Titel: Neue Gasmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 284 (S. 121–128)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj284/ar284030

Neue Gasmaschinen.

(Patentklasse 46. Fortsetzung des Berichtes S. 85 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Bei der Gasmaschine von C. White und A. R. Middleton in Baltimore (* D. R. P. Nr. 60548 vom 15. October 1890) werden die Abgase durch ein Ventil im Arbeitskolben ausgetrieben. Fig. 12 und 13 zeigt die Maschine.

Textabbildung Bd. 284, S. 121
Die im hinteren Theile des Cylinders bei E befindliche Explosionskammer dient auch zu gleicher Zeit dazu, das Gemisch von Luft und Gas zu comprimiren. Der Kolben ist röhrenförmig und das hintere Ende geschlossen, jedoch ist eine Oeffnung a vorgesehen, welche von der Explosionskammer in den Kanal b führt, der sich bis ungefähr zur Mitte des Kolbens hin erstreckt und mit seiner lang gestreckten Oeffnung mit dem Ausströmungsrohre c in Verbindung ist. Die Oeffnung in der Hinterwand des Kolbens ist mit einem Ventil d versehen, welches unter gewissen Bedingungen den Auspuff öffnet oder schliesst. Das Ventil wird durch die Spindel e gehalten, welche in den Wänden der Oeffnungen, durch welche sie hindurch geht; geführt ist; das vordere Ende dieser Spindel trägt eine Feder f, welche zwischen der Schraube g und Wand h gehalten wird. Durch die auf der Spindel verstellbare Schraube g kann die Spannung der Feder beliebig geändert werden.

Nachdem eine Explosion stattgefunden hat, wird der Kolben vorwärts getrieben, bis sein hinterer Theil die Auspufföffnungen erreicht. Bei diesem Vorwärtsgange ist das Ventil d dicht auf seinen Sitz gedrückt. Bei dem Rückgange des Kolbens wird das Ventil heftig von seinem Sitz abgehoben und auf diese Weise ein Ausgang durch den Kanal b zu dem Auspuff geöffnet, wo die Verbrennungsproducte ausströmen können; es bleibt ein ganz geringer Betrag dieser Producte zurück, was ermöglicht, durch die Explosion einer frischen Ladung mehr Kraft zu gewinnen, als aus einer Ladung, die aus verbrauchtem Gemisch zusammengesetzt ist, wie gewöhnlich in der Explosionskammer zurückbleibt.

Das Gas wird durch die Oeffnungen der Explosionskammer zugeführt, die durch das Ventil i geschlossen sind. Dieses Ventil wird gewöhnlich durch eine Feder geschlossen, aber durch die saugende Wirkung des Kolbens geöffnet, um neue Ladung aufzunehmen, wenn er sich vorwärts bewegt, nachdem die Kammer von dem Explosionsgemisch geleert ist.

Das Gas wird in dem hinteren Theile der Explosionskammer durch die Röhre j zugeführt, welche in passender Weise mit dem Vorrathsraume verbunden ist. Die Einströmung wird durch das Ventil k unterbrochen, welches selbsthätig durch einen Regulirmechanismus bewegt wird, der selbsthätig die Anzahl der Explosionen der Arbeitsabnahme entsprechend steuert.

Die Zündvorrichtung ist an dem Ende des Cylinders angebracht (Fig. 13). Die Esse l ist auf dem Cylinder befestigt und mit der Gasröhre m oder anderer Heizquelle in Verbindung. In ihrer Mitte ist die Zündröhre n, deren Inneres eine Fortsetzung der Oeffnung bildet, welche in den Cylinder hineinführt. Die Röhre n wird unter der Wirkung der Flamme heiss und kann durch die Oeffnung o die Ladung entzünden.

Diese Oeffnung o ist gewöhnlich durch ein Ventil geschlossen, welches aus einem federnden Ring besteht, der an einer Gleitröhre q sich befindet, die in eine Dille oder Bohrung passt. Letztere verläuft in der Cylinderwandung parallel der Cylinderachse und schneidet die Oeffnung o. Der federnde Ring bildet in Folge seiner Elasticität ein vollkommenes Ventil und schliesst jede Gefahr oder Leckwerden und in Folge dessen zu frühes Entzünden absolut aus. Die Röhre q wird durch einen Klotz x gehalten, welcher normal durch die Feder s vorwärts gedrückt wird. Dieser Klotz hat eine Spindel t, welche in den Cylinder hineinragt und in der Bahn einer gleichen Spindel u liegt, welche sich an der hinteren Wandung des Kolbens befindet.

Um die Gleitröhre q und die anderen im Cylinderdeckel liegenden Theile schmieren zu können, ist der Oelbehälter v vorgesehen, welcher mit dem Ventile w ausgestattet ist, welches durch den Gegendruck geschlossen, aber bei dem Vorwärtsgange des Kolbens geöffnet ist und Oel abgibt. Eine Röhre x verbindet den Oelzufluss mit der Gleitröhre q und ragt zum Theil in dieselbe hinein. Diese Röhre q ist an ihrem vorderen Ende mit einer oder |122| mehreren Oeffnungen versehen, durch welche das Oel dringen kann.

Ein Ventil y steht mit der Explosionskammer in Verbindung und öffnet sich bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens, bei der Rückwärtsbewegung schliesst es jedoch und verhindert das Herausblasen des Oeles aus dem Behälter. Der Kanal, in welchem dies Ventil liegt, geht nach hinten und dann nach aufwärts, so dass sein oberes offenes Ende über der Linie der Oel liefernden Röhre und Röhre g ist, und verhindert so, dass das Oel bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens herausgesaugt wird. Die Saugwirkung des Kolbens wird dazu benutzt, die Höhlung, welche durch den Entzünder gebildet wird, sowie die arbeitenden Theile von dem Oel, welches darin enthalten ist; zu entleeren, auf welche Weise jene Theile immer sorgsam geschmiert sind.

