DE187276C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlastung des Kurbelgestänges bei Verbrennungskraftmaschinen. Um die Wirkungen der bei Verbrennungskraftmaschinen auftretenden hohen Anfangsspannungen auszugleichen, hat man vorgeschlagen, den Arbeitskolben mit verdichteter Luft zu belasten, oder es sind besondere Zylinder angeordnet worden, in welchen während des Arbeitshubes Luft verdichtet oder verdünnt wird. Bei diesen Maschinen ist bei der höchsten Spannung des Treibmittels die Entlastung am geringsten, und bei der niedrigsten Spannung des Treibmittels am Ende des Arbeitshubes ist die Entlastung am höchsten.

Der Gegenstand der Erfindung besteht nun aus schwingenden Druckluftzylindern, deren Achsen in der Ebene der Mittellinie des Zylinders angeordnet sind. Die Wirkung dieser Druckluftzylinder, welche Arbeit während der hohen Pressungen des Arbeitshubes aufnehmen und während der hohen Pressungen des Verdichtungshubes wieder abgeben, wird bei den niedrigen Drücken des Arbeitshubes und des Verdichtungshubes ausgeschaltet. Eine Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht die Zeichnung. In dem Arbeitszylinder A einer Viertaktmaschine (Fig. 1) bewegt sich der Kolben B mit der Kolbenstange C. An diese sind mit dem Zapfen R₁ die Kolbenstangen der beiden Druckluftzylinder S und S₁ angelenkt. Für die beabsichtigten Wirkungen würde schon ein Zylinder S genügen. Um indes die Gleitbahn zu entlasten, sind zwei Zylinder S und S₁ angeordnet. In diesen Zylindern bewegen sich die Kolben D und D₁. Der Luftzutritt zu den Zylindern S und S₁ und der Austritt aus denselben erfolgt durch die Kanäle I? und E₁, welche außen an den Zylindern entlang führen und durch Kanäle F und F₁, welche um den Zylinder herum bis zu den hohlen Zapfen W und W₁ führen, um welche die Zylinder S und S₁ schwingen. Die hohlen Zapfen sind wie bei schwingenden Dampfmaschinenzylindern mittels Stopfbüchsen an die Rohre G und G₁, welche zu dem Ventil Z führen, angeschlossen. Ventil Z steht durch das Rohr H mit dem Windkessel / in Verbindung.

Das Ventil Z wird geöffnet, wenn sich die Druckluftzylinder S und 1S₁ in der in Fig. ι gezeichneten Lage während des Verdichtungshubes , also während des Kolbenrückwärtsganges, befinden und bleibt geöffnet, während sich Zapfen R₁ nach R₅ bewegt. Die Druckluft in den Zylindern S und S₁ leistet dann Arbeit in der Richtung R_A und R₅ unter Überwindung des Verdichtungsdruckes im Arbeitszylinder A während der letzten Hälfte des Verdichtungshubes. Bei dem sich hieran schließenden Arbeitshube bleibt das Ventil Z ebenfalls während der ersten Hälfte der Vorwärtsbewegung des Kolbens B, also während sich der Kofbenstangenzapfen von R₅ nach R_t bewegt, geöffnet. , Dann wird das Ventil Z geschlossen. Auf dem Wege

Von R₅ nach R₄ werden die Kolbenstangen der Druckluftzylinder zurückgedrückt und nehmen Arbeit auf, während im Arbeitszylinder die höchsten Spannungen vorhanden sind. Während des zweiten Teiles des Arbeitshubes, während des darauf folgenden Auspuff- und Ansaugehubes und während der ersten Hälfte des Verdichtungshubes bleibt das Ventil Z geschlossen. Die Luftdruckzylinder schwingen, während das Ventil Z geschlossen ist, leer mit. Es dehnt sich nur die in den schädlichen Räumen der Zylinder S und S₁ und in den Kanälen bis Ventil Z enthaltene Luft aus und wird wieder zusammengedrückt, ohne daß wesentliche KraitWirkungen entstehen.

