Titel: | Neue Gasmaschinen. |
Autor: | Mg. |
Fundstelle: | Band 288, Jahrgang 1893, S. 129 |
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Neue Gasmaschinen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 111 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neue Gasmaschinen.
Steuerungen.
Fig. 13 erläutert eine Steuerung für das Auslassventil
von O. und R. Wilberg in Magdeburg-Sudenburg (* D. R.
P. Nr. 62420 vom 10. October 1891).
Die Steuerung des Auslasses geschieht derart, dass der Schieber
bei seinem Auf- und Abwärtsgang im bestimmten Moment einen mit dem Auslasskegel in
Verbindung stehenden Hebel mitnimmt, dessen Auslösung dann in dem Augenblick, wo das
Ventil geschlossen werden soll, durch Abgleiten an einem Ansatz stattfindet.
Beim Abwärtsgang des Schiebers a
setzt sich der Ansatz b des im Drehpunkt c beweglichen Knaggens d
in dem Moment, wo der Auslass geöffnet werden soll, auf den Hebel e, der mit dem Bolzen f
fest verbunden ist, und drückt mittels des gleichfalls auf f festsitzenden Nockens den Auslasskegel h
nieder. Der Schieber bewegt sich dann weiter nach unten und lässt den Auslass so
lange offen, bis die Schräge k des Knaggens d sich gegen den Vorsprung i nach aussen schiebt (Fig. 13) und dadurch
den Ansatz b von dem Hebel e wegzieht, so dass die Feder l das
Auslassventil schliessen kann.
Ebenfalls für das Auslassventil ist die Steuerung von Gerson
und Sachse in Berlin (* D. R. P. Nr. 61289 vom 15. Juli 1891) bestimmt.
Um bei Gas- und Erdölmotoren, welche im Viertact arbeiten, das Auslassventil bei
jeder zweiten Umdrehung der Welle einmal zu öffnen, bedient man sich im Allgemeinen
der Zahnradübersetzung von 1 : 2, bei welcher der Druck während des Anhebens des
Ventils von einzelnen bestimmten Zähnen aufgenommen wird, die sich stärker als die
übrigen Zähne abnutzen. Aufgabe vorliegender Steuerung ist es, die Zahnräder von
diesem Drucke zum grössten Theile zu entlasten.
In Fig.
14 stellt a das kleine und c das grosse Zahnrad dar. Mit dem Zahnrad a ist ein Excenter b und
mit dem Zahnrad c ein Excenter oder eine Kurbel d verbunden. Beide Excenterstangen oder, wie in der
Zeichnung, das Gelenk e der Kurbel d und die Excenterstange des Excenters b sind mit einem Zapfen g
drehbar verbunden, welcher während der Umdrehung der beiden Zahnräder die in Fig. 14a
veranschaulichte Schleife xx1 beschreibt. Wird nun an den Zapfen g eine
Stange h angeschlossen, deren oberes Ende annähernd
gerade geführt wird und auf das Auslassventil einwirkt, so wird, wie aus Fig. 14a ersichtlich
ist, die Stange h bei der einen Umdrehung des Zahnrades
a nur bis zum Punkt y1 gehoben werden und das Auslassventil
nicht öffnen, bei der zweiten Umdrehung dagegen bis zu dem höher liegenden Punkt y gehoben werden und das Auslassventil öffnen.
Steuerung für Viertactmaschinen von F. W.
Lanchester in London (* D. R. P. Nr. 63118 vom 25. Juli 1891). Fig. 15 bis 21.
Die vorliegende, als Kippschaltwerk sich kennzeichnende Steuerung für Gasmaschinen,
in denen der Kolben abwechselnd als Kraft- und als Pumpenkolben dient, soll die bei
solchen Maschinen sonst gebräuchliche Steuer welle ersetzen, welche vermöge einer
Kegelradübersetzung o. dgl. mit der halben Geschwindigkeit der Arbeitswelle läuft.
Die bezeichnete, im Verhältniss von 2 : 1 wirkende Uebersetzung wird bei der neuen
Steuerung mittels der Bewegung eines einfachen, mit der Arbeitswelle in Verbindung
gebrachten Excenters oder Kurbelgetriebes eingerichtet, und zwar unter Benutzung
eines schwingenden Organes (Ankers) mit gegenüberliegenden Schneiden bezieh. Kerben,
welche vermöge ihres wechselnden Eingriffes mit Kerben bezieh. Schneiden an den
Ventilspindeln das Auspuff- und Gasventil derart bethätigen, dass die Maschine
abwechselnd als Pumpe und als Motor wirkt.
In Fig.
15 bezeichnet D eine Stange, die durch ein
Excenter oder eine gleichwerthige Einrichtung eine Hin- und Herbewegung bei jeder
Umdrehung der Arbeitswelle erfährt. Die Stange D
schliesst an den Anker A an, wobei der Angriffspunkt
einseitig liegt.. Der Anker trägt zwei Schneiden A1A2 in Gegenüberstellung zu der Spindel des
Auspuffventils B einerseits und des Speiseventils C andererseits. Diese beiden Ventile BC stehen sich mit ihren Spindeln B1C1 etwas gegen einander
versetzt gegenüber und werden unter der Wirkung von Federn gegen den Sitz gedrückt.
Die Spindeln sind bei ihren äusseren Enden abgesetzt oder mit je einer Kerbe
versehen, in welche die Schneiden wechselweise eingreifen sollen. Zur Führung des
Ankers A dienen die Rollen EF.
In Fig.
