Titel: Schiltz's Erdölmotor.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1889, Band 271 (S. 308–314)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj271/ar271058

Erdölmotor von Dr. M. V. Schiltz in Cöln.

Mit Abbildungen auf Tafel 15.

Dieser Motor ist jetzt seiner Construction nach abgeschlossen und wird von licensirten Fabriken in den Verkehr gebracht. Derselbe wird in Deutschland in stehender Construction hergestellt, kann aber auch liegend angeordnet werden, und gleicht äuſserlich den Gaskraftmaschinen. Er arbeitet im Viertakte mit Ansaugen des Gemenges, Compression desselben, Zündung am Ende der Compression, und Austreiben der Verbrennungsproducte. Die Gemengbildung erfolgt in dem, den Explosionsraum umgebenden, und vom letzteren zu erwärmenden Zickzackkanal von groſser Verdampfungsfläche. Durch diesen Zickzackkanal wird vom Arbeitskolben das Volumen des Kolbenhubes Luft durchgesogen und in diesen Kanal wird das für jede Arbeitsperiode erforderliche Erdöl von einem Pümpchen genau abgemessen und eingespritzt, wobei das Erdöl vom scharfen Luftzuge zu Nebel zerstäubt, der letztere an die Wände geworfen, von den warmen Wänden verdampft und mit Luft innig gemischt wird. Das Gemenge ist somit fertig, ehe es aus dem Verdampfungsraume durch das Einlaſsventil in den Explosionsraum gelangt. Der Gemengbildungsapparat ist somit ein untrennbarer Theil des Untersatzes.

Von den beifolgenden Figuren zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Kurbelachse; Fig. 2 eine seitliche Ansicht in der Richtung der Kurbelachse; Fig. 3 einen Wagerechtschnitt durch den Verdampfungsraum, den Explosionsraum und das Ventilgehäuse; Fig. 4 einen Wagerechtschnitt durch den Wasserraum des Untersatzes und dessen Verbindung mit der Wasserkühlung des Auslaſsventiles; Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt durch das Erdölpümpchen; Fig. 7 die Regulirung der Schnelligkeit. Die wichtigsten Theile der Maschine sind diejenigen, welche dazu dienen, dem Explosionsraume ein gutes und stets gleichmäſsig zusammengesetztes und innig gemischtes Gemenge zu liefern, das sind der zickzackförmige Verdampfungsraum und das Erdölpümpchen.

Der Zweck des Zickzackkanales, der nach der Patentschrift Nr. 38121 auch andere geeignete Formen haben kann, ist der, die von der Explosion ganz unvermeidlich in die Wände übergehende Wärme unmittelbar zur Verdampfung des Erdöles zu benutzen. Zu diesem Zwecke ist der Mantelraum des Explosionsraumes durch ausragende Wände, welche mit dem ganzen Untersatze ein einziges Guſsstück bilden, in einen langen, nach unten engeren Kanal von stark vermehrter Verdampfungsfläche gebildet, und um die Verdampfungsfläche noch zu vermehren, theilweise, ganz besonders aber an den unteren Uebergangsstellen mit Pferdehaar ähnlichen Metallspänen (am besten aus Kupfer) gefüllt. Durch diesen Kanal strömt, wie in Fig. 3 gezeigt, die Luft und in denselben gelangt auch das vom Pümpchen p (Fig. 2) für |309| jeden Hub genau abgemessene Erdöl; dieses letztere wird, wie oben gesagt, durch den Luftstrom und die Späne fein verstäubt und an den Wänden schnell verdampft. Was vom flüssigen Brennstoffe sich nicht schnell verdampfen läſst, z.B. Paraffin, gelangt als feiner Nebel mit dem verdampften Gemenge in den Explosionsraum und verbrennt bei ausreichender Luft ohne Rückstand.

