Titel: | Die Kraftmaschinen auf der Münchener Kraft- und Arbeitsmaschinen-Ausstellung. |
Fundstelle: | Band 270, Jahrgang 1888, S. 60 |
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Die Kraftmaschinen auf der Münchener Kraft- und Arbeitsmaschinen-Ausstellung.
Mit Abbildungen auf Tafel
5.
Die Kraftmaschinen auf der Münchener Ausstellung.
Die zur Zeit in München stattfindende Kraft- und Arbeitsmaschinen-Ausstellung für das
Deutsche Reich ist mit Kraftmaschinen verhältniſsmäſsig reich beschickt. Wenn auch
der neuerdings mit vollem Rechte so sehr gepflegte und so vortrefflich ausgebildete
Typus der Kesseldampfmaschinen merkwürdiger Weise in
seinen bekannteren Ausführungen gar nicht vertreten ist und der augenblicklich so
hervorragende Standpunkt dieser immer noch wichtigsten Art von Kleinkraftmaschinen
deshalb ganz und gar ungenügend betont wird, so entschädigt für diesen bedauerlichen
Ausfall die in so vollständiger Weise noch nirgends dagewesene Vorführung der Gaskraftmaschinen, Letztere Maschinenart, welche durch
die vortreffliche Ausbildung seitens der Deutzer
Gasmotorenfabrik die erste brauchbare und billige Kraftmaschine für den
Kleinbetrieb wurde und welcher es zu verdanken ist, daſs dem Kleingewerbe jetzt eine
so reiche Auswahl aller möglichen Arten von Kleinkraftmaschinen zur Verfügung steht,
ist in München durch sämmtliche, in den letzten Jahren in den deutschen
Handelsverkehr gebrachte Ausführungsarten vertreten. Bisher hat keine Ausstellung
eine so vortreffliche Gelegenheit geboten, die concurrirenden
Gaskraftmaschinensysteme neben einander im Betriebe zu beobachten, wie diese
Münchener Ausstellung. Diese Gasmaschinensammlung entschädigt wegen ihrer
Vollständigkeit nicht nur für die Mangelhaftigkeit der Ausstellung von
Kesseldampfmaschinen, sondern läſst es auch verschmerzen, daſs der neueste, fast
ebenbürtige Concurrent der Gasmaschine, die sogen. Petroleumkraftmaschine, auch durch keine der neueren Ausführungen,
namentlich nicht durch solche vertreten ist, welche Roherdöl an Stelle des bisher
ausschlieſslich benutzten Gasolins bezieh. Benzins und Naphta verwenden; es ist nur
die seitens der Deutzer Gasmotorenfabrik bereits seit
längerer Zeit gebaute Benzin-Gasmaschine (1887 266 436)
und ein nicht im Betriebe gezeigter Vergaser von Heilmann-Ducomun und Steinlen in Mülhausen vertreten. Heiſsluftmaschinen sind nicht ausgestellt; dieselben
können auch für den Handwerksbetrieb trotz der mehrfachen, anerkennenswerthen
Verbesserungen, welche in letzterer Zeit namentlich bekannt wurden, nicht mehr als
concurrenzfähig betrachtet werden.
Wasserkraftmaschinen, welche auch nur in Orten mit
billiger Lieferung von Leitungsdruckwasser, wie z.B. in München und Zürich
zweckmäſsig anwendbar erscheinen, waren in einigen Exemplaren bis zur Leistung von 1
vertreten; unter denselben war nur ein Motor von G.
Adam in München besonders bemerkenswerth, weil bei demselben durch eine
geistreiche selbsthätige Regulirung der Wasserbedarf vollständig der verlangten
Leistung angepaſst wird. Es ist unseres Wissens hier der erste Fall, in welchem mit Erfolg für
Wassersäulenmaschinen eine selbsthätige Regulirung angewendet wird.
Die Gasmaschinen.
Die Gasmaschinen waren von neun verschiedenen Firmen in zehn von einander mehr oder
weniger abweichenden Ausführungsformen ausgestellt. Bei neun dieser Formen war das
viertaktige Arbeitsverfahren angewendet, welches trotz des Nachweises, schon im J.
1862 von Beau de Rochas in einer Broschüre
vorgeschlagen worden zu sein, immer noch das sogen. Otto'sche Arbeitsverfahren genannt wird. Bei diesem Verfahren kommt auf
zwei Kurbelumdrehungen, also auf einen Kolbenhub, nur eine Kraftäuſserung, und zwar
ist das Verfahren in der Weise eingerichtet, daſs beim ersten Ausschube des Kolbens
ein entzündbares Gemisch von Luft und Gas in den Cylinder eingesaugt wird, daſs beim
Rückschube im Arbeitscylinder eine Verdichtung dieses Gemisches stattfindet, welches
beim nunmehrigen Hubwechsel entzündet wird, damit das entzündete Gemisch während des
dritten Kolbenhubes kraftäuſsernd wirken kann; der nun folgende Rückschub befördert
die verbrannten Gase zum Theile aus dem Cylinder, während ein dem stets vorhandenen
verlängerten Cylinderraume entsprechender Theil der verbrannten Gase im Cylinder
zurückbleibt, um sich gemäſs der von Otto vertretenen
Ansicht zwischen den Arbeitskolben und die beim nächsten Hube einzusaugende neue
Ladung zu legen.