15 ist die Schneide A1, insofern sich die Stange D in der Pfeilrichtung bewegt, auf dem Rückgang begriffen, nachdem sie das
Gaseinlassventil C zeitweise eröffnet hat; letzteres
ist als eben geschlossen dargestellt. Der Druck der Feder hält die Ventilspindel C1 fest gegen die
Schneide A2 so lange
angedrückt, als noch eine theilweise Eröffnung stattfindet, so dass die Oberkante
von A zur Anlage an die Laufrolle E gebracht wird. Nach erfolgtem Schluss des Ventils C kann die Ventilspindel, da sie aufhört, in Richtung
des Federdruckes zu folgen, mit ihrem abgesetzten Ende nicht mehr die Schneide A2 emporhalten; der
Anker A fällt daher von der Rolle E ab, so dass sich die andere Schneide A1 auf den hinter der
Kerbe gelegenen Spindeltheil B1 des Auspuffventils B
auflegt. Während das Ende A2 aus der Kerbe herausfällt, vollendet der Anker A in Verbindung mit der Stange D seine
Hubbewegung in der Pfeilrichtung, wobei dessen Unterrand auf der Rolle F läuft und die Schneide A1 wirkungslos auf dem zum Auspuffventil
gehörigen Spindelschaft jenseits der Kerbe gleitet.
Insofern also das Auspuffventil geschlossen bleibt, wird eine im
Cylinder vorausgesetzte Ladung von Gas und Luft bei dem entsprechenden
Kolbenrückgang im Anschluss an den nach aussen gerichteten Ladehub verdichtet. Die
Zündung erfolgt in oder nahezu in dem Todtpunkt, und der Kolben macht seinen
zweiten, nach aussen gerichteten (Arbeits-) Hub. Während dessen bleibt auch, wie in
Fig. 16
ersichtlich, das Gasventil C geschlossen, da die
Schneide A2 bei diesem
ihrem Rückgang die Kerbe nicht trifft. Indem die Unterkante des Ankers A an der Rolle F
zurückläuft, gleitet die Schneide A1 an dem glatten Schaft der Spindel B1 zurück, bis sie in
die Kerbe derselben einschnappt. Das Herabfallen des Ankers A zur unteren Rolle F ist aber Veranlassung
gewesen, dass die vorgehende Schneide A2 die Kerbe nicht trifft, so dass das Gasventil
geschlossen bleibt und die Schneide wirkungslos unterhalb der Spindel C1 vorbeigeführt
wird.
Fig.
17 zeigt die Stange D wiederum auf dem Wege
in der bei Fig. 15
angenommenen Richtung. Hierbei wird das Auspuffventil B
eröffnet, so dass der Kolben bei seinem Rückgang die Verbrennungsgase aus dem
Cylinder austreiben kann. Während dieser Bewegung ist die Schneide A1 mit der Kerbe
fortdauernd in Eingriff, weil einerseits die Schneide A2 einen einfachen Stützpunkt an dem
Spindelschaft C1 hat
und andererseits die Unterseite von A auf der Rolle F anliegt, so dass die Schneide A1 einem Abwärtsdruck, statt einem
Aufwärtsdruck, wie in Fig.
15, unterliegt.
In Fig.
18 ist die Bewegungsrichtung der Stange D
wiederum gewechselt. In diesem Falle ist die Stellung des Ankers A dieselbe, wie in Fig. 17, nur dass
vermöge des Druckes der Feder die Kerbe sofort in Eingriff mit der Schneide A2 geschnappt ist; der
Fortsatz oberhalb der Kerbe am Spindelende fangt die Schneide A2 derart auf, dass,
wenn sich nun die Stange D nach solcher Einstellung in
Richtung des Pfeiles (Fig.
18) bewegt, das Gasventil C eröffnet wird.
Dasselbe wird allerdings bereits geöffnet, ehe das Auspuffventil B sich schliesst, aber dieser Umstand beeinträchtigt
den Gang der Maschine nicht, weil das Lufteinlassventil seinerseits auch den
Gaszutritt regelt und selbsthätig so angeordnet ist, dass ein Ladungsgemisch von Gas
und Luft nur zugelassen wird, wenn der Ansaughub ein eröffnendes Anheben dieses
Ventils selbsthätig veranlasst. Das Gasventil C regelt
lediglich nur den Gasdurchtritt vor dem Eintritt in die Ausflusskanäle des
Mischventils, welches als Combination eines Gas- und Luftventils in der bekannten
Weise ausgeführt sein kann.
Wird die Stange D noch weiter (Fig. 18) vorgeschoben,
so schliesst sich das Auspuffventil B, und unmittelbar
darauf wird die Schneide A1 von der Kerbe frei. In Folge dessen kippt der Anker A um die Schneide A2 empor, und sein oberer Rand kommt zur Anlage an
die Rolle E (Fig. 15), so dass nach
dem zwischen den Stellungen der Fig. 18 und 15 liegenden Hubwechsel
die noch wirksame Spannung der Feder an C die
Gleitbewegung des Ankers A an der oberen Rolle E aufrecht erhält und mithin die Fangplatte oder
Schneide A2 rückwärts
an der Kerbe vorbeitreten lässt. In dieser Weise wird die wechselseitige Bethätigung
der Ventile nach Maassgabe des Viertacts ohne Steuerwelle erreicht.
Fig.
