Titel: | Mittheilungen von der Weltausstellung in Paris 1878. |
Fundstelle: | Band 230, Jahrgang 1878, S. 373 |
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Mittheilungen von der Weltausstellung in Paris
1878.
(Fortsetzung von S. 314 dieses
Bandes.)
Mittheilungen von der Weltausstellung in Paris 1878.
Die Kleinmotoren auf der
Ausstellung (Tafel 24 und 31).
(Schluſs von S. 299 dieses Bandes.)
Das System des Engländers L. Simon beruht zwar im
Allgemeinen auf denselben Principien wie das soeben geschilderte, weicht jedoch in
der Ausführung in einzelnen Punkten erheblich von der Otto'schen Maschine ab. Auch
Simon sucht die Explosion des Gasgemisches durch
eine Expansion zu ersetzen und erreicht dies durch allmälige Einführung eines comprimirten Gasgemisches in den
Arbeitscylinder. Die Compression wird in der Simon'schen Gasmaschine in einem besonderen Cylinder vollzogen. Luft und Gas,
in geeignetem Verhältniſs gemischt und verdichtet, werden erst von hier aus dem
eigentlichen Arbeitscylinder zugeführt. Im Innern des Arbeitscylinders wird eine
unter Druck constant brennende kleine Flamme unterhalten, an welcher sich das
eintretende Gasgemisch im Verlauf der Kolbenbewegung und nach Maſsgabe des
Uebertrittes entzündet, um in allmäliger Expansion seinen Druck auf den
Arbeitskolben zu übertragen. Beide Cylinder sind vertical angeordnet und erhalten
ihre Bewegung bezieh. übertragen dieselbe durch Lenkstangen auf einen im unteren
Theil des Maschinengestelles gelagerten Balancier, der seine Bewegung weiterhin in
bekannter Weise einem Schwungrade mittheilt. Der Eintritt des Gasgemisches und der
Austritt der Verbrennungsproducte werden durch Ventile vermittelt, deren Bewegung
durch Hebel und Hebedaumen von einer gemeinschaftlichen Steuerwelle abgeleitet
wird.
Als neu und eigenthümlich hat der Simon'sche Motor eine
Vorrichtung aufzuweisen, durch welche die ziemlich erhebliche Wärme der abziehenden
Verbrennungsproducte noch ausgenutzt werden kann. Nachdem dieselben den
Arbeitscylinder verlassen haben, entweichen sie durch ein schlangenförmig gekrümmtes
Rohr, welches in einem geschlossenen Gefäſs von Wasser umspült wird. In diesem
kleinen Kessel wird durch die Wärme der abziehenden Verbrennungsproducte Dampf
erzeugt, der weiterhin für die Speisung des Arbeitscylinders gemeinsam mit dem
comprimirten Gasgemisch zur Verwendung kommt. Die Leistung der Maschine wird durch
diese Vorrichtung nach dem vorliegenden Arbeitsdiagramm (Fig. 1 Taf.
31) erheblich gesteigert. Zugleich ersetzt der Dampf die für die Bewegung des
Arbeitskolbens nöthigen Schmiermittel. Der Dampfkessel, welcher mit einem zur
Kühlung des Arbeitscylinders dienenden Wassermantel verbunden ist, wird durch eine
kleine Pumpe gespeist, welche genügt, das in Dampf verwandelte Wasser zu ersetzen.
Die ganze Anordnung ist als eine sinnreiche zu bezeichnen und wohl geeignet, den
Gasverbrauch der Maschine zu vermindern.
Die constructive Anordnung der Maschine hat Manches von dem schon seit der
Weltausstellung in Philadelphia bekannten und weiterhin noch zu besprechenden
Petroleummotor von Brayton entlehnt.
Taf. 31 Fig. 2 bis 4 gibt eine
Zeichnung der Maschine in Längenschnitt, Vorderansicht und Grundriſs derselben. A bezeichnet den Cylinder der Compressionspumpe mit dem
Kolben B, C die Verbindungsstange des Kolbens mit dem
Balancier D, welcher um E
schwingt und mittels der Pleuelstange F mit der
Kurbelwelle G verbunden ist. Am anderen Ende des
Balancier D wirkt mittels der Pleuelstange J der Kolben K des
Arbeitscylinders L. M ist die Einströmung für Luft, N diejenige für Gas. Das Gemisch wird durch das Ventil
O während des Niederganges des Kolbens B in den Cylinder A
gesaugt. Das Ventil O wird durch ein Excenter P (Fig. 4)
bewegt, welches auf der Welle Q sitzt und so construirt
ist, daſs die Oeffnung des Ventiles dem Gange der Maschine entsprechend gröſser oder
geringer wird und dadurch die Geschwindigkeit regulirt.
Das Gemisch von Gas und Luft wird beim Aufwärtsgange des Kolbens in einen kleinen
Behälter R gepreſst, um von hier aus durch das Rohr S zum Verbrennungsraume des Cylinders L zu gelangen. Eine kleine Menge des Gemisches wird von
R aus durch das Röhrchen T in den oberen Theil des Cylinders L geführt
und dient daselbst zur Unterhaltung einer constanten Flamme, welche von auſsen durch
die Mündung e (Fig. 4)
angezündet wird; die Oeffnung wird dann durch einen Pflock oder auf andere Weise
geschlossen. Die Hauptmenge des Gemisches von Gas und Luft geht durch das Rohr S und durch Drahtnetze a
in den Verbrennungsraum des Cylinders L, wird durch die
Flamme entzündet und treibt expandirend den Kolben K
abwärts. Durch die lebendige Kraft des Schwungrades wird der Rückgang des Kolbens
bewirkt. Die Steuerwelle Q, auf welcher die Excenter
und Knaggen sitzen, welche die verschiedenen Ventile bewegen, wird mittels
Kegelradübersetzung, von der Hauptwelle G aus bewegt.
Die Verbrennungsproducte gehen durch das Ventil V in
das Schlangenrohr Y welches in dem Kessel X ruht. Dieser Kessel ist theilweise mit Wasser gefüllt
und steht mit dem Kühlwasser in dem Hohlraum des Cylindermantels L in Verbindung. Durch die Hitze dieser Mantelflächen
und durch die abziehenden heiſsen Verbrennungsproducte wird aus dem Wasser Dampf entwickelt,
welcher sich in dem oberen Theil des Kessels X
ansammelt und durch das Rohr s und das Ventil U in den Cylinder L
gelangt. f ist eine kleine Pumpe, welche durch Excenter
von Q aus bewegt wird und das verdampfte Wasser
ersetzt.