Durch dieses hier skizzirte Arbeitsverfahren war es Otto, als dem ersten, gelungen, einen stoſsfrei arbeitenden Gasmotor
herzustellen. Das auf dem Verfahren seit 1876 ruhende Patentrecht ist nunmehr aber
nach langen, sehr erregt geführten Prozessen auf Grund des Nachweises der
Veröffentlichung in einer Broschüre von Beau de Rochas
verfallen, so daſs seiner Ausnutzung für concurrirende anders geartete
Maschinenconstructionen nichts mehr im Wege steht. Die Ueberzeugung, daſs dieses
Verfahren am sichersten einen ruhigen, stoſsfreien Gang für Gasmaschinen
gewährleistet, hat dazu geführt, daſs sämmtliche Gasmaschinenfabriken, mit Ausnahme
von Benz und Comp. in Mannheim, für ihre Gasmaschinen
dieses Viertakt-Verfahren anwenden. Das von letztgenannter Fabrik benutzte Verfahren
kennzeichnet sich durch Anwendung einer Explosion bezieh. einer Kraftleistung auf
nur eine Kurbelumdrehung. Da also hier auf zwei
Kolbenhübe eine Kraft Wirkung kommt, spricht man von einem
Zweitakt-Arbeitsverfahren. Die Ausbildung dieses Verfahrens wird weiter unten
besprochen.
Bei der für den Viertakt Grund legenden Deutzer
Gasmaschine wird am hinteren Cylinderende, also dort, wo durch eine Verlängerung des
Cylinders über den Kolbenhub hinaus ein sogen. todter oder Verdichtungs- und
Explosionsraum geschaffen wird, mittels eines quer zur Cylinderachse hin und her
gehenden Schiebers der Eintritt des Explosionsgemisches sowie die Zündung des letzteren
bewirkt; den Austritt der verbrannten Gase besorgt ein gesteuertes Ventil. Die
Anwendung eines Schiebers wird als Uebelstand dieses vortrefflichen Deutzer Motors hingestellt, weil die verschiedenen in
demselben vorhandenen feinen Oeffnungen und Löcher für den Durchgang von Gas und
Luft, für den Ausgleich der Uebertragungsflamme mit der Spannung im Arbeitscylinder,
für die Zündung selbst, sich im Betriebe leicht durch Schmutz versetzen und deshalb
häufig eine sorgfältige Reinigung des Schiebers bedingen. Es wird ferner gesagt,
daſs der Schieber einen verhältniſsmäſsig groſsen Arbeitsaufwand für seine Bewegung
erheische, und immerhin eine längere Zeit für die Erledigung seiner Aufgaben
brauche. Diese Gründe haben die meisten Gasmaschinenconstructeure zur Aufgebung des
Schiebers und zu dessen Ersatz durch Ventile veranlaſst, bei welchen wenigstens eine
leichtere und bequemere Regulirung möglich wird. Thatsächlich hält auſser der Deutzer Fabrik nur M.
Rille in Dresden noch an der Verwendung des Schiebers fest; alle übrigen
Fabrikanten benutzen Ventile für Ein- und Auslaſs, sowie namentlich für die Zündung.
Selbst die Deutzer Fabrik hat in diesem Jahre für sehr
kleine und sehr groſse Maschinen Ventile angewendet.
Die Deutzer Maschinen, welche als Urtypus der modernen Gasmaschinen zweifellos
angesehen werden müssen, waren liegend angeordnet. Gegen diese Aufstellung wendeten
sich besonders Gebr. Körting in Hannover und Sombart in Magdeburg, zu Gunsten einer aufrechten
bezieh. stehenden Anordnung des Cylinders. Letztere Aufstellung hat den Vortheil
eines geringeren Raumbedarfes, eines günstigeren Auffanges des Explosionsschubes,
sowie einer gleichmäſsigeren Beanspruchung des Cylinders durch den Kolben; sie
gestattet ferner eine zweckmäſsigere Vertheilung der Steuerungsorgane. Als Nachtheil
steht wenigstens für gröſsere Maschinen die Anordnung der Kurbelwelle mit dem
Schwungrade über dem Cylinder entgegen. Jedenfalls
werden jetzt allgemein auch seitens der Deutzer Fabrik
die Gasmaschinen bis zu etwa 4 in stehender Anordnung gebaut. Die meisten
Firmen behalten aber auch die stehende Aufstellung für groſse Gasmaschinen bei. So
zeigt die Münchener Ausstellung eine stehende Zwillingsmaschine von Adam in München mit einer Leistung von 25 .
Für die Zündung des Gemenges im Arbeitscylinder sind
jetzt sämmtliche überhaupt je in Vorschlag gebrachten Anordnungen in Gebrauch. Die
mit dem Deutzer Motor eingeführte Schieberzündung
verliert immer mehr und mehr zu Gunsten der sicherer wirkenden Ventilzündung, deren
Ausführungsformen sich mehr oder weniger auf die Körting sehe Zündung stützen. Die meisten Maschinen haben eine
Ventilzündung. Neben der Flammenzündung tritt neuerdings die Zündung mittels sogen.
Glühkörper sehr in den Vordergrund; auch die Deutzer
Fabrik wendet dieselbe in einer interessanten Weise an. Auch die für
Gasmaschinen älteste
Zündung, nämlich die elektrische, findet häufige Anwendung, und zwar wird jetzt die
Benutzung dynamo-elektrischer Zündfunken der Batteriezündung anscheinend
vorgezogen.
Der Regulirung, als einem der wichtigsten Momente im
Gasmaschinenbetriebe, wird jetzt mit Recht ein besonderes Augenmerk zugewendet. Am
verbreitetsten ist die Regulirung nach dem Vorbilde des Deutzer Motors durch Ausfall von Explosionen. Die Regulirung durch
Veränderung der Zusammensetzung des Gemisches wird versucht und angewendet,
erscheint aber wegen der unvermeidlichen Gasverluste durch Ausstoſs einer nicht mehr
entzündbaren Ladung unvortheilhaft. Die Regelung der Menge des gleichmäſsig
zusammengesetzten Gemisches erscheint zwar am zweckmäſsigsten, wird aber
merkwürdiger Weise wenig angewendet.
