Titel: | Neue Gasmaschinen. |
Fundstelle: | Band 280, Jahrgang 1891, S. 73 |
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Neue Gasmaschinen.
(Patenklasse 46. Fortsetzung des Berichtes S. 49
d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Neue Gasmaschinen.
Steuerungen und Regulirvorrichtungen.
Auf dem Gebiete der Steuerungen sind namentlich die folgenden beiden Erfindungen der
Gasmotorenfabrik Deutz (* D. R. P. Nr. 53906 vom
18. März 1890 und Nr. 54952 vom 15. April 1890) von besonderer Eigenart, da sie zur
Bethätigung der Steuer- bezieh. Regulirventile den jeweilig im Arbeitscylinder
herrschenden Druck dienstbar machen. Hierdurch ist es möglich geworden, die sonst
erforderliche Steuerwelle, welche halb so viel Umdrehungen machen muss wie die
Arbeitswelle, zu vermeiden.
* D. R. P. Nr. 53906.
Textabbildung Bd. 280, S. 73Steuerung der Gasmotorenfabrik Deutz. Wird die Bewegung des Ausblaseventils von der Schwungradwelle oder von
einer Zwischenwelle, welche ebenso viel Umdrehungen wie diese macht, bewirkt, so
wird das Ausblaseventil sowohl bei der Ausblaseperiode, als auch bei dem
Verdichtungspiel geöffnet. Damit nun während des Verdichtungspiels das
Ausblaseventil geschlossen ist, soll entweder:
A) die während des Ansaugespiels in den Zuleitungsrohren bezieh. im Cylinder
auftretende Verdünnung oder
B) die während der Verdichtung bezieh. während der Arbeit eintretende Spannung durch
Einschaltung eines geeigneten Apparates entsprechend auf den Steuermechanismus des
Ausblaseventils wirken.
Textabbildung Bd. 280, S. 73Fig. 32.Steuerung der Gasmotorenfabrik Deutz. Anordnung A). Auf der einen Seite der Schwungradwelle (Fig. 30) ist ein
Excenter oder eine Kurbel angebracht, welche gegen die Maschinenkurbel um 90°
versetzt ist (wie das Diagramm Fig. 32 zeigt), und
von welcher mittels Stange b ein Zündschieber z bewegt wird.
Als Zündvorrichtung ist hier ein Glührohr angenommen; es kann jedoch auch irgend eine
andere der bekannten Zündvorrichtungen verwendet werden.
Von dem Schieber aus wird mittels Stange c der
zweiarmige Hebel d bewegt, welcher an dem einen Ende
eine drehbare Klinke e trägt. Je nach der Stellung
dieser Klinke kann das Ausblaseventil f entweder
geöffnet werden, wenn die Klinke den Ventilstift trifft, oder das Ventil bleibt
geschlossen, wenn die Klinke abgelenkt wird und neben dem Ventilstifte vorbeigeht,
wie in Fig. 31
gezeichnet.
Zum Ablenken der Klinke e ist hier ein Apparat g angenommen. Derselbe besteht aus einem Hohlräume,
welcher durch eine elastische Platte h geschlossen ist,
welche durch das Stängelchen i mit der Klinke e verbunden ist.
Der Hohlraum ist durch ein Röhrchen k mit der
Luftzuleitung oder mit dem Gasrohre verbunden. Die Maschine arbeitet wie folgt: Wir
denken uns die Maschine im Beharrungszustande. Das Gaseinlassventil l wird durch einen Regulator bekannter Construction bei
jedem Vorwärtsgange des Kolbens geöffnet oder bleibt stets offen und schliesst nur,
wenn kein Explosionsgemenge angesaugt werden soll.
Wenn bei Vorwärtsgang des Kolbens ein Explosionsgemenge angesaugt wird, so tritt im
Cylinder und den Zuleitungsrohren für Gas und Luft Verdünnung ein, welche sich durch
das Röhrchen Je auch dem Apparate g mittheilt. In Folge dessen wird die elastische Platte
nach innen gesogen und die Klinke e in die Stellung wie
in Fig. 31 gebracht.
Beim darauffolgenden Rückgange des Kolbens, wobei sich der Zündschieber nach links
bewegt, geht somit die Klinke neben dem Ventilstifte vorbei, das Ausblaseventil
bleibt geschlossen und das angesaugte Explosionsgemenge wird verdichtet. Beim
nächstfolgenden Vorwärtsgange des Kolbens erfolgt Arbeit und Expansion.
Beim nächsten Rückgange des Kolbens geht der Schieber wieder nach links; in dem
Hohlräume des Apparates g ist mittlerweile
Atmosphärenspannung eingetreten, so dass die Feder m
die Klinke einrückt und das Ausblaseventil geöffnet wird. Das beschriebene Spiel
setzt sich nun fort.
Anstatt des Apparates g mit elastischer Membrane h ist in Fig. 33 ein in der
Luftzuleitung angebrachtes Kölbchen p gezeigt.
Es kann die Klinke e auch durch irgend einen anderen
Mechanismus, sowie auch durch ein Ansauge- oder ein Mischventil bethätigt
werden.
Ist das Röhrchen k des Apparates g in der Luftleitung oder in der Gaszuleitung eingeschaltet, so wird
jedesmal, wenn anstatt eines Explosionsgemenges nur Luft angesaugt wird, die
Membrane h zur Wirkung kommen und das. Ausblaseventil
geschlossen bleiben. Es erfolgt nunmehr die bekannte Regulirung; statt des
Explosionsgemenges wird nur Luft eingesaugt, dieselbe comprimirt, expandirt und
ausgetrieben.
