Titel: | Neue Gasmaschinen. |
Fundstelle: | Band 284, Jahrgang 1892, S. 150 |
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Neue Gasmaschinen.
(Patentklasse 46. Fortsetzung des Berichtes S. 121
d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Neue Gasmaschinen.
Bei der Gasmaschine von J. Franz in Wien (* D. R. P. Nr.
59342 vom 24. Februar 1891) ist die Steuerung so angeordnet, dass innerhalb zweier
Schwungradumdrehungen, und zwar während der ersten halben Umdrehung zwei Explosionen
im Cylinder auf einander folgend stattfinden, von denen die eine auf die Vorderseite
und die andere auf die Rückseite des Kolbens einwirkt, während in den übrigen drei
halben Umdrehungen das Ansaugen und Comprimiren des explosiblen Gemisches und das
Austreiben der verbrannten Gase erfolgt.
Damit ein Comprimiren des angesaugten explosiblen Gemisches ohne schädliche
Gegenwirkung vor dem Zünden möglich werde, besitzt der Cylinder A (Fig. 23) eine solche
Länge, dass vor jeder Stirnseite des Kolbens ein entsprechender Raum frei bleibt.
Der Cylinder ist an seinen Enden mit je einem Schieber B und einem Ausblaseventil G versehen, um auf
beiden Stirnseiten des Kolbens Explosionswirkungen hervorbringen zu können.
Steht die Kurbel D, welche durch die Pleuelstange d
und den Kreuzkopf
d1 mit der durch
beide Cylinderdeckel hindurchgehenden Kolbenstange verbunden ist, in ihrer
äussersten Stellung links, so befindet sich der Kolben am Ende seines Weges, in
welcher Stellung das vorher angesaugte, den hinteren Raum des Cylinders A erfüllende Gemisch comprimirt wurde, worauf
unmittelbar die Zündung erfolgt. Durch die expandirenden Gase wird der Kolben in
seine Endstellung nach rechts gebracht, wobei das vor dem Kolben befindliche
angesaugte Gemisch comprimirt und hierauf entzündet wird. Bewegt sich nun der Kolben
durch die expandirenden Gase unter Vollendung der ersten Schwungradumdrehung wieder
nach rückwärts, so werden die Verbrennungsproducte durch das rückwärtige
Ausblaseventil C ausgetrieben, worauf nach erfolgtem
Hubwechsel auf der Kolbenrückseite das Ansaugen des Gemisches und vor dem Kolben das
Austreiben der Verbrennungsproducte durch das vordere Ausblaseventil C stattfindet, in welchem Zeitraum die Kurbel D die Hälfte der zweiten Umdrehung macht.
Textabbildung Bd. 284, S. 151Fig. 23.Gasmaschine von Franz. Wenn hierauf die Kurbel diese zweite Umdrehung vollendet, wird auf der
Vorderseite des Kolbens angesaugt und auf der Rückseite comprimirt, worauf beim
Anlangen des Kolbens in die Stellung Fig. 23 wieder
gezündet wird und sich das Spiel von neuem wiederholt.
Die Verbindung des Cylinders mit der Gas- und Luftzuleitung zum Zwecke des Ansaugens
des Gemisches und das Absperren dieser Leitungen im Momente des Zündens wird durch
die Schieber B vermittelt, welche durch auf die
Schieberdeckel B1
wirkende Schrauben b gegen den Schieberspiegel des
Cylinders gepresst werden. Die Schieber B sind durch
Schieberstangen b1 mit
den Excentern b2
verbunden, von welchen sie ihre Bewegung erhalten.
Damit die beschriebenen Wirkungen im Cylinder zur richtigen Zeit stattfinden,
erhalten die Schieber B bezieh. deren Excenter b2 ihren Antrieb von
der Kurbelwelle D durch ein Zahnrad e, welches in ein auf der Excenterwelle e1 befindliches Zahnrad
e2 von doppelt so
grossem Durchmesser eingreift, so dass die Tourenzahl der Excenterwelle halb so
gross ist als jene der Kurbelwelle. Das Oeffnen der Ausblaseventile C zum Zweck des Austreibens der
Verbrennungsproducte erfolgt durch einen um eine Achse h schwingenden Arm h1, welcher sich im Ruhezustand an den beiden
Ventilspindeln c, die durch Federn geschlossen erhalten
werden, anlehnt. Die Achse h trägt an ihrem anderen
Ende einen Hebel h2,
welcher mit dem einen Ende eines um eine Achse i
drehbaren Hebels I verbunden ist, während das andere
Ende dieses Hebels mit Rollen versehen ist, die mit auf der Excenterwelle e1 sitzenden Daumen j1j2 wechselseitig in
Berührung kommen.
Bewegt sich z.B. der Kolben A1 nach der Explosion nach rückwärts, so bewegt sich der Daumen j1 unter der oberen
Rolle hindurch, wobei die dadurch bewirkte Drehung des Hebels I das rückwärtige Ende des unter den Ventilspindeln c angeordneten Armes h1 hebt, so dass das Ventil C geöffnet wird. Gelangt das vordere Ventil zum Ausblasen, so kommt der
zweite Daumen j2 auf
die untere Rolle des Hebels I zur Einwirkung.