In München werden 27 Gasmaschinen nach den erwähnten zehn Ausführungsformen von neun
Ausstellern gezeigt. Die Maschinen hatten eine Gesammtleistung von 103 , und
zwar vertheilt sich diese Gesammtleistung auf Maschinen von ⅛ bis auf
Maschinen von 25 ; es sind somit wohl die gröſsten wie die kleinsten bisher
ausgeführten Maschinen vorhanden.
Von der Deutzer Gasmotorenfabrik sind liegende und
stehende Maschinen ausgestellt. Die liegenden Maschinen entsprechen der bekannten
Ausführung (1878 228 * 201), so daſs von einer weiteren
Beschreibung abgesehen werden kann. Bemerkenswerth ist die zum Betriebe des
Triebwerkes ausgestellte 25 -Gasmaschine., welche aus zwei einzelnen, auf
derselben Grundplatte liegenden Gasmaschinen zusammengesetzt ist. Die neben einander
auf gleichem Fundamente liegenden Maschinen sind an eine Kurbelwelle gekuppelt. Die
beiden Kurbeln sind nicht versetzt, vielmehr fallen ihre Mittellinien zusammen. Die
Arbeitsweise ist in beiden Cylindern so eingerichtet, daſs die Kraftwirkung in einem
Cylinder mit der Saugeperiode im anderen Cylinder zusammenfällt, also auf jede
Kurbelumdrehung eine Kraftäuſserung kommt. Auf der Kurbelwelle sitzen zwei schwere
Schwungräder.
Eine höchst interessante Neuheit brachte diese Fabrik mit ihren kleinen Gasmaschinen
stehender Anordnung, bei welchen die Fabrik auch Ventilsteuerung anwendet. Da die
bezüglichen Patentverhandlungen noch schweben, soll von einer ausführlichen
Beschreibung dieser Motoren zunächst abgesehen werden. Es sei kurz gesagt, daſs die
Maschinen in denkbar einfachster Art angeordnet sind, doch auſserordentlich genau
reguliren und völlig geräuschlos arbeiten. Der Pendelregulator ist mit dem zur
Steuerung des Auslaſsventiles für die verbrannten Gase benutzten Gestänge verbunden
und wirkt auf das Einlaſsventil, welches bei normalem Gange des Motors durch einen
am Pendelregulator sitzenden Haken geöffnet wird, andererseits bei zu schnellem
Gange uneröffnet bleibt.
Auſser der Benutzung einer Ventilsteuerung ist ferner die Anwendung einer
Glühzündung charakteristisch; die in bekannter Weise glühend erhaltene Zündröhre
wird aber nicht, wie bisher üblich, während der Sauge- und Verdichtungsperiode vom
Cylinderinneren abgeschlossen, sondern bleibt in ständiger Verbindung mit dem
Cylinder, so daſs eine unmittelbare Hineindrängung der verdichteten Ladung in die
Zündröhre nach Daimler'schem Vorbilde (1884 254 * 410) stattfindet. Diese Maschinen sind nur für sehr
kleine Kraftäuſserungen bestimmt und in Gröſsen von ¼ und ⅛
ausgestellt.
Die benutzte Zündvorrichtung ist an Th. Heese in Berlin
(* D. R. P. Kl. 46 Nr. 41856 vom 17. Juni 1887) patentirt. Dieselbe ist eine sogen.
Glühzündung, bei welcher sich das explosible Gasgemenge an glühend erhaltenen
Wandungen entzündet.
Es wird bezweckt, eine sichere Zündung des Gasgemenges herbeizuführen, sowie das
glühende Rohr gegen Verbrennen möglichst zu schützen. Dies wird erreicht durch
Anwendung eines rohrförmig gestalteten Bunsen-Brenners,
der das zu erhitzende Zündrohr concentrisch umschlieſst und dadurch nicht nur eine
sehr vollkommene und stetig bleibende Erhitzung desselben herbeiführt, sondern auch
in Folge der vollständigen Umhüllung des Rohres durch die reducirend wirkende Bunsen-Flamme dasselbe vor Oxydation schützt.
Das senkrecht stehende Zündrohr r (Fig. 1 und 2) ist durch den Zündkanal
h einerseits mit dem Cylinderraume, andererseits
mit einem Gasraume r1
verbunden. Dieser hinter der Zündrohrmündung befindliche Gasraum r1 ist für die schnelle
und sichere Zündung von groſser Wichtigkeit, da er erstens die verbrannten
Gasrückstände aufnimmt und zweitens ein Vorschlagen der Zündflamme in den
Arbeitscylinder herbeiführt, wie aus Nachfolgendem ersichtlich ist:
Das verdichtete, aus dem Arbeitscylinder tretende Gasgemisch, welches entzündet
werden soll, drückt zuerst die verbrannten Gasrückstände in h zurück und tritt dann gleichzeitig in r und
r1 ein. In r entzündet sich das Gasgemisch an den heiſsen Wänden,
und diese Entzündung wird sich bis zur Vereinigung der Rohre r und h fortsetzen. Von diesem Augenblicke
aber pflanzt sich die Entzündung nach zwei Seiten, nach h und nach r1, hin fort, da nach r1 gleichfalls entzündbares Gemisch getreten ist.