Ein sehr wichtiges Erforderniſs des gleichmäſsigen regelmäſsigen Ganges der Maschine geht dahin, daſs im Verdampfungsraume, abgesehen von der absichtlichen Befeuchtung der Wände und Späne, kein flüssiges Erdöl an den tiefsten Stellen des Zickzackkanales sich sammeln kann, und zu diesem Zwecke müssen die nach Fig. 3 senkrecht verlaufenden, abwechselnd oben oder unten verkürzten Trennungswände des Verdampfungsraumes nach unten je einen so engen Durchgang lassen, daſs der Luftzug auch bei geringerer Umdrehungszahl ein Sammeln des Erdöles verhindert. Da also dasselbe bei jedem Hube scharf ausgefegt wird, so ist zur gleichmäſsigen Gemengbildung nur noch erforderlich, daſs das Erdölpümpchen bei exacter Arbeit dauerhaft construirt ist und schadhaft gewordene Theile schnell und leicht ersetzt werden können. Das von der Maschine bei jedem Arbeitsvorgange einmal entleerte und dann zufolge Einwirkung einer Feder wieder gefüllte Pümpchen ist so construirt, daſs der Pumpcylinder von einem Mantelraume umgeben ist, in welchem das Erdöl auf einer stets gleichen Höhe, etwa bis zum oberen Rande des Cylinders erhalten wird, und daſs aus diesem mit einem Erdölgefäſse P (Fig. 2) durch Hähne in Verbindung stehenden Mantelraume das Erdöl in den Pumpcylinder durch seitlich an demselben angebrachte Löcher hineinfällt, sobald der Pumpenkolben, durch die Spiralfeder nach oben gezogen, diese seitlichen Löcher frei macht. Der darauf von der Steuerstange wieder nach unten gedrückte kleine, mit Lederstülpchen versehene Erdölkolben drückt etwaige Gasarten oder Erdöl erst an den seitlichen Löchern heraus, sperrt die Löcher ab und drückt den übrigen Inhalt nach Maſsgabe des verstellbaren Kolbenhubes durch das im Ventilhause des Pümpchens befindliche kleine Rückschlagventil in den Zickzackkanal des Verdampfungsraumes V (Fig. 1 und 3); der Ausfluſs oben am Ventilhause ist höher angelegt als der Höhenstand des Erdöles im Mantel des Pümpchens, damit bei einer etwaigen Undichtigkeit des einzigen (Druck-) Ventiles am Pümpchen das Erdöl nur durch die Wirkung des Kolbens, nicht aber selbsthätig ausflieſsen kann, da sonst der Verdampfungsraum U mit Erdöl überfüllt werden würde; es ist bekannt, daſs das Erdöl die feinsten Undichtigkeiten selbst ohne Druck leicht nimmt. Die beschriebene Einrichtung des Pümpchens ist also für heiſses Wasser, leichtflüchtigen Brennstoff und schweres Erdöl gleich geeignet. Das Pümpchen kann auch tiefer gestellt werden, als in Fig. 2 gezeigt ist, und das würde, wenn sonst erwünscht, auch eine tiefere Stellung des |310| Erdölgefäſses P, etwa auf den Boden gestatten. Für den Fall, daſs die Maschine, die für Leuchtgas, Benzin, Naphta, Leucht- oder Roherdöl und selbst Theermischungen geeignet ist, mit Feuer gefährlichem Brennstoffe betrieben werden soll, kann das zur Maschine gehörige Brennstoffgefäſs auſserhalb des Raumes, an beliebiger Stelle, aufgestellt werden, wenn man nur den Höhenstand richtig einstellt.

Der Höhenstand wird im Gefäſse N, auf welchem die Erdölgefäſse stehen, in bekannter Weise (Fig. 2) durch ein Luftrohr selbsthätig geregelt, indem die Flüssigkeit, wenn sie gestiegen, das Luftrohr abschlieſst, wenn sie gesunken, das Luftrohr öffnet, so daſs die in P sich vermehrende Luft den Brennstoff durch ein mit Hahn versehenes Rohr in das Gefäſs nachflieſsen läſst; diese Einrichtung hat sich auch für leicht verdampf bare Brennstoffe bewährt, und läſst sich auch durch ein Schwimmerventil regeln.

