DE265228C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 265228 KLASSE 46 a. GRUPPE

ARCHIBALD WILLIAM DONALDSON,

Explosionskraftmaschine mit zwei parallelen Zylinderpaaren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. August 1912 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf jene Art von Explosionskraftmaschinen, bei welcher jeder Kolben nach der einen Richtung hin und her geht, während sein Zylinder nach der entgegengesetzten Richtung hin und her bewegt wird.

Das Wesen der Erfindung besteht in der besonderen Anordnung und Verbindung der Kolben und Zylinder. Gemäß der Erfindung ίο sind die Kolben und Zylinder derart angeordnet, daß jeder Kolben mit dem benachbarten Zylinder verbunden ist, und daß die Zylinder oder Kolben an zwei um i8o° versetzten Kurbeln angreifen. Durch diese Anordnung bzw. Verbindung der Zylinder und Kolben wird eine äußerst wirksame Explosionskraftmaschine erzielt.

Ausführungsbeispiele von Maschinen gemäß der Erfindung sind auf den Zeichnungen veranschaulicht.

Fig. ι ist eine Seitenansicht einer Maschine gemäß der Erfindung, welche mit vier Zylindern und vier einfach wirkenden Kolben versehen ist.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie x-x der Fig. i.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Grundplatte.

Fig. 4 und 5 veranschaulichen in einer Draufsicht und teilweise im Schnitt eine Maschine gemäß der Erfindung, welche mit zwei Zylindern und zwei doppelt wirkenden Kolben versehen ist.

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Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch ein Ventilgehäuse.

Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie y-y der Fig. 4. Die

Fig. 8 und 9 veranschaulichen in einer Draufsicht und in einer Vorderansicht und teilweise im Schnitt eine Maschine gemäß der-40 Erfindung, bei welcher die Zylinder und Kolben seitlich zueinander angeordnet sind.

Wenn das Treibmittel nur auf einer Kolbenseite wirkt, wie es bei der Maschine gemäß den Fig. 1, 2, 8 und 9 der Fall ist, werden vier Zylinder a, b, c, d und vier Kolben a'', V, c', d' oder eine Mehrzahl von vier Kolben und Zylindern verwendet. Die Kolben a', V und die Kolben c', d' sind miteinander verbunden und greifen an den Kurbeln 1 und 2 derselben Kurbelwelle 3 an. Diese Kurbeln sind für eine Maschine mit vier Zylindern nach entgegengesetzten Seiten gerichtet, um eine aufeinanderfolgende Wirkung der Explosionen, Expansionen und Kompressionen zu erzielen.

Zunächst soll die Erfindung in bezug auf eine Maschine mit vier einfach wirkenden Zylindern beschrieben werden.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 ist jedes Zylinderpaar a, b und c, d in einer Linie angeordnet, ebenso die Kolben a',V und c',d'. Die miteinander verbundenen Paare sind parallel zueinander angebracht. Z\vischen den Zylindern ist die Kurbelwelle 3 angeordnet, und die Kurbeln 1 und 2 sind entgegengesetzt gerichtet. Die Kurbel 1 ist mit

einer Kolbenstange 4 versehen, und die gegen- ; überliegenden Kolben a', b' sind durch Stan- j gen 6 miteinander verbunden. Die anderen j Kolben c', d' sind durch Stangen 7 unterein- ' ander und durch eine Stange 5 mit der Kurbel 2 verbunden. Die Zylinder a, b und c, d sincl durch Stege 8, 9 miteinander verbunden. Jedes Paar von Zylindern steht mit den Kolbenstangen 6 und 7 des anderen Paares von Zylindern unter Vermittlung von Armen 10 und 11 in Verbindung. Jeder Zylinder ist mit einem Schuh 12 versehen, der in einer Führung 13 der Grundplatte 14 angeordnet ist. Diese Grundplatte 14 (Fig. 3) ist mit Öffnungen 15, 16 versehen, welche durch Rohre 17, 18 mit den getrennten Ventilgehäusen 19, 20 verbunden sind, · die an den Zylindern angebracht sind. Der Dampf, das Gas, die Luft oder die explosive Mischung strömt von der Aussparung 15 durch Rohre 17 und Ventilgehäuse 19 in den Zylinder, während das verbrauchte Treibmittel durch Ventilgehäuse 20, Rohr 18 und Aussparung 16 nach außen strömt. Die Ventilgehäuse sind mit einem Ventil und einer Ventilstange 21 versehen, die durch eine Daumenscheibe 22 und durch einen Schwinghebel 23 oder durch andere geeignete Mittel zu gewissen Zeiten in Bewegung gesetzt wird.