19 stellt die Anwendung eines Pendel- oder Schwunggewichtregulators in
Verbindung mit der neuen Schaltwerksteuerung dar. Die als Anker dienende Platte A ist an die Stange D
angelenkt und wird mit derselben hin und her bewegt, trägt eine Schneide A1 zur Bethätigung des
Angriffventils B, sowie die Schneide A2, welche das Ende
eines plattenförmigen Fortsatzes A3 des beweglich eingehängten Schwunggewichtes K bildet und zur Steuerung des Gasventils C dient. Es ergibt sich aus dieser Anordnung leicht,
dass, wäre die Schneidenplatte A2 fest mit der Platte A
in der dargestellten Lage, unter Anlage an dem Anschlag H, verbunden, in diesem Falle sich die Bewegungswechsel ganz nach Art der
Fig. 15 bis 18 abspielen werden,
wobei der Anschlag G statt der unteren Rolle F dient und die obere Rolle ganz in Fortfall gekommen
ist, indem die für die Hublage erforderliche Führung allein durch Anlage der Platte
A1 gegen die obere
Seite der Spindel B erzielt wird. Durch Vermittelung
des Schwunggewichtes K in Verbindung mit der Schneide
A2 wird eine
Regelung der Steuerung in folgender Weise eingerichtet. Wenn die Fangplatte A1 in der Kerbe liegt
und das Auspuffventil die Schliessbewegung ausführt, und unter fernerer
Voraussetzung einer normalen Geschwindigkeit des Maschinenganges, legt sich der
Fortsatz A3 unter der
Wirkung des Schwunggewichtes K gegen den
AnschlagH, so dass die Schneide A2 bei der Kerbe
aufsetzen und das Ventil C öffnen kann; wenn aber die
Maschine zu schnell läuft, so bleibt unter sonst ungeänderten Verhältnissen das
Schwunggewicht K zurück und die Schneide A2 verfehlt bei ihrer
Bewegung die Treffläche der Gasventilspindel, so dass dieses Ventil geschlossen
bleibt und eine Explosion ausgelassen wird. So lange in dieser Weise ein Auslassen
der Gasventileröffnung eingerichtet ist, verbleibt die Fangplatte oder Schneide A1 in der Kerbe und
zwar selbst nach vollendetem Schluss des Auspuffventils, insofern kein
entgegenwirkender Federdruck zur Heraushebung der Schneide auftritt, wie sich ein
solcher sofort einstellt, wenn einmal das Gasventil geöffnet wird und mit der
Schneide A2 in
Eingriffverbindung steht. In letzterem Falle wird gleich nach dem Schluss des
Auspuffventils die Schneide A1 ausser Eingriff mit der Kerbe gehoben und verbleibt so während der
Rückwärtsbewegung der Stange D, indem der Druck der
Feder aufkippend wirkt; eine Eröffnung des Auspuffventils tritt mithin auch hier
nicht unmittelbar nach einer Eröffnung des Ventils C
ein, sondern bei solchem Rückwärtshub nur in Folge Auslassung der Ventileröffnung
bei C.
In Fig.
20 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher das Auspuffventil nicht
direct mit der Schaltwerksteuerung, sondern durch Vermittelung eines kleinen
Zwischen- oder Hilfsventils M gesteuert wird. Das
Auspuffventil L hebt sich bei der Eröffnung nach der
Explosionskammer des Kraftcylinders hin ab und ist vermöge einer gemeinsamen Spindel
mit einem Ventilkolben L1 verbunden, der eine cylindrische, nach aussen führende Bohrung deckt.
Das Hilfsventil M eröffnet ebenfalls nach dem
Explosionsraum hin und stellt Verkehr zwischen diesem und der Ventilkammer N her. Wenn das Ventil M
geöffnet wird, so veranlasst der Ueberdruck der Verbrennungsgase beim Ende eines
Arbeitshubes oder der durch Compression erzielte Ueberdruck beim Ausblasehub, in den
Raum N übertretend, zunächst einen Ausgleich der auf
die beiden Seiten des Auspuffventils L wirkenden
Pressungen und ferner ein Heraustreiben des Kolbens L1 zur zeitweisen (durch den Gasaustritt
aufrecht erhaltenen) Freilegung des Auspuffkanals bei O, wo die Gase ins Freie gelangen.
Die Bethätigung des Hilfsventils M
erfolgt mittels des Hebels P und der Schneide A1, während das
Gasventil C im Einwirkungsbereich der Schneide A2 ist. Im Uebrigen ist
die angewendete Schaltwerkanordnung der bei Fig. 19 beschriebenen
ähnlich. Dabei ist das Schaltwerk aber hier von dem ziemlich starken Gegendruck
entlastet, welcher der directen Bethätigung des Auspuffventils entgegenwirkt; das
kleine Ventil M erfordert nur einen geringfügigen Druck
der Hubkraft.
Eine abgeänderte Anordnung der Schaltwerksteuerung mit direct
bethätigten Ventilen ist in Fig. 21 dargestellt; übrigens ist auch hier die mittelbare Bethätigung
nach Fig. 20
anwendbar.
Das dieser Einrichtung zu Grunde liegende Princip ist das auch bei
den Fig. 15 bis 18 angewendete, nur sind
die Ventile nahezu unter rechtem Winkel, statt gegenüber, angeordnet, und ferner ist
die Platte oder der Anker A in Fortfall gebracht.
Hierfür sind die Schneiden A2 und T gelenkig bei dem hin und her bewegten
Schubstück D aufgehängt und Federn K2T3 vermitteln die
Schaltbewegung. Das Schaltstück wird durch ein Excenter hin und her bewegt, welches
in verschiedenen Stellungen UU1 angedeutet ist.