Das Oeffnen und Schliessen des Ventils in dem Kolben, zu dem Zwecke, das explodirte Gemisch bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens herauszubefördern und das Entweichen der frischen Ladung oder der explodirenden bei der Vorwärtsbewegung zu verhindern, wird selbsthätig durch die Schwingungen der Pleuelstange bewirkt. Die Pleuelstange hat unten eine mit Schraubengewinden versehene Bohrung, mit der sie mit dem Gelenkstück b1 verbunden ist; dieses ist an eine Stange a1 angelenkt, welche quer durch die Kolbenwandungen geht.

Zwischen den Seiten des Gelenkstückes und dem Ende der Kolbenstange ist ein Sternrad c1 angebracht, welches eine verlängerte Nabe hat, auf der sich ein Sperrad d1 befindet. Das Sternrad ist frei auf dem Zapfen des Gelenkstückes b1 gelagert, doch verhindert die Reibung ein zufälliges Gleiten dadurch, dass Bolzen durch Federn nach aussen gepresst werden, die sich gegen das Ende der eigentlichen Pleuelstange legen. Ein im Inneren des Kolbens angebrachter Vorsprung f1 trägt eine federnde Sperrklinke, welche in die Zähne des Sperrades d1 bei der Auf- und Abbewegung der Pleuelstange eingreift, das Sperrad und mit diesem das Sternrad dreht.

Dieses Sternrad hat eine Reihe von Vorsprüngen, die mit Lücken abwechseln, und das Rad und die Spindel des Ventils d sind so angeordnet, dass die Ventilspindel von dem Sternrade bei seiner Bewegung niedergedrückt wird, sobald ein Vorsprung des Sternrades über ihr steht, dagegen das Ventil durch die Feder geschlossen bleibt, sobald der Spindel eine Lücke des Sperrades gegenübersteht.

Eine Stange i1 befindet sich zwischen der Maschine und dem Regulator; das hintere Ende derselben wird in Lagern aufgenommen, die durch einen Theil des Cylinders gehen. Eine Feder j1, welche gegen den Bund k1 sich lehnt, presst die Stange beständig nach vorn und den Arm c derselben von der Spindel des Ventils des Gaszuführungsrohres, welches gewöhnlich durch die Feder m1 geschlossen gehalten wird. Das vordere Ende der Stange i1 ist mit einem Schieber n1 verbunden, welcher sich in Führungen bewegt, die in dem an dem Lager o1 befindlichen Consol gebildet sind. Zwischen dem Schieber und dem antreibenden Daumen der Kurbelwelle ist ein zweiter Schieber q1 mit einer Feder, die sich zwischen den beiden Schiebern befindet und den Zweck hat, die Stösse aufzunehmen, und zu gestatten, dass die Einwirkung des einen Schiebers auf den anderen abwechselnd stattfindet.

Der Schieber q1 trägt an seinem vorderen Ende einen Bolzen s1 und dieser eine Scheibe t1, welche frei auf ihm gelagert ist und nach aussen durch eine Feder gedrückt wird. Diese Scheibe läuft gegen eine Daumenscheibe n1, die an der Biegung der Kurbelwelle angebracht ist. Diese Daumenscheibe treibt den Schieber q1 vor, bewegt unter Vermittelung des zweiten Schiebers n1 die Stange i1, öffnet auf diese Weise das Ventil in der Gaszuführung und lässt eine Ladung in die Explosionskammer mit Hilfe des Armes l1, welche mit der Spindel genannten Ventils in Berührung kommt. Die Daumenscheibe u1 wird mit einer kleinen Erhöhung ausgebildet, welche allmählich ansteigt, um Stösse und zu grosse Abnutzung zu vermeiden. Während die Scheibe t1 durch diesen niedrigen Theil der Daumenscheibe angetrieben wird, wird nur wenig Kraft gebraucht, da der Schieber q1 einfach gegen den Schieber n1 bewegt wird. Allmählich wird mehr Kraft benöthigt, den Schieber n1 und seine Stange zu bewegen, zu welchem Zweck der hohe Theil der Daumenscheibe die Scheibe angreift. Die Daumenscheibe uv ist so angeordnet, dass sie nach jedem zweiten Kolbenvorwärtsgange eine Explosion hervorruft; aber da es sich oft ereignet, dass so viele Explosionen nicht benöthigt werden, ist ein selbsthätiger Regulator vorgesehen, der die Anzahl der Explosionen dadurch regulirt, dass er die Bewegung der Stange i1, welche das Gaseinlassventil steuert, verändert.

An der Biegung der Kurbelwelle bei v1 wird ein Consol angebracht, welches einen durchbohrten Vorsprung hat, in dem ein Bolzen liegt; dieser dient einem Hebel als Drehpunkt, dessen eines Ende belastet ist.

An der Biegung des Hebels ist eine Stange x1 vorgesehen, welche durch ein Gewicht hindurch geht und mit einer Schraubenmutter und einer Feder versehen ist, welche sich zwischen der Mutter und der Wand der Höhlung befindet, welche in dem durch die Feder beeinflussten Gewichte gebohrt ist.

Das andere Ende des Hebels ist abgedreht und passt in einen geneigten Schlitz eines Führungsklotzes, dem in einem sich in der Basis des Consols v1 befindlichen Kanal seitliche Bewegung gestattet ist. Dieser Klotz hat abgeschrägte Enden, und sobald die Tourenzahl der Maschine zu hoch wird, bewegt die Centrifugalkraft des belasteten Hebelendes das innere Ende und veranlasst durch den geneigten Schlitz den Block, sich seitlich zu bewegen, welcher auf diese Weise sein abgeschrägtes Ende in den Weg der Scheibe schiebt und diese seitwärts aus dem Eingriff mit der Daumenscheibe bringt.

Hierdurch setzt die Maschine ihre regelmässige Explosion aus; dies geschieht so oft, als der Regulator von den Arbeitsveränderungen beeinflusst wird. Da die intermittirende Bewegung des Sternrades gleichmässig ist und immer auf eine Lücke im Vorsprung in den Weg der Ventilspindel d tritt, so ist klar, dass die Stange, welche. das Ventil in der Gaszuführung öffnet, durch den Regulator abhängig von der Bewegung des Sternrades bewegt werden muss, da sonst bei der Auslassung einer Explosion die Bewegungsordnung geändert würde und eine Ladung bei falschem Kolbenhube eingelassen werden würde.