Zur Abschwächung des durch das Auspuffen verursachten Geräusches und zum Ansammeln
der Condensationsproducte ist neben dem Motor ein Behälter C1 angeordnet, in welchem die von den
Ausblaseventilen C abgehenden Rohre c2 münden und von
welchen ein Rohr zur Ableitung der verbrannten Gase abzweigt.
Textabbildung Bd. 284, S. 151Fig. 24.Steuerung von Persy. Die in Fig. 24 dargestellte Steuerung von
M. Persy in Mülheim a. Rh. (* D. R. P. Nr. 58818
vom 4. December 1890) ist ganz am hinteren Cylinderdeckel der Maschine angebracht
und zerfällt in zwei vollständig entlastete Kegelventile a und b, eine Zündung c mittels Glockenventiles, einen Luftkatarakt d zur Regulirung, ein Gaseinströmventil e und
eine Steuerwelle f, welche ihre rotirende Bewegung
durch ein doppeltwirkendes, von der Maschinenwelle getriebenes Schaltwerk erhält.
Die Zündunge ist in der Mitte des Cylinderdeckels eingesetzt. Rechts und links davon
befinden sich die beiden Kegelventile a und b; a ist Einströmventil und
trägt das mit ihm in Verbindung stehende Gaseinströmventil e; b ist Ausströmventil und trägt den Luftkatarakt d. Die Kanäle von a und b münden hochkant in den Cylinder und flach in das
Ventilgehäuse, wodurch einestheils eine Wirbelung des einströmenden Gases und der
einströmenden Luft und anderentheils ein geringer Hub der Ventile erzielt wird.
Deckel und Ventile sind mit Wasserkühlung versehen.
Die Steuerwelle f ist am Cylinderdeckel gelagert und
erhält durch ein Schaltwerk ihre zwangläufige rotirende Bewegung, und zwar derart,
dass sie nur eine Umdrehung macht bei zwei Umdrehungen der Maschine. Das Schaltwerk
besteht aus dem aufgekeilten vierzähnigen Sperrad u,
den beiden lose auf der Steuerwelle sitzenden, mit Zahnradquadranten versehenen
Klinken v1 und v2 und der doppelten
Zahnstange y. Die letztere wird durch ein Excenter der
Maschinenwelle hin und her geschoben. Der Hub des Excenters ist gleich einem Viertel
des Theilkreisumfanges desjenigen Zahnrades, dessen beide Klinken v1 und v2 Quadrante tragen.
Beim Hingang des Excenters (gleich einer halben Umdrehung des Motors) dreht die
Zahnstange y die beiden Klinken v1 und v2 in entgegengesetztem Sinne und kommen dieselben in
die Stellungen I bezieh. H. Die Klinke v1
hat hierbei die Steuerwelle f um 90° gedreht; die
Klinke v2 ist lose über
das Sperrad hinweggeglitten.
Beim Rückgang des Excenters (gleich der zweiten halben Umdrehung des Motors) dreht
die Zahnstange die zwei Klinken in ihre ursprüngliche Stellung zurück; die Klinke
v2 hat alsdann die
Steuerwelle um 90° gedreht, während die Klinke v1 lose über das Sperrad hinweggegangen ist. Also bei
einer Umdrehung des Motors hat sich die Steuer welle f
nur um 180° gedreht, letztere macht mithin eine Umdrehung bei zwei Umdrehungen des
Motors.
Die Zündung c besteht aus einer Hülse, welche auf den
Cylinderdeckel aufgeschraubt ist. In der Hülse befindet sich ein Kegelventil,
welches den Cylinder von der äusseren Luft absperren kann. Das Kegelventil wird
durch eine Spiralfeder geschlossen, kann jedoch durch den Daumen k der Steuer welle geöffnet werden. An dem Hülsenende
nach dem Cylinder hin befindet sich ein Glockenventil. Dieses hat an seiner
konischen Dichtungsfläche kleine Kanäle, welche die directe Entzündung des
comprimirten Gasgemisches herbeiführen sollen.
Die einmalige Arbeit der Steuerung umfasst zwei Umdrehungen des Motors, gleich einer
Umdrehung der Steuerwelle, und zerfällt in vier Handlungen, und zwar: Saugen,
Comprimiren, Explodiren und Ausströmen. Beim ersten Hingang, welcher bei der
Inbetriebsetzung von Hand geschieht, saugt der Kolben Luft und Gas an.
Beim ersten Rückgang, welcher ebenfalls von Hand geschieht, comprimirt und mischt der
Kolben Gas und Luft; während dieser Zeit ist der Daumen k der Zündung anlaufend und öffnet das Kegelventil, wodurch die aussen
brennende Zündflamme das an der feinen Oeffnung des Glockenventils ausströmende Gas
entzündet. Zu Ende dieses ersten Rückganges lässt der Daumen k los, der Kegel schliesst den Cylinderraum von der äusseren Luft ab,
stösst das Glockenventil aus der konischen Dichtung, das comprimirte Gas des
Cylinders entzündet sich an der noch an der Oeffnung brennenden Flamme, worauf die
Explosion erfolgt.
