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Der Schieber G ist in [* 1] Fig. 5, 6 und 7 im Horizontalschnitt, in [* 1] Fig. 8 im Vertikalschnitt dargestellt. Er besteht aus einer Platte mit den beiden Kanälen d und e, von denen der erstere das Gasgemisch in den Cylinder einzulassen, der letztere dasselbe zu entzünden hat. Dieser Schieber legt sich gut dichtend mit der die Ausmündungen des Kanals d enthaltenden vordern Seitenfläche gegen den am Boden des Cylinders befindlichen Schieberspiegel, während die gegenüberliegende hintere Seitenfläche, ebenfalls gut dichtend, durch die Deckplatte H bedeckt wird, welche durch die Federn I an den Schieber angepreßt wird. Der Schieberspiegel zeigt zwei Öffnungen a und g, von denen die eine a, wie schon erwähnt, in den Cylinder leitet, während die andre g in die Höhlung h führt, welche durch das Rohr i [* 1] (Fig. 4) mit der atmosphärischen Luft außerhalb des Gebäudes kommuniziert.
In der in [* 1] Fig. 5 gezeichneten Stellung des Schiebers kann daher zunächst Luft in den Cylinder einströmen. Um nun diese Luft mit Gas zu mischen, befindet sich in der hintern Seitenfläche des Schiebers eine Reihe kreisförmiger Öffnungen k, welche mit dem Kanal [* 2] d kommunizieren und welche vor eine in der Deckplatte H ausgesparte Kammer l treten können, die ihrerseits mit dem Einlaßventil des Gases in Verbindung steht. Ist also das Einlaßventil offen, so wird in der in [* 1] Fig. 5 gezeichneten Schieberstellung ein Gemisch von Gas und Luft, ist das Einlaßventil geschlossen, nur Luft in den Cylinder eintreten. Die Entzündung des in den Cylinder eingetretenen Gasgemisches bewirkt der Kanal e des Schiebers und zwar in der Weise, daß zuerst Gas und etwas Luft in den Kanal gelangen, hierauf entzündet und in brennendem Zustand vor die Einlaßöffnung a des Cylinders gebracht werden.
Zur Füllung des Kanals e mit Gas dient die in der Deckplatte angebrachte Nute m, welche durch die dazu rechtwinkelige Nute n mit einem Gasleitungsrohr o in Verbindung steht, und welche, wie [* 1] Fig. 5, 6 und 7 lehren, den Kanal e so lange mit Gas versorgt, bis derselbe mit dem Einlaßkanal a zu kommunizieren beginnt [* 1] (Fig. 7). Die Entzündung des in den Kanal e einströmenden Gases besorgt eine Gasflamme p, welche durch das Rohr q gespeist wird und in einer die Deckplatte H durchbrechenden Öffnung r brennt, die mit dem Kanal e bis kurz vor der in [* 1] Fig. 7 gezeichneten Schieberstellung kommuniziert.
Die zum Brennen erforderliche Luft tritt durch die Öffnung s der Deckplatte in den untern Zweig des Kanals e ein [* 1] (Fig. 8), während die Entzündungsflamme p durch den an die Deckplatte angegossenen kleinen Schornstein t mit Luft versorgt und durch denselben zugleich gegen Zufälligkeiten, welche das Auslöschen bewirken könnten, geschützt wird. Das Einlaßventil befindet sich in einer vertikalen Scheidewand der an den Cylinderbogen angegossenen Kammer K, deren eine Abteilung durch den Hahn [* 3] L mit der Gasleitung in Verbindung steht, während die andre Abteilung durch das Rohr M mit der in der Deckplatte H ausgesparten Kammer l kommuniziert. Der Stiel des kegelförmigen Ventils geht durch die Wand der Kammer hindurch und ist mit einer Spiralfeder ausgestattet, welche das Ventil [* 4] stets geschlossen hält. Die Eröffnung erfolgt in dem geeigneten Moment dadurch, daß der vertikale Arm des Winkelhebels N den Stiel des Ventils, dem Federdruck entgegen, in die Kammer hineinschiebt [* 1] (Fig. 4).
