Titel: | Neuere Gaskraftmaschinen. |
Fundstelle: | Band 259, Jahrgang 1886, S. 149 |
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Neuere Gaskraftmaschinen.
(Patentklasse 46. Schluſs des Berichtes S. 105 d.
Bd.)
Mit Abbildungen auf Tafel
7 und 10.
Neuere Gaskraftmaschinen.
Bei der Gaskraftmaschine von A. Nadachowski und C. v. Korytynski in Wien (* D. R. P. Nr. 27119 vom 26.
Juni 1883) wird zum Zwecke der Vermeidung von Stöſsen
ein Luftpuffer benutzt. Der Kolben des Cylinders, in
welchem die Verpuffung der Gase erfolgt, drückt beim Arbeit verrichtenden Vorschübe
Luft in einen Behälter, damit dieselbe den Rückschub dieses Kolbens beschleunigen
und in einem zweiten Cylinder einen Kolben Arbeit
verrichtend vortreiben kann. Die von der Verpuffung herrührende Kraft wird also in
zwei Theilen auf die Schwungradwelle übertragen.
Der Kolben K (Fig. 1 bis 3 Taf. 10) saugt bei
seinem Vorgange von links nach rechts zunächst durch die Oeffnung o Gas an; nach Abschluſs dieser Oeffnung durch den
Schieber S tritt aus dem Behälter R verdichtete Luft auf dem Wege k in den Cylinder, um sich mit dem Gase zu mischen. Ist der Kolben K etwa um ⅓ seines Hubes vorgegangen, so findet durch
die Oeffnung o1 die
Entzündung des Gemenges statt. Der Kolben wird bis in die gezeichnete äuſserste Lage
getrieben, um während dieser Zeit sowohl die Kurbelachse umzudrehen, als auch die
beim vorhergegangenen Rückschube durch den Hahn W
angesaugte Luft zu verdichten und während des letzten Drittels seines Kraftschubes
durch diesen Hahn und das Ventil V in den
schraubenförmig den Cylinder Z umgebenden Mantelkanal
U zu drücken. Aus demselben gelangt die verdichtete
Luft zunächst durch ein zweites Ventil V1 in den Behälter R,
sowie auf einem vom Schieber S1 (Fig. 2) gebotenem Wege gn hinter den Kolben K1 des Luftcylinders Z1. Während der Kolben K vorgeschleudert wird, bewegt sich der Kolben K1 nach links. Durch
diese Bewegung wird einerseits in dem Cylindertheile T
eine Luftverdünnung hervorgerufen, anderentheils die Luft auf der anderen
Kolbenseite verdichtet und durch die Kanäle k und g in den Mantelraum U des
Arbeitcylinders Z zurückgepreſst. Diese Einrichtung
soll ebenfalls zur Hemmung bezieh. Verhinderung des Explosionsstoſses beitragen und
die aufgenommene Kraft beim nunmehr folgenden umgekehrten Laufe der Kolben nutzbar
machen.
Die verdichtete Luft im Mantelraume U wird den Kolben
K1 nun Arbeit
verrichtend vortreiben, wobei die Luftverdünnung im Cylinderende T nutzbar gemacht wird. Der Kolben K geht zurück, saugt durch den umgesteuerten Hahn W frische Luft ein und stöſst die Verbrennungsgase
durch die Schieberaussparung k, welche die Oeffnungen
o2 und o3 (Fig. 3) verbindet, in den
Mäntel U1 des
Luftcylinders und durch Rohr a ins Freie. Die Hitze der
Verbrennungsgase wird also sowohl im Explosionscylinder, als auch im Luftcylinder
von der verdichteten Luft aufgenommen, so daſs die Spannung der letzteren erhöht wird. Um die Kühlung des
Cylinders Z kräftiger als mittels der schraubenförmig
im Mantel U um den Cylinder geführten Luft zu bewirken,
wird beim Einpressen der verdichteten Luft durch das Ventil V in den Raum U Wasser aus dem Behälter G mitgerissen. Der Kolben K1 treibt während der ersten Hälfte seines
Rückschubes nach erfolgter Umsteuerung des Schiebers S1 die überschüssige Luft durch die Kanäle
n, f und f1 ins Freie.