Die Regulirung der Tourenzahl wird durch den Luftkatarakt d herbeigeführt. Der Kolben desselben steht durch eine
Hebelübersetzung mit der gelenkigen Gasventilspindel in Verbindung. Steht der Kolben
unten, so öffnet das gelenkige Ende mittels des gezahnten Winkelhebels das Gasventil
ganz; geht der Kolben höher, so wird das Gasventil weniger geöffnet und in der
höchsten Stellung des Kolbens ist das gelenkige Ende so weit vom gezahnten Winkel
abgedrückt, dass es an demselben vorbeistreicht, ohne das Gasventil zu öffnen.
Direct nach dem Ansaugeprocess des Motors hebt der Daumen r den Kolben des Luftkataraktes und dieser saugt durch ein
Rückschlagventil Luft an. Lässt der Daumen los, so fällt der Kolben durch seine
Belastung. Je nachdem nun der Kataraktkolben schnell oder langsam fällt, hat er beim
folgenden Ansaugen des Motors das bewegliche Ende mehr oder weniger dem Winkelhebel
nahe gebracht und das Gaseinströmventil e wird mehr
oder weniger geöffnet. Nun wird das Niederfallen des Kolbens durch ein Ventil t, welches die angesaugte Luft austreten lässt,
regulirt bis auf die normale Geschwindigkeit des Motors. Nimmt hiernach der Motor
eine grössere Geschwindigkeit an, so ist der Kataraktkolben in der durch die
grössere Tourenzahl bedungenen geringeren Zeit weniger gesunken, und der Motor
erhält weniger Gas und nimmt alsdann seine normale Geschwindigkeit wieder an.
Buss, Sombart und Co. in Magdeburg (* D. R. P. Nr. 58964
vom 28. Januar 1891) geben das in Fig. 25 und 26 dargestellte
Steuergetriebe an.
Bei denjenigen Gasmaschinen, bei denen die Zündvorrichtung und das Lufteinsaugventil
nicht selbsthätig wirken, sondern gesteuert werden, erfolgt die Bewegung dieser
Organe meist durch gesonderte Mechanismen, so dass, da das Auslassventil auch noch
gesteuert werden muss, ein ziemlich complicirtes Getriebe für die Bewegung dieser
verschiedenen Organe erforderlich wird. Der Zweck der in Folgendem beschriebenen
Construction ist nun, diese Mechanismen möglichst zu vereinfachen bezieh. durch nur
ein Excenter den Antrieb sowohl für die Zündung als auch für das Einlassventil und
Auslassventil bezieh. auch für das Gasventil und die Regulirung zu bewirken. Dies
wird auf folgende Weise erreicht:
Auf der Steuerwelle, welche halb so viel Umdrehungen macht als die Kurbelwelle des im
Viertakt arbeitenden Motors, sitzt das Excenter E,
welches mittels der Stange f den Auslassventilhebel hh1 in Schwingungen
versetzt, so dass dieser die Stange des Auslassventils anhebt; wenn die Eröffnung
desselben beginnen soll. Der Angriffspunkt o der
Excenterstange f am Hebel h oder ein beliebiger anderer Punkt des Hebels oder seiner Verlängerung
ist zugleich Angriffspunkt für das Gelenkstück t, an
welchem der schmale Schieber S sitzt. Letzterer dient
dazu, den Zündmoment zu bestimmen, indem er durch geeignete Bohrungen im richtigen
Augenblicke dem Gemisch den Zutritt zu der als Glühkörper gedachten Zündvorrichtung
gestattet. Zur Bewegung des Luftventiles ist an der Stange f bei n ein Nocken befestigt, der im
geeigneten Augenblicke die Rolle des Hebels kk1 niederdrückt und hierdurch das Luftansaugeventil
öffnet.
Wenn die Kurbelwelle im Todtpunkte steht und das Ansaugen beginnen soll, befindet
sich der Excentermittelpunkt in E und der Nocken an der
Excenterstange beginnt den Hebel k zu senken und somit das Luftventil
anzuheben, das bis i, wo die Ansaugeperiode beendet
ist, eröffnet bleibt. Hierauf verlässt der Nocken n die
Rolle des Hebels k, und es beginnt die
Compressionsperiode, bis der Schieber den Zutritt zur Zündung öffnet und denselben
wiederum schliesst. Der Schieber hat auch während der vorhergehenden Ansaugeperiode
die Oeffnungen zur Zündung freigelegt, so dass während der Ansaugeperiode eine
Druckentlastung der für die Zündung erforderlichen Räume und Bohrungen stattfinden
kann. Beim weiteren Umgange des Excenters beginnt das Auslassventil sich zu öffnen
und bleibt bis Stellung E offen.
Textabbildung Bd. 284, S. 153Steuergetriebe von Buss, Sombart und Co. Bei dieser Art der Steuerungsanordnung ist eine Bewegung des Gasventils,
sowie eine Regulirung nicht vorgesehen. Wenn daher, wie dieses bei
Zwillingsmaschinen der Fall ist, die Regulirung des Ganges für beide Cylinder durch
einen besonderen Mechanismus erfolgen muss, so genügt auf der äusseren Seite eines
jeden Cylinders je ein Excenter zur Steuerung der Auslassventile, Ansaugeventile und
Zündvorrichtungen. Will man bei einem Eincylindergasmotor die Bewegung sämmtlicher
Organe, auch des Regulators und des Gasventiles durch ein einziges Excenter
ermöglichen, so kann man dieses gleichfalls mit obigem Mechanismus erreichen. Das
Excenter E greift dann nicht am Auslassventilhebel hh1 an, sondern bewegt
mittels der Stange f den Hebel kk1 für die Steuerung des Luftventiles
(Fig. 26).