Das ebenfalls kegelförmige Auslaßventil ist in der horizontalen Scheidewand der an den Cylinder angegossenen Kammer O angebracht, deren obere Abteilung direkt in den Cylinder mündet, während an die untere Abteilung sich das Rohr P zur Ableitung der Verbrennungsprodukte anschließt. Der Stiel des Ventils geht durch den Boden der Kammer hindurch und ist unter demselben mit dem einen Arm eines doppelarmigen Hebels Q verbunden [* 1] (Fig. 4), welcher durch die Spiralfeder R stets in der Lage erhalten wird, bei welcher das Ventil geschlossen ist.
Durch eine entsprechende Bewegung des Hebels kann das Ventil in dem geeigneten Moment geöffnet werden. Was endlich die Bewegung der drei Steuerungsteile, nämlich des Schiebers, des Einlaß- und Auslaßventils, betrifft, so werden dieselben von der Steuerungswelle T abgeleitet, welche ihre Umdrehung durch Vermittelung des konischen Räderpaars UV von der Kurbelwelle empfängt. Zur Bewegung des Schiebers dient die am Ende der Steuerungswelle T angebrachte Kurbel [* 5] S, deren Zapfen [* 6] in ein Gleitstück gesteckt ist, welches sich in einem Schlitz des Schiebers (Kurbelschleife) verschieben kann. Behufs Bewegung der beiden Ventile ist die Steuerwelle mit zwei Daumenscheiben x und y ausgestattet, von denen die eine (x) auf den Winkelhebel des Einlaßventils, die andre (y) auf den Hebel [* 7] des Auslaßventils einwirkt.
Wie aus [* 1] Fig. 2 zu erkennen, ist das konische Räderpaar, durch welches die Steuerwelle von der Kurbelwelle umgetrieben wird, so beschaffen, daß zu je einer Umdrehung der Steuerwelle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erforderlich sind; es werden daher zu jedem Spiel der Steuerung zwei volle Spiele des Kolbens gehören. Endlich ist noch zu bemerken, daß, wenn man die Schieberkurbel mit der Hauptkurbel in dieselbe Ebene gelegt denkt, die erstere der letztern um 135° vorauseilt. Die gegenseitige Lage der beiden Kurbeln wird dann durch [* 1] Fig. 9 veranschaulicht, in welcher der größere Kreis den [* 8] Warzenkreis der Hauptkurbel, der kleinere Kreis den der Schieberkurbel bedeutet, und in welcher sämtliche zusammengehörige Lagen der beiden Kurbeln mit den übereinstimmenden Zahlen I, 1; II, 2 etc. bezeichnet sind.
Die Wirkungsweise der Maschine ist [* 9] folgende. Stellt man sich so auf, daß das Gesicht [* 10] dem Schieber zugekehrt ist, und befindet sich der Kolben in seiner innersten Stellung in der Nähe des Cylinderbodens, der Kurbelstellung I entsprechend, so hat der Schieber beinahe seine äußerste Lage links erreicht, bei welcher die Kommunikation der beiden Kanäle a und g beginnt. Zugleich wirkt der Daumen x auf den Winkelhebel N und öffnet dadurch das Einlaßventil für Gas. Wenn sich nun die Kurbel von I nach II bewegt, so vollführt der Kolben einen einfachen Hub und erreicht das vordere offene Ende des Cylinders, während die Schieberkurbel von 1 nach 2 geht und den Schieber bis gegen Ende des Kolbenhubes bei geöffnetem Einlaßventil die Einströmung des Gasgemisches gestattet. Das Auslaßventil ist während dieses ganzen Kolbenhubes geschlossen und bleibt auch geschlossen während des Kolbenrückganges, wobei die Kurbel von II nach I und die Schieberkurbel von 2 nach 1a gelangt. In dieser Periode des Kolbenrückganges werden die Kanäle a und g vom Schieber verdeckt, die Kammer e des Schiebers indessen wird durch die Nute m mit Gas gefüllt und befindet sich in Kommunikation mit den Durchbrechungen r und s [* 1] (Fig. 8) der Schieberdeckplatte H, so daß die Flamme [* 11] p das in der Kammer e befindliche Gas entzündet. Da alle in den Cylinder führenden Kanäle und Ventile während des Kolbenrückganges geschlossen sind, so wird das im Cylinder befindliche Gasgemisch auf etwa die Hälfte seines ursprünglichen Volumens ¶