Die nach dem Patente Nr. 33675 eingerichtete Zündung (Fig. 9) erfolgt durch eine Explosion in der Zündkammer Z. Diese Zündkammer ist durch eine der Gemengströmung entsprechend bemessene Oeffnung mit einer Vorkammer fortwährend verbunden, welche letztere durch ein gesteuertes Ventil geöffnet und geschlossen werden kann. Die Hauptzündkammer ist durch ein in den Explosionsraum der Maschine sich öffnendes kleines Ventil oder Kläppchen c von dem Explosionsraume getrennt: dieses Kläppchen oder Ventilchen wird also durch eine in der Zündkammer erfolgende Explosion aufgestoſsen und die Zündung in die Arbeitskammer der Maschine übertragen. In dem Zündkläppchen c befindet sich eine kleine Bohrung, welche aus der Arbeitskammer während der Compressionsperiode das Gemenge in die Zündkammer liefert; eine solche feine Bohrung kann auch anderswo angeordnet sein und die Menge des Gemenges kann in bekannter Weise durch eine Stellschraube geregelt werden. Das aus der Arbeitskammer in die Zündkammer strömende comprimirte Gemenge strömt bei geöffnetem äuſseren gesteuerten Ventile durch die Oeffnung in die Vorkammer i, entzündet sich an der äuſseren Flamme, brennt nur in der Vorkammer i, zündet nicht zurück in die Hauptzündkammer Z, sofern die Verbindungsöffnung so bemessen ist, daſs die Strömung in der Oeffnung das Zurückzünden verhindert: sobald dann die Vorkammer i vom gesteuerten Ventile dicht geschlossen wird, also ein Abfluſs verhindert ist, findet Druckausgleichung statt, die Zündung pflanzt sich in die Hauptkammer zurück, der dort vorhandene Gemengvorrath explodirt, stöſst das Zündkläppchen auf und überträgt mit einem Feuerstrahle die Zündung mit Sicherheit in die Arbeitskammer. Diese Zündung ist die denkbar einfachste, ein Töpfchen mit einem Deckelchen und Zündkläppchen, und läſst an Sicherheit und Haltbarkeit nichts zu wünschen übrig.

Die Regelung der Schnelligkeit der Maschine (Fig. 7) erfolgt vom sehr kleinen Regulator dadurch, daſs letzterer bei zu schnellem Gange |311| 1) eine senkrecht gestellte Sperrklinke k (Fig. 7) in eine Nase der Steuerstange des Auslasses einrückt, also diese zurück und den Auslaſs offen hält- 2) die in Fig. 9 dargestellten hangenden Finger der gesteuerten Einlaſsventilstange seitwärts rückt (wie in Fig. 7 zu sehen ist), wodurch das Oeffnen des Einlaſsventiles unterbleibt, und daſs 3) in Folge dieser beiden Einwirkungen, die durch einfache Verbindung der Klinke mit dem Finger combinirt werden mag, statt der Gemengfüllung die Auslaſsgase zurückgesogen werden, und das von der Auslaſsstange durch wagerechte Nase (Fig. 2) bewegte Pümpchen in Ruhe tritt; 4) folglich Mangels der Ladung eine Zündung ausfällt. Diese auch an der in München ausgestellten Maschine angebrachte Regulirung, welche äuſserst wenig Kraft erfordert, hat sich als sehr zuverlässig erwiesen.

In der Zeichnung Fig. 1 ist dargestellt, wie der an den Untersatz vorgeschraubte Vorbau die sämmtlichen Ventile enthält, und daſs diese daher sehr leicht zugänglich gemacht sind; übrigens ist auch jedes der Ventile mittels ihrer Spindeln drehbar eingerichtet zu bekanntem Zwecke.

Das Kühlwasser tritt (Fig. 2) von unten in den Wassermantel des Arbeitscylinders, flieſst oben ab, nach unten in den von unten auf den Untersatz aufgeschraubten Deckel, aus welchem es nach oben steigend den Explosionsraum bespült, und geht von da seitlich mit hoher Temperatur ab; der unten aufgeschraubte Wasserraum W steht nach Fig. 5 mit kleinen Wasserräumen w, die sich neben dem Auslaſsventile befinden, in Verbindung. Durch die Aufschraubung des unteren Wasserraumes wird auch der nach unten offen gegossene Verdampfungskanal V verschlossen, der dann nur den für die Luft und das Erdöl freien Eingang (Fig. 3) und die zum Einlaſsventile führende, nur während der Saugperiode offen gehaltene Ausgangsöffnung hat; der Zickzackkanal V ist also ebenfalls leicht zugänglich gemacht.