Der Antrieb des Schiebers erfolgt auf gleiche Weise wie vorher, während durch den
Nocken n nunmehr mittels der Rolle und Hebel hh1 das Auslassventil
gesteuert wird. Da das Excenter jetzt das Ausaugeventil direct antreibt, muss es
unter einem anderen Winkel auf die Welle aufgekeilt werden und kann auch die
Excenterbewegung mit zur Steuerung und Regulirung des Gasventiles benutzt werden. Zu
diesem Zwecke ist auf dem Schieber der Regulator E
angebracht, der nach Patent Nr. 35647 auf das bei G
angeordnete Gasventil wirkt. An Stelle des Schiebers kann auch ein Ventil, das durch
eine mit dem Hebel k verbundene und geführte Stange
geöffnet wird, die Zündung vermitteln, während der Regulator R, auf dieser Stange befestigt, das Gasventil bewegt.
Beim Ansaugen befindet sich die Kurbel wiederum im Todtpunkte, während das Excenter
bei E steht. Hier beginnt das Oeffnen des Gas- und
Luftventiles, bis sich beide Ventile schliessen. Hierauf findet Compression statt,
während welcher der Schieber die Zündwege öffnet, so dass die Zündung des Gemisches
eingeleitet werden kann. Der Kolben geht dann wiederum vor, und setzt der Nocken n an der Excenterstange auf die Rolle des
Auslassventilhebels hh1
auf und öffnet dieses. Das Oeffnen des Auslassventiles erfordert eine
beträchtliche Kraft, da auf demselben noch der Druck der expandirenden Gase ruht, so
dass die Excenterstange beim jedesmaligen Oeffnen des Auslassventiles mittels des
Nockens n stark beansprucht wird. Es ist daher
zweckmässig, das Auslassventil zu entlasten. Dieses geschieht am einfachsten
dadurch, dass der Kolben kurz vor Ende seines Ausganges, jedenfalls kurz bevor das
Auslassventil geöffnet werden soll, eine mit der Ausblaseleitung in Verbindung
stehende Oeffnung freilegt, durch welche ein Theil der im Cylinder vorhandenen Gase
entweichen kann, mithin ein sofortiger Druckabfall eintritt. Die Belastung des
Auslassventiles ist dann nur noch gering, so dass weder eine zu starke Belastung der
Excenterstange, noch ein Stoss oder ein erhebliches Geräusch beim Oeffnen des
Auslassventiles stattfinden kann.
Textabbildung Bd. 284, S. 153Steuerung von Klemisch und Sehmisch. Bei der Steuerung von M. Klemisch und O. Sehmisch in München (* D. R. P. Nr. 58068 vom 18.
Juni 1889) steuert eine zweitheilige Pendelstange c
(Fig. 27) seitlich
vom Motor an den beiden Bolzen d und d1 in pendelartiger
Bewegung die Ventile v und v1 zwangläufig. Die Bewegung der
Pendelstange c geschieht durch die beiden
Excenterscheiben a und b,
welche halb so viel Touren machen als der Motor. An der Pendelstange c ist auf dem Bolzen e eine Klinke
k aufgesteckt, welche das doppelsitzige Gasventil
h durch Eingreifen in die Regulirklinke m öffnet. Das Schliessen des Gasventils h geschieht durch Spiralfeder f1 jeweilig selbsthätig.
Die Pendelstange c wird durch Abdrücken der Rolle c1 durch Nocken a1 in der Richtung zum
Ventilgehäuse des Gasventils h bewegt.
An der Regulirklinke m ist seitlich ein U-förmiger Arm
m1 angebracht, auf
welchem die schräg nach abwärts gerichtete Feder f
angeordnet ist. Die Klinke k ist bei s2 U-förmig ausgebogen
und trägt an dem abgeschrägten Ende den Stift l. Dieser
Stift l gleitet bei der Bewegung der Pendelstange unter
der Feder f durch, wobei sie ausweicht. In demselben
Moment gleitet die Rolle c1 vom Nocken a1 ab und es wird die Pendelstange c durch
Abdrücken der Feder f3
des Ventils v1 an i zurückgedrückt. Im Augenblick des Abgleitens der
Rolle c1 vom Nocken a1 wird auch
gleichzeitig die Klinke k zurückgezogen, wobei aber der
Stift l oberhalb der Feder f zurückgleitet und dadurch die Klinke k
gehoben wird. Diese fällt alsdann (bei normalem Gange) in den schrägen Ansatz q der Regulirklinke m
ein.
Gleichzeitig ist Beginn des Ansaugens und geschieht dies durch Abdrücken der Rolle
c2 durch Nocken b1, wobei die
Pendelstange c in entgegengesetzter Richtung bewegt und
dabei das doppelsitzige Gasventil h durch den Eingriff
von k in m aufgezogen
wird. Das Gas strömt bei h1 ein, gelangt durch die Kanäle n und n1 und die Ventilsitze
o und o1 des doppelsitzigen Gasventils h in den Kanal h2 durch die Hülse r
nach dem Luftraum u, woselbst es mit Luft gemischt nach
dem Cylinderraum l gelangt.