Anstatt daß die Zylinder einander gegenüber liegen, können dieselben auch seitlich zueinander angeordnet sein, wie es in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht ist. In diesem Fall sind die Kolben a'', V, c' und d' an gesonderten Kolbenstangen 4, 4", 5 und 5^a befestigt. Die zwei mittleren Kolbenstangen 4, 5 stehen mit einer Kurbel 1 in Verbindung, während die äußeren Kolbenstangen 4°, 5^<l mit Kurbeln 2, 2 verbunden sind. Die Kurbeln 2, 2 sind in bezug auf die mittlere Kurbel 1 entgegengesetzt gerichtet. Die zwei inneren Kolben a', c' sind mit den äußeren Zylindern b, d durch Arme 10, 11 (Fig. 8) verbunden. Die äußeren Kolben V, d' dagegen sind durch Arme io^e, i\^a mit den inneren Zylindern a, c verbunden (Fig. 9). Bei dieser Ausführungsform führen die Einlaß- und Auslaßöffnungen eines jeden Zylinders durch den Schuh 12 nach gesonderten Ventilgehäusen 19, 20. Das Ventilgehäuse 19 steht mit dem Einlaß des Zuführungsrohres 17 in Verbindung, während das Gehäuse 20 mit dem Auslaßrohr 18 verbunden ist. Die Einlaß- und Auslaßventile werden in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 von einer Welle 22 aus in Bewegung gesetzt. Wenn die Maschinen gemäß den Fig. 1 und 2 und 8 und 9 als Kraftmaschinen mit innerer Verbrennung angewendet werden, so ist die Wirkungsweise folgende:

Wird angenommen, daß sich der Kolben a' an dem Beginn seines Hubes befindet und in dem Zylinder α die Entzündung stattfindet, so ist der Kolben b' des Zylinders b an dem Ende seines Hubes, um die Verbrennungsprodukte auszutreiben. Der Kolben c^r des Zylinders c befindet sich alsdann am Beginn seines Hubes, um eine explosive Mischung einzusaugen, während der Kolben d' des Zylinders d an dem Ende seines Hubes sich befindet; um die in dem Zylinder befindliche Mischung zu komprimieren. Es entsprechen somit zwei Umdrehungen der Kurbelwelle einer Explosion in jedem Zylinder, und zwar finden bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle zwei Explosiönen statt. In jedem Zylinder findet bei vier Hüben eine Entzündung, ein Austreiben der Verbrennungsprodukte, ein Ansaugen der neuen Ladung und ein Komprimieren des Gemisches statt. Während im Zylinder a die Entzündung und die Expansion stattfindet, erfolgt im Zylinder b das Austreiben der verbrannten Gase, im Zylinder c das Ansaugen einer neuen Ladung, während im Zylinder d die Verdichtung der Mischung stattfindet. Diese Vorgänge treten in jedem Zylinder nacheinander ein, und zwar derart, daß bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle zwei Explosionen stattfinden. Die Zylinder bewegen sich in bezug auf die Kolben nach der entgegengesetzten Richtung.

Soll an jeder Seite des Kolbens eine Explosion stattfinden, so wird die Maschine mit zwei Zylindern und zwei Kolben gemäß den Fig. 4, 5,6 und 7 ausgerüstet, um dieselbe Aufeinanderfolge von Wirkungen zu erzielen wie bei der Maschine gemäß den Fig. 1,2,8 und 9, welche mit vier Zylindern versehen ist. Zu diesem Zweck werden die Zylinder α und c gegenüberliegend, aber nebeneinander angeordnet. Die Zylinder sind mit Stegen 24 versehen, welche durch Stangen 4, 5 an den Kurbeln ι und 2 der Kurbelwelle 3 angreifen. Die Stege 24 (Fig. 5) verbinden die Ventilgehäuse 19°·, 19° des Zylinders α und die Ventilgehäuse Ι9^δ und ig^ä des Zylinders c miteinander. Die Ventilgehäuse, welche mit den Zylindern hin und her gehen, gleiten auf den feststehenden Führungen 26^α,26^δ, 20^C und 26⁰ (Fig. 5). Der Kolben a' des Zylinders α ist mit dem Zylinder c, und der Kolben c' des Zylinders c ist mit dem Zylinder α verbunden. Die Ventilgehäuse icf, 19*, 19° und 19⁰ befinden sich an der Seite eines jeden Zylinders und stehen mit demselben durch öffnungen 2J^a, 27*,· 27° und 27^f? in Verbindung. Die Einlaß- und Auslaßröhren 17 und 18 (Fig. 5 und 7) stehen mit den feststehenden Führungen 26°-, 2&, 26" und 2&¹ in Verbindung und sind mit einem Ventil 25 (Fig. 6) versehen, welches in die Ventilgehäuse mündet. Dieses Ventil wird zur bestimmten Zeit durch Daumenscheibe 22 und

Stange 23 geöffnet und geschlossen. Die Ventilgehäuse sind in einem größeren Maßstabe veranschaulicht. Selbstverständlich sind sie im Verhältnis zu den Zylindern von geringerer Größe.