Die drei Steuerungen – für Einlaſs, Zündung und Auslaſs – erfolgen von der Steuerachse S aus durch Daumen; das um einen feststehenden Zapfen drehbare Steuerrad hat die doppelte Zahl von Zähnen wie das auf der Kurbelachse fest aufgekeilte Stirnrad, durch welches das Steuerrad betrieben wird. Es ist vorgezogen, den Einlaſs zu steuern, der auch selbsthätig sein könnte.

Der lange Kolben ist noch von unten mit einer Wärmeschutzklappe o versehen, um den Uebergang der Wärme auf den Arbeitscylinder möglichst zu hindern. Das Einlaſsventil ist von einem ringförmigen Raume (Fig. 1) mit Kanälen zum Ventilsitze versehen für den Fall, daſs die Maschine mit Leuchtgas betrieben werden soll; für diesen Fall bedarf es nur der Anschraubung eines seitlichen Gasrohres, dessen Eingang sonst mit einem Stopfen verschlossen wird (Fig. 1 und 3).

Die Zündkammer, welche früher stehend angeordnet war, ist jetzt wagerecht eingerichtet, damit die Zündflamme beim Oeffnen der Vorkammer sofort das austretende Gemenge zünde. Auch kann die Zündflamme |312| in dieser Stellung nach oben mit einem Kamine versehen, und dann zur Zündflamme gewöhnliches Leucht-Erdöl gebraucht werden.

Die Maschine kann kalt leicht mit Naphta vom specifischen Gewichte 0,7 in Betrieb gesetzt und nach 20 bis 30 Minuten, wenn sie warm geworden, mit Leucht-Erdöl fortbetrieben werden. Von irgend einer Gefahr ist dabei keine Rede, weil die Erdölgefäſse fest verschlossen sind. Es ist Aussicht vorhanden, daſs die Ingangsetzung künftig sofort mit Leucht-Erdöl erfolgen kann.

Die Maschine ist, wie man sieht, sehr einfach construirt, an derselben ist sehr wenig Gestänge oder Hebel werk und alle Theile sind leicht zugänglich gemacht.

Die Vorzüge des vorliegenden Systemes vor anderen Systemen bestehen im Folgenden:

1) Der Betrieb kann mit Leucht- und Roh-Erdöl erfolgen; bekannte andere deutsche Motoren werden nur mit Benzin betrieben. (?)

2) Die Zündung erfolgt durch äuſsere Flamme, nicht elektrisch; die Zündung geschieht explosiv. Die Zündungsvorrichtung ist sehr einfach, leicht verständlich und erfordert keine Reparatur. Ein sehr bemerkenswerther Vorzug derselben, insbesondere gegenüber der elektrischen Zündung, besteht darin, daſs man an derselben die Beschaffenheit des zu zündenden Gemenges, welches richtig und gleichmäſsig sein muſs, sicher beobachten kann.

3) Die Verdampfung des Brennstoffes mit Verstäubung des Nichtverdampfbaren gestattet die Anwendung der meisten flüssigen Brennstoffe.

4) Die innige Mischung des Gemenges vor dem Eintritte in den Explosionsraum bewirkt eine plötzlichere und vollständigere Verbrennung in der ersten Hälfte des Arbeitshubes, eine bessere Ausnutzung der Kraft, also höheren Anfangsdruck und geringeren Enddruck während des Arbeitshubes ohne Nachbrennen nach Oeffnung des Auslasses, Vortheile, die bei allen hauptsächlich mit Verstäubung arbeitenden Erdölmotoren naturgesetzlich unmöglich sind.

5) Die Verdampfung und innige Mischung des Gemenges, welches wohlvorbereitet in den Explosionsraum gelangt, hat die vollständige Ausnutzung der im Brennstoffe schlummernden Kraft ohne Verruſsung und andere Uebelstände, daher geringsten Brennstoffverbrauch zur Folge. Die höhere Wärme- und Krafterzeugung beruht auch darin, daſs die von den Explosionen in die Wände unvermeidlich verloren gehende Wärme in den warmen Räumen geringer ist und durch die Verdampfung im Zickzackkanale theilweise wiedergewonnen und dann in den Explosionsraum zurückgeführt wird. Uebrigens ist nicht zu übersehen, daſs Leucht-Erdöl wegen seines gröſseren Kohlenstoff- und geringeren Wasserstoffgehaltes etwas geringere Wärme liefern muſs als Leuchtgas und leichte Kohlenwasserstoffe; das Verhältniſs ist ungefähr 24 : 27.