Um die Bewegung der Stange nur zur richtigen Zeit in Beziehung auf die Stellung des Sternrades zu veranlassen, wird der Schieber n1 mit einer Scheibe versehen, welche auf ihrem Umfange Höhlungen oder Taschen hat |123| und auf einer kurzen Welle befestigt ist, welche in den Backen des Schiebers n1 gelagert ist. Auf dem anderen Ende der Welle befindet sich ein Zahnrad, dessen Zähne von einer langen Sperrklinke 5, welche sich an dem Schieber q1 befindet, angegriffen werden. Der Schieber q1 ist noch mit einem zugespitzten Dorn versehen, der in seinen Bewegungen durch eine Oeffnung des Schiebers n1 geführt wird. Die Taschen der Scheibe sind von verschiedener Tiefe, eine flache mit einer tiefen abwechselnd. Bei normalem Betriebe bewegt der Mechanismus die Stange, welche das Ventil in der Gaszuführung steuert, und der Schieber q1 wird, wie vorher beschrieben, durch die Daumenscheibe vorwärts getrieben, bis der Dorn in eine der Taschen der Scheibe einstösst. Ist diese Tasche flach, so ist die Grösse der Bewegung hinreichend, den Schieber n1 und seine Stange zu bewegen und auf diese Weise das Einlassventil zu öffnen. Bei derselben Bewegung des Schiebers q1 dreht dessen Klinke das Sperrad, wodurch eine tiefe Tasche in die Bahn des Dornes kommt, und bei der folgenden Bewegung des Schiebers q1 tritt der Dorn in die Tasche, und da diese hinreichend tief genug ist, die ganze Dornenlänge aufzunehmen, so wird der Schieber n1 nicht angetrieben und der Maschine keine Ladung eingelassen. Die Sperrklinke jedoch dreht das Sperrad um einen weiteren Zahn und bringt auf diese Weise dem Dorn wieder eine flache Tasche gegenüber.

Hierdurch wird also bei jedem zweiten Kolbenhube eine Explosion hervorgerufen, und hängen diese Explosionen von der Bewegung des Kolbens, nicht von der Umdrehung der Kurbelwelle ab. Die Stellung des Kolbenventils wird durch das Sternrad bestimmt, und ist die Zusammengehörigkeit so getroffen, dass, wenn ein Vorsprung des Sternrades in Berührung der Kolbenventilspindel ist, eine tiefe Tasche dem Dorn gegenüberliegt, und wenn eine Lücke des Sternrades der Kolbenventilspindel gegenüberliegt, eine flache Tasche in die Bahn des Dornes kommt und so das Gaszuführungsventil angetrieben wird.

Für wenig häufigeren Antrieb dieses Ventils ist eine zweite Scheibe u2 neben der Scheibe u1 angebracht. Hierdurch wird die Scheibe t1, wenn sie aus der Bahn der Scheibe u1 gebracht wird, von der Scheibe u2 getrieben, welche nicht so grossen Hub hervorbringt als die benachbarte Scheibe. Dieser Hub wird dem Schieber q1 übertragen und ist so gering, dass der Schieber q1 dem Schieber n1 keine Bewegung überträgt, obgleich eine flache Tasche dem Dorn gegenübersteht; trotzdem ist der Hub hinreichend gross, das Sperrad zu bewegen und die mit Taschen versehene Scheibe weiter zu drehen, und wird so die relative Stellung des Sternrades und der Scheibe beibehalten. Ein Bolzen begrenzt die Aufwärtsbewegung der Klinke des Schiebers q1.

Fig. 14 zeigt eine Gasdampfmaschine von A. v. Ihering in Hagen i. W. (* D. R. P. Nr. 59480 vom 26. März 1891), bei welcher das treibende Gemisch in einem besonderen Behälter bereitet wird und im Arbeitscylinder nur expandirt.

In eine einfach wirkende Saug- und Druckpumpe A wird durch den Ansatz B ein Gemisch von Luft und Brenngas (Steinkohlengas, Erdöl-, Benzin-, Spiritus- u.s.w. Dämpfe) eingesaugt und beim Rückgang des Kolbens C verdichtet und durch die Ventile D und E in die Zündkammer F gedrückt. Hier wird dasselbe durch eine Zündflamme G, welche durch die mit Schieber H verschliessbaren Oeffnungen J1, J2 schlägt, entzündet. Das Explosionsproduct hebt in Folge seines hohen Druckes das Ventil K und expandirt in den Gassammelkessel L. Derselbe ist durch einen Blechmantel aus gut Wärme leitendem Metall von dem ringförmigen Dampferzeugungsraum M getrennt. Die bei der Explosion frei gewordene Wärme wird theilweise zur Temperatur- und Druckerhöhung der Luft verwendet, der Rest vom umgebenden Wasser aufgenommen. Zu diesem Zwecke ist auch die Zündkammer mit einem Wassermantel umgeben. Beide Räume, der innere Raum L und der Dampferzeuger M, communiciren durch eine Anzahl Oeffnungen O (oder ein einziges Verbindungsrohr), so dass in beiden Räumen stets gleicher Druck herrscht.

Textabbildung Bd. 284, S. 123
Durch den Wärmeüberschuss wird das Wasser theilweise verdampft. Die Nachfüllung desselben erfolgt aus dem äusseren ringförmigen Wasserraum P, welcher den Dampferzeuger M umgibt. In diesen wird das Wasser von aussen eingefüllt und durch eine kleine Speisepumpe oder auf irgend welche andere Weise in den Raum M geschafft. In dem Wasserraum P liegt eine Rohrschlange (Spirale) Q, durch welche die aus der Maschine abziehenden Gase streichen und die in ihnen noch enthaltene Wärme an das Wasser abgeben. Den äusseren Wasserraum P umgibt der mit Asche oder einem anderen schlechten Wärmeleiter angefüllte, aussen durch einen Holzmantel R abgeschlossene Raum S, wodurch Wärmeverluste möglichst ausgeschlossen sind.

