Werth dieser Rückstände geltend. Es wird
behauptet, daſs dieselben dem Rückhube des Kolbens einen schädlichen Widerstand
entgegensetzen: die Diagramme der Deutzer Maschine
zeigen wohl, daſs ein derartiger Widerstand vorhanden ist, aber von ganz geringer
Höhe. Eine groſse Zahl der neueren Erfindungen bezweckt nun eine möglichst
vollkommene Ausfegung der Verbrennungsgase aus dem Cylinder.
Die Deutzer Gasmotoren-Fabrik (* D. R. P. Nr. 15188 vom
11. Januar 1881) gibt in verschiedenen Ausführungen zwei Wege zur möglichst
vollkommenen Ausblasung der Rückstände an, einmal mittels eines Hilfskolbens, dann
durch den Arbeitskolben selbst, welcher zu diesem Zwecke Hübe von verschiedener
Gröſse machen muſs.
Ein beweglicher Hilfskolben h (Fig. 13
Taf. 9) nimmt bei der Todtlage des Kolbens den Raum für die verdichtete
Cylinderfüllung ein. Irgend eine Vorrichtung, entweder eine Feder in seinem Hohlraum
oder besser, wie in der Skizze angedeutet, eine zwangläufig geschlossene
Hebelverbindung mit der vorderen Kurbelwelle, schiebt den Kolben in den Cylinder
hinein, wenn die verbrauchten Gase daraus entfernt werden sollen; wird das frisch
angesaugte brennbare Gasgemenge verdichtet, so schiebt im ersten Falle der Druck der
verdichteten Gase, im zweiten Falle die Hebelverbindung den Kolben wieder hinaus.
Der Hilfskolben ist zu diesem Behufe gut abgedichtet im verlängerten Ende des
Cylinders a gelagert. – Bei der Anordnung für eine
Zwillingsmaschine sind beide Hilfskolben durch einen Doppelarm derart verbunden,
daſs sie wechselweise wirken müssen.
Soll bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine Wirkung erfolgen, so ist eine besondere
Verdichtungspumpe erforderlich, während bei einer Wirkung auf 2 Umdrehungen der
Cylinder a abwechselnd als Verdichtungspumpe und als
Arbeitscylinder dienen muſs. Letzteres geschieht bei der in Fig. 14
Taf. 9 dargestellten Einrichtung, wo der Arbeitskolben
gleichzeitig den Hilfskolben ersetzen soll durch
abwechselnde Vollführung von Hüben verschiedener Gröſse. Sollen die Verbrennungsgase
aus dem Cylinder entfernt werden, so bewegt sich der Arbeitskolben a bis nahe an den Cylinderboden, während er bei der
Verdichtung des angesaugten Gemenges einen kleineren Hub macht, so daſs er in der
Todtlage zwischen sich
und dem Cylinderboden einen Raum für das verdichtete Gemenge läſst. – Die zu diesem
Zweck getroffene Anordnung scheint nicht glücklich. Es ist der Kolben a mit dem in einer Geradführung sich bewegenden
Kreuzkopfe nicht starr verbunden, sondern seiner Stange eine durch Ringe i begrenzte Bewegung in demselben gestattet. Dadurch
ist dem Kolben die Möglichkeit gegeben, während der Verdichtung durch
Zusammendrückung der Feder f zurückzuweichen und im
todten Punkte den nöthigen Raum für die Ladung zu lassen, während beim Oeffnen des
Ausblasventiles v die Feder f den Kolben wieder nach innen drückt, um die Verbrennungsgase
auszustoſsen. Auch diese Vorrichtung ist bei einer anderen Ausführung durch eine
bessere zwangläufige Bewegung des Kolbens ersetzt.
Eine völlige Entfernung der Verbrennungsgase aus dem Cylinder erzielen die
besprochenen Vorrichtungen (D. R. P. Nr. 8802 und 15188) ebenso wenig wie die von
H. Williams und J. Malam in
Liverpool (* D. R. P. Nr. 15851 vom
6. November 1880 und Zusatz * Nr. 18313 vom 7. April 1881). Nach dem
Hauptpatente erfolgt die Entfernung der Rückstände aus dem Cylinder durch Aussaugen
in den ringförmigen Kanal B (Fig. 17.
Taf. 9), in welchem der Kolben D eine theilweise Leere
beim Ausschub hergestellt hat. Bei dieser eigentümlichen Verbindung des
Arbeitscylinders und des Pumpencylinders bezieh. des Arbeitskolbens und
Pumpenkolbens zu einem Stück arbeitet die Maschine folgendermaſsen: Beim Ausschub
stellt der Kolben D in dem ringförmigen Kaum B und dessen Verbindungskanal A1 mit dem Arbeitscylinder eine theilweise
Leere her; nach vollendetem Ausschub wird das Ventil E
mittels Excenter geöffnet, so daſs A und B verbunden sind und die Verbrennungsrückstände nach
B stürzen. Beim Rückschub bleibt das Ventil E während eines Theiles desselben geöffnet, schlieſst
dann, während nun durch die Kanäle p, m und das
doppelsitzige Klappventil F ein neues Gemenge von Gas
und Luft in den Cylinder A tritt, um durch die
Vollendung des Rückhubes verdichtet zu werden: gleichzeitig sollen die nun im Raum
B befindlichen Verbrennungsgase durch das
Auslaſsventil H vom Kolben D völlig ausgestoſsen werden. Beim Hubwechsel findet dann die Zündung
durch die Flamme G statt.
Eine Abänderung dieser Einrichtung zeigen Fig. 15 und
16 Taf. 9. Die Verbrennungsgase werden hier von der Seite A, wo die Entzündung stattfand, entfernt und nach dem
anderen kühleren Ende B des Cylinders gebracht. Dies
geschieht beim Rückgange des Kolbens, während beim Vorgange die Gase durch das
Ventil H ausgestoſsen werden. Beide Enden A und B des Cylinders
stehen durch einen Kanal, entsprechend A1 (Fig. 17),
in Verbindung, in welchem die Gase beim Rückhube des Kolbens theils gedrückt, theils
gesaugt werden: das Ventil dieses Kanales steht aber nur während eines Theiles des
Rückhubes offen, so daſs während des übrigen Hubes die inzwischen eingetretene
Ladung verdichtet werden
kann. Die neue Ladung tritt durch das Ventil F zunächst
in den ringförmigen Raum A1, welcher den Cylinder umgibt, und dann durch die Oeffnungen a in den Cylinder selbst. Das Gemenge wird durch den
Kolben verdichtet und durch das Kugelventil F im Raum
A1 eingeschlossen.
Ist der Kolben wieder bis zur Lage C1 ausgeschoben, so entzündet die Flamme bei C das in A2 zurückgebliebene Gemenge; geht der Kolben weiter
bis C2, so erfolgt auch die Zündung des im Räume A1 enthaltenen
Gemenges. Dieses kann dann sofort durch die nun freigelegten Kanäle a in den Cylinder eintreten und wirken. Beim Ausschube
werden dann die in den Theil B eingesaugten bezieh.
eingedrückten Verbrennungsgase durch Ventil H
ausgestoſsen.
Endlich sind noch einige Anordnungen zu erwähnen, bei denen Arbeitscylinder und
Aussaugecylinder von einander getrennt sind. –
Die Zündung des Gemenges erfolgt unter Mitwirkung des in Fig. 16
Taf. 9 dargestellten Schiebers; derselbe enthält zwei Kammern, von denen b eine gewisse Menge durch die Röhre b1 zugeführtes Gas
enthält. Beide Kammern b und d sind durch einen kegelförmigen Kanal verbunden, dessen Spitze den
Brenner bildet. Soll das Gasgemenge im Inneren des Cylinders A entzündet werden, so wird durch eine rasche Bewegung des Schiebers nach
links die Kammer d von der Luft abgeschlossen und die
Oeffnungen von b und d vor
die Einlaſsöffnungen von A bezieh. A1 gebracht. Ist die
Zündung erfolgt, so wird das Gas wegen der Kegelform des Verbindungskanales in
diesen eingepreſst, also von b nach d getrieben, so daſs die Zündflamme unterhalten
bleibt.
Nach dem Zusatzpatente wird zwischen dem Arbeitscylinder und der Saugepumpe entweder
eine sogen. Vacuumkammer eingeschaltet, oder die Pumpe durch eine saugende
Strahlpumpe ersetzt. Ob in ersterem Falle eine kräftigere bezieh. vollständigere
Aussaugung der Verbrennungsrückstände aus dem Cylinder – denn dieser Zweck wird doch
jedenfalls angestrebt – stattfinden wird, scheint zweifelhaft, da eine energischere
Wirkung höchstens während der ersten Hübe eintreten, dann aber die Kammer trotz
ihrer Gröſse nicht anders wirken wird, als der Kanal im Hauptpatente; die Kammer
erscheint deshalb mindestens überflüssig.
Die als Ersatz der Pumpe vorgeschlagene Strahlpumpe läſst Wasser durch eine Anzahl
Düsen strömen, deren Umhüllungskasten durch ein Rohr mit dem Arbeitscylinder in
Verbindung steht. Die Strahlpumpe saugt demnach die Verbrennungsgase aus dem
Cylinder und verdichtet dieselben durch Abkühlung an den Düsen. Zum Betriebe dient
eine kleine doppelwirkende Pumpe. Für die Zündung wird ein Kreisschieber
vorgeschlagen.
Die Erfinder geben als Zweck ihre Constructionen an, den Widerstand zu vermeiden,
welchen die Verbrennungsgase dem Rückhube des Kolbens entgegensetzen. Wenn nun
dieser, wie oben bemerkt, an sich geringfügige Widerstand auch beseitigt wird, so
geschieht dies nur durch Einführung einer jedenfalls gröſseren Arbeit zum Leerhalten der Vacuumpumpe
bezieh. der Wasserpumpe für den Strahlapparat. Ein Vortheil kann demnach kaum
entstehen.
W.
Weyhe in Bremen (* D. R. P. Nr. 16975 vom 18. Mai 1881) schlägt den
eigentümlichen Weg ein, die Verbrennungsrückstände mit Hilfe der neuen Ladung aus
dem Arbeitscylinder zu entfernen. Die in dem verlängerten Cylinderraum (Fig.
18 Taf. 9) sowie im Zuführungskanal c
befindliche Ladung wird bei e elektrisch entzündet; der
Kolben geht vorwärts. Die Gröſse des Ladungsraumes ist nun so bemessen, daſs der
Kolben durch die Verpuffung nur etwa ⅔ seines ganzen Hubes vorgeschoben, während des
übrigen Drittels aber durch das Schwungrad weiter getrieben wird, um während
desselben durch Ventile am unteren Ende des Kanales c
eine neue Ladung einzusaugen. Während des Kolbenrückganges ist das Auslaſsventil d geöffnet, um die Verbrennungsgase theilweise
auszutreiben; die neue Ladung wird währenddessen im Kanal c und im verlängerten Cylinderende verdichtet.
Da die Regulirung wie beim Otto'schen Motor durch
Ausfall einer Explosion bewirkt wird, so muſs die Maschine nothwendiger Weise mit
einer sehr genau abgemessenen Normalladung arbeiten. Der Erfinder gibt an, daſs
durch die gewöhnliche Anordnung der selbstthätigen Gaseinlaſsventile das
durchtretende Gasgemisch einen Kern von verbranntes Gasen umgebe, sich mit diesem
mische und dadurch schwer entzündbar wird. Dies soll durch einen Wulst w (Fig. 19
Taf. 9) vermieden werden, welcher die Gase in einen Strahl vereinige, der bei seinem
Uebertritt in den weiteren Kanal die Richtung verliere und sich gleichmäſsig auf die
vorrückende Schicht verbrannter Gase lege.
(Schluſs folgt.)