Die Zündung erfolgt durch den in gewöhnlicher Weise mit verschiedenen Kanälen und
einer Mulde für Bildung der Uebertragungsflamme versehenen Schieber S, welcher durch Rohr r
mit Gas gespeist wird. Die Ansaugung von Gas und Luft zur Bildung der
Uebertragungsflamme erfolgt mit Hilfe eines federnden Kolbens bei C (Fig. 3), welcher beim
Spiele des Schiebers S in der entsprechend geformten
Mulde verschoben wird.
Das Schmieren der Cylinder Z und Z1 erfolgt durch Schmierbüchsen F, aus denen das Oel bei Verdünnung der Luft an der
Rückseite der Kolben unter Vermittelung von Ventilen bezieh. des Hahnes W angesaugt wird.
Eine aufrechte Anordnung zeigt der Gasmotor von V. J. Laurent in Valdoie, Frankreich (* D. R. P. Nr.
26941 vom 30. December 1882). In dem aus zwei Stücken zusammengesetzten
Arbeitcylinder spielt ein Kolben, welcher auf der Explosionsseite einen
cylindrischen Ansatz als Verdränger trägt. Der Kolben arbeitet nur in der unteren
Hälfte des Cylinders, während die obere Hälfte von dem Ansätze ausgefüllt wird, wenn
der Kolben seinen höchsten Punkt, also die Cylindermitte erreicht hat. Der Kolben
saugt in den unteren Cylindertheil eine an Gas möglichst arme Ladung ein, welche
beim Niedergange unter ständiger Wassereinspritzung
mittels mehrerer im Cylinderboden eingesetzter Ringdüsen verdichtet und in ein neben
dem Cylinder angeordnetes Gefäſs gedrückt wird, um hier von den durchgeleiteten
Abgasen erwärmt zu werden. Die erwärmte Ladung geht nun in das obere Ende des
Arbeitcylinders, um beim Durchstreichen eines den Cylinderboden überspannenden
Drahtnetzes, welches durch einen elektrischen Strom
glühend gehalten wird, während der ganzen Dauer des Eintretens entzündet zu werden.
Die so herbeigeführte Ausdehnung der Ladung bewirkt den Vorschub des Kolbens. Beim
Rückgange des Kolbens werden die Verbrennungsrückstände in den Erhitzer für die neue
Ladung ausgeblasen.
Die beständige Entzündung der Ladung während der ganzen Dauer
des Eintrittes in den Cylinder wird vorgenommen, weil bei dem zu
benutzenden an Gas armen Gemische die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Flamme zu
gering sei, bei einmaliger Entzündung demnach keine völlige Entflammung der Ladung
herbeigeführt werden würde. Es erscheint aber fraglich, ob das Drahtnetz an allen
Punkten so weit glühend gehalten werden kann, um die Entzündung des
durchstreichenden Gemenges in der gedachten Weise höher zu erzielen.
Die Verdichtung der in das untere Cylinderende einzusaugenden Ladung soll verändert
werden können. Zu diesem Behufe ist unter dem Cylinderboden ein ringförmiger Raum
vorgesehen, welcher mit dem Cylinder durch selbstthätige Ventile in Verbindung
steht. Je nachdem dieser Raum mehr oder weniger mit Wasser angefüllt ist, wird die
Verdichtung der Ladung mehr oder weniger stark erfolgen.