Die im Gassammler enthaltene erwärmte Luft (Verbrennungsgase) wird entweder allein durch das Rohr T1 in den Arbeitscylinder U1 geleitet, worin dieselbe bis zum atmosphärischen Druck expandirt und dadurch Arbeit verrichtet, während der Wasserdampf des Raumes M durch das Rohr T2 nach dem Cylinder U2 strömt und dort expandirt, oder es werden die Gase mit dem Wasserdampf vermischt und einem einzigen Arbeitscylinder zugeführt.

Der Zweck der Erfindung ist die möglichst vollkommene Ausnutzung der bei der Explosion oder Verbrennung eines beliebigen Gasgemisches frei gewordenen Wärme und Aufsammlung der Gase in einem geschlossenen Cylinder. verbunden mit einem Dampferzeuger zur Aufnahme der überschüssigen Wärme und Verwendung derselben zur Dampferzeugung.

Das * D. R. P. Nr. 60835 vom 30. September 1890 – |124| J. F. Preisler in Altpaulsdorf, Böhmen – betrifft ein Verfahren, um das für jede einzelne Explosion einer Gasmaschine zugeführte Gemisch von Gas und Luft beständig gasreicher werden zu lassen, so dass an der unmittelbar bei der Einströmungsöffnung des Cylinders befindlichen Zündvorrichtung die gasreichste Schicht zu liegen kommt, von der aus, gegen den Kolben zu, der Gasgehalt dann allmählich abnimmt. Hierdurch soll eine bessere Ausnutzung des Gases erreicht werden. Das Verfahren besteht im Wesentlichen darin, dass in dem Maasse, in welchem das Organ, welches den Gaskanal schliesst, geöffnet wird, dasjenige Organ, welches sich im Luftkanal befindet, eine Verengung des letzteren verursacht.

Textabbildung Bd. 284, S. 124
Die Absperrung zwischen dem Cylinder C (Fig. 15) und dem Lufteinlasstutzen B, die durch Schieber, Ventil oder andere Organe erfolgen kann, ist in der Zeichnung vernachlässigt, während in unmittelbarer Nachbarschaft des Lufteinlassstutzens die Zündvorrichtung D und in seiner Mitte das Gehäuse A des Ventils a angeordnet ist. Hinter bezieh. über letzterem verengt sich der Stutzen B dergestalt, dass in dem Maasse, in dem sich das Ventil a von seinem Sitz im Gehäuse A hebt, eine Verengung des Luftkanals eintritt und die Luft gedrosselt wird. Hat sich das Ventil a in seine höchste Stellung begeben, so ist der Zufluss von Gas der grösste, derjenige von Luft der kleinste während des ganzen Ventilspiels, so dass die nunmehr erfolgende Zündung in der gasreichsten Schicht stattfindet.

Das Arbeitsverfahren von H. Hölljes in New York (* D. R. P. Nr. 57611 vom 6. August 1889) bezweckt, mit niedrigeren Temperaturen bei dem Betrieb von Gasmotoren zu arbeiten und so die Anwendung von Kühlmänteln zu beseitigen. Zur Erreichung dieses Zieles wird Druckluft angewendet, und zwar so, dass sich die Luft vor der Entzündung des explosiven Gasgemenges nicht mit letzterem vermischen kann, und soll die Druckluft die bei der Entzündung verursachte Wärme absorbiren. Hierbei wird der Arbeitskolben durch den Druck der stark erwärmten Luft, sowie den Druck der Verbrennungsgase des explosiven Gasgemenges bewegt.

Zur Erreichung dieses Zweckes wird die Luft in einem besonderen, mit Ventilen oder Schiebern versehenen Behälter oder in dem Arbeitscylinder selbst comprimirt und in diese Luft das explosive Gasgemenge eingeführt und gleichzeitig entzündet, wobei alsdann die Temperatur der comprimirten Luft bedeutend erhöht wird, ohne dass eine besonders starke Erhitzung der Cylinderwände eintritt.

Um die Spannungen in den Zuleitungen auszugleichen, wird nach dem Vorschlage von C. Möhle in Dresden (* D. R. P. Nr. 57645 vom 2. December 1890) an das Rohr oder die Leitung, welche die beiden Gummibeutel oder an Stelle derselben andere geeignet geformte Rohrerweiterungen mit einander verbindet, ein Zwischenbehälter gleicher Art angeschlossen, der sich bei der Gasentnahme durch die Maschine entleert und in den Ruhepausen wieder füllt. Vor und hinter jenem Zwischenbehälter werden geeignete Drosselvorrichtungen angeordnet, durch welche der Uebertritt des Gases verlangsamt und geregelt wird. Anstatt eines einzigen Zwischenbehälters und zweier Drosselvorrichtungen können deren auch mehrere benutzt werden, indessen erzielt man bei geeigneter Grösse des Zwischenbehälters auch schon bei engen Gaszuleitungen einen genügenden Ausgleich der Spannungen.

Mischkammer von R. Rucktäschel in Dresden (* D. R. P. Nr. 56407 vom 28. Februar 1890), Fig. 16 und 17.

Textabbildung Bd. 284, S. 124
Neben dem Einströmungskanal nach dem Cylinder A ist die Gaszuleitung B angeordnet, von welcher mehrere Abzweigungen b mit ebensolchen Kanälen im Schieber G und im Schieberdeckel F in Verbindung stehen. Letztere münden in die Mischkammer C, welcher die atmosphärische Luft zugeführt wird. Der Kanal E im Schieber ist gebogen, einmal um einen längeren Weg und ferner um Aufstossflächen zum Zweck innigerer Durchmischung des Gases und der Luft zu erzielen. Weiter ist dem Kanal E aber noch ein verschieden grosser Querschnitt gegeben, indem sich derselbe nach dem Cylinder zu verengt, nach dem Schieberdeckel erweitert. Sein kleinster Querschnitt am Cylinder ist um etwas grösser als der des Einströmungskanals A, ebenso ist sein grösster Querschnitt am Schieberdeckel grösser als der der Mischkammer C. Bei Beginn der Oeffnung des Einströmungskanals A kann vorerst nur reine Luft aus der Mischkammer C einströmen, da die Verbindung der Gaszuführungskanäle noch nicht geöffnet ist. Sobald dies geschehen, saugt der Cylinderkolben Gas und Luft gleichzeitig an, wobei ersteres behufs inniger Vermischung von mehreren Seiten in die Mischkammer tritt, hier von oben und unten. Durch die Verengerung des Kanals E steigert sich die Forteilungsgeschwindigkeit nach dem Cylinder zu, wodurch in Verbindung mit dem gebogenen Weg die Gas- und Lufttheilchen behufs inniger Mischung durch einander gewirbelt werden.