Bei der einen Schubrichtung wird das Gasventil C mittels der Schneide A2 eröffnet, und vermöge der
mitveranlassten Verstellung des Zwischengliedes T1 wird die andere Schneide T ausser Eingriff mit der Kerbe gezogen, so dass beim Rückwärtsschub das
Auspuffventil geschlossen bleibt. Die Maschine leistet hierbei den Compressionshub
und bereitet die Explosionsperiode vor. Sobald sich das Excenter von U nach U1 in Pfeilrichtung bewegt hat (Fig. 21), so hat das
Stück D mit den Schneiden T und A2 die
punktirte Stellung eingenommen, wobei die Hubverstellung bei D (links) mit U2 bezeichnet ist. Das Auspuffventil ist noch geschlossen und die Spannung
der Feder K2, die
zwischen dessen Ventilspindel und Schneide A2 geschaltet ist, strebt letztere ausser Eingriff
mit der zum Gasventil gehörenden Kerbe C3 zu ziehen; bei Fortdrehung des Excenters und
Vorschub des Stückes D in Richtung des mit 2 bezeichneten Pfeiles verlässt also die Schneide A2 die Kerbe C3, und das Gasventil
bleibt geschlossen. Dem Schluss des Auspuffventils folgt somit der Schluss des
Gasventils; wenn sich ferner das Stück D in Richtung des Pfeiles 3 verschiebt, so vermittelt unter Leergang der Schneide
A2 das mit Schlitz
versehene Zwischenglied T1 eine derartige Einstellung der kippenden Schneide T, dass sie mit der Kerbe B3 in Eingriff kommen und das
Auspuffventil Oeffnen kann. Bei dem nächsten Hub gelangt auch wieder die Schneide
A2 in
Eingriffstellung, um eine Eröffnung des Gasventils rechtzeitig auf die Eröffnung und
Schliessung des Auspuffventils folgen zu lassen. Die Mitbenutzung eines
Schwunggewichtes K, wie sie bei der Schneide A2 dargestellt ist,
ermöglicht, dass bei zu schnellem Gang der Maschine die Schneide A2 unter zeitweisem
Zurückbleiben des Schwunggewichtes die Kerbe C3 am Gasventil verpasst, wobei wiederum die
Nichteröffnung dieses Ventils Ursache ist, dass bei dem nächsten, in Richtung des
Pfeiles 3 stattfindenden Hub des Stückes D das Auspuffventil geöffnet wird, insofern das
Zwischenglied T1 keiner
Verstellung unterliegt, um die Schneide T aus der
Eingriff bahn mit der Kerbe B3 zu rücken. Auch bei dieser Anordnung erreicht man mithin die einer
Doppelumdrehung entsprechende Schaltung.
Regulirvorrichtungen.
Fig. 22 erläutert einen Pendelregulator von B. Loutzky in Nürnberg (* D. R. P. Nr. 63121 vom 27.
September 1891).
Der Pendelregulator kennzeichnet sich dadurch, dass bei normalem
Gang der Maschine das Pendel eine Bewegung nach zwei Richtungen erhält, während bei
zu raschem Gange der Maschine nur eine Bewegung nach einer Richtung eintritt und
hierbei die Bewegung nach der zweiten Richtung, welche das Oeffnen des Gasventils
bedingt, in Wegfall kommt. Die Bewegung nach der einen Richtung ist eine
schwingende, von der Umlaufzahl der Maschine abhängige Pendelbewegung, während die
das Oeffnen des Gasventils bewirkende zweite Bewegung eine Hebelbewegung ist.
Die Bethätigung der Regulirung erfolgt von der Steuerungswelle
aus, der Regulator selbst wirkt auf das Gasventil. Auf der Steuerungswelle sitzt
eine Scheibe w, welche mit zwei Nocken n und n1 versehen ist. Der eine derselben n1 sitzt auf einer
Stirnfläche von w, während der andere n, mit einer Rinne r
versehen, auf dem Umfang der Scheibe w angeordnet ist.
Diese letztere wird durch eine Stange h von der
Steuerungswelle aus in Schwingung versetzt. Hierbei wirken die Nocken der Scheibe
w auf ein Pendel pg,
und zwar in folgender Weise:
Pendel pg ist mit zwei Stiften 8
versehen, von denen einer direct durch Nocken n1 bei Schwingung der Scheibe beeinflusst und
hierdurch das Pendel in Schwingungen um einen Zapfen d1 versetzt wird. Durch eine Feder wird
nun das Pendel so regulirt, dass bei bestimmter (normaler) Umlaufzahl der Maschine
der Stift s des Pendels, der in eine Schneide ausläuft,
beim Vorschwingen des Pendels in die Rinne r des
Nockens n eintritt und hierdurch gezwungen wird, an
demselben entlang zu gleiten. Hierdurch findet gleichzeitig eine seitliche Bewegung
des Pendels statt, und zwar um einen Zapfen d. In
dieser Bewegungsebene steht Pendel pg in starrer
Verbindung mit einem Hebel h, der mit Gasventilstange
gelenkig verbunden ist. Durch Drehung des Pendels um Zapfen d wird in Folge dessen ein Oeffnen des Gasventils durch Hebel h besorgt. Ist das Ansaugspiel (II, III,
Fig. 22) beendet, so wird der Stift s bei v aus Rinne r dem Verlauf derselben entsprechend nach vorn
austreten, wodurch das Gasventil nur während des Ansaugspieles geöffnet werden kann.