Das Princip der Präcisionssteuerungen suchten O. Conrad und G. Stoff in
Berlin (* D. R. P. Nr. 27219 vom 18. September 1883) in folgender Weise auf die Gaskraftmaschinen zu übertragen: Die Ladung wird in den
Verdichtungscylinder B (Fig. 9 Taf. 10) durch das
Gasdruckverminderungsventil A (Fig. 10) angesaugt; in
letzteres tritt die Luft durch a und das Gas durch b ein. Das den Gaseinlaſs regelnde Kolbenventil wird
durch die elastische Scheibe m geschlossen, wenn der
Druck des Gases den der Luft übersteigt. Auf dem Wege zum Verdichtungscylinder B geht das Gas durch eine Handabsperrvorrichtung, um
nur das zur Bildung des gewünschten Verhältnisses nöthige Gas in die Mischkammer
gehen zu lassen, in welcher sich Luft und Gas vereinigen, um von B angesaugt und verdichtet zu werden. Der Kolben in B drückt das verdichtete Gemisch durch einen Schieber
und das Druckventil f in den Raum g, aus welchem es mittels des von der Maschine
gesteuerten Einlaſsventiles in den Arbeitcylinder gelangt. Die Kurbel des
Verdichtungscylinders steht zu der Kurbel des Arbeitcylinders in einem solchen
Winkel, daſs das Gas in dem ersteren einen Ueberdruck von 2at hat, wenn der Kolben des Arbeitcylinders im
Todtpunkte steht. Das verdichtete Gemisch wird so lange nach C hinübergedrückt, bis das Einlaſsventil von der Steuerung geschlossen
wird. Hierfür kann eine beliebige Präcisionssteuerung, welche Füllungen von 0,1 bis
0,3 gestattet, genommen werden. Wenn das Einlaſsventil den Zutritt des Gasgemisches
zu C abgeschlossen hat, wird das Gemisch durch einen
beliebigen, von der Steuerung bewegten Zünder in Brand gesetzt und expandirt
nun.
Da zu jeder Explosion eine gewisse Zeit erforderlich ist, so wird
die Druck-Erhöhung der Gase bei 0,1 Füllung ziemlich dieselbe sein wie bei 0,3
Füllung, indem der Kolben bei 0,1 seines Weges noch nicht die Geschwindigkeit
angenommen hat, in welcher er sich bei 0,3 befindet, so daſs die Aenderung des
Volumens zwischen Kolben und Cylinderdeckel während der Explosionsdauer bei der
kleinsten wie bei der gröſsten Füllung, in Procent ausgedrückt, die gleiche wird.
Hieraus ist erforderlich, daſs die Entzündungsfähigkeit des Gasgemisches zur
Umlaufszahl der Maschine in einem richtigen Verhältnisse steht, also die Umlaufszahl
eine recht hohe, etwa 180 in der Minute für Maschinen von 300mm Hub ist.
Würde die Füllung im Arbeitcylinder gleichmäſsig genommen (etwa
gleich ¼ des Kolbenweges) und die Regelung der Kraftleistung der Maschine vielleicht
durch Ausfall von Explosionen oder Veränderung des Gasgemisches erzielt werden, so
würde ein heftiger Stoſs auf den Kolben nicht stattfinden, da der Kolben bereits im
Anlange seines Weges durch die eingetretenen Gase getrieben wird und sich auſserdem
bei statthabender Explosion in seiner gröſsten Geschwindigkeit befindet. Nur bei der
gröſsten Füllung wird das in B verdichtete Gas
vollständig nach C übertreten; bei geringer Füllung
bleibt ein Theil in g zurück und tritt von hier aus so
lange durch das nach der Art der Sicherheitsventile mit Feder auf 1at Ueberdruck belastete Ventil h nach dem Saugraume e
über, bis der Druck in g 2at nicht mehr übersteigt; aus e tritt das
überschüssige Gasgemisch nun wieder in den Saugraum des Cylinders B und gibt hier seine Expansivkraft wieder ab.
Der Cylinder C ist auſsen mit
Schraubenrippen versehen, auf welche ein schmiedeiserner Mantel genietet ist.