Textabbildung Bd. 284, S. 124
Nachdem der Gaszutritt abgeschlossen, bleibt der Zutritt für die Luft noch einen Augenblick geöffnet, damit reine Luft nacheilen kann. Wenn hierauf der Schieber G auch den Cylinderkanal A abgeschlossen hat, steht in |125| Folge seines grösseren Querschnittes an dieser Seite der Kanal E noch mit der Mischkammer C bezieh. der Luftzuleitung in Verbindung. Es wird dadurch ermöglicht, dass reine Luft in dem Kanal E und den Gaszuleitungskanälen b verbleibt, welche beim Oeffnen des Cylinderkanals A zuerst angesaugt werden muss und damit die vorbeschriebene Vor- und Nacheilung reiner Luft unterstützt. In Wirklichkeit wird durch die Schnelligkeit der Schieberbewegung sich der Vorgang so gestalten, dass zuerst reine Luft und hierauf ein allmählich gasreicheres Gemisch angesaugt wird, worauf letzteres wieder gasärmer und zuletzt durch reine Luft ersetzt wird.

Steuerungen.

Bei der Gasmaschine von F. W. Lanchester in London (* D. R. P. Nr. 59672 vom 8. October 1890) ist jede äussere Steuerung vermieden; die Steuerung erfolgt nur durch die Druckunterschiede im Cylinder.

Luft und Gas werden dem Cylinder durch Saugventile zugeführt, welche während der Compression der Füllung und während der Arbeits- und Ausblasehube der Maschine geschlossen werden. Es kommt bei der Maschine ein Auslassventil zur Anwendung, welches nur am Ende des Arbeitshubes nach einer Explosion geöffnet und durch eine Feder oder ein Gewicht am Ende des Auspuffhubes geschlossen wird. Ein Regulir- und Zündventil, welches durch Gasdruck bethätigt wird, regelt die Zündung in der Weise, dass, wenn die Geschwindigkeit der Maschine ein festgesetztes Maass überschreitet, eine Zündung nicht mehr eintritt, während die Füllung des nächsten Hubes expandirt, um wieder comprimirt zu werden u.s.f., wobei schliesslich bei dem ersten Hub nach aussen, bei welchem die Geschwindigkeit der Maschine auf oder unter das festgesetzte Maass gesunken ist, die Zündung wieder eintritt. Das Auslassventil, dessen Spindel mit einem zweiten als Kolben ausgebildeten Auspuffventil verbunden ist, hebt sich von einem Raum ab, der im Folgenden als Auspuffkammer bezeichnet werden soll, und vermittelt deren Verbindung mit dem Ende des Arbeitscylinders bezieh. der Compressionskammer. Die Auspuffkammer ist unmittelbar mit dem Cylinder durch einen Kanal verbunden, über welchen der Arbeitskolben gegen das Ende seines Hubes fortläuft. Das Ventilgehäuse für jenes zweite und direct nach aussen führende Auspuffventil ist in die Auspuffkammer eingebaut und die beide Ventile zu gleicher Bethätigung verbindende Spindel geht durch eine dichtschliessende Führung oder Bohrung desselben hindurch. Der in der Auspuffkammer auftretende Druck, wie er sich nach dem Ueberlaufen bezieh. Freilegen des zurückführenden Kanals durch den Arbeitskolben einstellt, hebt und öffnet nach jeder Explosion das Auslassventil zunächst zur Auspuffkammer und von hier unter Vermittelung des zweiten seinen Sitz verlassenden Ventilkolbens ins Freie. Das Auslassventil wird während des Ausblasehubes durch den Druck offen gehalten, welcher durch die entweichenden Gase auf den Ventilkolben ausgeübt wird; die entweichenden Gase werden dabei an diesem Punkte gedrosselt und das Ventil durch sein Eigengewicht oder eine Feder geschlossen. Das Speiseventil ist ein einfaches Hubventil, welches Luft direct zulässt und mit sich das Gasmischventil hebt. Zwischen den Zündapparat, der in einem einfachen Glührohrzünder bestehen kann, und in die Compressionskammer wird behufs Regelung des Maschinenganges ein Ventil eingeschaltet, welches die Oeffnung einer Ausgleichkammer und den Kanal zum Zündrohr abschneidet, wenn die Geschwindigkeit der Maschine und in Folge dessen diejenige der eintretenden Gase ein gewisses Maass überschreitet.