Durch das doppelsitzige Gasventil h mit den Bohrungen
n und o1 wird eine innige Mischung des Gases mit
atmosphärischer Luft dadurch erzielt, dass das Gas nur nach und nach zuströmen kann,
so dass es, durch h2
und r im Luftraum u
angelangt, sich mit der Luft innig und im entsprechenden Verhältniss mischen
kann.
Es kommen nämlich beim Aufziehen des Ventils h mittels
der Klinke k zunächst Bohrungen nn1 mit oo1 in Verbindung, wodurch ein grösseres Quantum Gas
angesaugt wird, dann findet eine Unterbrechung statt – wobei nur ein Ansaugen von
Luft von u nach t erfolgt
– bis alsdann o mit n1 correspondirt, wobei wieder Gas angesaugt wird.
Endlich bei Schliessung des Gasventils h strömt
nochmals das Gas durch die Kanäle n und n1 und o und o1 durch h2 und r nach u und von da mit Luft gemengt ins Innere des
Cylinderraumes l.
Bei rascherem Gange als die normale Tourenzahl fällt die Klinke k, da sie rascher zurückgezogen wird, nicht mehr in den
schrägen Absatz q der Klinke m, sondern auf die Fläche oberhalb q und wird
also allein ohne m, welches mit dem Gasventil h verbunden ist, zurückgezogen. Es findet daher kein
Oeffnen des letzteren statt, und zwar so lange, bis die normale Tourenzahl erreicht,
wobei k wieder Zeit findet, bei q einzufallen.
Bei zu langsamem Gange jedoch bezieh. bei unvorhergesehenem Stillstehen des Motors
fällt zur Sicherheit, damit nicht etwa das Gasventil h
geöffnet bleibt und das Gas in den Luftraum entweichen kann, die Klinke k mit ihrem Stiftansatz durch die schräge Oeffnung j der Klinke m, so dass
daher das Gasventil h geschlossen bleibt.
Beim Anlassen des Motors wird, um ein vorzeitiges Durchfallen der Klinke k zu verhindern, durch Vorschieben der Platte x die schräge Oeffnung j
geschlossen. Zum Festhalten der Platte x auf
Regulirklinke m dient die Schraube p und ist dieselbe in einem auf Regulirklinke m angebrachten Schlitz verschiebbar.
Nach Erreichung der normalen Tourenzahl wird Platte x an
Regulirklinke m in ihre ursprüngliche Lage
zurückgezogen. Schraube s ist auf Klinke k in Schlitz s1 verschiebbar und dient dazu, nach Bedarf den
Schwerpunkt der Klinke k zu verlegen. Soll nämlich die
normale Tourenzahl der Maschine verkleinert werden, so wird Schraube s gegen Bolzen e zu
verschoben. Hierdurch wird der Schwerpunkt der Klinke k
weiter nach hinten gegen den Drehpunkt verlegt. In Folge dessen wird die Klinke k so lange oberhalb des schrägen Ansatzes q fallen und ein Oeffnen des Ventils h nicht erfolgen, bis die gewünschte kleinere
Tourenzahl erreicht ist.
Textabbildung Bd. 284, S. 154Fig. 28.Steuerung der Deutzer Gasmotorenfabrik. Die in Fig. 28 dargestellte Steuerung der
Deutzer Gasmotorenfabrik in Deutz (* D. R. P. Nr.
55749 vom 9. April 1890) ist bestimmt für Viertaktmaschinen, bei welchen die
Steuerung des Ausströmventils durch den Druck im Arbeitscylinder beeinflusst bezieh.
bethätigt wird, und bezweckt bei denselben einen höheren Gleichförmigkeitsgrad
dadurch zu erreichen, dass durch einen Regulator die Zündvorrichtung der Maschine
bei zu schnellem Gang während einer oder mehrerer Arbeitsperioden ausser Thätigkeit
gesetzt wird, so dass das eingesaugte Explosionsgemenge bei einer eintretenden
grösseren Geschwindigkeit der Maschine nicht entzündet werden kann, sondern so lange
verdichtet wird und wieder expandirt, bis die Regulirvorrichtung nach eingetretener
normaler Geschwindigkeit die Zündvorrichtung wieder in Wirksamkeit setzt, worauf
gleich beim folgenden Aushub eine Zündung und Wirkung erfolgt.
Durch eine auf der Kurbelwelle der Maschine sitzende Kurbel wird mittels der Stange
b ein Winkelhebel i
bewegt, dessen senkrechter Arm seine Bewegung mittels der Verbindungsstange k auf einen Pendelregulator r oder eine ähnlich wirkende Regulirvorrichtung überträgt, während der
wagerechte Arm eine um einen Zapfen drehbare Klinke c
trägt. Der Stichel des Pendelregulators bethätigt einen mit einer Schneide
versehenen Kolben l, welcher eine Eindrehung m (oder geeignete kanalförmige Bohrungen) besitzt und
in einem Gehäuse geführt wird, welches sich sowohl an eine Zündvorrichtung
beliebiger Construction, als auch an den Arbeitscylinder anschliesst. In diesem
Gehäuse wird der Kolben l durch eine Feder derart nach
vorn gedrückt,
dass der Einschnitt m gegen die Zündvorrichtung, sowie
gegen das nach dem Cylinder führende Loch so lange abgedeckt ist, bis dieser Kolben,
vom Regulatorstichel nach hinten geschoben, die Verbindung zwischen dem
Arbeitscylinder A und der Zündvorrichtung z durch die Eindrehung m
herstellt und so die Entzündung des Gemenges veranlasst.