Das Gasventil wird geschlossen und bleibt auch während der folgenden Periode in
dieser Stellung, wodurch Gasverluste vermieden werden. Wird die Umlaufzahl der
Maschine eine zu hohe, so wird der Stift des Pendels von Nocken n1 kräftiger
angeschlagen, wodurch der Anschlag grösser wird, so dass Stift s des Pendels über den Nocken n hinausgleitet und das Gasventil geschlossen bleibt.
Fig. 23 stellt einen Regulator von W. S. Sharpneck in Chicago dar (* D. R. P. Nr. 61393
vom 19. Novbr. 1890).
Die Welle A trägt ein Excenter
B und die Daumenscheibe C für das Ventil. D ist der Bügel des
Excenters mit Stange, die ihn mit dem Kolben E
verbindet. Derselbe arbeitet im Cylinder F, an dessen
Seite ein mit ihm communicirender zweiter Cylinder G
angebracht ist, in welchem der Kolben II arbeitet, der
aussen die Rollen h trägt, zwischen welchen die
Regulatorstange I durchgeführt ist. Das untere Ende
derselben ist mit der Rolle I1 versehen, gegen welche die Daumenscheibe C
arbeitet. Die Regulatorstange I ist bei i verschwächt, so dass sie hier federt; oben ist ein
Arm K aufgekeilt, der sie mit der Ventilstange L verbindet, welche unten ein durch Feder N gegen seinen Sitz gepresstes Ventil M trägt. Dieses Ventil befindet sich in einem Gehäuse
O, welches mit einem Gaseinlass P versehen ist, und wenn das Ventil offen ist, so kann
das Gas durch diesen Einlass und die Ventilöffnung in den Kanal Q gelangen, wo es sich mit Luft vermischt, die durch
eine Oeffnung R eintritt, um dann in den
Arbeitscylinder zu gehen.
Die Regulatorstange läuft in Führungen SS1, und zwar ist S1 breiter als die Stange, so dass
letztere sich seitlich bewegen kann. Bei e ist ein
Ventil im Kolben E dargestellt, um Luft in den Cylinder
F über genannten Kolben eintreten zu lassen.
Seitlich vom Cylinder F ist ein Entlastungshahn
angebracht, der mit einem Arm und Zeiger versehen ist, um auf einer Scala
anzuzeigen, wie weit der Hahn geöffnet ist. Hierdurch wird nämlich die
Geschwindigkeit der Maschine regulirt, da dieselbe von dem in den Cylindern
befindlichen Luftquantum abhängt.
Die Wirkung des Regulators ist folgende: Bei Normalgeschwindigkeit
der Maschine hebt die Daumenscheibe C das Gasventil M regelmässig. Gleichzeitig arbeitet der Kolben E im Cylinder F und
comprimirt die Luft in den Cylindern FG, welche den
Kolben H gegen die Federung der Regulatorstange I herauszudrücken sucht. Bei gewöhnlicher
Geschwindigkeit indessen verbleibt der Kolben E so weit
im Cylinder, dass die untere Rolle I1 nicht aus dem Spielraum der Daumenscheibe C tritt und Gas für jeden Hub in die Maschine gelangt.
Geht aber die Maschine so schnell, dass die in den Cylindern FG comprimirte Luft nicht in dem Maasse entweichen kann, wie sie
eingelassen wird, so muss der Kolben G die
Regulatorstange I seitlich herausdrücken, wie durch
punktirte Linien angegeben, und die Rolle I1 kann nicht mehr von der Daumenscheibe C getroffen werden. Das Ventil N bleibt also geschlossen und der Gaszufluss abgeschnitten, was
nothwendiger Weise eine Abnahme der Geschwindigkeit des Motors zur Folge haben muss.
Bewegt sich derselbe wieder in normaler Weise, so wirkt die Daumenscheibe auch
wieder auf die Regulatorstange und Ventil M, so dass
das Gas wieder regelmässig in den Motor eintreten kann.
Der in Fig. 24 erläuterte Füllungsregler ist an A. Stigler in Mailand (* D. R. P. Nr. 61452 vom 12. Mai
1891) patentirt.
Die Gasmaschinen weisen den Uebelstand auf, dass sowohl das
Saugventil, durch welches Luft und Gas angesaugt wird, als auch das Auspuffventil
der Saugwirkung des Kolbens ausgesetzt sind. Hierdurch geht ein sicherer Verschluss
dieser Ventile verloren, weil die Federn, auch wenn sie stark gespannt sind, mit der
Zeit immer unsicher wirken. Eine starke Spannung hat aber die zwei Nachtheile
grösseren Kraftaufwandes und schnellerer Abnutzung.
Um diese Uebelstände zu beseitigen, wird in den Speisekanal
zwischen dem Cylinder einerseits und den Gas-, Luft- und Auspuffventilen oder
Schiebern andererseits ein Zwischenventil eingeschaltet, welches im erforderlichen
Augenblick den sicheren Abschluss herbeiführt und dabei so eingerichtet ist, dass es
nicht allein durch Feder und Eigengewicht, sondern auch durch die Saugwirkung des
Kolbens selbst geschlossen gehalten wird.
In dem Kanal a, welcher den Cylinder
b mit den Gas- und Luftzuleitungen i bezieh. l und dem
Auspuffkanal m verbindet, ist der Sitz für das
Zwischenventil c angeordnet, welches durch eine Feder
für gewöhnlich geschlossen gehalten wird und dann den Kanal a sperrt. Die Spindel d des Ventils c führt sich in einer im Ventilgehäuse vorgesehenen
Büchse e. Der Hub des Ventils zwecks Oeffnung desselben
erfolgt in üblicher Weise von der Steuerwelle aus mittels einer Daumenscheibe und
geeigneter Hebel.
