Titel: | L. H. Nash's Neuerungen an Gaskraftmaschinen. |
Fundstelle: | Band 257, Jahrgang 1885, S. 41 |
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L. H. Nash's Neuerungen an
Gaskraftmaschinen.
Patentklasse 46. Mit Abbildungen auf Tafel 4.
L. H. Nash's Neuerungen an Gaskraftmaschinen.
Um den bei den gewöhnlichen Anordnungen unvermeidlichen Wärmeverlust durch die
Kühlhaltung des Cylinders zu vermeiden, wird bei der mit Verdichtung wirkenden
Gaskraftmaschine von L. H. Nash in Brooklyn (* D. R. P.
Kl. 46 Nr. 30953 vom 27. November 1883) an Stelle von Kühlwasser das Gasgemenge
selbst zur Abkühlung der Cylinder Wandungen benutzt, so daſs die einmal erzeugte
Wärmemenge dem Arbeitsprozesse der Maschine immer wieder zugeführt wird. Die
Verdichtung des Gasgemenges erfolgt im vorderen Theile des Arbeitscylinders, während
der Arbeitskolben durch die Verbrennung der im hinteren Cylinderraume eingeführten
Gasmenge vorgetrieben wird. So kann die Maschine ohne Anordnung eines besonderen
Pumpencylinders einfach wirkend sein. Um die bei der Verdichtung des Gasgemenges
entwickelte Wärme aufzunehmen und dadurch einer übermäſsigen Erhitzung desselben
vorzubeugen, welche vorzeitige Entzündung hervorrufen könnte und auch das Gasgemenge
zur Kühlung des Arbeitscylinders untauglich machen würde, wird zugleich mit der Luft
und dem Betriebsgase eine gewisse Wassermenge in den Verdichtungsraum eingeführt.
Die Steuerung sowohl der unteren als Verdichtungspumpe wirkenden, wie auch der
oberen arbeitenden Cylinderseite erfolgt gemeinschaftlich durch zwei mittels
Excenter bewegter cylindrischer Schieber, deren Anordnung und Wirkungsweise Fig. 3 und 6 bis 8 Taf. 4
verdeutlicht, während aus Fig. 1, 2 und 5 die allgemeine Anordnung
der Maschine zu entnehmen ist.
Wie aus diesen Abbildungen hervorgeht, befindet sich der Cylinder C im Inneren eines Gehäuses F, welches gleichzeitig die Kurbel K und das
Kurbellager der tief liegenden Kurbelwelle S sowie den
ganzen Uebertragungsmechanismus zwischen letzterer und dem Kolben und zwischen der
Kurbelwelle und den beiden Schiebern einschlieſst. Da dieses Gehäuse als Behälter
für das verdichtete Gasgemisch dient, so ist die Kurbelwelle durch eine Stopfbüchse
gasdicht nach auſsen geführt. Die starke hohle Kolbenstange R tritt ohne besondere Stopfbüchse nur durch einen cylindrischen Hals C1 aus dem
Arbeitscylinder C heraus. Zwischen der Kolbenstange und
der durch den Gegenlenker R1 geführten Pleuelstange R2 ist ein Lenkerstück R3 eingeschaltet, welches in
eigenthümlicher Weise mit der Kolbenstange verbunden ist. In dem wegen der
Unzugänglichkeit dieses Gelenkes berechtigten Bestreben, hier die Abnutzung
möglichst gering zu machen, ist versucht worden, die gleitende Zapfenreibung ganz zu
vermeiden und eine nur rollende Reibung aufweisende Verbindung herzustellen. Zu
diesem Zwecke stützt sich die Lenkerstange R3 mit ihrem oberen abgerundeten und gehärteten
Ansätze N gegen die gleichfalls gehärtete Stahlplatte
T von der in Fig. 4
veranschaulichten
Gestalt, während mittels des Bolzens P nur die
Berührung der beiden Anlageflächen gesichert ist. Bei der Bewegung der Lenkerstange
R3 wälzt nun ihr
Kopf N auf der Platte T
und lastet also auf dem Zapfen P gar kein Arbeitsdruck.
Hierbei muſs natürlich die Stützfläche der Stange R3 allerdings unbedeutendere seitliche Ausweichungen
derselben zulassen.
x und y sind die Excenter
für die beiden Schieber V1 und V2. Die
Stellung der letzteren beim Kolbenaufgange ist aus Fig. 3 und 7 zu ersehen. In dieser
Stellung wird die atmosphärische Luft durch die Oeffnung I6 in der Gehäusewand F, die Durchbrechung I1 des Schiebers V1 und die Oeffnung I in der Cylinderwandung C unmittelbar in den Raum unter dem Arbeitscylinder H eingesaugt, während das Gas aus dem Zuleitungsrohre
G zunächst in den Raum v unter dem Schieber V2 tritt und erst von hier aus durch die Oeffnung G6 in der Zwischenwand
zwischen den beiden Schiebern mit dem Luftstrome in der Durchbrechung I1 des Schiebers V1 zusammentrifft.
Zugleich tritt hier durch das Rohr W zugeleitetes
Wasser zu dem Gemenge, um bei der während des Kolbenniederganges erfolgenden
Verdichtung der übermäſsigen Erhitzung desselben vorzubeugen. Währenddessen strömen
die Verbrennungsrückstände vom vorigen Spiele aus dem Cylinderraume oberhalb des
Kolbens H durch die von dem Schieber V1 freigegebene
Oeffnung O ins Freie.
Bei der höchsten Kolbenstellung befinden sich die Schieber in der Lage Fig. 8; der
Austrittskanal O ist geschlossen und auch die
Oeffnungen I und G6 sowie das Wasserzuleitungsrohr W sind durch den Schieber V1 verdeckt, so daſs beim darauf folgenden
Kolbenniedergange die vorher angesaugte Mischung unter dem Kolben H verdichtet und durch das in dem Arbeitskolben H sitzende Ventil V und
die hohle Kolbenstange R in das Gehäuse gedrückt wird
(Fig. 5).
Zu Beginn des Kolbenniederganges wird dann durch die Durchbrechung I4 des Schiebers V1 sowie durch die
Oeffnung I3 und den
Ausschnitt I5 in dem Schieber V2 der mit dem
Gehäuseinneren zusammenhängende Raum C4 mit dem Räume über dem Kolben H in Verbindung gesetzt, so daſs die verdichtete
Mischung, wie in Fig. 1, 2 und 8 zu verfolgen ist, in den Cylinder eintritt. Ist der Schieber V2 dann weiter
niedergegangen (vgl. Fig. 6), so wird diese Verbindung durch den Ausschnitt I3 wieder unterbrochen.
Der Cylinder C ist nun mit dem brennbaren Gasgemische
geladen und wird beim weiteren Niedergange des Schiebers V2 das in dem Räume v noch zugeströmte und verdichtete Gas durch den Kanal
G2 im Schieber V2, die Oeffnung G1 in der Wand zwischen den beiden Schiebern, die
Durchbrechung I1 des
Schiebers V1 und den
durch diese geöffneten Kanal G4 in der
Cylinderwandung in den ebenfalls in derselben senkrecht bis zur Eintrittsöffnung für
den oberen Cylinderraum geführten Kanal G5 (vgl. Fig. 1 und 2) gedrückt, von wo es
lebhaft in den Cylinder übertritt. Zugleich wird zwischen der Zündkammer L des Schiebers V2 und der Eintrittsöffnung für den oberen Cylinderraum die
Verbindung hergestellt, so daſs die in der Kammer L
brennende Zündflamme sich dem aus dem Kanäle G5 aufsteigenden Gasstrome mittheilt und die
Entzündung des Gemisches über dem Kolben bewirkt. Statt also gegen Ende des
Ladungseinlasses eine gröſsere Menge des Explosionsgemisches zur Entzündung zu
benutzen, wird ein einfacher Gasstrom zu diesem Zwecke verwendet. Die Zündflamme in
der Kammer L des Schiebers V2 wird aus dem Gaszuleitungsrohre W1 gespeist und durch eine auſserhalb des Schiebers
beständig brennende Flamme J nach jedem Kolbenhube neu
entzündet. Der Druck des zusammengepreſsten Gemisches in dem Gehäuse F wirkt nun beständig gegen den Querschnitt der dicken
Kolbenstange R und dieser Druck muſs also beim
Niedergange des Kolbens durch den Explosionsdruck überwunden werden, während beim
Ausstoſsen der Explosionsrückstände der Druck im Gehäuse F die Aufwärtsbewegung des Kolbens befördert.