Die durch eine Feder e ausgerückt gehaltene Klinke c ist durch die Verbindungsstange n mit einem Kölbchen (oder einer Membran) h verbunden, dessen Cylinder durch ein Verbindungsrohr
o mit dem Arbeitscylinder communicirt, sobald der
Arbeitskolben auf seinem Aushub die Einmündungsstelle dieses Rohres o in den Arbeitscylinder erreicht hat. Im eingerückten
Zustande, also wenn durch das Kölbchen h die Klinke c gegen den Druck der Feder c in die Falle d eingeklinkt ist, wird bei
einer Aufwärtsbewegung der Klinke c mittels des
Knaggens d das Ausströmventil f gegen den Druck seiner Feder geöffnet, so dass das Ausblasen der
Verbrennungsrückstände erfolgen kann.
Beim Saughub des Arbeitskolbens tritt durch das Mischventil p das Explosionsgemenge in den Arbeitscylinder A ein. Der Arbeitskolben öffnet auf seinem Aushub die Verbindung des
Kölbchens h mit dem Arbeitscylinder. Der in dem
letzteren in dieser Saugperiode herrschende Druck wird aber an der Stellung des
Kölbchens h in Folge der durch die Feder e vorhandenen Gegenwirkung nichts ändern; die Klinke
c. bleibt während ihrer Aufwärtsbewegung
ausgerückt, so dass beim Kolbenrückgang, ohne dass das Ausblaseventil geöffnet
wurde, eine Compression des Gemenges erfolgen kann. Gegen das Ende des
Compressionshubes hat der Stichel des Pendelregulators den Kolben l so weit gegen den Druck seiner Felder verschoben,
dass im hinteren Todtpunkt die Eindrehung (oder die kanalförmigen Bohrungen) m des Kolbens l die
Verbindung zwischen dem Arbeitscylinder und der Zündvorrichtung z herstellt, also eine Entzündung des Gemenges erfolgt.
Der Arbeitskolben geht in Folge dessen nach aussen und öffnet den Verbindungskanal
o, so dass der im Arbeitscylinder herrschende Druck
das Kölbchen h und damit die Klinke c gegen den Druck der Feder e nach vorn schiebt und dieselbe gegen das Ende der Arbeitsperiode in den
Knaggen d einrückt, der bei seinem darauf folgenden
Aufwärtsgang das Ausströmventil öffnet und während des Ausblasespiels offen
hält.
Am Ende des Ausblasespiels wird die Klinke c von dem
Knaggen d wieder frei und in Folge dessen, dem Zug der
Feder e folgend, mit dem Kölbchen h zurückgehen, worauf von neuem ein Spiel erfolgen
kann. Es ist hieraus ersichtlich, dass ein Eingreifen der Klinke c in die Falle d nur
stattfinden kann, wenn und nachdem eine Zündung eingetreten ist, und zwar wird dies
bei der gezeigten Anordnung des Loches o auch
stattfinden, wenn in Folge störender Einflüsse schlechte Zündungen vorgekommen sein
sollten.
Wenn bei erhöhter Umdrehungszahl der Stichel des Regulators r die Schneide des Kolbens l verfehlt, somit
keine Verbindung zwischen dem Arbeitscylinder und der Zündvorrichtung z hergestellt wird, so wird das verdichtete Gemenge
beim Kolbenaushub wieder expandiren, und es wird, da der Druck auch bei geöffnetem
Verbindungsrohr o zwischen dem Arbeitscylinder und dem
Kölbchen nicht hinreicht, den Zug der Feder e zu
überwinden und die Klinke einzurücken, der Arbeitskolben so lange mit dem Gemenge
spielen, bis bei abnehmender Umdrehungszahl der Stichel des Regulators den Kolben
l aufstösst, worauf sofort beim folgenden Aushub
eine Wirkung erfolgen kann, da die Ladung hierzu schon im Cylinder enthalten
ist.
Das Anlassen der Maschine erfolgt mit Hilfe des Hahnes H, durch welchen beim Ingangsetzen ein Theil des eingesaugten Gemenges
beim Kolbenrückgang in die Ausblaseleitung entweichen kann, bis nach Erreichung des
richtigen Mischungsverhältnisses und darauf erfolgter Explosion der Hahn geschlossen
wird.
Bei den von der Gasmotorenfabrik Deutz gebauten
Gasmaschinen mit Pendelregulator erfolgt die Regulirung derart, dass beim Vollgang
des Motors der Spiess des Pendelregulators das Gasventil aufstösst, während bei
geringerer Kraftinanspruchnahme der Spiess am Gasventil vorbeigeht und das Ventil
geschlossen bleibt.
Textabbildung Bd. 284, S. 155Fig. 29.Gasmaschine mit Pendelregulator von Deutz. Die in Fig. 29 dargestellte Neuerung (* D.
R. P. Nr. 57775) hat den Zweck, bei dieser Regulirungsart gleichzeitig auf das
Ausblaseventil einzuwirken, so dass letzteres während des Aussetzens geöffnet bleibt
und statt Luft gleichzeitig Verbrennungsproducte und Luft angesaugt und ausgeblasen
werden. Um dies zu erreichen, ist mit der Steuerung des Gasventils b, welche mittels des Pendelregulators und des
Winkelhebels w erfolgt, eine Stange c und ein zweiarmiger Hebel d verbunden, welches Gestänge durch Feder m
gehoben wird, so dass, wenn die Rolle g auf Nocken f aufläuft, der Haken l
des Hebels d in die am Winkelhebel e befindliche Nase h
eingreift und dadurch das Ausblaseventil geöffnet hält.
Ein Freigeben des Winkelhebels e, also ein Schliessen
des Ausblaseventils, findet nur dann statt, wenn während der Ausblaseperiode der
Spiess a des Regulators die Schneide k trifft und das Gasventil öffnet. Hierdurch wird der
Haken l des Hebels d
gehoben, und die am Winkelhebel e sitzende Rolle g kann unter Einwirkung der Feder n bei Schluss der Ausströmperiode auf dem Nocken f ungehindert in die Ruhelage zurücklaufen, so dass
während der Ansaugeperiode das Ausblaseventil geschlossen ist.
Eine Ausbildung des früher beschriebenen Patentes Nr. 53906 gibt dieselbe Firma in
ihrem Patente Nr. 56685 vom 30. März 1890 an.
A. Regulirung bei Anwendung der
beim Ansaugen entstehenden Depression zur Steuerung des
Ausströmventils.
Fig. 30 zeigt in
constructiver Ausführung die im Hauptpatente angedeutete Regulirungsweise, bei
welcher die Membran h vor dem Gasventil w eingeschaltet ist. Die Klinke c ist hier jedoch direct auf dem Ausströmventilstift angebracht, während
die Bethätigung durch Stange b erfolgt.
Wird nun bei Vorwärtsgang des Kolbens durch Einwirkung einer vom Regulator
beeinflussten hin und her gehenden Stange, die bei Anwendung eines Pendelregulators
durch den Stichel v des Regulators ersetzt werden kann,
Explosionsgemenge angesaugt, so tritt in der Gaszuleitung vor dem Ventil Depression
ein, die Membran wird nach innen gesaugt und theilt diese Bewegung durch die Stange
o der Klinke c mit.
Beim darauf folgenden Rückgang des Kolbens und der gleichzeitigen Rückbewegung der
Stange b wird die Klinke nicht getroffen und das
Ausblaseventil bleibt geschlossen, so dass Compression des angesaugten Gemenges
stattfindet.
Textabbildung Bd. 284, S. 156Pendelregulator von Deutz. Beim nächstfolgenden Vorwärtsgang des Kolbens erfolgt Arbeit und
Expansion. Mittlerweile hat der Druck des Gases die Membran nach aussen gedrückt und
die Klinke c eingeschaltet, so dass beim darauf
folgenden Rückhub des Kolbens und der Stange b das
Ausströmventil f aufgestossen wird und Ausblasen der
Verbrennungsproducte erfolgt.
Wird nun bei schnellerem Gange das Gasventil vom Regulator nicht geöffnet, also durch
das Mischventil d Luft angesaugt, so bleibt die Klinke
c, da eine Einwirkung auf die Membran nicht
erfolgt, eingerückt, und wird beim Rückgang des Kolbens die angesaugte Luft durch
das Ausströmventil f wieder ausgestossen, so dass beim
nachfolgenden Aushub wieder Explosionsgemenge angesaugt werden kann.
Fig. 31 zeigt die
Membran in der Luftzuleitung angebracht und mit einem Gasschieber verbunden, welcher
sich jedesmal öffnet, wenn erstere beim Ansaugen nach innen gezogen wird. Die
Bewegung dieser Membran und des Gasregulirkolbens wird mittels Zugstange auf die
Klinke c übertragen, welche durch die Feder u das Bestreben hat, in ihrer eingerückten Lage zu
verharren. Wird nun durch die Druckverminderung beim Ansaugen Membran h, Gasregulirkolben g and
Klinke c gegen den Zug der Feder u nach unten bewegt, so wird Explosionsgemenge in den
Cylinder gelangen, welches, da die Klinke c beim
Rückgang der Stange b ausgerückt ist, comprimirt wird
und explodirt.
Inzwischen ist durch Einwirkung der Feder u die Klinke
c wieder eingerückt worden, so dass beim darauf
folgenden Rückhube Ausblasen der Verbrennungsrückstände stattfindet.
Wird nun durch Einwirkung des Regulators die Stange n
nach unten gedrückt, so wird es bei der gezeigten Stellung einklinken, und die
Klinke c wird so lange durch die Bewegung der Stange
b das Ausströmventil bei jedem Kolbenrückgang
aufstossen, bis der Regulator die Stange n gehoben
hat.
Da der Gasregulirkolben während des ganzen Regulatoreingriffs geschlossen war, so
konnte nur Luft angesaugt und wieder ausgeblasen werden; dagegen wird beim ersten
freien Spiel der Membran der Gaskolben geöffnet, also nach Eintritt eines
Explosionsgemenges beim darauf folgenden Aushub eine Wirkung stattfinden können.
B. Regulirung bei Benutzung der
Compression zur Steuerung des Ausblaseventils.
