Titel: Neue Wege der Fahrzeugmotorentechnik.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1910, Band 325 (S. 661–664)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj325/ar325196

Neue Wege der Fahrzeugmotorentechnik.

Von Regierungsbaumeister Dierfeld.

(Fortsetzung von S. 647 d. Bd.)

I 3 b. Kolbenschieber mit konzentrischer Schieberhülse für einen Zylinder.

Bei den angeführten Motoren mit zwei getrennten Kolbenschiebern ist der schädliche Raum allgemein ziemlich groß, daher versuchten einige Konstrukteure durch Anwendung eines Steuerkolbens mit konzentrischer Schieberhülse den schädlichen Raum zu verkleinern. Eine der ersten Konstruktionen dieser Art ist die von Francis J Bostock, nach dessen Lizenzen die englische de Dietrich-Gesellschaft baut. Seit Juni 1909 liefen Bostock-Motoren in englischen Wagen und haben sich gut bewährt; sie werden jetzt nach Schnittzeichnung Fig. 21 ausgeführt. Oben längs des Motors ist eine Exzenterwelle gelagert, von der aus mit Schubstangen die beweglichen Schieberhülsen B und die Kolbenschieber A angetrieben werden. Zwischen beiden ist eine feste Hülse F angeordnet, die den Zylinder für den Kolbenschieber A bildet, während die Schieberhülse B sie umgibt und auf ihr gleitet. Der Zylinderkopf ist als Gehäuse C für die Schieberhülse ausgebildet; die Oeffnungen der Schieberhülse B korrespondieren mit Kanälen in der festen Hülse F und dem Gehäuse C, das ringförmig von dem Eintrittsraum zum Zylinder umgeben ist.

Textabbildung Bd. 325, S. 661

Das frische Gemisch tritt bei D ein, während der Auspuff bei E erfolgt. Die Hülse B ist das einzige Steuerorgan, das mit den Verbrennungsgasen direkt in Berührung kommt und gasdichten Abschluß erfordert. Sie hat außen gewöhnliche Kolbenringe, innen einen breiten, die feste Hülse F umgebenden Dichtungsring. Vom Ende des Explosionshubes an bis zum Schlusse des Saughubes hält die Hülse B ununterbrochen die Verbindung mit dem Zylinder offen und schließt für den Rest des Viertaktes die Verbindung ab. So ist nur eine geringe Hülsenbewegung notwendig, und die Kühlung durch die nach den Auspuffgasen über die Hülsenwände strömenden frischen Gase ist sehr wirksam. Der Kolbenschieber A braucht nur gut eingepaßt zu sein, ohne Dichtungsringe, da weder Explosions- noch Kompressionsdruck auf ihn wirken. Er hat nur den Zweck, einmal die Auspuffgase vom Zylinder durch die Schlitze der Hülse B in das Rohr E strömen zu lassen, wobei er eine Stellung links von den Schlitzen annimmt, während bei seiner rechtsseitigen Stellung frisches Gemisch vom Rohr D durch die Hülse in den Zylinder eintritt.

Textabbildung Bd. 325, S. 661

Der Antrieb der Exzenterwelle durch Renold-Kette4)) sowie die Gesamtanordnung des Motors ist aus Fig. 22 zu ersehen. Bezeichnend für den geringen Kraftverbrauch des Steuerantriebes ist, daß eine ½ zöllige Kette, wie sie für Ventilatoren benutzt wird, zum Antriebe der Exzenterwelle genügt.

Die Vorzüge dieses Motors wurden schon oben erörtert, wir erwähnen noch die gute Kühlung der Hülse B. Der einzige nicht wassergekühlte Teil ist der Boden des Kolbenschiebers A, der aber von den darüberstreichenden frischen Gasen genügend gekühlt wird. Ungünstig wird der ringförmige schädliche Raum wirken.

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J. Staar in Paris (s. Fig. 23) ordnet neben dem Motorzylinder a einen kleinen Zylinder d an, in dem die Steuerhülse g und der Kolbenschieber h, die konzentrisch zueinander sind, gleiten. Hülse und Kolben werden durch Schubstangen l und k, deren Zapfen auf Kurbelscheibe o um 90° versetzt sind, angetrieben, während die Kurbelscheibe von der Motorwelle aus durch Räderübersetzung in Pfeilrichtung betätigt wird. Durch den ringförmigen Raum e stehen Haupt- und Steuerzylinder in Verbindung; bei q tritt das frische Gemisch ein, während die Auspuffgase bei p ausströmen. Die Schieberhülse g ist mit einem Kranz von Oeffnungen i versehen und der Steuerkolben h ist in der Mitte, bei j, etwas eingezogen.