Die Gasleitung i und die
Luftleitung l sind durch das Saugventil f, der Auspuffkanal m
durch das ebenfalls von der Steuerwelle bethätigte Ventil g gegen den Kanal a abgesperrt.
Das Zwischenventil c wird derart von
der Steuerwelle beeinflusst, dass dasselbe zu Beginn der Saugperiode bereits ganz
geöffnet ist, so dass das Ventil f durch die
Saugwirkung des Kolbens k geöffnet und Gas und Luft
angesaugt wird. Sobald der Kolben eine gewisse Strecke zurückgelegt hat, gibt die
Steuerwelle die Ventilspindel d frei, so dass das
Ventil c durch die gespannte Feder h und durch die weitere Saugwirkung des Kolbens
geschlossen wird. Es tritt somit bis zu beendetem Kolbenhub eine Verdünnung des
angesaugten Gemisches ein.
Bei dem darauf folgenden Rückgang des Kolbens wird zunächst diese
Verdünnung wieder aufgehoben, und die Compression beginnt erst an der Stelle, wo
zuvor die Verdünnung begonnen hat. In diesem Augenblick wird das Zwischenventil von
der Steuerwelle wieder geöffnet, so dass sich die Compression auch dem zwischen dem
Ventil c und den Ventilen f und g liegenden Theil des Kanals a mittheilt.
Ist die Compression vollendet, so erfolgt in bekannter Weise durch
den Kanal a hindurch Zündung, wodurch die Explosion des
comprimirten Gasgemisches herbeigeführt wird. Dieser Explosion folgt Expansion der
entstandenen Gase während des ganzen Kolbenhubes. Das Ventil c ist sowohl während dieses Kolbenhubes als auch während der mit dem
Rückgang des Kolbens beginnenden Auspuffperiode geöffnet und schliesst sich erst
wieder während der neuen Saugperiode.
Dieser Schluss des Ventils c kann
durch Einstellung der zur Bethätigung desselben dienenden Daumenscheibe auf der
Steuerwelle je nach dem gewünschten Füllungsgrad geregelt werden, was zu einem
regelmässigen Gang wesentlich beiträgt, da keine Explosionen ausbleiben, sondern nur
– entsprechend der geringeren oder stärkeren, in der Mischung stets gleichbleibenden
Füllung – eine mehr oder weniger ausgedehnte Expansion eintritt. Es lässt sich daher
der Gasverbrauch stets in ein richtiges Verhältniss zur Belastung des Motors
stellen, wobei allerdings, ebenso wie bei der Dampfmaschine, nur ein bestimmter
Expansionsgrad der vortheilhafteste sein wird.
Die Ventilspindel d ist oberhalb des
Ventils c derart ausgebildet, dass sie beim Anheben das
untere Ende der Büchse e abdichtet, so dass jede Saug-
bezieh. Druckwirkung durch die Büchse e hindurch
vermieden wird.
Fig. 25 zeigt eine Regulirvorrichtung von F. Morani in Rom (* D. R. P. Nr. 62979 vom 29.
September 1891).
Das Gas tritt durch den Rohransatz d
in das Gehäuse A, die Luft durch den Rohransatz N in das Gehäuse B. Auf
der Spitze der Spindel des Ventils a ruht das Ende e eines am anderen Ende um f drehbaren Hebels L frei auf.
Das durch eine Leitung mit dem Cylinder in Verbindung stehende
Gehäuse B umschliesst das Ventil b mit seinem Ventilsitz S
und ist auf einem Ansatz q befestigt, der mit dem
Cylinderabschluss oder Deckel M in einem Stück gegossen
ist.
Macht nun der Kolben jenen Weg, währenddessen die Ansaugung
erfolgt, so senkt sich das Mischventil b und bleibt in
Folge der Ansaugung offen, vermöge welcher sich der Cylinder mit dem explosiblen
Gemisch oder Luft allein füllt, je nachdem, während der Kolben diesen Weg
zurücklegt, das Gasventil a durch den Einfluss des
Regulators R geöffnet oder geschlossen gehalten wird.
Ist das Ventil a offen, so erfüllt das vom Gasmesser
oder Carburator kommende Gas vorerst die ringförmige Aushöhlung, welche rings um den
Sitz S des Ventils b
angeordnet ist, um dann durch seine Durchbohrungen r,
r1, r2... in das Innere des
Ventilsitzes einzutreten, wo es mit der durch das Rohr N in das Gehäuse B eindringenden Luft
zusammentrifft.
Die Ventile a und b werden von den Spiralfedern h und k leicht an ihre Sitze angedrückt.
Der Geschwindigkeitsregulator R ist
mit einer Scheibe E versehen, welche ihre Drehung durch
Vermittelung eines Riemens von der auf der Zwischenwelle I aufgekeilten Scheibe F erhält.