Textabbildung Bd. 280, S. 74Steuerung der Gasmotorenfabrik Deutz. Um einen erhöhten Gleichförmigkeitsgrad zu erhalten, kann man derart
reguliren, dass die angesaugte Luft bei dem folgenden Rückgange des Kolbens wieder
ausgetrieben wird, so dass nach nur einmaliger Umdrehung der Maschine wieder
Explosionsgemenge angesaugt werden kann.
Dies wird dadurch erreicht, dass man das Röhrchen k mit
dem Gasrohre vor dem Gasventile verbindet, so dass die Membrane nur in Thätigkeit
tritt, wenn ein Explosionsgemenge angesaugt wird. Beim Ansaugen von nur Luft behufs
Regulirung wird das Ausblaseventil beim Rückgange des Kolbens nach der
Ansaugeperiode geöffnet und die angesaugte Luft wieder ausgetrieben.
Will man beim Reguliren statt nur Luft auch Verbrennungsproducte ansaugen, so kann
man einen der bekannten Mechanismen einschalten, welcher das Ausblaseventil während
der Ansaugeperiode offen hält, so dass also Verbrennungsproducte zurückgesaugt
werden.
In diesem Falle kommt der Apparat g nicht zur Wirkung,
das Ausblaseventil bleibt während des Rückganges des Kolbens geöffnet, die
angesaugten Verbrennungsproducte werden wieder ausgetrieben und es kann sofort, wenn
sich das Ausblaseventil schliesst, wieder ein Explosionsgemenge angesaugt
werden.
Anordnung B). Fig. 34
zeigt die Anordnung für den Fall, dass die während des Verdichtungspiels bezieh.
während der Arbeit auftretende Spannung zum Steuern des Ausblaseventils verwendet
wird. Die Klinke e wird durch eine Feder m1 stets ausgeklinkt,
so dass sie an dem Ventilstifte vorbeigeht.
Mit der Klinke ist ein Stempel n in Verbindung, welcher
am oberen Ende einen Ventilsitz hat. Zwischen Klinke und Stempel ist eine
Zwischenfeder o angebracht.
Der Raum unter dem Stempel ist durch ein kleines Loch mit dem Cylinder in
Verbindung.
Während des Verdichtungspiels wird durch die Spannung der Stempel verschoben und
gegen den Ventilsitz angedrückt, die Zwischenfeder wird dabei gespannt, kann jedoch
die Klinke nicht einrücken, da dieselbe mittlerweile durch die Bewegung des Hebels
d an dem Ventilstifte vorbeigegangen ist. Die
darauffolgende Arbeitsspannung hält den Stempel in derselben Lage, so dass die
Klinke eingeschaltet wird, sobald die Bewegung des Hebels d dies gestattet.
Bei dem Ausströmspiele, wobei der Zündschieber nach links geht, wird dann das
Ausblaseventil geöffnet.
Bei dem folgenden Ansaugespiel wird der Stempel durch die eintretende Verdünnung und
durch die Feder q vom Ventilsitze abgehoben und die
Klinke durch die Feder m1 wieder ausgeklinkt.
Anstatt des beschriebenen Cylinders mit Kölbchen kann auch ein beliebiger anderer
Apparat verwendet werden, der sich durch die Spannung im Cylinder ausdehnen bezieh.
bewegen lässt, wie z.B. der unter A) beschriebene Apparat g mit elastischer Wand h.
* D. R. P. Nr. 54952.
Bei dieser Anordnung ist das Einlassventil für Gas und Luft selbsthätig angeordnet,
und wird das Ausblaseventil mittels eines Apparates, z.B. eines Cylinders, dessen
Kölbchen durch den gegen Ende des Arbeitshubes im Cylinder befindlichen Druck bewegt
wird, gehoben. Das Ausblaseventil wird während des Ausblasespiels offen gehalten,
entweder durch Erhaltung der Spannung über dem Kölbchen oder durch ein Sperrwerk,
und im gewünschten Augenblicke wieder geschlossen durch Ablassen der Spannung oder
Auslösen des Sperrwerkes.
Textabbildung Bd. 280, S. 74Steuerung der Gasmotorenfabrik Deutz. Bei der in Fig.
35 und 36
gezeigten Maschine ist e der Arbeitskolben, der in
seiner vordersten Stellung (Fig. 35) einen nach dem Cylinder h führenden
Kanal i öffnet, während eine Mulde g in diesem Kolben in der hintersten Stellung (Fig. 36) die beiden
Kanäle i und k verbindet.
In dem Cylinder h bewegt sich gegen den Druck einer
Feder t der Kolben m, der
seine Bewegung durch den zweiarmigen Hebel l auf das
Ausströmventil f übertragt. Im Cylinderkopfe sitzt das
in Fig. 37 im Schnitt
gezeichnete selbsthätige Mischventil n, durch welches
Gas und Luft der Maschine zugeführt wird.
Fig. 37 zeigt die
directe Verbindung des Kölbchens m mit der
Ventilspindel des Ausströmventils f, die gespannten
Gase treten durch die Leitung i unter den Kolben und
bewegen denselben gegen den Druck seiner Feder t, mit
dem Ausströmventilstift nach oben.
In der in Fig. 38
gezeigten Maschine ist die freie Rückbewegung des Kolbens m und damit des Hebels l und des
Ausströmventils f durch einen mittels Feder y eingeklinkt gehaltenen Hebel v so lange gehindert, bis die von der Schwungradwelle hin und her bewegte
Stange u diesen Hebel v auslöst, so dass
vermöge der Feder t eine Bückbewegung bezieh. ein
Schliessen des Ventils f erfolgen kann. Diese Bewegung
wird auch einem die Gaszuleitung zur Maschine abschliessenden Organ x mitgetheilt, so dass letzteres den Gaszufluss
absperrt, sobald das Ausströmventil offen ist.