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komprimiert. Am Ende des Kolbenrückganges hat der Schieber die in [* 12] Fig. 7 gezeichnete Stellung. Wenn nunmehr der Kolben seinen Vorgang beginnt und die Kurbel in der Richtung von I nach II, die Schieberkurbel von 1a nach 2a geht, so tritt die mit dem brennenden Gas gefüllte Kammer e vor den Kanal a, wodurch die Explosion des im Cylinder befindlichen Gasgemisches herbeigeführt wird. Bevor indessen die Kammer e das im Cylinder komprimierte Gas zu entzünden vermag, ist es nötig, die Druckdifferenz zwischen dem Inhalt des Cylinders und der Kammer e auszugleichen. Diesem Zweck dient eine kleine Öffnung im Schieberspiegel. Von der Kammer e führt nämlich [* 12] (Fig. 8) ein enger Kanal z gegen die dem Schieberspiegel zugekehrte Schieberfläche und zwar so, daß die Kante dieses Kanals einen Moment früher an der genannten Öffnung des Schieberspiegels anlangt als die Kante der Kammer e an dem Kanal a. Es wird auf diese Weise einen Moment vor der Explosion eine Kommunikation zwischen dem Cylinder und der Entzündungskammer und somit auch die erforderliche Druckausgleichung hergestellt.
Durch die Explosion wird das Gasgemisch hinter dem Kolben in eine Spannung von 8-10 Atmosphären versetzt, infolge deren der Kolben einen Antrieb empfängt und während seines nun erfolgenden Vorganges der Expansionswirkung des Gasgemisches ausgesetzt ist. Hierbei gelangt die Kurbel nach II, die Schieberkurbel nach 2a, und das Auslaßventil bleibt geschlossen, bis der Kolben seine äußerste Lage am offenen Ende des Cylinders erreicht hat. In diesem Augenblick wirkt der Daumen y auf den Hebel Q, das Auslaßventil wird geöffnet, und bei dem nun folgenden Rückgang des Kolbens werden die bei der Explosion entstandenen Verbrennungsprodukte ausgestoßen, während die Kurbel wieder nach I gelangt und die Schieberkurbel in ihre Anfangslage 1, der Schieber in seine Anfangsstellung zurückkehrt. Am Ende des Kolbenrückganges wird dann endlich das Auslaßventil wieder geschlossen, und eine neue Periode von zwei Kurbelumdrehungen kann beginnen.
Während einer solchen Periode von zwei Kurbelumdrehungen erfolgt also nur eine Explosion, d. h. der Kolben empfängt nur bei jedem vierten halben Hub einen direkten Antrieb; für die dazwischenliegenden drei Halbhübe muß die Trägheit des Schwungrades die Maschine im Gang [* 13] erhalten.
Bei X [* 12] (Fig. 2 u. 3) ist ein selbstthätiger Schmierapparat (s. Schmiermittel), bei W ein Zuleitungsrohr für Kühlwasser, das aus Z abläuft, und bei α β γ ein Geschwindigkeitsregulator angebracht, welcher in der Weise wirkt, daß er bei zu schnellem Gang der Maschine den Daumen x auf der Steuerwelle seitwärts verschiebt, so daß er nicht mehr auf den Winkelhebel N drücken, also auch keine Gaseinströmung herbeiführen kann. Es bleibt mithin auch die Explosion aus, die Triebkraft fehlt, und die Maschine verlangsamt ihren Gang bis zur normalen Umdrehungszahl, bei welcher der Regulator [* 14] den Daumen x wieder einrückt.
Die Ottoschen Gasmotoren haben in den wenigen Jahren seit ihrer Erfindung eine außerordentlich große Verbreitung gefunden, und sie sind auch in der That vor allen andern da zu empfehlen, wo man bei geringem Kraftbedarf von der Aufstellung einer Dampfmaschine [* 15] absehen muß, und wo Gas vorhanden ist, besonders wenn man die Maschine nicht kontinuierlich braucht, aber es darauf ankommt, jeden Moment motorische Kraft [* 16] zur Verfügung zu haben, wie es beim Kleingewerbe in der Regel der Fall ist.
Bei einer ganzen Reihe von neuern Konstruktionen (von Wittig u. Hees, gebaut von der Hannoverschen Maschinenbau-Aktiengesellschaft; von Lieckfeld, gebaut von Körting in Hannover; [* 17] Buß, Sombart u. Komp. in Magdeburg-Friedrichstadt; Clerk in Glasgow [* 18] etc.) ist das Ottosche Prinzip der Gasmischung und -Kompression benutzt, jedoch unter Anwendung von zwei Cylindern, von denen der eine als Arbeitscylinder, der andre als Kompressionspumpe dient. Die gleichzeitig auf- und abgehenden Kolben der beiden nebeneinander stehenden Cylinder greifen mittels Bleuelstangen und Kurbeln an einer gemeinschaftlichen Schwungradwelle an. Beim Aufgang erfolgt im Arbeitscylinder die motorische Gasexplosion, in der Pumpe [* 19] das Ansaugen des Gasgemisches.
Beim Niedergang stößt der Arbeitskolben die Verbrennungsgase aus bis auf ein Residuum, welches mit dem beim Niedergang des Pumpenkolbens komprimierten und in den Arbeitskolben gedrückten Luft- und Gasgemisch vereinigt wird, um das Explosionsgemisch für den folgenden Aufgang zu geben. Diese Maschinen sind also einfach wirkend, während die Ottosche nur einhalbfach wirkend ist; sie werden deshalb im Vergleich mit letzterer für gleiche Leistungsfähigkeit kleiner ausfallen und ein leichteres Schwungrad erhalten. Sie unterscheiden sich vom Ottoschen Motor noch durch die Konstruktion der Zündvorrichtung, die Art der Regulierung etc. In Bezug auf Gasverbrauch sind sie dem Ottoschen Motor nicht ganz ebenbürtig.
Um die den abziehenden Verbrennungsgasen innewohnende Hitze auszunutzen, hat Simon in Nottingham [* 20] einen Gasmotor konstruiert (gebaut bei Otto Henniges u. Komp. in Berlin), [* 21] bei welchem diese Gase [* 22] durch ein Wassergefäß geleitet werden. Der sich hierbei entwickelnde Wasserdampf wird mit zur Arbeitsleistung herangezogen. Ob dadurch wirklich eine Mehrleistung erzielt wird, ist fraglich; jedenfalls aber gibt der Dampf [* 23] ein gutes Schmiermittel für den Kolben ab. Die Maschine ist komplizierter als die Ottosche und hat einen geringern Wirkungsgrad als diese.
Eine Gaskraftmaschine [* 24] für ganz kleine Kraftleistungen ist auf der Pariser Weltausstellung von 1878 durch die Einfachheit ihrer Konstruktion aufgefallen. Dieselbe ist von Bisschop konstruiert und wird von Otto Henniges u. Komp. in Berlin in Größen von 1/25-⅓ Pferdekraft ausgeführt. Der Gasverbrauch pro Stunde und Pferdekraft ist allerdings relativ ein ziemlich hoher; doch kommt es bei einem so geringen absoluten Konsum von Gas, wie ihn diese kleinen Maschinen erfordern, auf eine so ängstliche Ökonomie nicht an; größere Maschinen nach diesem System würden freilich im Betrieb zu teuer werden.
Die Maschine von 1/12 Pferdekraft würde bei zehnstündiger Arbeit pro Tag etwa 0,50 Mk. an Gas kosten. Die Gaskraftmaschine von Bisschop (s. Fig. 10-12) benutzt, wie der Ottosche Motor, direkt die Explosionskraft des Leuchtgases zu ihrem Betrieb. Sie besteht im wesentlichen aus einem stehenden, einfach wirkenden Arbeitscylinder a mit einem Kolben b, dessen Stange in der Cylinderverlängerung d geradlinig geführt wird und durch eine Bleuelstange f mit der Kurbel e der seitlich gelagerten Schwungradwelle in Verbindung steht. Auf letzterer sitzt ein Exzentrik [* 25] g, welches mit Hilfe eines Hebelmechanismus h die Bewegung des Steuerkolbens i vornimmt. Steht der Arbeitskolben in seiner tiefsten Stellung, so muß er durch die im Schwungrad aufgespeicherte lebendige Kraft ein Stück vorwärts bewegt werden, um dabei unter Eröffnung des Gas- und Luftzuführungskanals m, welcher ¶