Der Kolben H ist durch eine Feder D abgedichtet und trägt auf derselben eine Haube,
welche nicht nur den Kanal zur Ueberführung des zusammengepreſsten Gasgemisches in
das Gehäuse F der Maschine herstellt, sondern auch den
Kolben vor der unmittelbaren Einwirkung der Explosionshitze schützt. Die Abdichtung
des Zapfens Z, um welchen der Gegenlenker R1 schwingt, ist in
Fig. 2
ersichtlich.
Im Gegensatze zu manchen anderen Maschinen, z.B. der Otto'schen (vgl. 1878 228 * 201), ist der
schädliche Raum des Cylinders möglichst klein gehalten, so daſs die
Explosionsrückstände nahezu vollständig ausgeblasen werden und eine Vermischung
derselben mit den in den Cylinder strömenden Gasen ausgeschlossen ist. In gewisser
Weise wird aber hier die plötzliche Verpuffung durch eine reichliche Beimengung von
Wasser zu dem Betriebsgasgemenge gemildert, indem nicht bloſs, wie beschrieben,
schon vor der Verdichtung den Gasen Wasser zugeführt wird, sondern auch der untere
Theil des als Gasbehälter dienenden Maschinengehäuses F
mit Wasser angefüllt ist, welches durch die Kurbel K
beständig aufgewühlt und umhergeschleudert wird und so lebhaft verdunstet.
L. H. Nash hat auch eine dreicylindrige Gasmaschine (* D. R. P. Kl. 46 Nr. 31001 vom 4. December
1883) angegeben, welche für alle 3 Cylinder die Einzelheiten der Anordnung der
beschriebenen einzylindrigen Gasmaschine enthält. Nur ist hier wie bei Daimler (vgl. 1884 254 *
410) die sehr zweckmäſsige Anordnung getroffen worden, daſs die Gase bei ihrer
Verbrennung mit den glatten Cylinderwänden und der Kolbenliderung kaum in Berührung
kommen, indem der Kolben mit einer entsprechenden Verlängerung versehen ist, welche
nicht aus der als Verbrennungskammer dienenden Verlängerung des Cylinders
heraustritt. Auch sind die Schieber einfach angeordnet und erfolgt die Zündung nicht
durch eine Flamme, sondern durch einen elektrischen Funken. In Folge dessen konnte
die Steuerung etwas vereinfacht werden. Dieselbe wird übrigens auch durch 2 cylindrische Schieber
für jeden Cylinder bewirkt. Die gleichen Schieber für jeden Cylinder werden zusammen
durch ein und dasselbe Excenter bewegt und wirken die drei Einzelmaschinen um je
120° versetzt auf einen und denselben Kurbelzapfen. Die Maschine kann daher aus
jeder Stellung anlaufen und durch einfaches Verschieben der Excentermittelpunkte in
bekannter Weise umgesteuert werden. Die Uebertragung der Bewegung von den Kolben auf
die Kurbelwelle erfolgt wie bei der einfachen Maschine und ist auch der
Arbeitsvorgang ganz derselbe; nur bildet das Gehäuse, in welchem sich der
Kurbelmechanismus bewegt, nicht zugleich den Gasbehälter: es ist vielmehr ein
besonderer, um alle drei Cylinder herum geführter Raum hierfür vorhanden.