Hierdurch ist ein um den Cylinder von einem Ende desselben bis zum anderen
herumlaufender Kanal gebildet, durch welchen das Kühlwasser geleitet wird.
Die Gaskraftmaschine von J. Schweizer in Paris (* D. R.
P. Nr. 27008 vom 19. Oktober 1882) ist einem Revolver ähnlich gebaut. Die Mischung
der Gase, deren Zündung und Ausblasung finden in Räumen einer Trommel statt, welche hinter dem Arbeitcylinder in
entsprechender Weise umgedreht wird.
Wie in Fig. 4 und 5 Taf. 10 veranschaulicht,
wird eine mit 6 Kammern A1 versehene Trommel A durch die Achse b in einem Gehäuse umgetrieben, welches aus dem Mantel
C und den beiden Böden d und d1
gebildet wird.
Die ebenen Endflächen der Trommel A
berühren dicht die beiden Böden d und d1 und diese bilden
somit, soweit sie nicht durchbrochen sind, den Abschluſs der Kammern A1. Der hintere Boden
d1 besitzt bei u in seinem oberen Theile eine gröſsere Oeffnung und
dem entsprechend ist auch der vordere Boden d mit einer
Oeffnung versehen, an welche sich das Gehäuse des Gebläses D anschlieſst. Kommt somit eine Kammer A1 in ihre oberste Lage, so wird durch die Wirkung
des Gebläses D ein Luftstrom durch diese Kammer
gesaugt, die von der vorhergehenden Explosion herrührenden Gase werden durch das
Rohr E entfernt und die Kammer füllt sich mit frischer
Luft.
In diese mit Luft gefüllte Kammer kann durch die in den Boden d1 bei e1 (Fig. 4) mündende Leitung
e Gas einströmen. Dieses Gas geht durch ein vom
Regulator beeinfluſstes Ventil s. Das unter dem
gewöhnlichen Drucke stehende Gas strömt nur so lange in die Kammer A1 ein, als die
Oeffnungen e1 mit der
betreffenden Kammer in Verbindung stehen- das Explosionsgemisch ist dann fertig und
bei einer weiteren Drehung kommt diese Kammer einmal der zu dem Arbeitcylinder
führenden Oeffnung f des Bodens d, zugleich aber auch der mit der Zündeinrichtung ausgestatteten Oeffnung
des Bodens d1
gegenüber. Vor dieser Oeffnung brennt eine Zündflamme. Der Kolben B im Arbeitcylinder nimmt in dem Augenblicke, wo die
Verbindung der mit dem Gasgemische gefüllten Kammer mit der Oeffnung f eintritt, seine äuſserste Lage rechts ein und beginnt
seinen Aufschub. Durch die so entstehende saugende Wirkung wird das Ventil geöffnet,
die Zündflamme folgt und schlägt in die Kammer. Durch die Explosion schlieſst sich
die Klappe und der Kolben B wird durch die gespannten
Explosionsgase vorwärts getrieben. Während der Vorwärtsbewegung des Kolbens B bleibt die Kammer, in welcher sich die Explosion
vollzogen, durch die Oeffnung f in Verbindung mit dem
Arbeitcylinder; hat der Kolben B desselben aber seinen
Ausschub beendet, so hat auch die betreffende Kammer die Oeffnung f überschritten und geht nunmehr durch ihre tiefste
Lage.
Hier erfolgt durch Einspritzung von
unter Druck stehendem Wasser durch die feinen
Oeffnungen g ein Niederschlagen der
Explosionsrückstände in der Kammer, soweit dieselben dampfförmig, und eine
Abkühlung, soweit dieselben gasförmig sind. So entsteht in der betreffenden Kammer
eine Luft Verdünnung; wenn die Trommel sich weiter dreht, gelangt die Kammer
gegenüber einer im Boden d angebrachten Oeffnung,
welche die Kammer zum zweiten Male mit dem Arbeitcylinder in Verbindung setzt. Diese
Verbindung tritt ein, wenn der Kolben zurück läuft. Da in der Kammer eine
Luftverdünnung herrscht, so erfolgt eine Saugwirkung auf den Arbeitkolben, so daſs
einestheils die noch in dem Cylinder befindlichen Rückstände der vorhergehenden
Explosion entfernt, anderentheils aber auch ein treibender Einfluſs auf den Kolben
B ausgeübt wird.