Textabbildung Bd. 325, S. 662
Textabbildung Bd. 325, S. 662

Wenn die Steuerorgane in der Stellung 1 stehen, befindet sich der Motorkolben b am Schlusse des Auspuffhubes und will den Saughub beginnen. Dann stehen die Oeffnungen i der Schieberhülse dem Ringraum e gerade gegenüber, sind aber vom Steuerkolben h verschlossen. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens b sinkt die Hülse g, der Steuerkolben h steigt und frisches Gemisch tritt durch q, Ringraum f, die Oeffnungen i, bei e in den Zylinder (Stellung 2). In dem Verhältnis, wie Kolben b sich nach unten bewegt, wird fortschreitend der Eintrittsquerschnitt für das frische Gemisch vergrößert, so daß die Gasgeschwindigkeit stets dieselbe bleibt. Am Schlusse des Saughubes hat die Kurbelscheibe o sich um 90 ° gegen Stellung 1 verdreht und Hülse nebst Steuerkolben schließen den Gaseintritt ab. Man sieht leicht, daß während des nun folgenden Kompressions- und Explosionshubes alle Oeffnungen verschlossen bleiben, erst bei Beginn des Auspuffhubes bewegen sich Hülse g und Steuerkolben langsam aufwärts und die heißen Gase entströmen durch Oeffnungen i nach p. Die Dichtung von Hülse und Steuerkolben wird durch Kolbenringe bewirkt, so daß die Anordnung von Bostock einfacher erscheint.

Bei dem Motor von Sainturat & Tüche (Fig. 24) ist neben dem Zylinder ebenfalls ein Gehäuse angeordnet, in das eine beiderseitig offene, mit Schlitzen C versehene Schieberhülse B gleitet, die als Zylinder für den Kolbenschieber A dient. Die Hülse B wird von der mit halber Geschwindigkeit laufenden Welle E betätigt, während der Steuerschieber A durch Lenkergestänge von der Kurbelwelle angetrieben wird. Das frische Gemisch tritt bei G ein, der Auspuff erfolgt bei H.

Die Stellung der beiden Schieber bei den einzelnen Phasen läßt sich aus den Fig. 24a–d ersehen, übersichtlicher kann man dies aber in dem Diagramm (Fig. 25) verfolgen, in dem die Kolbenwege als Abszissen und die jeweiligen Stellungen des Schiebers A sowie des Schlitzes C der Schieberhülse B als Ordinaten eingetragen sind.

Textabbildung Bd. 325, S. 662

Während Kompression und Explosion steigen Kolben A und Hülse B gemeinsam; der Kolben A bewegt sich wohl schneller als die Hülse, hält aber wegen seiner größeren Breite den Schlitz C geschlossen. Am Schluß des Explosionshubes fängt A an herabzusinken, während die Hülse noch etwas steigt; der Schlitz C wird für den Auspuff freigelegt. Beim Niedergang der Hülse steigt A gleichzeitig an, kreuzt sehr schnell den Schlitz C, der dann für den Saughub offen bleibt. Die Dichtungsringe der Hülse kommen mit den Verbrennungsgasen nicht in Berührung, dagegen aber die Ringe des Steuerschiebers A, die recht schnell abgenutzt werden.

Textabbildung Bd. 325, S. 662

Um den schädlichen ringförmigen Raum zu vermeiden, baut eine englische Firma ihren Motor nach Fig. 26. C ist der Auspuff, D der Einlaß. In der Schieberhülse E gleitet wie früher ein Kolbenschieber G, der beiderseitig geschlossen ist, und den Eintritt frischen Gases von D nach dem Zylinder durch einen eingegossenen Kanal HH1 vermittelt. So wird der schädliche Raum möglichst beschränkt und die angesaugten Gase ändern nur sehr wenig ihre Richtung.