In Fig. 35, 37 und 38 ist ein elektrischer
Zündapparat angedeutet, dessen Stromkreis durch einen Regulator unterbrochen und
wieder geschlossen wird, je nachdem die Geschwindigkeitsverhältnisse der Maschine
eine Wirkung oder einen Aussetzer nöthig machen. Die beiden Pole sind in einer Bohre
z so angeordnet, dass durch ein Ueberspringen von
Funken zwischen den beiden isolirt eingesetzten Polen nur bei gleichzeitiger
Compression des Gemenges eine Entzündung desselben eingeleitet werden kann, während
bei Beginn des Ansaugens, wobei der Stromkreis auch geschlossen ist, ein
Ueberspringen von Funken in den in der Bohre enthaltenen Verbrennungsrückständen
ohne Folge sein wird.
Textabbildung Bd. 280, S. 75Steuerung der Gasmotorenfabrik Deutz. Die Arbeitsweise der in Fig. 35, 36 und 37 gezeigten Maschine
ist folgende:
Beim Saughube des Arbeitskolbens e wird durch das
selbsthätige Mischventil n Explosionsgemenge angesaugt,
beim Bückhube comprimirt und im hinteren Todtpunkte durch den Zünder z gezündet und expandirt beim Arbeitsaushube, bis in
der äussersten Kolben Stellung der Kanal i frei wird,
so dass die im Arbeitscylinder befindliche Spannung in den Cylinder h gelangt und dadurch das Kölbchen m vorwärts bewegt. Beim Rückwärtsgange des Kolbens e wird der Kanal i
geschlossen und das Ventil f bleibt so lange offen, bis
die Mulde g im Kolben e
die Kanäle k und i mit
einander verbindet und die Spannung im Cylinder h
entweichen kann, worauf wieder Explosionsgemenge angesaugt wird.
Ist der Regulator bei zunehmender Tourenzahl gestiegen und hat in Folge dessen die
auf einem nicht leitenden Ringe o gleitende Feder q gehoben, so wird im Momente der Zündung keine
Berührung zwischen q in der leitenden Nase p stattfinden, also auch kein Zündfunke im Zündrohre
z überspringen können. Das angesaugte Gemenge wird
so lange comprimirt werden und wieder expandiren, bis der Regulator den Stromkreis
wieder schliesst, worauf sofort beim darauf folgenden Aushube eine Zündung des
schon im Cylinder befindlichen Gemenges erfolgt.
Bei der in Fig. 38
dargestellten Steuerung des Ausströmventils, welches in gleicher Weise durch einen
Kolben m im Cylinder h
bethätigt ist, wird durch Einklinken des Hebels v in
die Nase w am Hebel l das
Ausströmventil f so lange offen gehalten, bis der Hebel
v durch die hin und her gehende Stange u vor Beginn der Ansaugeperiode aus der Nase w ausgelöst wird, so dass durch Einwirkung der Feder
t ein Schliessen des Ausströmventils stattfinden
kann. Wird nun durch Einwirkung des Regulators r die
von der Arbeitswelle der Maschine bewegte Stange u
gehoben, so dass sie über den Einschnitt am Hebel v
weggeht, so bleibt dieser Hebel während der Ansaugeperiode eingeklinkt, es werden in
Folge dessen durch das offene Ausströmventil Verbrennungsrückstände zurückgesaugt,
die beim darauf folgenden Bück hübe wieder ausgestossen werden.
An Stelle der in Fig. 38
gezeigten Glührohrzündung kann jede beliebige andere Zündung treten.
Will man behufs Regulirung der Maschine mit Gemenge spielen, wie bei der in Fig. 35 gezeigten
Maschine, so muss man eine vom Regulator beeinflusste Zündung anwenden, während die
Einwirkung des Regulators auf andere Steuerungsorgane wegfällt.
Anstatt durch den Arbeitskolben e kann durch von der
Maschine bethätigte Ventile oder Schieber der Zuleitungskanal i des Cylinders h geöffnet
und geschlossen werden, und an Stelle der Federn t kann
ein von der Arbeitswelle aus bethätigter Hebel nach jedem Kolbenrückgange den Kolben
m in seine Anfangsstellung zurückführen.
Textabbildung Bd. 280, S. 75Fig. 39.Steuerung für die Viertaktmaschine von Bánki und
Csonka. Durch Anordnung eines Rückschlagventils in der Ausblaseleitung kann die
Mulde g im Arbeitskolben e
wegfallen und das Schliessen des Ausblaseventils während bezieh. am Ende der
Ansaugeperiode erfolgen.
Zum Anlassen der Maschine ist auf dem Cylinder ein Hahn H angebracht, durch welchen ein Theil des eingesaugten Gemenges beim
Kolbenrückgange entweichen kann, bis nach Erreichung des richtigen
Mischungsverhältnisses im Cylinder eine Explosion erfolgt.
Steuerung für Viertactgasmaschinen von D. Bánki und J. Csonka in
Budapest (* D. R. P. Nr. 51854 vom 11. April 1889).
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der Zahnräderübersetzung bei Viertactgas-
und Erdölmotoren und die Ermöglichung einer Regulirung der Geschwindigkeit, welche
einen gleichmässigeren Gang der Maschine zulässt, als dies mittels der bekannten
Steuerungen bei zweifacher Uebersetzung bisher geschehen konnte. Diese Steuerung
kann auf Ventile, Schieber, Hähne, Klappen u.s.w. einwirken, welche in allen Fällen
nach je zwei Umdrehungen der Kurbelwelle einmal geöffnet werden sollen. Von einer
bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle einmal hin und her gehenden Stange wird das
Ventil, der Schieber u.s.w. bei einem Hergange geöffnet, bleibt aber bei dem darauf
folgenden Hergange unberührt.
In Fig. 39 sind zwei über einander liegende
Gleitstücke G und L
gezeichnet, wovon das untere G mit dem Ventile V in Berührung ist; wenn daher dieses Stück G vorgeschoben wird, geht das Ventil auf. Wenn das
obere Stück L vorgeschoben wird, bleibt das Ventil,
welches durch eine Feder F auf seinen Sitz gedrückt
wird, geschlossen.
Die abwechselnde Verschiebung der Stücke G und L bewirkt die um den Bolzen B drehbare und mit der Stange R verbundene
Zunge Z.
Das obere Gleitstück hat eine vorspringende Nase O,
welche etwas über das untere Stück hervorragt.
Wenn die beiden Stücke in der gezeichneten Lage sich befinden, fällt die während des
Hinganges in die Höhe gehobene Zunge Z beim Hergange
auf die vorspringende Nase und drückt das obere Stück vorwärts, während das untere
Stück in seiner Lage verbleibt. Nun geht die Zunge zurück und lässt das obere Stück
in der vorgeschriebenen Stellung, in welcher dasselbe an einen Arretirungsstift n stösst.
Beim nächsten Hergange fällt die Zunge Z auf das untere
Stück G und öffnet das Ventil.
Beim Hingange schliesst dann die Feder F das Ventil und
schiebt beide Stücke in die Anfangsstellung zurück, indem das obere Stück durch die
Reibung vom unteren mitgenommen wird. Den genügenden Reibungsdruck erzeugt die Feder
r. Beim Verlassen des Stückes g wird die Zunge durch den stellbaren Anschlag S in die Höhe gehoben, wobei aber die Spitze der Zunge
in die vorstehende Nase o stösst. Es muss daher
vorgesorgt werden, dass die Zunge etwas nachgeben kann. Zu dem Zwecke ist in Fig. 39 die Spitze der Zunge mit Scharnier versehen,
oder der Anschlag wird elastisch eingerichtet.
Der von der Zungenspitze zurückgelegte Weg ist mit punktirten Linien angedeutet.
Die Gleitstücke G und L
könnten auch, statt auf einander, neben einander angeordnet werden.
Denken wir uns nun die Fig. 39 als Oberansicht statt
Seitenansicht. Die Zunge Z müsste sich in diesem Falle
in wagerechter Ebene bewegen, was mit Hilfe einer Feder geschehen könnte, welche
gegenüber dem früheren Falle die Schwerkraft ersetzen müsste.
Eine vortheilhafte Regulirung der Geschwindigkeit lässt die Steuerung zu, wenn das
Ausströmventil gesteuert wird und der Regulator auf die Zunge Z auf die Weise einwirkt, dass bei einer
Geschwindigkeit, welche die normale übersteigt, das Herunterfallen der Zunge
verhindert wird.
Steuerung von G. Ulrici in
Arnhem, Holland (* D. R. P. Nr. 51802 vom 18. October 1889).
Um bei Gasmaschinen die Umlaufszahl erheblich vermehren zu können, ist es
nöthig, die hin und her gehenden Bewegungen der Steuerung, welche einer sehr hohen
Umlaufszahl im Wege stehen, in eine umlaufende und zu gleicher Zeit
verhältnissmässig langsame zu verändern. Zu diesem Zwecke ist folgende Construction
erdacht.
Textabbildung Bd. 280, S. 76Steuerung von Ulrici. In Fig. 40
ist A der obere kegelförmig oder parabolisch gebildete
Theil des Cylinders eines Gasmotors, welcher letztere im Viertact arbeitet, B ist ein rotirender hohler Rundschieber, der sauber in
das Gehäuse C eingeschliffen ist. Dieser rotirende
Schieber besitzt eine Oeffnung 1, 2, 3, 4 (Fig. 41) über eine
Kreisausdehnung von 45°. In dem Schiebergehäuse C
befinden sich zwei congruente Oeffnungen 5, 6, 7, 8 und
9, 10, 11, 12, die mit Kanälen für Einführung von
frischer Luft bezieh. für Abführung der verbrannten Gase in Verbindung stehen.
Derjenige Theil des Schiebergehäuses, welcher in den Cylinder hineinragt, ist als
Ventilsitz construirt. Der äussere Theil ist mit einem runden Flansch V versehen, der äussere Theil des Hohlschiebers ist mit
einem Zahnrade G verbunden, das mittels einer Scheibe
O mit dem Flansch des Gehäuses drehbar verbunden
ist. Dieses Zahnrad trägt oben eine zweite runde Scheibe J, welche einen Zahn besitzt. Mitten durch den rotirenden Schieber ist die
Ventilstange E mit dem Ventile D, der Führung P und der runden Scheibe F mit aufstehendem Rande F1 geführt. Eine Feder Q, welche gegen einen Zwischenrand R des Hohlschiebers drückt, hält das Ventil D geschlossen; damit die einströmende Luft, welche
seitlich in den Schieber eintritt, gleichmässig in den Cylinder strömt, trägt der
innere Theil des rotirenden Schiebers B eine
excentrische Scheibe X, deren Excentricität nach der
Seite der Schieberöffnung zu liegt. Der aufstehende Rand der Scheibe F trägt eine Erhöhung, welche sich über einen
Kreisbogen von 180° ausdehnt und deren Höhe gleich dem Ventilhube ist. Gegen
seitliche Verschiebungen ist diese Scheibe F durch zwei
feste Bolzen M und N,
welche zugleich als Führung dienen, geschützt. Diese beiden Bolzen sind unlöslich
mit einer Glocke W, welche ihrerseits wieder an den
Cylinder angeschraubt ist, verbunden. Die Glocke dient zu gleicher Zeit dazu, die
äussere Construction und die Zahnräder einzukapseln, wodurch Unglücksfällen
vorgebeugt und das Ganze vor Staub und Schmutz geschützt wird. Das Zahnrad G wird von dem Zahnrade H,
welches halb so viel Zähne besitzt, getrieben. Zahnrad H ist fest verbunden mit der Regulator welle S; diese wird von der Kurbelachse des Gasmotors in Bewegung gebracht und
macht so viel Umdrehungen wie der Motor. Der Regulator trägt einen Steuernocken Z, der das Gaseinlassventil öffnet. Bei zu schnellem
Gange der Maschine hebt sich der Nocken und das Ventil bleibt geschlossen. Der
Gaskanal, welcher in den Cylinder mündet, geht in eine Düse über, welche bis in die
Mitte des Cylinders hineinragt und in dem kugelförmigen Kopfe eine Anzahl kleiner
Löcher T trägt. Das Ventil D ist conisch zugespitzt. Wenn nun frische Luft auf das radial
heraustretende Gas strömt, vermischt sich dieselbe innig mit dem Gase. Der Vorgang
ist nun folgender:
Der Kolben stehe auf dem vorderen Todtpunkte und die heissen Gase sind expandirt. Die
Abmessungen sind so gewählt, dass alsdann noch ein ganz geringer Ueberdruck im
Cylinder herrscht. In diesem Augenblicke wird Punkt 4
des rotirenden Schiebers, der zweimal langsamer sich dreht als die Kurbelwelle,
Punkt 7 des Schiebergehäuses überschreiten und mithin
den Kanal für die verbrannten Gase öffnen. Nach einer halben Umdrehung der
Kurbelwelle, wenn also der Kolben im hinteren Todtpunkte steht, wird dieser Kanal
wieder vollständig geschlossen sein und der rotirende Schieber wird nun anfangen,
den Kanal für die frische Luft zu öffnen. Nach weiteren 180° Drehung der Kurbelwelle
ist auch dieser Kanal wieder geschlossen. In dem Augenblicke, wo der Kanal für die
verbrannten Gase geöffnet wurde, berührt der Zahn der umlaufenden Scheibe J die Schräge der Erhöhung auf der Scheibe F. Da diese Scheibe gegen Drehung geschützt ist und die
Zahnscheibe J mit dem Zahnrade G und durch dieses mit dem Drehschieber fest verbunden ist, so muss die
Scheibe F sich nach unten bewegen und das Ventil D öffnen. Dieses Ventil bleibt nun während einer ganzen
Umdrehung der Kurbelwelle geöffnet und gestattet den verbrannten Gasen auszutreten
und der frischen Luft in den Cylinder einzuströmen. Weil es nicht möglich ist,
rotirende Schieber auf die Dauer bei hohem Drucke und hoher Temperatur gasdicht zu
halten, ist das Ventil D eingeschaltet. Dasselbe ist
während der Verdichtung, der Zündung, welche durch ein Glührohr oder eine
Stichflamme erfolgt oder auf elektrischem Wege stattfindet, und während der
Expansion geschlossen und verhindert mithin, dass der Druck, sowie die heissen
verbrannten Gase auf den umlaufenden Schieber wirken. Derselbe bewegt sich also
stets ohne Druck, wird nicht heiss, da ausserdem das Schiebergehäuse stets von
kaltem Wasser umgeben ist, und hält auf die Dauer genügend dicht. Es ist auch
möglich, das Rad H viermal kleiner zu wählen als das
Rad G; in diesem Falle werden natürlich die Oeffnungen
des Gehäuses zweimal schmäler und zweimal länger. Der Schieber bekommt dann
zwei congruente Oeffnungen, die um 180° versetzt sind; die Scheibe J erhält zwei Zähne, gleichfalls um 180° versetzt, und
die Scheibe F bekommt zwei Erhöhungen, die sich über
45° ausdehnen und um 180° versetzt sind.
Der Hohlschieber B kann auch ersetzt werden durch einen
rotirenden Flachschieber.
Kreuzdoppelschiebersteuerung von J. Mohs in Philadelphia (* D. R. P. Nr. 53832 vom 5. September 1889. Fig. 42 bis 46).
Um die Zahl der für die Umsteuerung von Gaskraftmaschinen dienenden Theile auf das
geringste Mass zu beschränken, dadurch also den Bau der Maschinen möglichst billig
bewirken und den Gang der letzteren zu einem möglichst sanften und gleich massigen
gestalten zu können, kommt zur Steuerung der Maschine ein Kreuzdoppelschieber zur
Verwendung, dessen beide Theile kreuzweis zu einander sich bewegen.
Textabbildung Bd. 280, S. 77Kreuzdoppelschiebersteuerung von Mohs. Der Kreuzdoppelschieber, der sowohl für stehende, als auch für liegende
Gasmaschinen zur Verwendung kommen kann, ist in Fig. 42 in Ansicht, in
Fig. 43 in
Stirnansicht, in Fig.
44 im Grundrisse und in Fig. 45 von der
Rückseite aus dargestellt; er besteht aus den beiden Schiebertheilen a1 und a2, von denen der lothrecht auf und ab bewegte Theil a1 als Antrieb für den
wagerecht hin und her bewegten Theil a2 dient. Zur Hervorrufung der Doppelbewegung ist im
wagerecht bewegten Schieber a2 eine Führung b1 für den lothrecht bewegten Schieber a1 vorgesehen, während zur Bewegung des Schiebers a2 in wagerechter
Richtung eine Führung b2 dient, die an der eigentlichen Schieberfläche hin und her gleitet.
Zwischen den Führungen b2 für den Schieber a2 befindet sich ein kreisförmig gestalteter Kanal
c, der abwechselnd den Entzündungskanal mit der
Stichflamme und dem Gas- und Lufteinsaugungskanal in Verbindung setzt.
Zur Bethätigung des Doppelschiebers a1a2 sitzt im Theile a1 ein Zapfen d1, der durch einen Langschlitz d1 im Theile a2 hindurchgeht und in
das Fleisch einer Scheibe eingeschraubt ist, von der weiter unten die Rede sein
wird.
Eine mit dem gekennzeichneten Kreuzdoppelschieber ausgerüstete Gaskraftmaschine ist
in Fig. 46 in Ansicht dargestellt.
Der aus dem lothrecht verschiebbaren Theil a1 und dem wagerecht im Schieberkasten e verschiebbaren Theil a2 mit Kanal c gebildete Kreuzdoppelschieber erhält in genanntem Kasten Führung, zu welchem
Zwecke die Leisten e1,
e2 an die
Schieberfläche angeschraubt sind.
Um die Bewegung für den Kreuzdoppelschieber von der rotirenden Maschinenwelle aus
ableiten, gleichzeitig aber in möglichst einfacher Weise den Regulator und das
Auspuffventil bethätigen zu können, ist auf die im Schieberkasten e lothrecht zur Schieberfläche stehende Welle f eine Scheibe g mit
Aushubtheil g1, sowie ein Kegelrad h
aufgesetzt. Gegen die Umfläche der Scheibe g legt sich
ein Röllchen i1 an, das
in der Gabel eines unter dem Cylinder gelagerten Winkelhebels i Lagerung findet. Das andere Ende des Hebels i ist ebenfalls gegabelt und umgreift einen aus der
Ventilspindel k vorstehenden Stift k1. Ventilspindel k ist behufs selbsthätigen Schliessens des Ventils k2 mit Gewicht k3 belastet.
Textabbildung Bd. 280, S. 78Fig. 46.Maschine mit Mohs'schem Kreuzdoppelschieber. Durch den Aushubtheil g1 wird zu geeignetem Zeitpunkte das Auspuffventil
k2 geöffnet und –
nachdem das Röllchen i1
sich von g1 entfernt
hat – durch Gewicht k3
wieder geschlossen. Kegelrad h, das mit dem auf der
Spindel des Regulators l sitzenden Kegelrad h1 im Eingriffe steht,
trägt einen vorstehenden Zapfen k2, auf welchen das eine
Ende des Schwingbalkens m aufgeschoben wird; das andere
Ende des genannten Schwingbalkens, der in geeigneter Weise durch eine am
Maschinengestelle schwingbar gelagerte Führung unterstützt wird, umgreift einen aus
dem Zahnrade n vorstehenden Zapfen n1. Zahnrad n steht mit dem auf der Kurbelwelle o aufgekeilten Zahnrade o1 im Eingriff. Durch die drehbare
Verbindung der Wellen o und f werden die Todtpunkte derselben aufgehoben, p ist das Gas- und Lufteinströmungsrohr; beide Rohre sind zur Regulirung
der Gas- und Luftzufuhr mit Regulirventilen p1 und p2 ausgestattet. In gleicher Weise sind die Rohre q und q2, welche das zur
Erhaltung der Zündflamme nöthige Gas, sowie die zur Verbrennung des letzteren
dienende Luft zuführen, mit Regulirventilen q2 und q3 ausgestattet, r ist
der Kanal für die Auspuffgase aus dem Arbeitscylinder.
Die Wirkungsweise des Kreuzdoppelschiebers ist folgende: Durch Rohr p wird mittels des Arbeitskolbens Luft und Gas in den
Cylinder eingesaugt, worauf der Kolben bei seinem Rückgange das Gas- und Luftgemisch
zusammenpresst. Hierbei kommt der kreisförmige Kanal a
des Doppelschiebers a1a2 vor die
Entzündungskanäle ss1
zu stehen, womit die Explosion des eingesaugten Gas- und Luftgemisches verbunden
ist, worauf der Kolben zur Abgabe von Kraft vorwärts getrieben wird. Nach erfolgter
Explosion beginnt der Arbeitskolben seinen Rückgang; dabei drückt der Aushubtheil
g1 der Scheibe g auf den Winkelhebel i, wodurch Ventil k2 gehoben wird und das verbrannte Gas- und Luftgemisch durch den
Auspuffkanal r entweicht. Durch Gewicht k3 wird das Ventil k2 wieder geschlossen,
worauf der beschriebene Vorgang von neuem beginnt.
Kommt die beschriebene Kreuzschieberanordnung bei stehenden Gasmaschinen zur
Verwendung, so wird natürlich die Bewegung der beiden Schieberflächen a1a2 vertauscht, wie auch
der Schwingbaum m eine lothrechte Stellung erhalten
muss.
Hahnsteuerung von P. Niel
und Fräulein A. Janiot in Paris (* D. R. P. Nr. 54179
vom 10. December 1889. Fig. 47).
Textabbildung Bd. 280, S. 78Fig. 47.Bahnsteuerung von Niel und Janiot. Die Steuerwelle hat die halbe Umdrehungszahl wie die Kurbelwelle. Auf der
Welle sitzt das Küken E des Steuerhahnes, das Excenter
F und der Daumen G.
Der Mantel des conischen Hahnes E1 verbindet die Bohrung H, welche mit der Compressionskammer I des
Cylinders in Verbindung steht, die Bohrung J, welche
mit der Ansaugung der Mischung von Luft, die aus dem Rohr K kommt; und des Gases, welches durch die
Klappe L kommt, die kleine Bohrung, welche mit dem am
oberen Ende geschlossenen Zündrohr in Verbindung steht, die durch einen
Bunsen-Brenner weissglühend erhalten wird.
Das conische Küken des Steuerungshahnes verbindet die Bohrung N, welche die Bohrungen H und J der Umhüllung zur Zeit des Ansaugens verbindet, die
kleine Bohrung, welche das Zündrohr mit H in dem
verlangten Augenblick der Entzündung verbindet, das Loch e, welches aus einer in dem Küken des Hahnes angebrachten Höhlung
hervortritt, die im Augenblick der Compression und Explosion den Cylinder mit einer
kleinen Kammer in Verbindung bringt, welche an dem Kopfende des Kükens angebracht
ist und folgenden Zweck hat.
Der Kopf des Kükens hat einen verengten Theil, auf welchen eine Haube q1 geschoben ist,
welche durch einen Deckel d abgeschlossen wird, welcher
in die Haube eingeschraubt ist und auf den Rand einer metallischen, sehr elastischen
Scheibe i drückt. Die Scheibe i ist mittels einer Schraube q an dem Küken
befestigt. Die Schraube q hat eine Bohrung, welche mit
dem Loch e in Verbindung steht. Die Schraube N1 ist so eingestellt,
dass sie das Gegengewicht zu der Haube q1 bildet, und hat den Zweck, das Küken in seinem
Mantel zu halten, ohne einen Druck auszuüben.
Wenn die Compression und die Entzündung stattfindet, dringt der innere Druck
durch die Oeffnung e, welche nach dem Deckel d führt, und treibt die Haube q1 nach aussen, wodurch das Küken in seine
Umhüllung zurückgedrückt wird und dadurch einen guten Verschluss sichert in dem
wichtigsten Moment.
Die Schraube N1 ist in
einem Querhaupt angebracht, das seinerseits mit Schrauben an dem Hahn befestigt ist.
Man hat also nur nöthig, das Querhaupt loszuschrauben, um das Küken zur Reinigung
herauszuziehen.
Textabbildung Bd. 280, S. 79Fig. 48.Anordnung der Steuerung von Niel und Janiot. Der Regulator (Fig. 48) besteht aus dem
Hebel T, welcher sich um das eine Ende V dreht und durch das Excenter F und die Pleuelstange U eine auf und ab
gehende Bewegung erhält. Am freien Ende dieses Hebels T
ist ein Winkel angebracht, von dem ein Arm bei jeder Bewegung unter eine
Stellschraube g schlägt, und dessen anderer Arm mit
einer schmalen Schneide h versehen ist. Mit dem Winkel
ist mit einem Ende eine elastische Stahlschiene r fest
verbunden, deren anderes Ende frei hängt und mit einem kleinen Metallgewicht m versehen ist, welches bei jeder Bewegung nach oben
schwingt und bei jeder Bewegung nach unten auf eine Stellschraube f auftrifft, welche die Schwingungen abkürzt. Wenn die
Maschine mit der eingestellten Geschwindigkeit geht, wirkt die Schiene r als Feder und drückt die Schneide k in solche Stellung, dass sie, indem sie auf den
Daumen des Hebels l auftrifft, welcher auf den Zapfen
des Gasventils L ruht, das Ventil gerade in dem
Augenblick des Ansaugens öffnet. Aber wenn die Maschine schneller geht und dadurch
auch der Hebel T, hat die Schiene r nicht die Zeit, schnell genug die Schneide h zurückzudrücken, wodurch diese den Daumen des Hebels
l verfehlt, und das Ventil bleibt geschlossen. Dies
geschieht so lange, bis die Maschine wieder ihren normalen Gang angenommen hat.
Regulirvorrichtung von W.
Christeiner in Nürnberg (* D. R. P. Nr. 54472 vom 4. März 1890 Fig. 49).
Der Gaspumpenkolben d kann durch Stange d1 mit dem Kreuzkopf
von A verbunden oder durch besonderes Kurbel- oder
Excentergetriebe von der Kurbelwelle bewegt werden. Kolben A und Kolben d haben gleiche Hubzahl und
gleichzeitige Todtpunktstellungen.
Beim ersten oder Ansaughub wird durch Kolben A
Aussenluft auf dem Weg 1, 2, 3, 4 in den
Verdichtungsraum B und Cylinderraum C gesaugt, indem Schieber b durch Welle a, Kurbel b1 und Zugstange b2 in die
entsprechenden Stellungen gebracht wird. Gleichzeitig saugt Gaspumpe D während des ganzen Saughubes Gas durch das
Ventil c ein. Letzteres wird geöffnet durch
Daumenerhöhung f1,
Rolle g1 und Hebel mit
Gestänge hikl. Am Ende des Saughubes steht Rolle g1 auf Punkt 3 der Daumenerhöhung (Fig.
49a).
Textabbildung Bd. 280, S. 79Fig. 49.Regulirvorrichtung von Christeiner. Die Hülse o mit f1 besitzt noch die weiteren Erhöhungen
f2, f3 und f4. Durch Zugstange o1 und Winkelhebel o2 ist o mit dem Regulator derart in Verbindung, dass die
gezeichnete Stellung dem grössten Ausschlag der Schwungmassen, höchster Tourenzahl
und kleinster Maschinenbelastung entspricht, während bei den kleinsten Tourenzahlen
und grössten Maschinenbelastungen der Regulator die Daumenebene xy und x1y1 vor die Rollen g1g2 geschoben hat.