Der Gasbrenner besteht im Wesentlichen aus dem Ansatze D, dem Injector A, dem Ringe C, dem Zündrohre r und dem
Kamine E. Der Ansatz D ist
mit dem Arbeitscylinder der Maschine verbunden und mit zwei Bohrungen versehen,
wovon die eine h im Augenblicke der Zündung durch einen
Schieber oder sonst eine geeignete Vorrichtung mit dem Inneren des Cylinders B in Verbindung gebracht wird. Die andere Bohrung trägt
das senkrechte Zündrohr r. Der Injector A ist unten an dem Ansätze D befestigt und erweitert sich nach oben zu dem Raume d.Dieser Raum d ist durch den
Ring C nach oben verjüngt. Der Ring C, welcher aus Eisen oder sonst einem Metalle
hergestellt ist, umschlieſst das Zündrohr r
concentrisch und bildet mit diesem den runden Brennerschlitz ee, aus welchem das Gas austritt, um zu verbrennen. Der mit Chamotte
ausgefütterte Kamin E ist mit den seitlichen
Luftzuführungslöchern i versehen.
Die Wirkungsweise des Brenners ist folgende: Das Gas wird durch den Hahn n zugelassen und strömt unter Druck aus der kleinen
Oeffnung der Düse a aus, wodurch Luft durch die
seitlichen Löcher cc angesaugt wird. Gas und Luft
werden beim Durchströmen der nach oben conisch erweiterten Düse b innig gemischt, gelangen in den Raum d, um schlieſslich aus dem runden Brennerschlitze ee auszutreten und zu verbrennen. Der Brennerschlitz
ee ist so eng bemessen, daſs ein Rückschlagen der
Flamme in den Raum d vermieden wird. In Folge der
eigenthümlichen Anordnung des Brennerschlitzes umspült die Flamme s das Zündrohr r
unmittelbar, wodurch bei verhältniſsmäſsig kleiner Flamme eine genügende Erhitzung
des Zündrohres stattfindet. Durch die Löcher cc wird
nur so viel Luft eingeführt, als zur Erzielung einer kräftigen Verbrennung
nothwendig ist. In Folge dessen hat die Flamme s an der
Stelle, wo sie das Zündrohr r umspült, eine reducirende
Wirkung, wodurch einer Oxydation der äuſseren glühenden Zündrohrfläche vorgebeugt
und eine rasche Zerstörung des Rohres verhütet wird.
Die Löcher i bezwecken eine genügende Luftzufuhr, um
eine vollkommene Verbrennung der Flamme s zu erzielen.
Der hier etwa eintretende Luftüberschuſs gelangt jedoch nur zum äuſseren Umfange der
Flamme s und berührt nicht den glühenden Theil des
Zündrohres, er kann also auf die Oberfläche desselben eine oxydirende Wirkung nicht
ausüben. Das Rohr r1
ist an dem Ansätze D so befestigt, daſs es die
Fortsetzung des Kanales h bildet, und hat den Zweck der
sicheren Zündung; es nimmt ferner die etwa aus dem Cylinder eintretenden Schmutz-
und Schmiertheilchen auf, wenn durch den Schieber oder sonst eine geeignete
Vorrichtung das comprimirte Gasgemisch im Momente der Zündung in den Kanal h eingelassen wird. Wenn man den am Rohre r1 angebrachten
Pfropfen wegnimmt, so kann dieses sowohl als auch der Kanal h leicht gereinigt werden.
Bei den in München ausgestellten Motoren fehlt der Pfropfen am Rohre r1; letzteres ist
vielmehr völlig geschlossen und gleicht somit vollständig den üblichen
Zündrohren.
Die Ausstellung der Münchener Maschinenbau-Gesellschaft,
bestehend in einer Anzahl Ventilgasmaschinen von ½ bis zu 25 ,
schloſs sich der Deutzer Ausstellung ebenbürtig an. Wir finden in diesen
Gasmaschinen, welche nach Patenten und Constructionen von Gerh. Adam in München gebaut werden, eine äuſserst sinnreiche Anwendung
von Ventilsteuerung für stehende Gasmaschinen. Die ausgestellten Maschinen arbeiten durchweg sehr
ruhig und zeichnen sich durch ihre äuſsere Gestaltung und die Anordnung der
Steuertheile sehr vortheilhaft aus.
Wir wollen zunächst in die Beschreibung der eincylindrigen stehenden Motoren dieses
Constructeurs eingehen, welche in Gröſsen bis zu 4 vorgeführt waren.
Darunter war ein Motor von 1 beachtenswerth, welcher in Verbindung mit
einer Wasserkolbenpumpe dargestellt war. Motor und Pumpe standen auf derselben
Grundplatte und waren durch ein Zahnrädergetriebe derart gekuppelt, daſs die
Gasmaschine sehr rasch umlaufen konnte, während die Hubzahl der Pumpe sich in
mäſsigen Grenzen hielt.
Der Motor ist stehend angeordnet und arbeitet mit einem Kolben im Viertakte; wie Fig. 3 im
Längsschnitte zeigt, besitzt die Maschine einen Cylinder, in dem ein langer mit
Dichtungsringen versehener Kolben 1 sorgfältig
eingepaſst ist. Derselbe ist durch die Schubstange 2
mit der gekröpften Welle 3 direkt verbunden. Das
Schubstangenlager 4 ist verstellbar, und zwar von der
Seite, wo dasselbe am wenigsten Druck auszuhalten hat. Die Kurbelachse aus bestem
Stahle ruht in sehr breiten Lagern 5 und 6. Das Schwungrad ist möglichst nahe am Lager 5 durch einen Keil festgekeilt. Die ungewöhnlich lange
Schwungradnabe 10 ist etwas kegelförmig gedreht, so
daſs die Riemenscheibe 11 einfach ohne Keil
aufgeschoben und mit der Schraube 12 und Scheibe 13 angezogen werden kann. Die Scheibe preſst dann gegen
den Kegel und dieser gegen den Bund 14 der Achse,
wodurch die ganze Befestigung sehr solid und dauerhaft wird. Auf der anderen Seite
der Achse sitzt ein Stirnrad 15 zum Antriebe der
Steuerwelle und an demselben gleichzeitig ein Kegelrad 47 zum Antriebe des Regulators. Der Regulator macht doppelt so viel
Umdrehungen als die Kurbelwelle 3, und die Steuerachse
16 halb so viele als die Kurbelachse. (Kurbelwelle
180, Regulator 360, Steuerwelle 90.) Die Steuerachse 16
läuft in einer an den Ständer angeschraubten Guſshülse 19. Die Curvenscheibe 20 ist auf der Achse
durch Stifte befestigt, so daſs letztere in der Guſshülse 49 drehbar ist; dagegen ist die Verlängerung der Curvenscheibe (von
gröſserem Querschnitte) in der Bohrung des Ständers drehbar, wodurch eine gröſsere
Gleitfläche mit verminderter Abnutzung erreicht wird. Auf der Curvenscheibe 20 befindet sich eine Curve 22 (Fig.