Die Wirkungsweise dieser Maschine ist die gleiche wie die Wirkungsweise der Maschine gemäß den Fig. 1,2,8 und 9. Es besteht lediglich der Unterschied, daß die Explosion an jeder Seite des Kolbens stattfindet. Bei der in den Fig. 4 und 5 veranschaulichten Stellung befindet sich der Kolben α' an dem Beginn seines Hubes, um an der Seite a" die explosive Mischung einzusaugen. An der Seite α'" erfolgt der Auslaß der verbrannten Gase, während an der Seite c" des Kolbens c' eine Entzündung stattfindet. An der Seite c'" des Kolbens c' wird die Ladung komprimiert. Wenn eine Entzündung im Raum c" stattfindet und die Kolben a' und c' sich bewegen, so werden die verbrannten Gase der vorhergehenden Explosion an der Seite a'" durch die Öffnung 2j^a in das Ventilgehäuse 19^s ausgetrieben, während die Ladung an der Seite c'" komprimiert \vird. Die Ventile des Gehäuses 19* sind alsdann geschlossen, so daß auch die Öffnung 2j^a geschlossen ist. Durch das Ventilgehäuse 19° und die Öffnung 27° .wird Gemisch in den Raum a" . gesaugt. Beim nächsten Hub der Kolben a' und c' wird das Gemisch im Raum a" komprimiert. Die Ventile des Gehäuses vf sind geschlossen und infolgedessen auch die Öffnung 27°. An der Seite α'" wird ■ eine neue Ladung durch die Öffnung 27" eingesaugt, wobei das Einlaßventil in dem Gehäuse 19" offen ist. An der Seite c" erfolgt der Auslaß durch die Öffnung 27^& in das Ventilgehäuse 19^s, wobei das Auslaßventil des letzteren geöffnet ist, und an der Seite c'" findet Entzündung und Expansion der Gase statt, wobei die Ventile des Gehäuses 26^a geschlossen sind. Bei der Umkehr der Kolben erfolgt die Entzündung im Raum a" und so fort.

Die Maschine nach den Fig. 4, 5, 6 und 7 kann auch als einfach wirkende Maschine ausgebildet sein, indem die beiden inneren und äußeren Führungen und die Ventilgehäuse weggelassen werden, so daß nur an einer Seite eines jeden Kolbens eine Arbeit geleistet wird. Bei dieser Ausbildung wird bei zwei Umdrehungen eine doppelte Explosion hervorgebracht.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Explosionskraftmaschine mit· zwei parallelen Zylinderpaaren, bei welcher die Kolben der gegenüberliegenden Zylinder miteinander verbunden und die Kurbeln der beiden Zylinderpaare entgegengesetzt gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zylinderpaar (a, b bzw. c, d) mit den Kolben (c', d' bzw. a', V) des anderen Zylinderpaares verbunden ist und daß die mit A^entilgehäusen (19720) versehenen Zylinder auf einer Grundplatte (14) sich hin und her bewegen.
2. 2.. Explosionskraftmaschine nach Anspruch ι mit zwei Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß der einfach oder doppelt wirkende Kolben (a', c') des einen Zylinders mit dem anderen Zylinder (c bzw. a) verbunden ist. und die mit den Zylindern verbundenen Ventilgehäuse, die mit Ventilen (25) versehen sind, auf Führungen hin und her gleiten.
3. 3. Explosionskraftmaschine nach Anspruch i, welche mit vier nebeneinander angeordneten Zylindern versehen ist, von denen die Kolben der beiden mittleren Zylinder an einer Kurbel und die Kolben der beiden äußeren Zylinder an zwei zur ersteren entgegengesetzt gerichteten Kurbeln angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (a', c') der beiden mittleren Zylinder mit den äußeren Zylindern (b, d) und die Kolben (V', d') der beiden äußeren Zylinder mit ' den mittleren Zylindern (ß, c) verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.