Betrachtet man zunächst die gezeichnete Stellung von o,
so wird während des zweiten oder Verdichtungshubes die Rolle g1, den
Daumenweg 3, 4, 6, 7 durchlaufend, das Ventil c während des ganzen Hubes offen erhalten und alles
angesaugte Gas in die Leitung zurückschieben lassen. Die Rolle g2 wird, den Weg 8, 9, 10, 12,13 auf dem Daumen f2 durchlaufend, das Ventil E beim Hubbeginn öffnen und während ganzer Hubdauer
offen erhalten, so dass das eingesaugte Luftvolumen, mit Verbrennungsrückständen
vermischt, durch E und Ausblasrohr in das Freie
gelangt. In dieser Stellung erfolgt keine Verpuffung.
Textabbildung Bd. 280, S. 79Fig. 49a.Regulirvorrichtung von Christeiner. In der entgegengesetzten Stellung läuft Rolle g1 über die kürzere Daumenerhöhung 3, 4, 5 und g2 über 8, 9, 10, 11, so
dass der Schluss der Ventile e und E früher, je nach gewählter Daumenform 3, 4 und 9, 10,. z.B. bei
4/10 des
Verdichtungshubes, erfolgt, so dass in diesem Falle 0,6 des angesaugten
Luftvolumens, vermischt mit Rückständen, und 0,6 des angesaugten Gasvolumens als
grösste Lademengen bleiben, welche bei Vollendung des Verdichtungshubes in B zusammengepresst werden, wobei das Gas aus D durch das selbsthätige Ventil c1 nach B
gelangt. Zwischen diesen Grenzen 0 und 0,6 liegen unendlich viele Lademengen,
welche, selbsthätig vom Regulator bewirkt, die jeweilige Maschinenleistung der
Belastung anpassen.
Das Expansionsverhältniss \frac{B+C}{B} (unter B und C die Inhalte der
bezeichneten Räume verstanden) wird stets grösser werden als das grösste
Compressionsverhältniss:
\frac{B+0,6\,C+0,6\,D}{B}
da der Gaspumpeninhalt D mit
Rücksicht auf günstiges Mischungsverhältniss zwischen Gas und Luft nicht grösser
sein kann als etwa 0,15 C.
Das Mischungsverhältniss zwischen Gas und reiner Luft lässt sich bei den
verschiedenen Lademengen wie folgt bestimmen: Nimmt man zuerst den
aussergewöhnlichen Fall, dass bei Ventilschluss alle Rückstände durch den
rückkehrenden Kolben beim Verdichtungshub entfernt worden seien, so wird, wenn C = 1 cbm, B = 0,2 C und D = 0,15 C angesetzt wird, bei Zurückhalten von 0,6 des Inhalts,
0,8 cbm Luft im Arbeitscylinder verblieben sein; in der Gaspumpe verblieben 0,6 ×
0,15 = 0,09 cbm Gas Mischungsverhältniss daher
=\frac{0,8}{0,09}=1\,:\,8,88.
Bei Zurückhalten von 0,2 des Inhalts erhält man 0,4 cbm Luft und 0,03 cbm Gas.
Mischungsverhältniss 1 : 13.
Würde man B kleiner als 0,2 C construiren, so erhielte man gleichere Mischungsverhältnisse.
Nimmt man den anderen aussergewöhnlichen Fall an, dass gar keine Rückstände entfernt
worden wären, so würde man bei Zurückhalten von 0,6 Inhalt 0,6 cbm Luft im
Arbeitscylinder zurückbehalten haben, denn wenn keine Rückstände entfernt wurden, so
müssen diese den noch übrigen Raum von 0,2 C für sich
haben. An Gas hat man zurückbehalten wie oben 0,6 × 0,15 = 0,09.
Mischungsverhältniss \frac{0,6}{0,09}=1\,:\,6,66.
Dieses Mischungsverhältniss bleibt, wie leicht nachzurechnen, für alle Lademengen
constant.
In Wirklichkeit wird ein Theil der Rückstände entfernt werden, daher die
Mischungsverhältnisse bei den verschiedenen Lademengen dem bei grösster Lademenge um
so mehr gleich werden, je kleiner B im Verhältniss zu
C gewählt, also je grösser das
Expansionsverhältniss gemacht wird.
Bei Ende des Verdichtungshubes hat Schieber b durch
seinen Kanal 2 die Verbindung von B mit der Zündröhre r
hergestellt; es erfolgt Zündung und nimmt Kolben A beim
dritten Hub die Expansionsarbeit des Gases auf. Der Gaskolben d würde hierbei einen leeren Raum hinter sich lassen;
das wird verhindert, indem Hülse o noch eine
Daumenerhöhung f3
trägt, welche Ventil e öffnet und Gas ein- und beim
vierten Hub wieder ausstossen lässt. f3 ist in Fig. 49a
punktirt gezeichnet, da man auch den Unterdruck in D
entstehen lassen und beim vierten Hub die verlorene Arbeit wieder gewinnen kann.
Damit hierbei durch c nicht Gas in die leere Pumpe D einströmen kann, ist e
durch eine Feder genügend stark geschlossen gehalten, was auch bei e1 nöthig ist, weil im
dritten Hub bei kleinen Füllungen ebenfalls Unterdruck entsteht. Beim vierten Hub
öffnet Daumen f4 das
Ventil E und lässt die Rückstände durch Rohr F ins Freie; letzteres besitzt ein Rückschlagventil,
welches verhindert, dass der beim dritten Hub und kleinen Füllungen entstandene
Unterdruck bei Beginn des vierten Hubes durch Einströmen der Aussenluft vernichtet
würde, weil damit Arbeit verloren sein würde.
(Fortsetzung folgt.)