Selbstverständlich könnte diese Bewegungsübertragung auch auf irgend eine andere
Weise, etwa durch eine Zahnradübersetzung, erfolgen und ist in Bezug auf ihre Art
und Weise für das Wesen der vorliegenden Erfindung belanglos. Der Regulator besteht
aus einer Hülse 1, welche die Spiralfeder 2 umschliesst, deren Wirkung derjenigen entgegengesetzt
ist, die die Centrifugalkraft auf die Regulatorarme x
und x1 ausübt. Die
Hülse 1 dreht sich unter möglichst geringer Reibung in
einem Rohrstück 3, das mit dem Ventilgehäuse B in einem Stück gegossen ist. Eine Feder 4 ist bestrebt, das Ende m
der Stange 5 mit dem Ende n der Regulatorspindel 6 in beständiger
Berührung zu erhalten, während das andere Ende der Stange 5 bei o an einem hängenden, bis zum
vorerwähnten Hebel L herabreichenden pendelnden Stift
7 gelenkig befestigt ist, welcher seinerseits
wieder bei p an einem Hebel T schwingt. Dieser Hebel T ist bei c mit dem an der Ventilbüchse A befestigten Arm 8 gelenkig verbunden,
während seine Auf- und Abwärtsbewegung durch die an seinem anderen Ende angebrachten
Verbindungsstangen gg1
von der Spindel des Ventils b abhängig gemacht ist.
Hebt sich nun das Ventil b von seinem
Sitz S während des erfolgenden Ansaugens, so wird sich
das Ventil a in jenen Fällen gleichfalls öffnen, wo die
Spitze des Stiftes 7 bei dessen Abwärtsbewegung an den
vollen Theil v des Hebels L stösst und mit demselben die Spindel des Ventils a abwärts drückt, während das Ventil a
geschlossen bleiben wird, wenn die Stiftspitze in die Aushöhlung 9 des Hebels L trifft. Der
letzterwähnte Fall tritt aber jedesmal ein, wenn die Geschwindigkeit des Motors über
Gebühr wächst und in Folge dessen der von den Regulatorarmen xx1 eingeschlossene Winkel das dem
Normalgang des Motors entsprechende Maass übersteigt.
Ein Eindringen der Spitze des Stiftes 7 in die Aushöhlung 10 des Hebels L kann nur
dann stattfinden, wenn die Regulatorarme geschlossen sind, was nur im Ruhezustand
des Motors oder bei einem plötzlichen Abfallen oder Reissen des Regulatorriemens
eintreten kann. Aus diesem Grunde kann die Aushöhlung 10 wegbleiben, wenn die Bewegungsübertragung auf den Regulator mittels
Zahnräder erfolgt, in welchem Fall auch der kleine Arretirungssector 12 überflüssig wird, welcher nur beim Ingangsetzen der
Maschine benutzt wird.
Die beiden Vertheilungsventile spielen selbsthätig in Folge der
von der Kolbenbewegung bewirkten Ansaugung, indem bei Ansaugung die Oeffnung des
Gaseinströmungsventils mit stattfindet, welches sonst das Bestreben hätte, eben
unter der Einwirkung dieser Ansaugung geschlossen zu bleiben, weil es eine kleinere
Oberfläche als das andere Ventil besitzt.
Zündvorrichtungen.
Glühzünder von C. Kalkkuhl und G. Ebeling in Brüssel (* D. R. P. Nr. 61398 vom 22. Mai 1891). Fig. 26.
Die gebräuchlichen Zündrohre sind der Gefahr ausgesetzt, bald zu zerspringen, was
durch die auftretende Verschmutzung und durch die Kraft der Explosion selbst
veranlasst wird, deren Druck 8 bis 15 at beträgt.
Bei dem vorliegenden Ventil ist zunächst das Zerspringen der Glühröhre vermieden;
andererseits aber bietet dasselbe den Vorzug dar, dass man die Zündung nach Belieben
vor, hinter oder in dem todten Punkt der Maschine stattfinden lassen kann.
Das Gehäuse A des Ventils ist mit den
vier Ansätzen a ausgestattet und birgt in seinem
Inneren einen Ventilkegel b mit zwei Ventilsitzflächen.
Der Ventilkegel b wird zweckmässig aus Stahl
hergestellt und besitzt eine konische Spitze, um eine sichere Entzündung
herbeizuführen. An seinem Umfang ist der Ventilkörper b
mit vier Längsnuthen ausgestattet, welche die Gaseinströmung in das Glührohr
ermöglichen.
Das Ventilgehäuse A ist unten durch
einen Schraubenstöpsel c verschlossen, der die untere
Sitzfläche für den Ventilkegel b bildet und ausserdem
eine Gaseinströmungsöffnung besitzt.
Auf die vier Ansätze a des Gehäuses
A ist ein Ring d
aufgesetzt, welcher in Verbindung mit einem zweiten Ring e von winkelförmigem Querschnitt einen Ringkanal bildet, in welchen acht
kleine Kanäle radial einmünden. Letztere werden durch die in die cylindrische Wand
des Ringes e gebohrten Löcher gebildet. Das Gas
verbreitet sich mit dem Luftgemisch in dem Ringkanal und entweicht durch die oben
erwähnten kleinen Kanäle radial nach dem Inneren, um nach seiner Entflammung das in
der Mitte des Gehäuses angeordnete Glührohr f zu
erwärmen. Ausserdem ist noch ein Eisenblechrohr g
vorgesehen, welches die Zündvorrichtung umgibt, um sie nach aussen zu schützen.
Wenn nun eine Explosion stattfindet, so wird der Ventilkörper
gegen seinen oberen Sitz geschleudert, gerade in dem Augenblick, wo die Maschine auf
dem todten Punkt ankommt. Auf diese Weise wird der Zutritt des Explosionsgases zum
Glührohr abgeschnitten; letzteres ist in Folge dessen gegen den Gasdruck geschützt,
so dass dasselbe nicht zerspringen wird.
Nach der Entzündung des Gases fällt dann der Ventilkegel b durch sein eigenes Gewicht zurück.