I 3 c. Ein Kolbenschieber für einen Zylinder.

Nur einen Kolbenschieber A (Fig. 21) wendet Haubner bei seinem Motor an, doch ist diese anscheinende Vereinfachung ziemlich teuer erkauft durch Verwendung der genuteten Kurvenscheibe B im Antriebe. D ist der Gaseintritt, |663| E der Auspuff; der ringförmige Raum C vermittelt den Gasübergang vom Schiebergehäuse nach dem Zylinder. Die Fabrikation der Kurvenscheibe ist schwierig und teuer, Stöße in den Gelenken sind bei ungenauer Herstellung unvermeidlich, daher auch geräuschvoller Gang wahrscheinlich.

Textabbildung Bd. 325, S. 663

II. Oszillierende Bewegung der Abschlußorgane.

Nachdem wir im Voraufgehenden die Besprechung der Motoren mit geradlinig hin- und hergehenden Steuerorganen abgeschlossen haben, wenden wir uns zu den Motoren mit oszillierenden Abschlußorganen, welche, wie wir gleich vorausschicken, keine Bedeutung erlangen konnten und die wir deshalb nur kurz behandeln.

Taylor setzt oben in den Zylinderkopf einen breiten Ring R (Fig. 28) ein, der durch Kurvenscheibe K und Doppelhebel eine hin- und herschwingende Bewegung erhält. Der Ring hat eine rechteckige Oeffnung, die mit zwei Oeffnungen für Ein- und Auslaß im Zylinder korrespondiert. Gerade über der Oeffnung ist Ring R durch eine senkrechte Teilfuge geteilt, um sich während Kompression und Explosion selbsttätig auszudehnen und so abzudichten. Während des Saughubes soll die Reibung vermindert werden, indem sich der Ring zusammenzieht, und Oel zwischen Ring und Zylinder gelangt.

Textabbildung Bd. 325, S. 663

Die amerikanische Maxwell-Briscoe-Gesellschaft ordnet einen hohlen Drehschieber über dem Zylinderkopf an (Fig. 29), der von einer Steuerwelle S aus mittels Stoßstange und Winkelhebel gedreht wird, während die Rückschwingung durch eine starke Feder veranlaßt wird. Der Schieber (Fig. 30) hat zwei Schlitze d' und a' für Gasein- und Auslaß; beides erfolgt von der dem Antriebe entgegengesetzten Seite aus, ein etwaiger Achsialdruck auf den Schieber wird durch sein konisches Ende aufgenommen. Damit sich der Schieber überall gleich ausdehnt, ist er der Länge nach aufgeschnitten. Die Kühlung des Schiebers läßt sich gut durchführen, doch ist keine Ablichtung vorgesehen und der Antrieb hat alle Mängel des heutigen Ventilantriebes. Endlich wollen wir noch die Steuerung von Legrand, als zu derselben Gruppe gehörig, erwähnen. Legrand wendet eine Scheibe A an (Fig. 31), die oben im Zylinderkopf gelagert ist und durch Stoßstange, Sektor D und Kegelrad in schwingende Bewegung versetzt wird. Die Oeffnungen in der Scheibe vermitteln den Gasdurchgang zum Zylinder. Eine Feder C preßt die Scheibe A stets gegen ihren Sitz im Zylinder, außerdem sichert der Gasdruck hier Dichtigkeit. Abgesehen von dem komplizierten Antriebe, der nicht einmal zwangläufig ist, hat diese Anordnung den Nachteil, daß infolge der starken Pressung und hohen Temperatur im Zylinder während der Explosion die Scheibe A in ihrem Sitze bald fressen wird.

Textabbildung Bd. 325, S. 663

III. Kontinuierlich rotierende Bewegung der Abschlußorgane.

Sehr zahlreich sind die Motorkonstruktionen der Gruppe III, bei denen das Abschlußorgan ständig rotiert. Hier ist der Antrieb von der Kurbelwelle aus der denkbar einfachste und geräuschlos, der ganze Aufbau des Motors wird vereinfacht, die Kühlung läßt sich in den meisten Fällen gut durchführen, nur die Abdichtung der rotierenden Schieber verursacht Schwierigkeiten.

Textabbildung Bd. 325, S. 663
Textabbildung Bd. 325, S. 663

III 1. Zum Kolben konzentrische Schieberhülse.

Von den Motoren mit zum Kolben konzentrischer, rotierender Schieberhülse ist zuerst zu nennen die Konstruktion von Henry Clegg (Fig. 32). In jedem Zylinder befindet sich eine den Kolben umschließende Schieberhülse S, die von einer durchgehenden Seitenwelle aus mittels Schraubenräder in Drehung versetzt wird. Die Schieberhülse enthält einen schrägen Kanal, der durch zwei Oeffnungen im Zylinder den Gasein- und Austritt |664| vermittelt. Bemerkenswert sind die elliptischen, geneigt angeordneten Dichtungsringe D der Schieberhülse, die aber schwierig genau herzustellen sein werden. Zwar gibt Clegg an, daß eine einfache Vorrichtung an der gewöhnlichen Drehbank genügt, um die elliptischen Ringe und Nuten ebenso genau wie die üblichen Kolbenringe herzustellen, doch erscheint dies nicht ohne weiteres einleuchtend. Diese geneigten Dichtungsringe werden angewandt, um die Abnutzung auf eine größere Fläche der Zylinderwand zu verteilen, als es bei gewöhnlichen Dichtungsringen möglich wäre. Zu demselben Zwecke pumpt Clegg mit der unten angedeuteten Oelpumpe Oel unter den Ansatz B der Hülse; dieser Ansatz ist kolbenartig in den Kurbelkastendeckel bei C gepaßt. Bei jedem Hube der Oelpumpe hebt sich die Hülse etwas, und die Abnutzung an einer Stelle wird vermieden.

Textabbildung Bd. 325, S. 664

Trotzdem die Schmierung der einen Schieberhülse wohl nicht große Schwierigkeiten verursachen wird, soll besonders die geneigte Anordnung von Ringen und Nuten eine vollkommene Schmierung sichern. Ein Vorteil dieser Anordnung ist die einfache Gestaltung der Zylinder, die in einem Stück gegossen werden können und keinen eingesetzten Zylinderkopf erfordern, endlich aber kann bei passender Ausbildung von Kolben- und Zylinderboden die Kompressionskammer kugelige Gestalt erhalten. In dem Mittelpunkte dieser Kugel könnten die Spitzen der Zündkerze sitzen und der Funken hätte nach allen Teilen der Kammer den gleichen Weg zurückzulegen. Dies wäre theoretisch richtig und der Wirkungsgrad des Motors würde durch die vollkommenere Verbrennung erheblich verbessert werden. Fraglich ist die Abdichtung, besonders da die Ringe so dicht am Durchlaßkanal der Schieberhülse sitzen, auch dürften der Reibungsverlust durch seitlichen Zahndruck und die einseitige Abnutzung der Hülse nicht unerheblich sein.

Aehnlich konstruiert ist der Motor von Kitchen (Fig. 33). Abgesehen von den nach üblicher Art eingesetzten Dichtungsringen, die sich bald in die Zylinderwand einfressen werden, hat der Konstrukteur noch den Durchlaßkanal in der Schieberhülse mit einem erhabenen Rande A versehen, der nach seiner Ansicht bei der Drehung der Hülse als Mischflügel wirken soll, um die schweren Kohlenwasserstoffe zu verflüchtigen und die Verbrennung zu vervollkommnen. Ob diese Wirkung erreicht wird, ist sehr fraglich, jedenfalls wird die Verbrennung der Gase durch den in die Kammer hereinragenden Ansatz A nicht gefördert.

Textabbildung Bd. 325, S. 664

Um die Abdichtung und Kühlung der rotierenden Schieberhülse zu erleichtern, wählt eine andere englische Firma eine Anordnung nach Fig. 34. Die Hülse A umgibt hier den Zylinderkopf, sie ist mit Stirnradverzahnung versehen und wird durch Rad B und senkrechte Welle von der Motorwelle angetrieben. Bemerkenswert ist die Lagerung der Hülse A auf Kugeln; die eine Oeffnung der Hülse korrespondiert mit dem Einlaß D und Auspuff E. Diese Konstruktion ist teuer, auch werden die Ecken in der Verbrennungskammer nicht günstig wirken.

(Schluß folgt.)

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s. D. p. J. 1907, Bd. 323, S. 699.

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