Textabbildung Bd. 284, S. 156Fig. 32.Gasmaschine von Deutz. Bei der in Fig. 32 gezeichneten Maschine
sitzt auf der Kurbelwelle der Arbeitskurbel gegenüber ein Nocken oder ein Excenter,
das die Stange b mit der um einen Zapfen drehbaren
Klinke c hin und her bewegt. Bei dieser Bewegung wird
die Klinke c mittels der Falle d und des Winkelhebels i das Ausströmventil
e aufstossen, sobald dieselbe nach oben gedrückt
wird, dagegen wird sie der Falle d ausweichen, also das
Ausströmventil geschlossen lassen, sobald sie sich um die Tiefe des Einschnittes in
der Falle d gesenkt hat.
Am Arbeitscylinder sitzt durch einen Kanal h mit
demselben verbunden ein Mischventil f, durch dessen
untere Fläche Luft und durch Löcher in seiner Sitzfläche Gas in den Cylinder
gelangen kann, sobald beim Ansaugen ein Gasventil oder Schieber g die Verbindung mit der Gaszuleitung herstellt.
Die Steuerung dieses Gasschiebers g sowie eines die
Klinke c umfassenden Rahmens l geschieht durch einen Kolben h, dessen
Cylinder durch eine Rohrleitung in Verbindung mit dem Laderaum der Maschine steht,
und dessen Hub nach oben durch einen Ventilsitz nach unten durch einen Anschlag so
begrenzt ist, dass in der obersten Lage sowohl das Einsetzen von Klinke c in die Falle d
gesichert, als auch der Gaskanal im Ventil oder Schieber g geschlossen ist, während in seiner untersten Stellung der Gaskanal im
Schieber offen, der Rahmen l dagegen so weit gesunken
ist, dass die Klinke c frei unter der Falle d hergehen kann.
Der zweiarmige Hebel n wird vom Regulator r durch geeignete Zwischenglieder so bewegt, dass ein
Steigen der Regulatorhülse eine Bewegung des hakenförmigen Endes des Hebels n gegen den Rahmen l und
ein Einhaken in die am Rahmen l befindliche Schneide
zur Folge hat, sobald der Rahmen l vom Kolben h in seine höchste Stellung geschoben worden ist.
Durch diesen Mechanismus wird bewirkt, dass bei normalem Gang der Maschine während
der Ansaugperiode der Kolben h, der Gasschieber g, der Rahmen l, sowie die
Klinke c, sei es durch ihr Eigengewicht, sei es durch
die Saugwirkung der Maschine oder Einwirkung einer Feder, nach unten gehen, so dass
bei der darauf folgenden Compressionsperiode und dem gleichzeitigen Spiel des
Nockens a die Klinke c
unter der Falle d vorbeigeht, das Ausströmventil also
geschlossen bleibt und in Folge dessen Compression der eingesaugten Ladung und
Verbrennung derselben erfolgen kann. Durch die Compression sowohl wie durch die
darauf folgende Explosion wird der Kolben h nach oben
gedrückt, die Klinke c wird daher nach beendetem
Nockenspiel in die Falle d einklinken, so dass beim
folgenden Spiel, also während der Ausblaseperiode, das Ausströmventil e aufgestossen wird.
Textabbildung Bd. 284, S. 157Fig. 33.Regulirvorrichtung von Deutz. Hält aber bei einem Steigen der Regulatorhülse der Haken des Hebels n den Rahmen l, den
Glasschieber g, sowie den Kolben h in seiner obersten Stellung fest, so wird während der
Ansaugperiode nur Luft durch Ventil f eingesaugt und
beim darauf folgenden Rückhube des Kolbens durch das aufgestossene Ausströmventil
wieder ausgetrieben. Sobald aber der Regulator den Hebel n wieder auslöst, wird sofort beim darauf folgenden Aushub des Kolbens der
Kolben h hinuntergehen, also durch den Schieber g und das Ventil f
Gasgemenge eingesaugt werden.
Will man die Maschine dadurch reguliren, dass anstatt Luft Verbrennungsproducte und
Luft angesaugt und wieder ausgetrieben werden, so kann man die in Fig. 33 gezeigte Construction anwenden.
Es wird hierbei bei zunehmender Tourenzahl der Hebel v1 durch den Regulator in die Nase p der Klinke c eingerückt
und dadurch das Ausströmventil offen gehalten, so dass Verbrennungsproducte und
im Fall einer Spannungsverminderung noch Luft durch das Ventil f eingesaugt und durch das Ausströmventil wieder
ausgetrieben wird.
Durch ein Fallen der Regulatorhülse wird der Hebel n1 in dem Moment ausgelöst werden, in welchem der
Nocken a die Stange b
gegen den Druck der Feder q etwas anhebt.
Beim nächstfolgenden Ansaugen wird also Kolben U mit
Schieber g und Klinke c
nach unten gehen, so dass bei der darauf folgenden Compression und dem
gleichzeitigen Nockenspiel die Schneide der Klinke c
unter der Falle d vorbeigeht, also Compression der
angesaugten Ladung, sowie deren Verbrennung stattfinden kann.
Lässt man den gezeigten Regulirmechanismus auf eine Ventilanordnung einwirken, so
erreicht man, dass nur Verbrennungsproducte angesaugt und wieder ausgetrieben
werden.
(Fortsetzung folgt.)