Textabbildung Bd. 284, S. 125
Textabbildung Bd. 284, S. 125
Für das in Fig. 18 angedeutete und in Fig. 19 in grösserem Maasstabe dargestellte Auslassventil C gilt Folgendes: Der Arbeitskolben V überläuft in Folge des Explosionsantriebes jedesmal am Ende seines Hubes einen Kanal W, der bei A in die Auspuffkammer B mündet. Da nun der im Cylinder noch herrschende Ueberdruck einen Rückschlag der Gase durch den Kanal A in die Kammer B veranlasst, so wird der Ventilkolben E, der vor dem Auspuffkanal H angeordnet ist, in seiner cylindrischen Bohrung G nach aussen geschoben bezieh. gehoben, so dass auch das mit ihm durch die Spindel D verbundene Tellerventil C geöffnet wird. In dieser Weise wirkt der beim Hubende vorhandene Druck im Cylinder auf Erhöhung des Druckes in der Auspuffkammer und vermittelt den Ausgleich von Druck und Gegendruck bei dem Ventil C, welches nun während des Kolbenrückganges offen gehalten wird, indem der mit ihm verbundene Ventilkolben E durch den Druck der die Auspuffkammer B durchströmenden und hier nach H austretenden Auspuffgase emporgehalten wird. Es ist hiernach ersichtlich, dass, wenn sich einmal der Kolben E unter dem steigenden Druck in der Kammer B genügend gehoben hat, der Auspuff durch das Rohr H freigelegt ist, und dass diese Offenstellung beider Ventile so lange anhält, als noch der Ueberdruck über den äusseren Luftdruck im Stande ist, dem Anzug der auf Schliessung wirkenden Feder F das Gleichgewicht zu halten. Das Auslassventil C, dessen Hub etwa gleich der Hälfte seines Durchmessers ist, und der Kolben E nehmen hierbei die in Fig. 19 punktirte Stellung ein, und die Auspuffgase folgen dem durch die Pfeile bezeichneten Weg von dem Cylinder an dem Ventil C vorbei durch die Kammer B nach der Kolbenbohrung G, um unterhalb des Kolbens E in den Auspuff H überzutreten. Der Arbeitskolben geht unter diesen Umständen frei zurück, wobei er die Auspuffgase mit gerade genügendem Druck austreibt, um den Kolben E in der Eröffnungslage entgegen der Wirkung der Feder F zu halten. Der Hub des Ventils C ist dagegen ausreichend gross, so dass eine auf Schliessung |126| wirkende Kraft hier nicht auftritt; derselbe bestimmt sich einfach nach der Entfernung zwischen der unteren Kante E1 des Kolbens E und der oberen Kante G1 der zugehörigen Einpassbohrung G. Bevor das Ventil nicht um diesen Abstand EG gehoben ist, können keine Auspuffgase aus der Auspuffkammer B austreten. Wenn der Kolben den Ausblasehub vollendet hat, so schliesst die Feder F das Auslassventil. Um diesen Stoss bei dem schnellen Oeffnen des Ventils C durch Auftreffen des Kolbens gegen das untere Ende der gebohrten Spindelführung J zu vermeiden, ist ein Luftkissen oder eine Bremsvorrichtung zwischen dieser und dem Kolben E anzuordnen, welche in diesem Falle durch eine cylindrische Büchse K am Ventilkolben E gebildet ist. Die Feder F wird zweckmässig, wie dargestellt, in einem entsprechend ausgesparten Deckeltheil L untergebracht, der mit eingeschliffenem Aufpassflansch an das Gehäuse anschliesst.

Textabbildung Bd. 284, S. 126
Die Fig. 20 veranschaulicht das Einlassventil für Gas und Luft mit dem Uebergangsventil M und dem am Ende derselben Spindel O angebrachten Gasventil N. Wenn sich der Arbeitskolben bei seinem Ansaugehub nach vorn bewegt, so hebt sich das Ventil M selbsthätig und nimmt das Gasventil N mit, durch Kanäle P tritt Luft nach und vermischt sich auf dem Wege nach dem Cylinder mit dem Gas, beim Vorübergang an den Löchern QQ1 u.s.w., welches bei dem Ventil N aus dem Zuführungsrohr R in den Raum a übertritt und von dort in den ringförmigen Kanal b, sowie die Vertheilungslöcher QQ1 u.s.w. gelangt. Das Ventil N ist mit kleinem Spielraum auf der Spindel O verschiebbar, so zwar, dass es dasselbe gasdicht umschliesst, und steht unter der Wirkung der Feder c, wobei sich das Ventil M unabhängig an die Sitzfläche anschliessen kann. Die Schraubenfeder c bringt das Gasventil N zum Schluss, während das Gas- und Luftventil M bis dicht über seinen Sitz herab bewegt wird.

Fig. 21 veranschaulicht die Einrichtung des nach Fig. 18 am Cylinderende angeordneten Regulir- und Zündventils. Aus dem Querschnitt (Fig. 21) ist der dem Eintrittsstutzen g gegenüberliegende Stutzen und Kanal S ersichtlich, welcher unter Vermittelung des Ventilkörpers T, der in der cylindrischen Kammer leicht verschiebbar ist, mit dem Rohrzünder z (Fig. 18) Verbindung herstellt.

Die obere ebene Fläche des Ventils T passt gegen den unteren Theil einer Ausgleichkammer U1 um dieselbe in dem Falle sofort dicht abzuschliessen, wenn ein auf Hebung des Ventils wirkender Druck auftritt. In der Mitte des Ventilkörpers T ist eine ringförmige Nuth oder Auskehlung d angebracht, und unterhalb derselben ist der Bund i um so viel abgedreht, dass er einen etwas geringeren Durchmesser zeigt, als ihn der Ventilkörper an den anderen Stellen hat. Solange das Ventil T sich in der Stellung der Fig. 21 befindet, ist freie Verbindung hergestellt zwischen dem die Entzündung veranlassenden Glührohr, welches bei dem Stutzen S anschliesst, und dem Explosionsraum des Maschinencylinders, und zwar auf dem Wege durch die Auskehlung d, die Kanäle ef und die weitere Bohrung g; in Fig. 21 eingezeichnete Pfeile lassen erkennen, wie hiernach das Gasgemisch im Cylinder mit dem bei 8 anschliessenden Rohrzünder in Berührung tritt und wie ein Theil des Gases auch durch den abgezweigten Kanal h in die Ausgleichkammer U (vor oder über dem Ventil T) gelangt. Der Querschnitt der Durchschnittskanäle ist so bemessen, dass er ein freies Hindurchschlagen der Flamme, ohne dass dieselbe erlischt, gestattet, und in dieser Weise erfolgt die Zündung regelmässig bei Vollendung jedes Compressionshubes und an der durch die Einrichtung des Glührohres bedingten Stelle.

Das Glührohr ist in diesem Zusammenhang zu den bekannten Glührohrzündern zu rechnen, welche dauernd nach dem Cylinderraum offen stehen und bei denen der Zeitpunkt der Zündung ohne Zuhilfenahme von zur bestimmten Zeit bethätigten Ventilen allein durch die Stellung des glühenden Theiles des Rohres geregelt wird. Diese Stellung ist derart einzurichten, dass das Explosionsgemisch den betreffenden Theil nur erreicht, wenn die Compression eine maximale oder nahezu eine solche ist.