4) zur Steuerung des Zündventiles und zwei Stufen 23 (Fig.
3 und 4) zur Steuerung des Auspuffventiles 24. Die
kurze Stufe 25 (Fig. 6) wirkt, wenn der
Motor mit voller Kraft arbeitet, die längere Stufe 26,
wenn weniger Kraft verlangt wird.
Mittels der Steuerstangen, welche in langen Lagern geführt werden, wird die Steuerung
des Zündventiles (Stange 27) und mittels der Stange 29 die des Auspuffventiles bewirkt. Die Rolle 30 an der Steuerstange 29
ist verschiebbar auf dem Zapfen angebracht und durch den Schleifbacken 31 und den Winkelhebel 32
mit dem Regulator 18 in Verbindung. Am unteren Ende der
Steuerstange 29 ist ein Querstück 32 (Fig. 4) angeschraubt,
welches die Bewegung von Steuerstange zum Auspuffventile überträgt.
Das Auspuffventil ist von verhältniſsmäſsig groſsem Querschnitte, auch die
Austrittskanäle 33 (Fig. 5) sind groſs. Der
Constructeur hat sein Augenmerk darauf gerichtet, daſs die verbrauchten Gase, wenn
der Motor mit weniger Kraft als normal arbeitet, möglichst leicht in den Cylinder
ein- und austreten können, da bekannter Weise zum Mischen der Gase mit der Luft
Kraft gebraucht wird, um ein inniges Gasgemenge in den Cylinder zu bringen. Es ist
0,1 bis 0at,2 Druck erforderlich, um ein kräftiges
und innig gemischtes Gas herzustellen. Man kann im Cylinder durch schwach gemischtes
Gas bei der Verbrennung einen Druck von 4at
erreichen und bei stark gemischtem Gase einen solchen von 10 bis 15at. Je höher der Druck im Cylinder, desto
vollkommener ist die Verbrennung und desto günstiger ist der Verbrauch an Gas.
Das guſseiserne Zündventil 28 ist hohl und gleitet in
dem guſseisernen Gehäuse 34 auf und ab. Unten am
Zündventile (Fig.
7) ist die zur Regulirung bezieh. Speisung der Zündflamme erforderliche
Einrichtung zur Hervorbringung einer von gespanntem Gase herrührenden Zündflamme. In
dem hohlen Ventile gleitet der Stempel 35, bewegt durch
die Steuerstange 27 und Curve 22. Er schlieſst beim Niedergange das hohle Ventil 28 durch den Stempel 35 erst oben ab und
drückt es dann nieder. Das Ventil wird durch eine Feder 30 gegen einen Sitz gedrückt. Während der Arbeit strömt vom Gehäuse bei
Pressung des Gasgemisches durch das kleine Loch 37 nach
der Nuthe 38 brennbares Gas. Dieses Gas umstreicht die
Ventilnuthe 38 und tritt aus den flachen Löchern 39 in den Hohlraum 40 des
Ventiles, wo das Gas sich an der stets brennenden Flamme 41 entzündet, ohne daſs die Entzündung im Cylinder stattfinden kann. Der
Flamme im Hohlraume des Ventiles wird so lange Nahrung zugeführt, bis der Stempel
35 den Hohlraum 40
oben abschlieſst, in welchem die Flamme eingeschlossen ist und sofort das
eigentliche Ventil niederdrückt, wodurch die Kanäle 39
des Ventiles in Verbindung mit dem gepreſsten Gase der Kammer 36 in Berührung kommen, und sich sicher entzünden und
so die ganze Ladung zur Verbrennung gelangt. Das Ventil mit Stempel bleibt
niedergedrückt bezieh. geschlossen, während der Verbrennungsperiode sowohl, als auch
während der Auspuff- und Einsaugperiode.
Das Einsaugventil ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist,
selbsthätig. Es saugt durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 1 ein und mischt nur dann, wenn der Motor Betriebsgas braucht. Im anderen
Falle bleibt es geschlossen, und werden durch das vom Regulator geöffnete
Auspuffventil Verbrennungsproducte in den Cylinder zurückgesaugt.
Um das Gas sowohl in einem bestimmten Mischungsverhältnisse herzustellen, als auch dasselbe
recht innig zu mischen, steht die Bohrung 42 für Luft
in einem bestimmten Verhältnisse zu der Bohrung 45 für
Gas; der kleine Kegel 45 des Ventiles dient dazu, dem
Leuchtgase zunächst eine führende Richtung nach dem Ventilsitze 46 zu geben. An und für sich ist die Strömung des Gases
schon nach dieser Richtung. Die Luft, welche bei 42
eintritt, wird zu dem Gase gesaugt; beide mischen sich innig an dem Spielraume
zwischen dem Ventile 44 und dessen Sitze 46. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind
alle drei Ventile sehr bequem angeordnet. Dieselben sind drehbar, auch während des
Betriebes, wodurch dieselben dauernd und zuverlässig arbeiten.