Der Druck Q₁ der Kolbenstange des Luftdruckzylinders S₂ (vergl. Fig. 2). zerlegt.sich in die Kraft P₁, welche in der Richtung der Kolbenstange C₂ wirkt, und in die Kraft Q₁, welche senkrecht zur Gleitbahn wirkt oder durch eine gleiche Kraft aufgehoben wird, wenn symmetrisch ein zweiter Luftdruckzylinder angebracht wird. Je weiter der KoI-benstangenzapfen von .R₁ nach R₂ und R₃ fortschreitet, um so kleiner werden die Kräfte P₁, P₂ und P₃, bis sie bei senkrechter Stellung des Ausgleichzylinders Null werden. In die Diagramme (Fig. 3 und 4) sind die in Fig. 2 ermittelten Gegendrücke als Ordinaten eingetragen. Es ergibt sich die Kurve a-b; ferner ist in Fig. 3 die Expansionslinie

' c-d und in Fig. 4 die Verdichtungslinie e-f eingetragen, wobei die Abmessungen der Druckluftzylinder S und S₁ und der Druck im Windkessel J so gewählt¹ sind, daß die Komponente P₁ gleich der halben Höhe des Maximaldruckes in Fig. 3 ist. In Fig. 5 und 6 ist dann die Differenz der Ordinaten der Kurven c-d und a-b und e-f und a-b aufgetragen. Die Diagramme der Fig. 5 und 6 lassen erkennen, daß nicht nur die auf das Kurbelgetriebe wirkenden Drücke wesentlich verringert sind, sondern daß auch während des Verdichtungshubes nutzbare Arbeit vorhanden ist.

Die Ausgleichszylinder können sowohl für Viertaktmaschinen wie für Zweitaktmaschinen verwendet werden, wenn das Ventil Z so gesteuert wird, daß die Arbeitsaufnahme der Druckluftzylinder während des ersten Teiles des Arbeitshubes und die Arbeitsabgabe derselben während des letzten Teiles des Verdichtungshubes erfolgt. Das Gleiche gilt für die Hintereinanderschaltung von Viertakt- oder Zweitaktzylindern oder für doppelt wirkende Viertaktzylinder.

Die Drehzapfen W der Ausgleichzylinder sind in der Mitte des Kolbenhubes angeordnet, dieselben können auch weiter nach links oder nach rechts angebracht sein. Dadurch wird im ersteren Falle die Wirkung der Ausgleicher verringert, im letzteren verstärkt. Auch können die Zapfen W unter Einschaltung . zweier weiterer Stopfbüchsen in die Rohre G und G₁ während des Schwingens der Zylinder in einer beliebigen Kurve bewegt werden. Anstatt, daß wie in Fig. 1 die Ausgleichzylinder direkt an der Kolbenstange angreifen, können dieselben auch unter Zwischenschaltung von Hebeln angreifen, wenn unmittelbar neben der Kolbenstange der Platz für' die Anbringung fehlt. An die Stelle je eines Zylinders S und S₁ auf jeder Seite der Kolbenstange können auch deren zwei treten. Dann greift die Mittelkraft der zwei gekuppelten Zylinder in der Mittelebene der Kolbenstange an. An Stelle der Luft kann Kohlensäure, Wasserdampf oder ein anderes Gas oder anderer Dampf Verwendung finden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch.: . .

   Vorrichtung zur Entlastung des Kurbelgestänges bei Explosions- und Verbrennungskraftmaschinen, welche aus schwin- genden Druckluftzylindern besteht, deren Kolben an der Kolbenstange der Maschine angreifen und deren Achsen in der Ebene der Zylinderachse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftzylinder nur während des ersten Teiles des Arbeitshubes und des letzten Teiles des Verdichtungshubes mit dem Druckluftbehälter verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.