Textabbildung Bd. 284, S. 126
Solange die Maschine die normale Geschwindigkeit nicht überschreitet; durchströmt das Gasgemisch während der Compression die Kanäle g, f und e, sowie die Auskehlung d, um bei S in das Zündrohr zu münden. Gleichzeitig strömt das Gasgemisch durch die Kanäle g, f und h zum oberen Theil des Cylinders T1 und in die Kammer U; es sind nun, normale Geschwindigkeit vorausgesetzt, diese Löcher weit genug, um das Gas die Kammer U fast ebenso schnell ausfüllen zu lassen, wie es vom Arbeitskolben comprimirt wird, so dass der Druck in der Kammer U während des Compressionshubes ziemlich derselbe bleibt wie im Cylinder, und dass der Druck über und unter dem Ventil T in praktischer Hinsicht gleich ist. Das Ventil T bleibt mithin an seiner Stelle oder bewegt sich dort zu wenig, um Deckung des Kanals e bei der Auskehlung d herbeizuführen. Wenn indessen die Geschwindigkeit der Maschine das vorbestimmte Maass überschreiten sollte, so wird die Geschwindigkeit der Compression so gross, dass die Löcher fh, welche die Kammer U mit der weiteren Bohrung g verbinden, unzureichend werden, um die Kammer U schnell genug zu speisen; in Folge dessen steigt der Druck in g und unter dem Ventil T über den Druck in der Kammer U, so dass das Ventil T nach oben gedrückt wird und sich gegen den unteren Theil der Kammer anlegt. Hierdurch wird also die Kammer U geschlossen und der Druck unter T hält das Ventil gegen den Sitz gepresst, bis die Füllung wieder expandirt und der rückwirkende Druck in U ausreichend hoch wird, das Ventil niederzudrücken.

Der Durchmesser des Ventilkörpers ist bei d etwas |127| geringer, und durch den vorhandenen Spielraum können die entflammbaren comprimirten Gase aus dem Cylinder nach dem Zündrohr gelangen. um dort entzündet zu werden. Indessen ist der freie Zwischenraum derart bemessen, dass die Flamme wie sie in dem Zündrohr zu Stande kommt, nicht durch den engen Raum zurücktreten kann, welcher zwischen der äusseren Wandung des Bundes i und der inneren des Cylinders gelassen ist. Die Zündung erreicht deshalb nicht die Gase in dem Maschinencylinder, und solange das Ventil T in seiner oberen Lage bleibt, wird das Gemisch in dem Cylinder bei jeder Umdrehung nur comprimirt. Die Zündung ist auf den Raum des Zündrohres allein beschränkt; der Cylinder aber ist, obwohl eine freie Druckübertragung nach demselben stattfinden kann, nicht in solcher Verbindung mit dem Zünder, dass eine Zündung der Cylinderfüllung eintritt. Wenn die Geschwindigkeit genügend nachlässt, um zu verhindern, dass das Ventil T gegen seinen oberen Sitz gedrückt wird, so beginnt die Zündung wieder, das Auslassventil wird durch den Enddruck in dem Cylinder bethätigt, worauf der Kolben seinen Arbeitshub vollendet und der ganze Kreis der Vorgänge vollzogen ist. Ein Antrieb kommt sonach auf je zwei Umdrehungen, bis die Geschwindigkeit die Grenzen wieder überschreitet und durch Dazwischentreten des Ventils T die Zündung der Füllung im Cylinder zeitweise gehindert wird. Die Schraube k geht durch die Stopfbüchse l und dient zur Regelung der Lage des Kolbenventils im Verhältniss zu dem Kanal h und dem oberen Sitz. Wenn das Ventil genügend gehoben ist, so dass der Kanal h zum Theil gedeckt ist, kann nur wenig comprimirtes Gemisch seinen Weg durch h nach der Kammer U finden, so dass eine langsame Compressionsgeschwindigkeit eine schnelle Steigerung des Druckes unter dem Ventil T veranlasst und dieses schliesslich gegen den oberen Sitz drückt.

Es kann danach die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine an der Schraube k innerhalb gewisser Grenzen geregelt werden. Die Regelung kann in anderer Weise durch eine Schraube oder ein Ventil bewirkt werden, durch welches man die Durchtrittsöffnung bei h controlirt; indem man dieselbe mehr oder weniger schliesst, vermindert man in entsprechendem Grade die Gasmenge; welche in die Kammer U aus dem Compressionsraume des Cylinders übertreten kann.

Das Ventil T kann auch durch Vermittelung einer Feder geregelt werden, welche auf Abheben des Ventils von dem Sitze wirkt und in ihrer Spannung entsprechend der gewünschten Geschwindigkeit der Maschine geändert wird.

Fig. 18 veranschaulicht die Gesammteinrichtung und Anordnung einer nach der Erfindung construirten Maschine, bei welcher auch der selbsthätige Schmierapparat ersichtlich ist. Der Kolben V hat seine äusserste Lage nach aussen inne, in welcher er den Kanal W freigelegt hat, der bei A mit dem Gehäuse A1 des Auslassventils in Verbindung steht.

Nach Vollendung des Arbeitshubes wirkt der Druck j in dem Cylinder durch die Kanäle W und A auf den Ventilkolben E und öffnet das Auslassventil C genügend, um die Verbrennungsproducte bei dem gehobenen Kolben E auszublasen. Solange der Kolben V seinen Auspuffhub fortsetzt, wird der Ventilkolben E und mit ihm das Ventil C emporgehalten, wobei die Auspuffgase gerade unter dem dies ermöglichenden Drucke austreten. Wenn der Kolben V seinen Ausblasehub nach innen beendigt, so wird das Auslassventil C durch die Feder F geschlossen, und sobald der Ansaugehub anfängt, öffnet sich das Gas- und Lufteinlassventil M; aus dem Gasventil N und durch die Kanäle b und Q tritt nun das Gas bei M, mit Luft vermischt, in den Cylinder X über und bildet hinter dem Arbeitskolben das explosible Gas- und Luftgemisch. Wenn der Kolben V seinen Compressionshub nach innen beginnt, bleibt das Auslassventil C geschlossen, da kein auf Oeffnung wirkender Druck (der ja denjenigen der Atmosphäre überschreiten muss) bei Freilegung des Kanals W vorhanden ist. Wenn der Compressionshub ganz oder nahezu vollendet ist, so entzündet das Zündrohr Z die Füllung auf dem Wege durch die Kanäle und die Auskehlung bei dem Ventil der Regelungsvorrichtung Y, und dies ergibt einen Antrieb bei jeder zweiten Umdrehung der Maschine ununterbrochen so lange, bis etwa die vorbestimmte Geschwindigkeit überschritten wird. Dann tritt das Kolbenventil T in der Vorrichtung Y derart in Wirksamkeit, dass die in dem Zündrohre Z erzeugte Flamme den Cylinderraum nicht erreicht; das Gemisch expandirt also einfach bei dem Hub nach aussen und wird bei dem entgegengesetzten Hube comprimirt, bis die Geschwindigkeit genügend gesunken ist, um wieder Zündung eintreten zu lassen.

Kurbel und Pleuelstange sind in dem Gehäuse m eingeschlossen. Der Boden des Gehäuses hat eine derartige Form, dass er bei n Oel aufnehmen kann, in welches bei jeder Umdrehung Kurbel und Pleuelstange tauchen; um dadurch geschmiert zu werden.

Textabbildung Bd. 284, S. 127
Auch wird eine Menge Oel gegen das Gehäuse geschleudert; ein Theil dieses Oeles fliesst nach dem Napfe o ab, von wo es durch ein Rohr p nach dem Schmierbehälter q gelangt, den es gefüllt hält, während der Ueberschuss über den Rand des Napfes o abtropft. Die Höhenlage dieses Randes ist derart bemessen, dass der Schmierbehälter bis zu einem gewissen Grade gefüllt bleibt. Die Schraube r dient dazu, die Oelzuführung für den Cylinder, die in sichtbarer Weise erfolgen kann, zu regeln. Der Cylinder X ist durch einen Deckel s abgeschlossen, um das Ausschleudern von Oel nach vorn zu verhindern. Die Pleuelstange hat in einem Schlitze des Deckels Spielraum.

Mit einer einzigen Nocke wird die Steuerung des Gas- und Luftventils und des Auspuffes bei der Ausführung von F. Dürr in München (* D. R. P. Nr. 59685 vom 24. October 1890) bewirkt. Fig. 22 zeigt die Construction.

Auf einem Bolzen b des Ständers ist eine Nocke N |128| aufgekeilt oder aufgeschraubt, welche durch die bekannte Räderübersetzung 1 : 2 von der Hauptwelle aus bewegt wird. Fig. 22 zeigt den Motor im Moment der Compression, die Ventile sind sämmtlich geschlossen, der Regulator R, welcher im Ruhezustande mit dem Röllchen m an die Nocke anlehnt, befindet sich in leicht schwingender Bewegung, d.h. die Mikrometerschraube m1 kommt bei der Bewegung nicht ganz bis an den vorderen Theil der drehbaren Klinke k. Bei einer Weiterdrehung um 45° erfolgt die Explosion, und wenn die Nockenscheibe nochmals 45° zurückgelegt hat, hebt sich das Auspuffventil. Die Nocke schiebt sich keilförmig unter das Röllchen r11 welches einerseits mit dem Hebel h1 und andererseits mit der Zugstange z1 durch einen kleinen Bolzen verbunden ist. Der Hebel h1 ist um den feststehenden Punkt D drehbar, kann also nur nach der Seite hin ausweichen, nach der ihn die Nocke N drückt; in Folge dessen wird Röllchen r zurückgeschoben und zieht durch Zugstange z1 und Winkelhebel w1 das Auspuffventil in die Höhe. Nach Zurücklegen eines Weges von weiteren 45 ° gelangt die Nocke N an das Röllchen r und es wiederholt sich hier ein analoger Vorgang. Gleichzeitig mit dem Heben des Luftventils wird jedoch durch einen Hebel u2, welcher fest mit Winkelhebel w verbunden ist, das Gasventilchen i aufgezogen und Gas und Luft können gleichzeitig einströmen. Die Function der Nocke N bei der Regulirung des Ganges ist folgende:

Im Zustande der Ruhe liegt Röllchen m an der Nocke N an bezieh. wenn die Nocke sich in anderer Stellung befindet, ragt das Röllchen m so weit in diese Richtung hinein, dass die Nocke bei Inbetriebsetzung so stark streift, dass der Regulator R in pendelnde Bewegung gesetzt wird. Die Pendelzeit kann durch das Gewicht g fixirt werden, die Entfernung des Röllchens m von der Nocke N durch eine mit Gewinde versehene Schiebevorrichtung n (Gegenmutter). Entgegengesetzt von dem Röllchen m befindet sich eine Mikrometerschraube m1, durch welche ebenfalls ein früherer oder späterer Anschlag an den vorderen Theil der Klinke k des Gasventilchens i justirt werden kann.

Durch Gewicht g, Gegenmutter n und Mikrometerschraube m1 kann ein gleichmässiges Pendeln des Regulators erzielt werden. Läuft der Motor zu rasch, so ist der Anschlag der Nocke N ein bedeutend stärkerer, das Röllchen m wird stärker weggeschleudert, die Mikrometerschraube m1, welche bei normalem Gange den vorderen Theil der Klinke k nicht ganz erreicht, schlägt jetzt fest an diese an und hebt sie auf. Je nach Gewicht desselben und je nach Heftigkeit des Anschlages wird diese mehr oder weniger gehoben bezieh. in die Höhe geschleudert. Der Zeitpunkt des Anschlages muss in der Weise ausprobirt sein, dass Klinke k noch nicht zurückgefallen ist, wenn die Ansaugeperiode beginnt. Es wird in diesem Falle dann lediglich das Luftventil gehoben und kein Gas angesaugt, d.h. die Regulirung des Ganges ist eingetreten.

(Fortsetzung folgt.)

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