6) Die Erdölverdampfung im Zickzackkanale durch den Luftstrom |313| ersetzt einen namhaften Theil des ohnedies erforderlichen Kühlwassers, bewirkt also geringeren Kühl Wasserverbrauch.

Die neueste Construction hat folgende Vorzüge vor der in München ausgestellten Maschine:

1) Die drei Ventile liegen dicht bei einander, so daſs Eintritt, Zündung und Austritt nahezu an derselben Stelle stattfinden; das hat zur Folge, daſs das Zündgemenge von einer Stelle entnommen wird, die unmittelbar vorher durch den frischen Eintritt von Verbrennungsproducten ausgespült wurde, das bewirkt Sicherheit der Zündung.

2) Die drei Ventile sind leicht zugänglich gemacht, und jedes derselben kann mit der Spindel auf dem Sitze gedreht werden.

3) Der Auslaſs liegt am tiefsten Punkte des Explosionsraumes, alle Arten von Flüssigkeiten, die aus irgend einem Grunde in den letzteren gelangen, werden bei jedem Hube ausgefegt.

4) Bei wagerechter Zündkammer schlägt die äuſsere Flamme bei Oeffnung der Vorkammer sofort in das ausströmende Gemenge.

5) Durch die wagerechte Anordnung der Zündkammer wurde es möglich, dieselbe trichterförmig und ohne Richtungsveränderung des strömenden Zündgemenges zu gestalten, die Verbrennungsproducte sicherer auszutreiben und die Zündung zu sichern.

6) Der Explosionsraum ist so geformt, daſs er vom Eintrittsventile bis zum Kolben sich immer mehr ohne scharfe Biegungen und Ecken erweitert, daſs somit die beim tiefsten Stande des Kolbens noch verbleibenden Verbrennungsproducte von der Zündungsstelle gründlich entfernt werden und beim Ansaugehube in der Nähe des Kolbens bleiben; da die Verbrennungsproducte condensirte Wasserdämpfe enthalten, so vermengen sie sich nicht schnell mit dem neu eintretenden Gemenge, die bei der Explosion erfolgende Verbrennung geht daher nicht bis an den Kolben, an Kolben und Cylinder geht weniger Wärme verloren. Da der Untersatz mit dem Explosionsraume behufs Verdampfung warm gehalten werden muſs, so kann auch an diesen wenig Wärme verloren gehen; der allseitig geringere Wärmeverlust an die Wände muſs einen Kraftgewinn zur Folge haben.

7) Der Explosionsraum ist als Halbkugel mit seitlich unten aufgesetztem, nicht ganz regelmäſsigem Trichter construirt; es ist dabei darauf Bedacht genommen, die innere Wärme aufnehmende Oberfläche im Verhältnisse zum Cubikinhalte möglichst zu vermindern.

8) Der Cubikinhalt des ganzen Compressionsraumes ist so bemessen, um eine etwas gröſsere Compression (2⅓at Ueberdruck) zu erhalten.

9) Der Explosionsraum ist nach oben mit dem Cylinder, nach vorn mit dem Ventilhause abgedichtet verbunden; irgend einer Communikation des Explosionsraumes mit dem Verdampfungsraume oder mit dem Wasserraume, durch welche die Zündung bedroht wäre, ist durch diese Construction vorgebeugt.

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10) Das Einlaſsventil ist gar nicht und das Auslaſsventil nur schwach gekühlt, weil beide vom einströmenden Gemenge bespült werden.

11) Beim Auseinandernehmen der Theile brauchen keine Rohrverschraubungen gelöst zu werden, da der unten offen gegossene Zickzackkanal und die sämmtlichen Wasserräume und Kanäle durch Aufschrauben der Hauptstücke dicht verschlossen werden. Diese Art der Verbindung erleichtert auch die Reinigung der Räume von Kesselstein oder anderen Niederschlägen.

Schiltz.

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