Die Inbetriebsetzung geschieht folgendermaſsen:
Durch Umdrehen des Schwungrades hebt sich der Kolben und saugt durch das Mischventil
Luft und Gas in den Cylinder ein auf der ganzen Hublänge des Kolbens. Durch weiteres
Umdrehen, also beim Zurückgange des Kolbens wird das in den Cylinder eingesaugte
Gemisch zusammengepreſst und die Zündflamme im Zündventile gebildet. Im unteren
todten Punkte schlieſst der Stempel den Hohlraum im Zündventile oben ab und macht
die untere Oeffnung auf, wodurch das im Verdichtungsraume 47 eingeschlossene Gasgemenge verbrennt. Es entsteht im Cylinder ein Druck
von etwa 10at, der den Kolben in die Höhe schiebt,
wodurch sich die Maschine in Bewegung setzt bis zur vorgeschriebenen Umlaufszahl.
Will die Maschine schneller gehen, so hebt sich der Regulator und verschiebt die
Rolle 30, wodurch dem Motor kein Betriebsgas mehr
zugeführt wird, bis die Schwungradachse wieder die normale Umlaufszahl erreicht.
Auf der Karlsruher Ausstellung für Handwerkstechnik hatte die Prüfung eines solchen
Motors von 4 folgende Ergebnisse:
Zeitdauer desVersuches
inMinuten
Leistung
inPferdestärkeneffectiv
Gasverbrauch
Gasverbrauchder Zünd-kammer
in1 Stunde in cbm
MittlereTourenzahlin 1
Minute
in 1 Stunde incbm
in 1 Stunde undPferdekr. in cbm
34 Minuten16 Secunden
4,473
3,957
0,885
0,0245
167,86
Danach übersteigt die Leistungsfähigkeit der Maschine die vom Aussteller angegebene
um nahezu ½ , bei einem Gasverbrauche bei voller Leistung von rund 0cbm,9 für 1 und Stunde. Der
Wasserverbrauch für Kühlung war gering und betrug bei einer Temperatur von 13° C.
für das zuflieſsende und 60° C. für das abflieſsende Wasser im Mittel etwa 31l für 1 Stunde und 1 .
Wesentlich dieselben Eigenthümlichkeiten der beschriebenen Maschine finden sich an
dem interessantesten Motor der Ausstellung, dem Zwillingsmotor von 25 ,
dessen Cylinder, schräg nach oben gegen einander gestellt, an dieselbe Kurbel
angreifen und so gestellt sind, daſs ihre Mittellinien in den Mittelpunkt der
Kurbelachse fallen. Fig. 8 läſst einen Längenschnitt durch beide Cylinder erkennen. Es ist ersichtlich, wie die
Kolbenstangen beider Cylinder an die Kurbel gekuppelt sind. Während die Kolbenstange
des Kolbens d unmittelbar mittels des üblichen
Pleuelkopfes den Kurbelzapfen o umschlieſst, ist die
Stange des zweiten Arbeitskolbens c an den Pleuelkopf
mittels eines besonderen Zapfens p angelenkt. Ganz
besonderes Augenmerk richtet der Constructeur auf möglichste Herabsetzung der
Entfernung y zwischen beiden Zapfen o und p. In der durch
unsere Zeichnung dargestellten, der Wirklichkeit entsprechenden Ausführung ist knapp
so viel Fleisch geblieben, um die Futter anzubringen.
Mit dieser eigenartigen Anordnung der Kolben, welche von der bisher angewendeten
Kuppelung von Zwillingsmaschinen vollständig abweicht, ist nun auch eine wesentliche
Aenderung in der Arbeitsweise der Maschine eingetreten, weil in Folge der auſser der
Mittellinie liegenden beiden Zapfen eine ungleiche Bewegung der beiden Arbeitskolben
eintreten muſs. Es können nämlich nicht beide Kolben gleichzeitig im Todtpunkte
stehen., vielmehr muſs einer dem anderen stets um ein Geringes voreilen. Wenn Kolben
c des Cylinders a im
Todtpunkte steht, ist Kolben d des Cylinders b bereits aus der punktirt eingezeichneten
Todtpunktlinie x in die gezeichnete Lage nach oben
vorgeeilt. Die Arbeit theilt sich bei beiden Cylindern so ein, daſs abwechselnd die
Explosion in beiden Cylindern stattfindet, so daſs also auf jede Umdrehung der
Kurbel eine Kraftäuſserung kommt.
Im Allgemeinen ist der Zwilling genau so gebaut wie der oben beschriebene
eincylindrige Motor, nur mit dem Unterschiede, daſs alle Theile doppelt angeordnet
sind.
Der beschriebene 25 -Zwilling arbeitete zum Betriebe des Triebwerkes ständig.
Derselbe lieſs beim Einrücken der an das Triebwerk angeschlossenen schweren
Holzbearbeitungsmaschinen für kurze Zeit nur ein Nachbleiben der üblichen
Umlaufszahl, also eine geringe Verlangsamung erkennen; im Allgemeinen muſs seine
vortreffliche Regulirung mit Hilfe der Stufendaumen anerkannt werden. Der Motor soll
für 1 Stunde und 1 etwa 0cbm,7 Gas
verbrauchen.
Für diese Adam'schen Motoren war an den in die
Gaszuleitung eingeschalteten Gummibeuteln eine besondere Ventilanordnung von E. Schrabetz in Wien (* D. R. P. Nr. 42996 vom 23.
September 1887) angeordnet, welche in Fig. 9 und 10 dargestellt ist.
Zweck der Einrichtung ist die Beseitigung der durch den unregelmäſsigen Gasverbrauch
der Gasmotoren auf die benachbarten Beleuchtungsanlagen ausgeübten nachtheiligen
Wirkungen. Das Ventil wird vor dem Beutel, im Allgemeinen an der Stelle des
Gaseintrittes in denselben, eingeschaltet, und dessen Durchgangsöffnung von den
beiden mehr oder minder aufgeblähten Beutelwänden derart in Abhängigkeit gebracht,
daſs der Beutel während des Ganges des Motors stets in einem mäſsig schlaffen Zustande
erhalten wird. In den Organen, welche diese Einwirkung auf das Ventil vermitteln,
wird ein todter Gang vorgesehen, um nicht nur für das Ventil die Einwirkung der
regelmäſsigen Pulsationen des Beutels ganz, als auch zu oftmalige Bewegungen
desselben in Folge der Regulirung des Motors (durch das Ausbleiben von Füllungen) zu
beheben. Diesen todten Gang kann man an irgend einer Stelle des Mechanismus
einfügen, am besten aber an der Angriffsstelle der Beutelwände, um die Bewegung
dieses Mechanismus nur auf die eigentliche Regulirung des Ventiles zu beschränken
und während des normalen Ganges nicht die Massen desselben mitspielen zu lassen.
Wenn die Beutelwände sich nicht immer gleichförmig aufblähen und auch auf beiden
Seiten zweckmäſsig ein gleicher Widerstand ausgeübt werden soll, so kann das Ventil
entweder zweitheilig sein und jeder Theil von einer Seite bedient werden, oder
besser, die Uebertragung von beiden Seiten wird in einen solchen Zusammenhang
gebracht, daſs sich ihre Wirkungen auf das einfache Ventil ergänzen, eventuell
compensiren. Es kann also die Wirkung der einen Seite des Beutels selbst Null oder
negativ sein gegenüber der Wirkung der anderen Seite.
A ist der Beutel, a das
Ventil, b eine feste Achse an demselben; cc1 und dd1 sind Doppelhebel,
um b drehbar, deren Enden in Ringe oder viereckige
Rahmen g und h eingreifen,
welche an den Beutelwänden befestigt sind und in welchen Ringen die Doppelhebel das
vorerwähnte todte Spiel haben, e und f sind Gelenke, welche die durch g und h ausgeübte Wirkung
vereinigt auf die Stange i übertragen, von welcher
mittels des Gelenkes k die Achse des Ventiles bewegt
wird.
In einigen Abänderungen ist als Ventil eine Drosselklappe gewählt, obwohl dem Wesen
nach jede bekannte Ventileinrichtung angewendet werden kann.
Die Gasmotoren der Firma Gebrüder Körting in Hannover
waren die ersten Concurrenten der Otto'schen
Gasmaschinen} sie waren auch die ersten stehenden Gasmaschinen, welche nach dem
Viertakte arbeiteten. Die vortreffliche Wirkung der Körting'schen Motoren brachte den ersten Umschwung im Baue der Gasmotoren
hervor, welche man zunächst nur in liegender Anordnung für stoſsfreie Arbeit passend
glaubte. Diese Motoren zeigten auch die erste brauchbare Ventilzündung, welche mit
verdichtetem Gemenge aus dem Arbeitscylinder gespeist wurde; diese Zündung, welche
bereits 1885 256 * 201 beschrieben wurde, ist förmlich
Schule machend gewesen. Die meisten bisher bekannten Ventilzündungen lehnen sich
mehr oder minder an die Körting'sche Construction.
Seit Anfang dieses Jahres baute die genannte Firma ihre Motoren mit wesentlich
vervollkommneter Steuerung. Zwei solche neuartige Motoren von je 3 sind auf
der Ausstellung vertreten. Die interessanten, hier gezeigten Neuheiten beruhen auf
dem Patente der Firma
C. Pieper in Berlin (* D. R. P. Kl. 46 Nr. 42600 vom
31. August 1887), welches nunmehr unter Bezug auf die Fig. 11 bis 14 beschrieben
werden soll.
Das Maschinengestell A umhüllt den Arbeitscylinder. Von
zwei in einander greifenden Zahnrädern B und C befindet sich das kleinere B auf der Hauptwelle, während C, das
Steuerrad, welches mit der doppelten Anzahl von Zähnen versehen ist, sich lose auf
einem Zapfen dreht. Fest zusammenhängend mit dem Rade C
sind zwei Daumen D und E
vorgesehen, welche bewegend auf Hebel F und G einwirken. Diese Hebel sitzen auf zwei Achsen J und H1, von denen J hohl ist
und concentrisch von der Achse H durchsetzt wird, so
daſs beide Achsen eine gemeinsame Mittellinie haben, aber in ihrer Drehbewegung
völlig unabhängig von einander sind. Auf der hohlen Achse J ist ein zweiter Hebel L befestigt, und auf
der Mittelachse H ein zweiter Hebel K. Zwei Federn S1 und P wirken dem
Drucke der Daumen E und D
entgegen, derart, daſs die Hebel sowohl der ansteigenden wie auch der abfallenden
Linie der Daumen bei ihrer Bewegung folgen müssen.
Der Hebel L mit Achse J,
Hebel F, Daumen D und
Feder P dient zur Bewegung des Zündmechanismus O: der Hebel K mit Achse
5, Hebel G, Daumen E und
Feder S1 dagegen dient
zur Bewegung des Auslaſsventiles M. R ist ein
selbsthätiges Rückschlagventil, S ein selbsthätiges
Mischventil für Gas und Luft. Beide Ventile öffnen sich und lassen brennbares
Gemisch eintreten, wenn der Kolben ansaugt, und sie schlieſsen sich, sobald die
Saugwirkung vorüber ist, und verhindern den Rücktritt des Gemisches. Bei T erfolgt der Gaseintritt und bei U der Lufteintritt in das Mischventil.
In Verbindung bezieh. Wechselwirkung mit dem Rade C
steht noch die Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit der Maschine vermöge der
Fliehkraft einer an C schwingbar aufgehängten Masse.
Die Regulirvorrichtung wirkt auf eine Klinke g in der
Weise, daſs bei raschgehender Maschine diese Klinke den Hebel G in der ihm von der steigenden Linie des Daumens E gegebenen Stellung festhält, dergestalt, daſs das
Auslaſsventil M geöffnet bleibt, so lange, bis die
Theile der Regulirvorrichtung wieder in solche Lage zurückgekehrt sind, daſs die
Klinke g die Fangnase des Hebels G wieder freigegeben hat. Die durch die Fliehkraft
hervorgebrachte Bewegung der aufgehängten Masse erfolgt in einer zur Drehachse
winkelrechten Ebene, und die Bewegung in dieser Ebene wird unmittelbar benutzt zur
Beeinflussung der Stellung der Klinke g.
Die Einrichtung hierfür ist die folgende: Eine Masse a
ist drehbar an dem Zapfen b aufgehängt. Der Zapfen b steht parallel mit der Drehachse des Rades C und kann am einfachsten in dem Körper dieses Rades
selbst befestigt werden. Eine Feder c drückt das
Gewicht a immer der Mitte zu; diese Feder kann je nach
Bedürfniſs mehr oder weniger gespannt werden. Die Masse a schwankt bei
einer Drehung des Rades je nach der Lage des Schwerpunktes zum Drehpunkte periodisch
um den letzteren, jedoch so, daſs in der gleichen Stellung des Rades C die Lage der Masse a
auch immer wieder die gleiche ist, vorausgesetzt, die Geschwindigkeit der Drehung
bleibt die gleiche. Aendert sich diese aber und ändert sich damit die Fliehkraft der
Masse, so wird in gleicher Stellung des Rades C die
Stellung der Masse a auch eine andere werden, und zwar
rückt der Schwerpunkt derselben um so mehr nach auſsen, je gröſser die
Geschwindigkeit ist, wobei die Feder, welche die freie Bewegung der Masse hindert,
mehr und mehr gespannt wird.
An der Auſsenseite der Schwungmasse a befindet sich eine
Schleifkante e, gegen welche sich das Ende des Hebels
f legt, der sich, mit der Klinke g verbunden, um einen fest stehenden Zapfen dreht.
Sobald die Fliehkraft der Masse a so groſs wird, daſs
sie den Widerstand der Feder c überwindet, rückt die
Schleif kante e mehr nach auſsen, und wenn sie an dem
Ende des Hebels f vorüberstreicht, drückt sie denselben
zur Seite und bringt die Klinke g in eine solche Lage,
daſs sie den Rückgang des Hebels G hindert, so daſs das
Auslaſsventil geöffnet bleibt. Wird die Geschwindigkeit der Maschine in der Folge
wieder geringer, so rückt die Schleif kante e wieder
nach innen, der Hebel f folgt ihr und mit diesem ändert
die Klinke g ihre Stellung so, daſs sie den Hebel G nicht mehr zurückhält, sondern seiner Bewegung freies
Spiel läſst. Das Auslaſsventil schlieſst sich dann periodisch wieder, und die
Maschine arbeitet mit Vollleistung. Die Lage der Schleifkante e im Verhältnisse zur Kolbenstellung muſs eine
derartige sein, daſs, wenn der Daumen E den Hebel G in die äuſserste Stellung gebracht hat, die Klinke
g also auf jeden Fall frei ist, die Schleif kante
e sich gerade gegenüber dem Hebelende f befindet und so lange den Hebel f und mit ihm die Klinke g
in der der Geschwindigkeit entsprechenden Lage erhält, bis der Daumen E dem Hebel G den Rückgang
gestattet, der dann entweder vor sich geht, falls die Klinke g auſser dem Bereiche des Hebels G ist, oder
verhindert wird, falls die Klinke sich in dem Bereiche der Bewegung des Hebels G befindet.
Um die periodischen Schwankungen der Schwungmasse a zu
vermeiden, können deren zwei symmetrisch gegen die Drehachse angeordnet und mittels
Lenkstangen durch einen doppelarmigen, um die Achse drehbaren Hebel verbunden
werden, dadurch gleichen die Gewichte sich vollkommen aus, während die Fliehkraft
gemeinsam wirkt. Die Schleifkante ist jedoch nur in Verbindung mit der einen der
Massen nothwendig.
Einen beachtenswerthen Schritt in der Regulirung von Gasmaschinen haben wir in der
Einwirkung des Regulators auf das Auslaſsventil zu erblicken. Die bezügliche
Einrichtung, welche an die Firma C. Pieperin Berlin (* D. R. P. Kl. 46 Nr.
40806 vom 25. März 1887) patentirt ist, wird auſser von Gebrüder Körting in wenig verschiedener Form von G. Adam bei dessen vorbeschriebenen Maschinen angewendet.
Die Regulirung erfolgt dadurch, daſs bei zu raschem Gange der Maschine die
Auslaſsöffnung für die Verbrennungsgase durch den Regulator ganz offen gehalten
wird, so daſs der Kolben diese Gase hin und her schiebt, nicht aber brennbares
Gasgemisch ansaugt. Das Auslaſsventil wird mit dem Einlaſsventile für brennbares
Gasgemisch derart in Verbindung gesetzt, daſs, wenn ersteres geöffnet ist, das
Einlaſsventil geschlossen gehalten und somit der Eintritt von Gasgemisch verhindert
wird, bei geschlossenem Auslaſsventile dagegen das Einlaſsventil frei spielen
kann.
(Fortsetzung folgt.)