Fig. 27 erläutert einen Kugelverschluss für Glühzünder
der Gasmotorenfabrik Mannheim (* D. R. P. Nr. 61363 vom
23. Juni 1891).
Um bei der Glührohrzündung a eine
Vorexplosion zu verhüten, legt sich die Kugel b während
des Verdichtungsspiels fest auf die Oeffnung des Zündloches c, die in dem Zündrohr eingeschlossenen Gase erhalten durch die stete
Erhitzung von aussen eine solche Spannung, dass bei der Rückgangsbewegung des
Cylinderkolbens dieselben die Kugel zu heben vermögen und eine Entzündung des
Explosionsgemisches erfolgt.
Fig. 28 und 29 stellen eine
Abänderung der unter Nr. 41856 patentirten und früher hier beschriebenen Heese'schen Zündvorrichtung dar. Das bezügliche
Zusatzpatent Nr. 62408 vom 21. August 1891 ist an die Gasmotorenfabrik Deutz ertheilt.
An der durch Patent Nr. 41856 geschützten Zündvorrichtung ist die
Erfahrung gemacht, dass die Heizflamme am Rohr nicht regelmässig brennt, wenn die
eingesetzten Glührohre nicht immer den gleichen Durchmesser haben, oder wenn sich
der Durchmesser mit der Zeit durch Oxydation des Rohres ändert.
Um nun die Heizflamme unabhängig von dem Einfluss der
Veränderungen im Glührohrdurchmesser zu machen, verwendet die Firma eine
Brennerscheibe, welche mit einzelnen gegen das Glührohr geneigten Löchern oder
Röhrchen versehen ist, deren Flämmchen, von der seitlich zutretenden Luft
umspült,sich um das Glührohr herum vereinigen und über diesem Vereinigungspunkt
ihre grösste Hitze abgeben.
Der auf diese Weise erzielte sternförmige Querschnitt der Flamme
bietet der an der Verbrennungsstelle zugeführten Luft eine grosse Oberfläche dar, so
dass stets eine vollständige Verbrennung der Heizgase an der zu erhitzenden Stelle
stattfindet und eine Störung der Heizflamme durch Aenderung des Rohrdurchmessers
wegfällt.
Ferner ist die im Hauptpatent angedeutete Befestigungsweise des
Glührohres durch Einschrauben nicht sehr bequem, und ist das Einschrauben eines
schadhaft gewordenen Rohres bei Rohren aus feuerbeständigen Materialien, wie
Porzellan, Thon u.s.w., nicht verwendbar.
In Fig.
28 ist A der mit Regulirvorrichtung für das
Gas versehene Bunsenbrenner, D das Brennergehäuse mit
der Mischkammer d für die Gas- und Luftmischung, h ist der nach dem Explosionsraum im Cylinder führende
Zündkanal, r das aus feuerbeständigem Material
hergestellte Glührohr, welches durch die Brennerscheibe C mittels des mit Gewinde versehenen Kamins E
durch die elastische Dichtungsscheibe Z gepresst wird.
In der Brennerscheibe C sind Löcher e angebracht, welche gegen das Glührohr geneigt sind
und den Mischungsraum d mit dem Verbrennungsraum v verbinden. In den Verbrennungsraum v münden ausserdem die an dem Umfang des Kamins
angebrachten Luftlöcher i, welche der in v sich bildenden Flamme von sternförmigem Querschnitt
Luft zuführen.
Die durch eine vollständige Verbrennung im Raum v erzeugte Hitze wird noch erhöht durch die
Rückstrahlung der ebenfalls glühend werdenden Kaminverkleidung aus feuerfestem
Material. Die verbrannten Gase entweichen durch die Bohrungen L am Kaminumfang, während die oben geschlossene
Kaminkappe K einen Schutz bildet gegen die bei
Rohrbrüchen möglicher Weise herausgeschleuderten Splitter.
In Fig.
29 ist die Brennerscheibe C an Stelle der
Löcher e mit nach dem Glührohr hin geneigten Röhrchen
e1 versehen.
Ausserdem trägt dieselbe eine hohle Nabe zur Aufnahme eines
Presskölbchens n, welches von der Pressmutter m aus mittels der Spiralfeder s federnd gegen das Glührohr gedrückt wird. Durch diesen Druck werden
einerseits die Packungen z an beiden Rohrenden
zusammengepresst, andererseits wird durch den Gegendruck des Rohres bezieh. der
Feder s die Brennerscheibe C auf ihren Sitz gedrückt, so dass gleichzeitig der Zündkanal h vom Verbrennungsraum v
und der Verbrennungsraum v vom Misch räum d dichtend abgeschlossen wird. Auch hier strömt durch
Löcher i der sternförmigen Flamme Luft zu.
Die federnde Spannvorrichtung für das Glührohr kann im Kamin
angebracht sein, während die Abdichtung der Brennerscheibe gegen den Mischungsraum
d durch den aufgeschraubten Kamin bewirkt wird.
Die in der Fig. 28 angedeutete Befestigungsweise des Glührohres kann auch auf
wagerecht angeordnete Glühröhren Anwendung finden.
Der Raum r1 zur Aufnahme der Verbrennungsrückstände kann beliebig vor oder hinter
dem Glührohr angebracht werden. Sollte eine Anbringung dieses Raumes hinter dem
Glührohr wünschenswerth sein, so liesse sich dies leicht erreichen durch Ausbohren
des Presskölbchens und Anbringen einer Kammer von beliebiger Grösse hinter der
Mutter m.
Mg.