Ausführliche Versuchsresultate liegen vorläufig noch nicht vor; nach Mittheilungen
des Erfinders soll der Gasverbrauch 1cbm,33 für
Stunde und Pferd nicht überschreiten.Im Engineering, 1878 Bd. 26 S. 273 theilt G. Beechey in Nottingham einige Versuche mit,
welche mit einer nominell 2e-Simon'schen Gasmaschine behufs Ermittlung des
Brennmaterials angestellt worden sind. Die beistehenden Figuren zeigen zwei
Diagramme, die während des Versuches genommen wurden.Textabbildung Bd. 230, S. 375Die Dimensionen der Maschine sind: Cylinderdurchmesser = 0m,203, Kolbengeschwindigkeit minutlich =
89m,670, Pumpencylinder-Durchmesser =
0m,165, Pumpen-Kolbengeschwindigkeit
in der Minute = 48m,373. Berechnete
indicirte Leistung = 4e,64. Gasverbrauch
für Stunde und indicirte Pferdestärke =0cbm,597. Hat die Maschine während dieser Zeit wirklich 2e an der Bremse geleistet, worüber keine
Mittheilung vorliegt, so folgt hieraus ein Gasverbrauch für die gebremste
Stundenpferdekraft von 1cbm,385.S. Die ausgestellte Maschine lief
ziemlich geräuschlos und machte 150 Touren, wobei das Gasgemisch auf 3at,7 comprimirt wurde, während sich in dem kleinen
Dampfkessel ¾ Stunden nach Inbetriebsetzung der Maschine der Druck constant auf
derselben Höhe hielt. Fig. 1 ist
die Abbildung eines mir vom Erfinder mitgetheilten Diagrammes (in ⅔ n. Gr.), welches
den Einfluſs der Dampfwirkung zeigt. Der Preis der Maschine stellt sich, wie
folgt:
1
2
5e
2500
3300
5000
Franken.
Zu derselben Klasse der Gasmaschinen gehört schlieſslich noch ein kleiner, aber
vielversprechender Motor der französischen Abtheilung. Es ist dies der Motor von Bisschop (Fig. 10 bis
12 Taf. 24), von welchem sich behaupten läſst, daſs er die Frage nach
einer möglichst einfachen Gasmaschine von minimaler Kraftleistung, bei welcher die
Oekonomie des Gasverbrauches weniger zu berücksichtigen ist, auf geniale und überraschende Art
gelöst hat. Die Maschine war in 3 Gröſsen ausgestellt, von 3, 6 und 25mk. Sie gehört, wie angeführt, zu derjenigen
Gattung von Gasmaschinen, welche die Explosionskraft beim Aufsteigen des Kolbens
direct ausnutzen. Die Uebertragung der aufwärts gehenden Bewegung auf die
Schwungradwelle ist auf höchst sinnreiche Weise ausgeführt durch eine geschränkte
Schubkurbel, welche einmal eine einfache seitliche Lagerung der Kurbelwelle
ermöglicht, dann aber vermöge der Eigenthümlichkeit der kinematischen Kette einen
schnellen Vorgang und einen langsamen Rückgang des Arbeitskolbens bei gleich
bleibender Winkelgeschwindigkeit der Kurbel gestattet. In Folge dessen kann der
Kolben ziemlich schnell den Wirkungen der Explosion nachgeben, während der langsame
Rückgang genügend Zeit läſst, die Verbrennungsrückstände zu entfernen. Werthvoll
macht die Construction ferner der Umstand, daſs jede Wasserkühlung des
Explosionscylinders unnöthig wird. Die Abkühlung des Cylinders wird durch die
eigenthümliche Form der Mantelfläche desselben erleichtert, indem er mit
ausstrahlenden Rippen versehen ist, welche eine 5mal so groſse Strahlungsfläche
darbieten als die einfache Cylinderfläche. Der Füllungsschieber der Maschine ist
entlastet und derartig eingerichtet, daſs jede Schmierung mit Oel oder mit anderen
das Metall auf die Dauer angreifenden Substanzen unnöthig ist. Bei einem
physikalischen Versuche, der eine ausdauernde kleine Kraftquelle erforderte, ist ein
Bisschop'scher Motor 47 Tage und 47 Nächte
ununterbrochen und ohne Schmierung (abgesehen von den kleinen Oelgefäſsen für die
Zapfen) in Betrieb gewesen. Ueberraschend durch ihre Einfachheit ist die
Zündungsvorrichtung mittels einer auſserhalb des Cylinders brennenden Flamme, welche
im geeigneten Moment eine kleine elastische, sich nach innen öffnende Klappe
aufstöſst, die während der Füllungsperiode durch den Arbeitskolben, während der
Explosions- und Auspuffperiode durch den inneren Druck selbstthätig geschlossen
wird.
Der Gasverbrauch beträgt bei der Maschine von 6mk,
welche 200 Touren in der Minute macht, 330l
stündlich, was für Stunde und Pferd zwar die hohe Ziffer von 4cbm ergibt, bei der winzigen Leistung jedoch nicht
in Betracht kommt. Die stündlichen Unterhaltungskosten stellen sich für die
angeführte Maschine bei den Pariser Gaspreisen auf 0,10 Fr. Eine minimale
Kraftquelle kann selbstverständlich ökonomisch nicht ebenso vortheilhaft wirken wie
eine solche von mehreren Pferdestärken; eine Concurrenz in gröſserer Ausführung mit
dem Otto'schen Motor hat der Erfinder wohlweislich
unterlassen. Sein Ziel war, die Gaskraft für Arbeitsleistungen von 0,04 bis 0e,2 auf die denkbar einfachste und sicherste Weise
auszunutzen, und es muſs die Lösung der Aufgabe, wie sie in der Bisschop'schen Maschine vorliegt, als eine vollkommen
gelungene bezeichnet werden.
Die Preise der von Mignon und Rouart in Paris
ausgestellten Maschinen sind die folgenden:
6
25mk
500
900
Franken.
Von Gasmaschinen der zweiten Klasse waren zwei verschiedene
Systeme vertreten. Zunächst die ältere atmosphärische Gasmaschine von Otto und Langen (* 1877 223
557), welche die Compagnie Parisienne d'éclairage in
mehreren Exemplaren ausstellte. Die Maschine ist seit dem J. 1867 rühmlichst bekannt
und zeichnet sich durch geringen Gasverbrauch aus (1cbm für Stunde und Pferd). Der Cylinder der Maschine steht vertical; die
Explosion eines angesaugten Gasgemisches dient dazu, einen freibeweglichen Kolben
geschoſsartig in die Höhe zu schleudern. Der unter dem Kolben hierauf entstehende
luftverdünnte Raum läſst beim Herabgang des Kolbens, bei welchem derselbe durch ein
Klemmgesperre mit der Maschinenwelle gekuppelt wird, den Druck der Atmosphäre zu
übertragbarer Arbeit ausnutzen. Von sämmtlichen Kleinmotoren hat diese Maschine sich
bis jetzt der gröſsten Verbreitung zu erfreuen gehabt: bis Ende 1877 hatte die Firma
Otto und Langen in Köln 4500 dieser Maschinen auf
den Markt gebracht. Die von der Compagnie Parisienne
ausgestellten Maschinen hatten folgende Preisnotirungen:
0,25
0,5
1
2
3e
1500
1900
2500
3300
3900
Franken.
Auf demselben Princip der indirecten Ausnutzung der Explosion
beruht die atmosphärische Gaskraftmaschine von Gilles
in Köln, ausgestellt von L. Simon in Nottingham unter
dem Titel: „The Nottingham vertical“. Gilles
(*1877 225 322) sucht das lästige Geräusch, welches die
Otto und Langen'sche
Schaltkupplung mit ihrem Zahngetriebe verursacht, zu vermeiden. Es sind zu diesem
Zweck in dem vertical gestellten Cylinder zwei Kolben angeordnet, ein frei nach oben
auffliegender Flugkolben und ein nach unten wirkender Arbeitskolben. Gilles glaubt durch die hierdurch ermöglichte Lagerung
der Kurbelwelle unter dem Cylinder und die daraus folgende gröſsere Stabilität einen
ferneren wichtigen Vortheil zu erzielen.
Die principielle Wirkungsweise der Maschine ist die folgende:
Während der Arbeitskolben sich abwärts bewegt, verharrt der Flugkolben in seiner
untersten Stellung. Durch geeignete, mittels Schieber verschlossene Oeffnungen wird
während dieser Periode das explosible Gasgemisch in den Cylinder gesaugt. Kurz vor
der tiefsten Stellung des Arbeitskolbens erfolgt die Zündung und Explosion der
eingeschlossenen Ladung durch eine ähnlich wie bei der Otto-Langen'schen Maschine hineingeschickte Vermittlungsflamme. Die
Explosion treibt den frei auffliegenden Flugkolben schnell nach oben, wo er durch
ein einfaches selbstthätiges Backenklemmgesperre festgehalten wird, nachdem der
Stoſs durch eine Buffervorrichtung gemildert worden. Zwischen beiden Kolben entsteht
nun in Folge der Abkühlung und Condensation ein luftverdünnter Raum, in welchen beim
Rückgang des Arbeitskolbens der Druck der Atmosphäre diesen arbeitsverrichtend
zurückpreſst. Am Ende des Hubes wird das Klemmgesperre durch einen Hebedaumen der
Schwungradwelle. ausgelöst und der Flugkolben fällt in seine Anfangsstellung zurück,
wobei er die Verbrennungsproducte durch ein Klappenventil austreibt. Die Regulirung
der Maschine erfolgt durch einen Katarakt, welcher, wenn die Maschine zu schnell
läuft, den Füllungsschieber auslöst und die Ladung für eine oder mehrere Umdrehungen
unterbricht.
Die ausgestellte Maschine arbeitete ohne Wasserkühlung und
verursachte nur wenig Geräusch. Nach den Versicherungen des Ausstellers beträgt der
Gasverbrauch für Stunde und Pferd nur 0,75 bis 1cbm. Die Preise waren die folgenden:
⅔
1
2e
2000
2500
3300
Franken.
Der Vollständigkeit halber mag schlieſslich noch eine Maschine von
J. Ravel in Paris erwähnt werden, vom Erfinder als
„moteur à centre de gravité variable“
bezeichnet, welche zwar
durch Gas betrieben wird, sich aber nicht in eine der erwähnten Klassen einordnen
läſst. Die Explosionskraft des Gases wird in dieser Maschine dazu benutzt, ein frei
in einem Cylinder ruhendes Gewicht zu' heben. Der Cylinder ist normal zu seiner
Achse mit zwei Zapfen versehen, die in Lagern ruhen, so daſs sich der Cylinder um
dieselben drehen kann. An den Enden des Cylinders befinden sich Kammern, in denen
das Gasgemisch durch Flammenzündung explodirt, wodurch der bewegliche Kolben
jedesmal auf die andere Seite des Cylinders geschleudert wird. Durch die hierdurch
herbeigeführte Verlegung des Schwerpunktes soll die rotirende Maschine Arbeit
erzeugen. Leider war der Motor während der Ausstellung nicht in Thätigkeit zu
sehen.Eine Skizze dieser als Curiosität interessanten Maschine
findet sich in Oppermann's Portefeuille économique des machines, 1878 S.
52. Vgl. auch * D. R. P. Nr. 2560 vom 17. Januar 1878.
Als specielle Petroleummaschine trat in der Ausstellung nur eine einzige auf: der
Motor von Thomson, Sterne und Comp. in Glasgow.
Derselbe ist eine Copie des schon seit der Weltausstellung zu Philadelphia 1876
bekannten „Ready motor“ von Brayton (* 1876 221 195). Die in Fig. 13 und
14 Taf. 24 skizzirte Maschine hat zwei vertical neben einander stehende
Cylinder, von denen der eine als Pumpencylinder für die Luft, der andere als
Arbeitscylinder dient. Beide sind durch ein Rohr mit einander verbunden, durch
welches die verdichtete Luft in den Arbeitscylinder gepreſst werden kann. Kurz vor
dem Eintritt in denselben geht die verdichtete Luft durch ein feines Drahtgeflecht
und einen mit Filz oder Schwamm angefüllten Raum, in welchen eine kleine Pumpe
fortwährend Petroleum pumpt. Die verdichtete Luft schwängert sich hier mit
Petroleumdünsten und gelangt als explosibles Gasgemisch in den Arbeitscylinder.
Unterhalb des Drahtgeflechtes brennt eine constante Flamme, die in ähnlicher Weise
durch Petroleumdunst und verdichtete Luft aus einem besonderen Behälter gespeist
wird. Nachdem sich das explosible Gasgemisch hieran entzündet hat, überträgt es
expandirend nutzbare Arbeit auf den Kolben des Cylinders. Die Bewegungsübertragung
vollzieht sich im Uebrigen in derselben Weise wie bei der besprochenen Simon'schen Gasmaschine, die offenbar nach dem Muster
des Brayton'schen Motors erbaut ist. Die ausgestellte
Maschine war leider nicht in Thätigkeit; nach den Versicherungen des Ausstellers
soll sie bei 200 Touren in der Minute 5e
entwickeln können.
Die sämmtlichen oben besprochenen Gasmaschinen lassen sich übrigens sofort in
Petroleummotoren verwandeln, wenn man einen Apparat hinzufügt, welcher das flüssige
Petroleum in mit Luft geschwängerten Gaszustand überführt. Ein solcher Apparat war
ausgestellt von A. L. Müller in Birmingham unter dem
Titel: „Alpha, gas engine.“ Nach einer
Mittheilung von L. Simon hat dieser Apparat für den
Betrieb seiner Gasmaschine an solchen Orten, wo Leuchtgas nicht zu beschaffen war,
bereits gute Dienste geleistet. Einer allgemeinen Verwendung des Petroleums für
Motorenzwecke steht vorläufig noch der verhältniſsmäſsig hohe Preis desselben als
Hinderniſs entgegen. Bei
mittleren Petroleum- und Gaspreisen stellt sich der Betrieb durch Petroleum 2 bis
3mal so theuer als der durch Gas.
II. Die Heiſsluftmaschinen.
Von Heiſsluftmaschinen waren auf der Ausstellung im Ganzen 5 verschiedene Systeme
vertreten, welche sich auf folgende 3 Klassen vertheilen: 1) geschlossene
Maschinen: Lehmann und Laubereau; 2) offene Maschinen (mit geschlossener Feuerung): Hock und A. Brown; 3)
Kolbenmaschinen: Rider.
Die Vertretung der ersten Klasse war eine durchaus ungenügende. Die Lehmann'sche Maschine war nur in einem kleinen
Modell für Unterrichtszwecke von M. Bauer und Comp.
in Paris ausgestellt, an welchem die groſsen Vorzüge dieses in Deutschland
bereits zu ansehnlicher Verbreitung gelangten Kleinmotors (vgl. 1876 219 371)
nicht zu erkennen waren. Die geschlossenen Luftmaschinen von Stenberg (* 1878 228 391) und von Rennes waren gar nicht vorhanden. Interessant war
dagegen die von Laubereau ausgestellte kleine
Heiſsluftmaschine mit Gasheizung. Laubereau ist
bekanntlich Derjenige gewesen, welcher das seit dem miſsglückten Versuch der Gebrüder Stirling im J. 1827 ganz in Vergessenheit
gerathene Princip der geschlossenen Heiſsluftmaschine wieder aufnahm und
gemeinsam mit Schwartzkopff weiter ausbildete. Die
Versuche wurden ihrer Zeit durch die neu auftretende Construction von Lehmann überholt, welcher das Stirling'sche Zweicylindersystem verlieſs und den
Verdränger mit dem Arbeitskolben in einem und demselben Cylinder anordnete. Die
ausgestellte Laubereau'sche Maschine zeigt, daſs
der Erfinder jetzt ebenfalls zu dem Eincylindersystem übergegangen ist. Der
stehende Cylinder wird in seinem unteren Theil durch Gasflammen geheizt, während
der obere Theil, in welchem sich der Arbeitskolben bewegt, durch einen
Wassermantel gekühlt wird. Die Uebertragung der Bewegung erfolgt vom
Arbeitskolben durch eine Lenkstange auf die oberhalb angeordnete gekröpfte
Schwungradwelle, während die Steuerung des Verdrängers, dessen zwei
Kolbenstangen in Stopfbüchsen durch den Arbeitskolben geführt sind, durch
Dreieckscheiben von der Arbeitswelle aus erfolgt. Die Bogenscheibensteuerung für
den Verdränger ermöglicht die Einschaltung von Ruhepausen in den Endstellungen
desselben. Die Neuerung gestattet zwar eine einfache constructive Lösung,
vermehrt aber erheblich die in geschlossenen Luftmaschinen besonders schädlich
wirkende Reibung. Die Maschine ging leer und kann nach Schätzung überhaupt kaum
mehr als 1 bis 2mk Arbeit leisten.
Die offenen Heiſsluftmaschinen von Hoch (* 1877 225
227) und von A. Brown arbeitet mit geschlossener
Feuerung. Durch eine besondere Luftpumpe wird die zum Betriebe der Maschine
nöthige Luft unter den Rost eines luftdicht verschlossenen Ofens gepreſst,
unterhält dort das Feuer, wird dann, geschwängert mit den gasigen Verbrennungsproducten, in einen
Arbeitscylinder geleitet und wirkt expandirend auf einen Kolben. Beim Rückgang
des Kolbens entweicht die erhitzte Luft durch ein Ventil in das Freie. Jede
offene Luftmaschine mit geschlossener Feuerung besteht hiernach aus drei
gesonderten Theilen: dem Pumpcylinder, dem Arbeitscylinder und dem geschlossenen
Ofen. Bei der Hock'schen Maschine sind diese drei
Theile über einander, bei Brown neben einander
angeordnet. Die Steuerung beider Maschinen erfolgt durch conisch eingeschliffene
Ventile, welche sich durch Federdruck selbstthätig schlieſsen und durch
Hebedaumen zur geeigneten Zeit geöffnet werden. Die Hock'schen Motoren waren in einem besonderen Pavillon der
österreichischen Abtheilung in zwei arbeitenden Exemplaren ausgestellt, der Brown'sche Motor stand kalt in einem Annex der
amerikanischen Abtheilung.
Der Hock'sche Motor weist in Bezug auf die Steuerung
insofern eine ökonomische Unvollkommenheit auf, als die Admission der erhitzten
Luft in den Arbeitscylinder während des ganzen Kolbenhubes und in Folge dessen
auch die Austreibung der verbrauchten Luft bei ziemlich hohem Druck erfolgt. Die
Steuerung der Brown'schen Maschine ist
zweckmäſsiger, die Admission der gespannten Luft erfolgt nur auf einem gewissen
Theil des Kolbenhubes, während des letzteren Theiles wirkt die Expansion. Durch
eine auſserordentlich sinnreiche und einfache Vorrichtung ist es hierbei
ermöglicht, die Füllung des Arbeitscylinders während des Betriebes der Maschine
beliebig zu verändern.
Die dritte Gattung der Luftmaschinen war in der Ausstellung durch die Maschine
von Rider (* 1876 222 409) repräsentirt. In einem
besonderen Pavillon zeigte der Pariser Vertreter des amerikanischen Erfinders
zwei Exemplare dieser Maschine im Betriebe. Die Rider'sche Construction gehört zu den geschlossenen Maschinen, indem
sie stets mit derselben Luftmenge, welche abwechselnd erhitzt und abgekühlt
wird, arbeitet. Im Princip ist sie jedoch von den in der ersten Klasse
angeführten Maschinen verschieden. Die Veränderung der Temperatur der
eingeschlossenen Luft wird nicht durch einen Verdränger bewirkt. Die Maschine hat zwei vertical
neben einander stehende Cylinder, von denen der eine durch Wasser gekühlt, der
andere in einem Ofen erhitzt wird; in beiden befinden sich Kolben, die ihre
Bewegung übertragen bezieh. erhalten von einer über den Cylindern angeordneten
Schwungradwelle durch zwei unter etwa 90° gegen einander versetzte Kurbeln. Die
Compression erfolgt, während der gröſsere Theil der Luft im gekühlten Cylinder,
die Expansion, während der gröſsere Theil im geheizten Cylinder sich befindet.
Der Ueberschuſs der letzteren Arbeit über die erstere ist die Production der
Maschine an nutzbarer Arbeit.
Ueber die gesammten Luftmaschinen drängen sich die folgenden Wahrnehmungen
auf.
Das Princip der offenen Maschinen mit geschlossener Feuerung besitzt dem der
geschlossenen Maschinen gegenüber augenscheinliche Vorzüge. In erster Linie
gehört hierzu der Fortfall des Kühlwassers, dessen Menge sich selbst bei den
bewährtesten und besten Constructionen der geschlossenen Maschinen auf 180 bis
200l für Stunde und Pferdestärke beläuft.
Ein fernerer Uebelstand der geschlossenen Maschinen liegt in der enormen Gröſse
derselben bei verhältniſsmäſsig sehr geringer Arbeitsleistung – ein Uebelstand,
welcher aus der Nothwendigkeit, die Temperaturen in den heiſsen und kalten
Räumen der Maschine möglichst weit aus einander zu halten, entspringt. Als ein
dritter Uebelstand ist auch die schwierige Art der Regulirung der geschlossenen
Maschinen zu betrachten. Als natürlichstes Mittel bietet sich hierfür nun die
Veränderung des Verdrängerhubes, bezieh. der Voreilung desselben dar. Trotzdem
ist man bis jetzt aus praktischen Gründen darauf noch nicht eingegangen, sondern
regulirt auf die denkbar unökonomischste Art durch Anziehung einer Bremse.
Schlieſslich verzehrt der ziemlich umfangreich auszuführende Verdränger, welcher
auf einer Rolle im Innern des Luftcylinders ruht, und dessen Kolbenstange in
einer Stopfbüchse durch den Arbeitskolben geführt wird, einen groſsen Theil der
erzeugten Arbeit, so daſs sich der Wirkungsgrad (Verhältniſs der Bremsarbeit zur
indicirten Arbeit) nach neueren Untersuchungen des Verfassers bei diesen
Maschinen selten über 0,50 erhebt. Ein letzter Hauptvortheil ergibt sich ferner
aus der directen Benutzung der Heizgase, welche sich mit der Arbeitsluft
vermischen, eine schnellere und gleichmäſsigere Erwärmung ermöglichen und die
Quantität der zu erzeugenden Wärme von Nutzeffect der Heizanlage unabhängig
machen. Aus diesen Gründen läſst es sich erklären, warum der Erfindungstrieb
sich vorwiegend mit dem Problem der offenen Maschinen mit geschlossener Feuerung
beschäftigt hat. Fast alle diese Versuche sind jedoch bis jetztjezt noch als fehlgeschlagen zu bezeichnen. Noch keine der offenen
Maschinen hat eine mehrjährige Probe mit Erfolg bestanden, und wenn auch die
erst im Laufe der letzten Jahre aufgetretenen offenen Maschinen, wie die von Hock und Brown
ausgestellten, groſse Vorzüge gegenüber den älteren Constructionen besitzen, so
kann dies an dem durch frühere Erfahrungen gewonnenen Urtheil vorläufig noch
nichts ändern.
Es ist von Interesse, nach den Hindernissen zu forschen, an welchen das im voraus
als richtig erkannte Princip in der Ausführung scheiterte. Dieselben sind im
Wesentlichen praktischer Natur. Die Benutzung von Kohlen oder Kokes in
geschlossenen, mit Chamotte gefütterten Oefen lacht einmal besondere Anordnungen
und Mechanismen für die Speisung des Feuers nöthig, deren absolute Dichthaltung
sich auf die Dauer nicht erzielen läſst. Ferner treten die Verbrennungsproducte
unausbleiblich von mitgerissenen erdigen und sonstigen fein vertheilten festen
Bestandtheilen verunreinigt in den Treibcylinder der Maschine, greifen die Wandungen an und
erschweren die Kolbenliderung. Der Cardinalfehler ist aber der folgende: Die
Temperatur, mit welcher die Luft und die Verbrennungsproducte in den Cylinder
treten, ist bei geschlossener Kohlenfeuerung nur wenig regulirbar. Zeitweilige
starke Temperaturerhöhungen sind unvermeidbar, selbst bei der aufmerksamsten
Controle der Speisung. Da nun Schmiermittel, welche eine Temperatur von über
300° auf die Dauer und sicher auszuhalten vermögen, bis jetzt nicht bekannt
sind, so ist die Frage der Schmierung für die besprochene Gattung von
Luftmaschinen verhängniſsvoll gewesen. Aus demselben Grunde ist das Problem der
doppelt wirkenden Luftmaschine ein wenn auch nicht unversuchtes (Beim), so doch bis jetzt ungelöstes Problem
geblieben.
III. Die Wassermotoren.
In denjenigen Städten, welche den Segen einer Wasserleitung genieſsen, kann man
kleine hydraulische Motoren zu Betriebszwecken im Zimmer benutzen. Diese Lösung
der Kleinmotorenfrage hat für den ersten Augenblick viel verlockendes. Bei einem
zur Verfügung stehenden Wasserdruck von 20 bis 30m werden diese Maschinen auſserordentlich klein, ihre Wirkungsweise
ist einfach und leicht zu beaufsichtigen, sie sind sofort in Betrieb zu setzen
und ermöglichen durch ihre Reinlichkeit die Aufstellung in jedem bewohnten
Zimmer. Und in der That gibt es nur einen einzigen Punkt, welcher ihrer
allgemeinen Verwendung entgegensteht und ihre Bedeutung hinter die der bereits
behandelten Maschinen zurückdrängt: es ist dies die Preisfrage. In den meisten
Städten stellt sich die Benutzung des Wassers zu Motorenzwecken noch viel zu
theuer, als daſs an eine allgemeine Verwendung dieses im Uebrigen so bequemen
und reinlichen Mittels zu denken wäre. Als Beispiel sei Paris angeführt. In den
Gegenden der Seine stellt die Wasserleitung eine Druckhöhe von 40m zur Verfügung, in den höher gelegenen
Stadttheilen nur von 10m. Der Preis des
Wassers stellt sich durchschnittlich auf 0,25 Franken für 1cbm. Nimmt man eine mittlere Druckhöhe von
20m und den Wirkungsgrad des Wassermotors
zu 0,60 an, so ergibt sich, daſs für eine mechanische Arbeit von secundlich 6mk welche etwa einer Mannesleistung gleich
kommt, eine Wassermenge von 1800l in der
Stunde und von 18cbm für den 10stündigen
Arbeitstag verbraucht wird. Die täglichen Unterhaltungskosten erreichen hiernach
die enorme Höhe von 4,50 Fr. Hierzu ist zu bemerken, daſs der Wasserpreis in
vielen Städten noch bedeutend gröſser ist. Trotzdem gibt es Ausnahmsfälle, in
denen die Benutzung des Wassers sich erheblich billiger stellt. So kostet z.B.
in Lille 1cbm Wasser nur 0,07 Fr. bei einer
mittleren Druckhöhe von 30m; ebenso sind die
meisten Städte der Schweiz reichlich mit billigern Wasser versorgt.
Auf der Pariser Weltausstellung waren im Ganzen 11 verschiedene Systeme von kleinen
Wassermotoren vertreten, die sich nach folgenden Gruppen ordnen:
1) Kolbenmaschinen mit oscillirendem Cylinder von Schmid,
Pezerat Turner. Bei dem bekannten Schmid'schen Motor (* 1875 215 15), der in 10 Exemplaren ausgestellt war,
erfolgt die Wasservertheilung am Bauch des Cylinders durch einen zur
Drehzapfenmitte concentrischen, ein dem Cylinder angegossenen oscillirenden
Schieberspiegel. Die Motoren von Pezerat und von
Turner sind mit Hahnsteuerung versehen.
2) Kapselräder von Lombard, Taverdon, Braconier,
Dufort. Einige dieser Motoren liefen mit enormen Geschwindigkeiten, bis
3000 Touren in der Minute und darüber.
3) Gewöhnliche Wassersäulenmaschinen mit fixem Cylinder und Schiebersteuerung
von Coque, Jaspar, Körösi.
4) Tangentialräder von Escher, Wyſs und Comp.
IV. Die Federmotoren.
Von Federmotoren waren drei verschiedene Systeme in der Ausstellung vertreten
durch folgende Firmen: 1) Schreiber, Salomon und
Comp. in Wien, 2) Gunzburger in St. Denis
und 3) Perrier in Paris.
Die durch aufgezogene Federn betriebenen Apparate sind im eigentlichen Sinne
nicht als Motoren zu bezeichnen, doch werden sie durchgehends dazu gerechnet.
Sie dienen nur als Magazin für die Aufspeicherung einer kleinen mechanischen
Arbeit, die aus der Muskelkraft des Menschen resultirt, und welche sie in
anderer Form wieder abgeben. Die ausgestellten Federmotoren dienen für den
Betrieb von Nähmaschinen. Es ist bekannt, daſs die Nähmaschinen nur einen
geringen Arbeitsaufwand bedürfen; im guten Zustande gebrauchen die wenigsten
über 1mk in der Secunde. Es ist bei den
Nähmaschinen auch weniger die Kraftanstrengung, welche die Arbeiterin ermüdet,
als vielmehr die gleichmäſsig sich wiederholende Bewegung der Füſse und damit
des ganzen Körpers, welche nach dem Urtheil ärztlicher Autoritäten nur zu häufig
schwere Unterleibsleiden zur Folge hat. Demnach haben die Federmotoren insofern
Berechtigung, als sie die schädliche Fuſsarbeit durch eine Handarbeit an einer
aufziehenden Kurbel ersetzen. Indeſs hat man sich häufig getäuscht in der Menge
der von einer Feder aufzunehmenden Arbeit und in den Mitteln fehlgegriffen, die
Umwandlung auszuführen. In einer Feder aus Stahl läſst sich, ohne die
Elasticiätsgrenze zu überschreiten, nur eine gewisse Menge Arbeit ansammeln.
Verwendet man den Stahl in der günstigsten Form nach Art der Uhrledern, so
beträgt das Maximum der Aufnahme nur 40mk für
1k; soll die Feder nicht überanstrengt
werden, so darf man nach eingehenden Versuchen den Betrag von 20mk nicht überschreiten.
Nimmt man an, man wolle soviel Arbeit in einer Feder aufsammeln, daſs damit eine
Nähmaschine während einer Stunde betrieben werden kann, so erhält man unter Voraussetzung eines
Arbeitsbedarfes von 1mk und eines
Wirkungsgrades von 0,50 ein Gewicht der hierzu erforderlichen Feder von 360k. Um diese Feder mittels einer Kurbel
aufzuziehen, müſste man secundlich 6mk während
20 Minuten aufwenden.
Wie ein mit dem Motor von Schreiber und Salomon (*
1878 228 9) vorgenommener Versuch gezeigt hat, ist der Wirkungsgrad des
Federmotors in Wahrheit noch geringer als 0,50; denn von 100mk aufgewendeter Arbeit wurden nur 17mk übertragen, 83mk gingen durch Reibung und Deformationsarbeit der Feder verloren.
Wenn die Erfinder behaupten, daſs ihre Motoren mit einem Federgewicht von weniger
als 100k die Nähmaschine 1 Stunde lang in Gang
halten können, so ist dies höchstens zutreffend für den Fall, daſs die gut
geölte Maschine sich bewegt, ohne Nutzarbeit zu verrichten.
Trotzalledem könnte ein Federmotor unter gewissen Umständen gute Dienste leisten;
nur müſste man 1) eine Substanz benutzen, welche auf die Gewichtseinheit eine
gröſsere Arbeit aufzunehmen im Stande ist, und 2) eine Aufziehvorrichtung
verwenden, welche gestattet während weniger Augenblicke die gröſstmögliche Kraft
auszunutzen. Aus den Versuchen von Chrétien weiſs
man, daſs 1k Kautschuk 100mk aufzunehmen im Stande ist; die Verwendung
des letzteren hätte für den vorliegenden Zweck erheblichen Vortheil vor dem
Stahl voraus. Die beste Art, die Kraft des Menschen auszunutzen, bestände in
einer mechanischen Vorrichtung, bei welcher das Körpergewicht mitwirken
könnte.
Was hiernach übrigens von den Vorschlägen, Straſsenbahn-Wagen durch Federkraft zu
treiben, zu halten ist – Vorschläge, die in der That gemacht sind (vgl. 1874 214
494), ist nach dem Gesagten einleuchtend.
V. Die elektrischen Motoren.
Nur die französische Abtheilung der Ausstellung wies einige elektrische
Kraftmaschinen auf, von denen die bemerkenswerthesten sind diejenigen von Cance, Fayolle, Puvillaud und die umgekehrte Gramme'sche Maschine. Die 3 erstgenannten sind
Nachahmungen der schon seit längerer Zeit bekannten Erfindungen von Jacobi, Larmanjeat, Breton, Roux u.a. Für irgend
welche erhebliche Kraftleistungen sind die elektrischen Motoren unbrauchbar
schon wegen der kostspieligen Unterhaltung des elektrischen Stromes. Man weiſs,
daſs man durch eine magneto-elektrische Rotationsmaschine einen elektrischen
Strom erzielen kann, der dem von 10 Bunsen'schen Elementen gleichkommt, und zwar
dadurch, daſs man eine einfache Handkurbel in Bewegung setzt. Mit einer geringen
Arbeit erzeugt man also einen kräftigen elektrischen Strom; daraus folgt
umgekehrt, daſs man zur Erzeugung einer geringen Arbeit einen starken Strom
aufwenden müſste. In einer durch Batterieströme getriebenen elektrischen
Maschine rührt in letzter Linie die bewegende Kraft von der Zersetzung des
Zinkes her. Man hat gefunden, daſs 1k Zink hierbei
höchstens 5000c Wärme entwickelt, während 1k Steinkohle, welche 15mal weniger kostet, bis
zu 7000c erzeugt. So lange man also nicht
billigere Stoffe als Zink benutzen kann, wird man auf die Verwendbarkeit dieser
elektrischen Maschinen als Motoren verzichten müssen.
Die Gramme'sche Maschine dient zu dem Zweck, einen
starken elektrischen Strom durch mechanische Arbeit zu erzeugen. Man kann sie
jedoch umkehren, d.h. als eine Maschine verwenden, in welcher durch einen
elektrischen Strom mechanische Arbeit erzeugt wird.
EL Fontaine hat mit einer solchen umgekehrten Gramme'schen Maschine zahlreiche Experimente
vorgenommen und gefunden, daſs das Maximum der Arbeit, welche durch 3
Bunsen'sche Elemente von 0m,20 Höhe erzielt
werden kann, 1mk in der Secunde betrug, mit 8
Elementen 5mk und mit 12 Elementen 7mk. Die durch ein Bunsen'sches Element
verursachten Kosten belaufen sich stündlich auf 0,10 Fr.; eine elektrische
Kraftmaschine von 5mk, die etwa der
Arbeitskraft eines Mannes gleich käme, würde also für den 10stündigen Arbeitstag
8 Fr. Unkosten verursachen.
Es ist hiernach kaum nöthig, die Möglichkeit einer allgemeineren Benutzung der
elektrischen Kraftmaschinen als Kleinmotoren noch weiter in Frage zu ziehen. Die
einzige mögliche und gerechtfertigte Benutzung der umgekehrten Gramme'schen Maschine bestünde vielleicht in der
Fortleitung einer Arbeitskraft auf gröſsere Entfernungen. Zu diesem Zweck müſste
man eine gewöhnliche Gramme'sche Maschine durch
eine vorhandene Betriebskraft in Umdrehung setzen und den dadurch erzeugten
elektrischen Strom in eine umgekehrte Maschine hinüberleiten, die ihrerseits
dadurch wieder zum Motor wird. In Klasse 54 der französischen Abtheilung wurde
auf diese Weise ein Ventilator und eine kleine Druckerpresse in Betrieb
gesetzt.In dieser Weise wird schon seit längerer Zeit in der Fabrik von Siemens und Halske in Berlin der Strom,
welchen eine der von dieser Fabrik einbauten dynamo-elektrischen
Maschinen (v. Hefner-Alteneck's System)
liefert, einer zweiten derartigen Maschine zugeführt und durch diese
wieder in mechanische Arbeit umgesetzt.D. Red.
Dr. A. Slaby.
Mazza's Warmwasser-Injector für
Locomotiven (Fig. 1
bis 4 Taf.
30).
Bei den groſsen ökonomischen Vortheilen, welche mit Hochdruck-Dampfmaschinen durch
Vorwärmen des Kesselspeisewassers erzielt werden, muſs es überraschen, daſs die
Hochdruckmaschine par excellence, die Locomotive, sich
dieser Einrichtung nicht bedient, um dadurch, auſser der Brennmaterialersparniſs,
auch einen Theil des Speisewassers wiederzugewinnen, das Wasser vor dem Eintritt in
den Kessel gründlich zu reinigen und endlich in dem hochgradig erwärmten
Tenderwasser ein stets gespanntes Kraftreservoir für schwierige Strecken zu
erlangen. Noch
auffallender aber wird diese Erscheinung, wenn der sogen. Condensationsapparate zur
Erwärmung des Tenderwassers durch directe Einströmung des Ausblasdampfes gedacht
wird, wie sie von Kirchweger, Rohrbeck u.a. schon
Anfangs der fünfziger Jahre construirt wurden, thatsächlich allen den oben
angeführten Zwecken entsprechen und eine Brennmaterialersparniſs von 15 bis 20
Procent ergeben haben, bis sie endlich wieder fast vollständig verschwunden und nur
mehr an wenigen im Betrieb befindlichen Locomotiven sichtbar sind. Die landläufige
Erklärung, der Kirchweger'sche Apparat sei für Locomotiven zu complicirt, dürfte
gegenüber dem erzielten Nutzen wohl kaum stichhaltig erscheinen; vielmehr mag der
wahre Grund des Verlassens dieser rationellen Einrichtung darin zu suchen sein, daſs
durch die hohe Erwärmung des Speisewassers die damals gebräuchlichen
Speisevorrichtungen unzuverlässig wurden und so die Vortheile der immerhin
kostspielig herzustellenden und zu erhaltenden Vorrichtung nur in beschränktem Maſse
ausgenutzt werden konnten. Wenn es dagegen gelingt, einen Apparat zu construiren,
der ohne complicirte Handhabung selbst Wasser von 100° und darüber in den Kessel zu
speisen ermöglicht, so kann vielleicht dem Wiederaufleben des Kirchweger'schen
Apparates und damit einer wesentlichen Verringerung der Betriebkosten unserer
Locomotiven entgegengesehen werden.
Aus diesem Grunde scheint uns der Warmwasser-Injector des italienischen Ingenieurs
G. Mazza, wie er in Verbindung mit dem
Kirchweger'schen Vorwärmapparat an der Eilzugsmaschine der oberitalienischen
Eisenbahn angebracht ist, nähere Erwähnung zu verdienen, um so mehr als die schöne,
in der Werkstätte der Locomotivfabrik Floridsdorf
erbaute Maschine, in Folge ihrer ungünstigen Aufstellung im italienischen
Eisenbahnannex wohl vielen Besuchern der Ausstellung entgangen sein dürfte. Die
allgemeine Disposition der Maschine mit Hervorhebung der hier zu besprechenden
Einrichtungen ist aus Fig. 1 Taf.
30, die specielle Construction des Injectors aus Fig. 2 bis
4 ersichtlich.
Das Kirchweger'sche Vorwärmrohr, welches direct über dem Ausströmrohr des
Dampfcylinders abzweigt, längs der Seitenplatform zurückgehend durch eine biegsame
Kupplung zum Tender übertritt und durch ein Uebersteigrohr in den Wasserkasten des
Tenders mündet, entspricht völlig der älteren Anordnung, mit Ausnahme der Abzweigung
vom Ausströmrohr, welche hier mit einer vom Führerstand aus stellbaren Klappe
versehen ist, um sowohl den gesammten Ausströmdampf in den Tender, als durch den
Schornstein zu entsenden, oder entsprechend zwischen beiden zu vertheilen. Es ist zu
erwarten, daſs in Folge dieser Einrichtung keinesfalls eine Vermehrung des
Gegendruckes auf den Kolben stattfindet, nachdem schon bei dem älteren
Kirchweger'schen Apparat mit unregulirbarer Abzweigvorrichtung ein derartiger
Nachtheil nicht nachgewiesen werden konnte.
Es handelt sich mm darum, das auf diese Weise leicht und ohne Störung der
Blasrohrwirkung bis zu 90 und 100° erwärmte Wasser dem Locomotivkessel zuzuführen.
Bekanntlich befördern selbst die vollkommensten der heute bekannten Injectoren das
ihnen zuflieſsende Wasser nur dann, wenn dessen Temperatur 60° nicht übersteigt
(vgl. 1876 220 188); Mazza läſst daher seinem Injector
das hochgradig erwärmte Wasser nicht allein zuflieſsen,
sondern sogar unter der vollen Kesselspannung zupressen. Zu diesem Zwecke ist unter dem Tender-Wasserkasten ein
Zwischenreservoir angebracht, welches einerseits durch das in Fig. 1
abgebrochen gezeichnete Wasserzulaufrohr mit dem Tender, andererseits durch das
Wasserablaufrohr mit dem an gewöhnlicher Stelle angebrachten Injector verbunden ist,
von dem aus endlich das Speiserohr das geförderte Wasser zum Kessel führt. Ist nun
dieses Zwischenreservoir mit heiſsem Wasser gefüllt, so wird die Verbindung zum
Tender abgeschlossen, dagegen ein Dampfventil auf dem Locomotivkessel geöffnet, aus
welchem der Kesseldampf durch eine biegsame Kupplung zum Tender geleitet wird und,
in der Höhe des Zwischenreservoirs austretend, einen ruhigen Druck auf die
Oberfläche des hier enthaltenen heiſsen Wassers ausübt. Wird jetzt der Injector in
Thätigkeit gesetzt, so erfolgt ohne jede Schwierigkeit das Speisen, bis das
Zwischenreservoir von Wasser geleert und mit Dampf gefüllt ist, dessen Wärme bei
neuer Wasserfüllung durch Condensation Nutzbar gemacht wird.
Der Injector selbst unterscheidet sich von einem normalen nicht saugenden Injector
nur durch die Construction des Ueberlauf- oder „Schlapper“-Ventiles. Während
dasselbe unter gewöhnlichen Umständen beim Speisen geöffnet werden muſs, damit an
der Uebergangsstelle der Düsen atmosphärischer Druck herrscht, ist es hier
erforderlich, einen der Temperatur des Wassers entsprechenden höheren Druck
herrschen zu lassen, um die Verdampfung des Speisewassers zu verhindern,
andererseits jedoch auch dem überflüssigen Wasser den Austritt zu ermöglichen. In
Folge dessen wird das Schlapperventil, wie aus Fig. 3
ersichtlich, mit einer Feder belastet, welche je nach Umständen mehr oder weniger
gespannt, gewöhnlich jedoch auf einen Ueberdruck von etwa 2at regulirt wird.
Eine Lastzugsmaschine der oberitalienischen Eisenbahn ist schon seit über einem Jahr
mit diesem interessanten Apparate ausgerüstet und ergab während 11 Monaten eine
Durchschnittsersparung von etwa 14 Proc. an Brennmaterial; auch wurde eine
wesentlich bessere Erhaltung der Kesselwandungen und speciell des Feuerkastens und
der Rohrwände festgestellt Dies findet darin seine vollständige Erklärung, als das
auf 1000 vorgewärmte Wasser seine Kohlensäure entweichen läſst und den gröſsten
Theil seiner Uneinigkeiten ausfällt, und schon aus diesem Grunde allein empfiehlt
sich die hier besprochene Einrichtung in allen Fällen, wo schlechtes Wasser verwendet werden
muſs, besonders dringend.
Müller-Melchiors.
Dampfmaschine von Lecointe und
Villette in St. Quentin (Fig. 5
und 6 Taf.
30).
Die genannte Firma, welche speciell in Zuckerfabriks-Einrichtungen arbeitet und
hiervon eine groſse Ausstellung veranstaltet hat, brachte auch eine
Zwillingsmaschine zur Ausstellung, deren eigenthümliche Steuerung in Fig. 5 und
6 Taf. 30 dargestellt ist.
Dieselbe, nach des Belgiers A. Zimmermann's System (vgl.
* D. R. P. