Titel: Neue Gasmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1894, Band 291 (S. 247–250)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj291/ar291068

Neue Gasmaschinen.

(Fortsetzung des Berichtes S. 225 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Die in Fig. 24 dargestellte Einlassvorrichtung von R. Wagnitz in Charlottenburg (* D. R. P. Nr. 66279 vom 29. März 1892) bezweckt, ein Einlassventil mit einem Mischorgan derart zu verbinden, dass gegen Ende des Ansaugens ein gasreicheres Gemenge zur Sicherung der Zündung in den Cylinder gelangt.

Am Ventilstift des gesteuerten oder selbsthätigen Einlassventils e sitzt ein geschlossener Cylinder b, welcher mit seinem unteren Theil die Luftzuführung l verringert oder ganz abschneidet, sobald das Ventil e sich schliesst. In den zwischen diesem Cylinder b und dem Gehäuse geschaffenen ringförmigen Mischraum r münden Schlitze d für die Zuleitung des Gases. Im Mischraum r begegnen sich Gas und Luft, sobald das Ansaugen beginnt und das Ventil e den Zugang zum Cylinder öffnet, womit auch der Zutritt der Luft durch l von dem Cylinder b freigegeben ist. Das Gas selbst wird durch das Regulirventil g durch die Schlitze d zugelassen und sein Zutritt vom Regulator aus gesteuert.

Textabbildung Bd. 291, S. 247
Soll eine Ladung durch das offene Ventil e in den Cylinder gesaugt werden, so treten Gas und Luft im Raum r zusammen, mischen sich und treten als Explosivgemenge in den Cylinder. Schliesst sich Ventil e, so wird der Luftzutritt durch Cylinder b mehr und mehr verengt und man hat es durch die Steuerung des Gasventils g in der Hand, gegen den Schluss des Ansaugens dem Zutritt des Gases das Uebergewicht zu geben, d.h. die Mischung gasreich zu machen. Denn ist der Cylinder b nicht vorhanden, so drückt die in starker Bewegung befindliche Luftsäule bei Abschluss des Ventils das unter schwachem Druck einströmende Gas in die Zuleitung zurück; der Gasreichthum der Ladung wird gegen das Ende des Ansaugens um so mehr vermindert, als sich die in ihrer Zuströmung nicht behinderte Luftsäule an dem sich schliessenden Ventil l staut.

Das in Fig. 25 abgebildete Einlassdoppelventil der Gasmotorenfabrik Deutz in Köln-Deutz (* D. R. P. Nr. 64263 vom 3. Februar 1891) soll für den ganzen Hub ein gleichmässig gemischtes Gemenge durchlassen.

A ist der Arbeitscylinder, c das Einströmventil für das Explosionsgemenge in den Cylinder. e ist das Gasventil, im Ventilgehäuse b sitzend, zu dem das Gas durch den Hahn a zuströmt. Es trägt auf seiner Ventilspindel eine Platte oder ein Ventil f, durch welche das Luftzuführungsrohr h von dem Kanal g abgeschlossen wird. l ist ein ringförmig um das Einströmventil gelegter Kanal, in welchen das Gas beim Oeffnen des Ventils e eintritt und aus welchem es durch kleine Löcher i in den Raum unter dem Ventil c ausströmt, d ist das Abschlussorgan, mittels dessen der Gaszufluss während einer oder mehrerer Ansaugeperioden durch einen beliebigen Regulator abgesperrt werden kann.

Textabbildung Bd. 291, S. 247
Beim Saughub wird durch die Verdünnung im Arbeitscylinder zuerst Ventil e und durch den Druckunterschied auf die Flächen der Ventile e und f die Platte f am Stift des Gasventils e gehoben, so dass durch den Kanal g und das Ventil c Luft in den Kanal K und in den Arbeitscylinder A eintritt. Gleichzeitig mit der Platte f hebt sich auch Ventil e, es strömt Gas durch das geöffnete Abschlussorgan d in den ringförmigen Kanal l ein und tritt von da durch die kleinen Löcher i unter den Ventilsitz c.

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Durch das gleichzeitige Zusammenströmen von Luft durch das Ventil f und von Gas durch Ventil e, Absperrorgan d und die Ringöffnungen i kann nur ein vollkommen gemischtes Gemenge von Gas und Luft nach dem Arbeitscylinder gelangen. Bei zunehmender Umdrehungszahl wirkt ein Regulator auf das. Abschlussorgan d des Gases so ein, dass dasselbe während einer oder mehrerer Ansaugeperioden geschlossen bleibt. Während dieser Zeit tritt nur Luft durch den Kanal g und das Ventil c in den Arbeitscylinder ein, und es unterbleiben die Explosionen so lange, bis beim Abnehmen der Umdrehungszahl das vom Regulator wieder geöffnete Abschlussorgan Gas zu dem Luftstrom zuströmen lässt. Das Abschlussorgan d wird am vortheilhaftesten zwischen das Gasventil e und das Einströmventil c gesetzt, kann aber auch vor dem Ventil e in die Gaszuleitung eingeschaltet werden. Im Vorstehenden ist die Ventilanordnung in Verbindung mit einer im Viertakt arbeitenden Maschine beschrieben, wir behalten uns jedoch vor, dieselbe an im Zweitakt arbeitenden Maschinen in die Luft- und Gaszuleitung vor dem Mischungsquerschnitt einzuschalten.

Für solche Maschinen, deren Regulirung durch Aenderung der Füllung erfolgt, ist das Rückschlag- und Luftzulassventil von H. Ebbs in Magdeburg (* D. R. P. Nr. 70758 vom 17. Februar 1893) bestimmt. Bei einer solchen Regulirung wird sich bei nicht voller Füllung das im Cylinder befindliche Gemisch während des letzten Theiles des Saughubes bis unter den Atmosphären druck ausdehnen und während des ersten Theiles des Compressionshubes wird die Füllung erst wieder auf den Atmosphärendruck gebracht, ehe sie weiter comprimirt wird. Ein Arbeitsverlust tritt hierdurch nicht ein, da die zum Ausdehnen der Füllung während des Saughubes verbrauchte lebendige Kraft des Schwungrades diesem durch die saugende Wirkung des Kolbens während des ersten Theiles des Compressionshubes wieder zugeführt wird. Dagegen tritt ein Arbeitsverlust ein, wenn der Füllungsgrad so niedrig wird, dass die Spannung der Explosionsgase gegen Ende des Expansionshubes unter eine Atmosphäre sinkt, da dann die Gase saugend auf den Kolben wirken. Die Arbeit dieser saugenden Wirkung geht aber beim folgenden Auspuffhube verloren, weil sich durch das Oeffnen der Auslassventile die Spannung im Cylinder sofort mit der der Aussenluft ausgleicht. Diesen Arbeitsverlust, welcher sich, durch erhöhten Gas- oder Erdölverbrauch, namentlich beim Leerlauf des Motors bemerkbar macht, zu verhindern, ist der Zweck der patentirten Anordnung.

Dieselbe besteht darin, dass man den Cylinder mit der Aussenluft durch zwei Ventile verbindet, von denen das eine ein selbsthätiges Rückschlagventil ist, das sich nach innen öffnet, sobald der Druck im Cylinder unter den äusseren Druck sinkt, während das andere so gesteuert wird, dass es nur während des Expansionshubes geöffnet ist. In Folge dessen tritt nur während des letzteren Luft in den Cylinder, sobald die Spannung in diesem unter Atmosphärendruck sinkt.

Das Wesentliche der Erfindung ist, dass in dem den Cylinder mit der Aussenluft verbindenden Kanal, in welchem sich das nach innen öffnende Rückschlagventil a befindet, noch ein zweites durch eine Steuerung während des Expansionshubes offen gehaltenes, sonst aber geschlossenes Abschlussorgan befindet.

Zündvorrichtungen.

Ueber die Wirkung der Glühzünder macht E. Lieckfeld in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1893 * S. 1425, ausführliche Mittheilung. Er wendet sich zunächst gegen die landläufige Ansicht, zufolge welcher die Grenze des Vordringens der verdichteten Ladung in das Glührohr genau mit dessen Glühzone zusammenfallen müsse, um überhaupt eine sichere Zündung im todten Punkte herbeizuführen.

Diese Annahme, zu welcher man bei rein theoretischer Betrachtung vollkommen berechtigt scheint, erweist sich in der Praxis als nicht zutreffend. Die Glühzone kann vielmehr – normale Drehgeschwindigkeit des Motors vorausgesetzt – ohne Schaden von dem frischen Gemisch weit überschritten werden, ohne dass eine Vorzündung eintritt, ja sie muss sogar überschritten werden, wenn der Motor auf die Dauer betriebsfähig bleiben soll.

Eine Erklärung für diese scheinbar auffällige Erscheinung ergibt sich, wenn man die verhältnissmässig geringe Brenngeschwindigkeit des Gasmotorengemisches berücksichtigt. Bei normaler Drehgeschwindigkeit des Motors dringt nämlich das frische Gemisch mit grösserer Geschwindigkeit in das Glührohr, als sich die Verbrennung im Rohr nach rückwärts fortpflanzen kann; erst wenn der Kolben im todten Punkt angekommen ist, und das Gemisch nur noch mit geringer Geschwindigkeit in das Glührohr eindringt, ändert sich der Zustand; nun bekommt die Brenngeschwindigkeit des Gasgemisches die Oberhand, so dass sich die Zündung ohne irgend welches Zuthun im todten Punkte rechtzeitig der Ladung mittheilt. Hieraus geht hervor, dass man vor allen Dingen dafür zu sorgen hat, dass das frische Gemisch die Glühzone überschreite, alles andere macht sich dann von selbst. Nur beim Anlassen des Motors, wo seine Drehgeschwindigkeit sehr gering ist, bei welcher also das frische Gemisch die Glühzone mit geringerer Geschwindigkeit, als die Brenngeschwindigkeit, überschreitet, können Vorzündungen eintreten, doch sind auch diese, wie später gezeigt werden wird, leicht zu vermeiden.

Bei Anwendung der gesteuerten Glührohrzündung ist der Zündungsvorgang genau derselbe wie beim offenen Glührohr, nur ist die Möglichkeit gegeben, den Motor anlassen zu können, ohne dass mit Vorzündungen zu rechnen wäre.

Hat ein Gasmotor mit gesteuertem Glührohrzünder seine normale Geschwindigkeit erreicht, so kann unbeschadet des regelmässigen Ganges und der Kraftäusserung das Absperrorgan in geöffneter Stellung festgehalten werden, wovon man sich dort, wo der Versuch ausführbar ist, jederzeit sofort überzeugen kann. Das ist wohl der beste Beweis für die selbsthätige Wirkung eines jeden Glührohres, ob gesteuert oder nicht gesteuert. Eine Steuerung des Glührohrzünders hat nur dort einen Zweck, wo das Anlassen des Motors an und für sich schon erhebliche Kraftanstrengung fordert, wie das bei grösseren Maschinen oder Betrieben der Fall ist, bei denen der Widerstand späterer Arbeitsleistung schon beim Andrehen zu überwinden ist.

Aus der Wirkungsart des offenen Glührohres geht hervor, dass dieses auch bei verschiedenen Compressionsgraden sich selbst reguliren wird, wenn nur dafür gesorgt ist, dass das frische Gemisch die Glühzone auch bei der geringsten Compression immer noch wenigstens erreicht.

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Man könnte einwenden, dass nach dieser Erklärung der Selbstregulirung des offenen Zündrohres nun bei sehr schneller Gangart des Motors eine Verspätung der Zündung eintreten könne; aber auch dies ist nicht der Fall, auch hier regulirt sich diese vortreffliche Vorrichtung selbst, denn in dem Augenblicke, wo die Compression beendigt ist und der Kolben umkehrt, schiebt sich das Gemisch aus dem Glührohr zurück; zur Brenngeschwindigkeit tritt nun noch die des Zurückweichens hinzu, so dass es sich auch in diesem Fall immer nur um eine kaum nennenswerthe Verlegung des Zeitpunktes der Zündung handeln kann. Als Beispiel hierfür sind jene Erdölmotoren anzuführen, welche 500 Umgänge und darüber in der Minute machen.

Aus der Bauart einer beträchtlichen Zahl von Gasmotoren geht hervor, dass die erklärte Wirkungsweise der Glührohrzündung wenig bekannt ist. Auch findet man Glührohre von unnöthig weitem Querschnitt, zu deren Erhitzung erhebliche Zeit und eine bedeutende Gasmenge nöthig sind. Röhren von 4 bis 5 mm lichtem Durchmesser, zu deren Erhitzung Flammen von 60 bis 70 l stündlichem Verbrauch ausreichen, erfüllen den Zweck vollkommen. Dabei ist natürlich vorausgesetzt, dass sie am rechten Ort angebracht sind; ihre Einmündungsstelle darf z.B. nicht von dem Strome der auspuffenden Verbrennungsrückstände getroffen werden, anderenfalls wird sich bald eine Verengung der Rohrmündung durch Oelkohle unliebsam bemerkbar machen; nur das reine frische Gemisch soll die Mündung bestreichen, und wo das nicht möglich ist, da muss durch Schutzkappen u. dgl. für genügende Deckung gesorgt werden.

Die Entzündungstemperatur des Gasgemisches ist beginnende Hellrothglut. Um dem Glührohre diese Temperatur schnell mitzutheilen, hat man eine mit grünem Kern brennende Gemischflamme nöthig; damit die Hitze der Flamme zusammengehalten und ihre Intensität gesteigert wird, lässt man sie in einem mit Asbest ausgekleideten Schornstein brennen. Die Flamme muss so angeordnet sein, dass die Spitze des grünen Kernes das Glührohr eben berührt. Befolgt man diese Vorschrift für Erhitzung des Glührohres, so ist die Hellrothglut schnell erreicht, ein Aufenthalt beim Anlassen durch das Anwärmen ist nicht zu befürchten.

Das offene Glührohr hat den Uebelstand, dass beim Anlassen Vorzündungen eintreten; diese machen sich namentlich bei Motoren mit leichtem Schwungrad unliebsam bemerkbar, indem das Rad verkehrt herumschlägt und der anlassenden Person aus den Händen gerissen wird. Bei kleinen Motoren kann man die Vorzündungen durch Anwendung folgenden Mittels leicht vermeiden. Man hält das Rad nach vollendetem Saughube fest, öffnet das Auslassventil mit der einen Hand und dreht mit der anderen das Rad langsam bis zu einer bestimmten Stellung, die auszuprobiren ist; dadurch entweicht ein Theil der Ladung ins Freie. Schliesst man das Auslassventil wieder und gibt dem Schwungrad ohne nachzugreifen einen kräftigen Antrieb, so gelingt das Anlassen meistens sofort. Da nämlich weniger Gemisch zur Compression kommt, so steigert sich der Druck auch entsprechend weniger, das frische Gemisch erreicht die Glühzone später, und die Möglichkeit einer Vorzündung wird geringer. Sobald die Kurbelstellung, bei der das Auslassventil zu schliessen ist, einmal genau ermittelt, gelingt das Andrehen mit geringerer Kraftanstrengung als bei anderen Motoren.

Noch einer anderen Eigenthümlichkeit des Glührohres möge hier gedacht werden, nämlich der häufig kurz nach dem Anlassen auftretenden periodischen Fehlzündungen, welche es nöthig machen, den Motor vor Beginn seiner Arbeitsverrichtung einige Minuten leer laufen zu lassen, bis sich regelmassige Zündung und damit volle Kraftäusserung einstellt.

Als Ursache dieser Erscheinung ist anzuführen, erstens, dass bei langsamem Gang, wie ihn das Anlassen mit sich bringt, stärkeres, leichter entzündbares Gemisch angesaugt wird, als bei voller Kolbengeschwindigkeit; zweitens, dass vorläufig in dem noch kalten Laderaum keine Vorwärmung des Gemisches, also keine Erhöhung seiner Zündfähigkeit stattfindet. Ist nun für die Einregulirung des Gemisches ein etwas geringer Gasgehalt gewählt, so sind vor der Hand nur die ersten Ansaugungen zündungsfähig, bei grösserer Umdrehungsgeschwindigkeit bleiben die Zündungen wegen geringen Gasgehaltes und mangelnder Vorwärmung aus, die Umlaufzahl sinkt, es bildet sich wieder stärkeres Gemisch, eine neue Periode von Antrieben folgt, bis schliesslich der Laderaum die Temperatur erreicht hat, bei der auch das bei voller Betriebsgeschwindigkeit angesaugte Gasgemisch genügend vorgewärmt wird, um zündungsfähig zu sein.

Damit die Zeit der periodischen Zündungen abgekürzt wird, thut man gut, das Schwungrad während der ersten 20 oder 30 Umgänge so zu bremsen, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit, bei welcher Fehlzündungen eintreten, überhaupt nicht erreicht wird. Der Laderaum wird dann schneller warm, und man spart das Gas, welches sonst durch die Fehlzündungen verloren geht.

Textabbildung Bd. 291, S. 249
Die in Fig. 26 dargestellte Glühzündvorrichtung von Buss, Sombart und Co. in Magdeburg (* D. R. P. Nr. 68188 vom 21. Juni 1892) bezweckt eine sorgfältige Dichtung zwischen Zündrohr und Verdichtungsraum und besonders die Ermöglichung einer Veränderung des Zündungszeitpunktes.

Ein kolbenförmiges Hahnküken h ist in einem geeignet geformten Körper k leicht beweglich eingefasst; ein abdichtender Ventilkegel v ruht in dem gegen k geschraubten, mit einer Führung versehenen Körper f. Der Glühkörper g, an welchen sich auch noch ein Verdrängerraum, wenn erforderlich, anschliessen kann, ist bei a an dem Körper k befestigt. In dem Hahnküken befindet sich die Bohrung i, welche im geeigneten Augenblick den Zutritt des zündfähigen Gemisches durch die Bohrung n aus dem Verdichtungsraum zum Glühkörper ermöglicht und die Zündung bewirkt. Um stets eine ausreichende Dichtung zwischen dem Küken und dem zum Glühkörper führenden Kanal o, sowie zwischen dem Verdichtungsraum, den Kanälen n i o, dem Raum um das Küken herum einerseits und der mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Führung f andererseits zu erzielen, ist das Küken mit dem nach aussen abdichtenden Ventilkegel v nicht aus einem Stück gefertigt, sondern von diesem getrennt und wird |250| zum Zwecke seiner Bewegung durch den am Ventilkegel angebrachten Vorsprung mitgenommen. Die Gabel m des Kükens, in welche jener Vorsprung eingreift, muss parallel dem Zündloch gespalten sein. Hierdurch wird erreicht, dass das Küken stets durch den Verdichtungsdruck gegen den Kanal o gedrückt wird, so dass eine ausreichende, Vorzündungen verhütende Abdichtung zwischen Ladungsraum und Glühkörper gesichert bleibt. Es entsteht durch diese Anordnung der weitere Vortheil, dass das Küken nicht absolut genau eingepasst zu werden braucht, geringe Verschmutzungen demnach kein Festsetzen bedingen. Wird durch Abnutzung das Loch des Körpers k, in dem das Küken sich bewegt, oval, so wird im Allgemeinen doch durch das seitens des Verdichtungsdruckes erfolgende Anpressen gegen die Wand, in der sich die Zündöffnung o befindet, immer noch eine ausreichende Dichtung ermöglicht. In gleicher Weise bleibt der Ventilkegel v, da er nicht starr mit dem Küken verbunden ist, auch wenn dieses in Folge von Abnutzung nicht mehr genau in der Achse des Ventils schwingen sollte, stets in seiner ursprünglichen Mittellage und hat keinerlei erheblichen Seitendruck auszuhalten. Die getrennte Ausführung von Küken und abdichtender Drehachse hat aber noch den besonderen Zweck, eine bequeme und äusserst leichte Reinigung des Kükens zu ermöglichen, ohne dass irgend welche äusseren Steuerungstheile entfernt zu werden brauchten. Zu diesem Zwecke ist die Verschraubung p angebracht, durch deren Lösen das Küken sofort freiliegt und zum Zwecke der Reinigung leicht herausgenommen werden kann.

Die Bewegung der Ventilstange v und mit ihr die des Kükens h erfolgt mittels der Kurbel l durch einen hin und her gehenden Zapfen. Da jedoch der ganze Hub dieses Zapfens für die Steuerung der Zündung nicht erforderlich ist und eine intermittirende Bewegung die Abnutzung und das Undichtwerden von Küken und Ventilsitz bedeutend verringert, so ist die Schubstange am oberen Ende mit einer längeren Aussparung versehen, wodurch eine Bewegung des Kükens stets nur auf einen Theil des Hubes des Zapfens stattfindet. Eine Schraube dient dazu, je nach Bedarf den Zündmoment zu verstellen, da sie, je nachdem sie tiefer oder weniger tief in die Schubstange eingeschraubt ist, früher oder später die Mitnahme des Kükens bewirkt und so die Zündung zu verschiedenen Zeitpunkten ermöglicht.

Bei der Zündvorrichtung von H. Kropff in Düsseldorf (* D. R. P. Nr. 64067 vom 30. Juni 1891) ist am Glührohrstutzen ein Ventil angebracht, um während des Saugspiels durch dasselbe und den Zündkanal Luft ansaugen zu können zwecks Reinigung des Kanals von Verbrennungsrückständen.

Eine Schutzvorrichtung für Glühzünder bringt R. Wagnitz in Charlottenburg (* D. R. P. Nr. 65 373 vom 6. Mai 1892) in Vorschlag. Beim Platzen eines Glührohrs soll durch Federkraft die Cylinderöffnung mittels eines Ventils geschlossen werden, um beim Auslauf des Kolbens den Austritt schlecht riechender Gase aus dem Cylinder zu verhindern.

Bei der elektrischen Zündvorrichtung von T. Carlo in Voltri bei Glena (* D. R. P. Nr. 70468 vom 26. October 1892) sind beide Pole im Cylinder gelagert. Der eine Pol ist fest gelagert und sägezahnartig gestaltet, so dass der zweite bewegliche Pol bei seinem Hinwegstreichen über den ersteren mehrfache Stromunterbrechungen und damit wiederholte Funkenbildung erzeugt.

(Schluss folgt.)

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