Die für eine Kammer beschriebenen Vorgänge wiederholen sich für
jede folgende Kammer; da
sechs derselben vorhanden sind, so folgt, daſs bei jedem Ausschube der Kolben B eine mit Explosionsgemisch gefüllte Kammer und ebenso
bei jedem Einschöbe des Kolbens eine durch Wassereinspritzung luftleer gemachte
Kammer mit dem Arbeitcylinder in Verbindung zu setzen ist. Demgemäſs hat die Trommel
A bei jeder Umdrehung der Hauptwelle der Maschine ⅙
Umdrehung auszuführen. Zu diesem Zwecke setzt die vom Kolben B durch Pleuelstange p und Kurbel getriebene
Welle mittels Kegelräder, Achse k und Stirnräder z die Trommelachse b mit
der angegebenen Uebersetzung in Umdrehung. Die Achse k
treibt auch mittels Schnurscheiben j und h das Gebläse D und den
Regulator.
Nach dem Vorschlage von L H. Nash in Brooklyn (* D. R.
P. Nr. 30008 vom 22. Mai 1883) wird in den Arbeitcylinder verdichtete Luft und gleichzeitig in den Luftstrom ein brennendes Gas eingeführt, damit die Wärme des
letzteren mehr als bisher an die Luft und weniger an die Cylinderwandungen abgegeben
wird und die Entzündung und Verbrennung rauchfrei erfolgt. Die verdichtete reine
Luft tritt bei D (Fig. 8 Taf. 10) ein, das
Gasgemisch bei F. In die Kanäle A, welche die verdichtete Luft nach den beiden Enden des Cylinders
befördern, münden die Rohre C, welche Verlängerungen
der Kanäle B für das Gasgemisch bilden und an deren
Enden die Entzündung des Gasgemisches vor sich geht; letzteres wird so in die Luft
eingeleitet, daſs es von derselben ganz umhüllt wird. Die Kanäle für die Luft
besitzen einen gröſseren Querschnitt wie die Gaskanäle; das Gasgemisch tritt in die
Luft ein unmittelbar, bevor letztere in den Cylinder gelangt, so daſs die getrennte
Schichtung von Gas und Luft besser gewahrt wird.
Die Entzündung des Gasgemisches erfolgt hier durch einen elektrischen Funken, könnte
jedoch auch in der bei Gasmotoren üblichen Weise mittels einer beweglichen
Zündflamme geschehen. Eine Einrichtung zur elektrischen
Zündung zeigt Fig. 6 und 7 Taf. 10. a und c sind die beiden
Drähte, zwischen deren Enden der elektrische Funke überspringt und dann die Zündung
bewirkt. Der Draht a ist durch eine isolirende Fassung
b am Ende des Rohres C
befestigt.
Zum Schlusse sei hier auf einen neuen, für
Gaskraftmaschinen bestimmten Kolben von O. Mobbs in Northampton (* D. R. P. Nr. 25588 vom 12.
Oktober 1882) hingewiesen. Um das Ausdehnen oder Federn des Kolbens wirksamer zu
machen, wird die Wandung des Kolbens mit einem spiralförmigen Schnitte durch die
ganze Stärke des Metalles versehen, um das Ende des Kolbens in eine Feder zu
verwandeln. Im Augenblicke der Explosion legt sich der geschlitzte Kolbentheil dicht
an den Cylinder an. Die Reibung zwischen Kolben und Cylinder vermindert sich in dem
Maſse, wie die Kraft abnimmt. Der Kolben ist hinten hohl und die so gebildete Kammer
nimmt die Ladung auf.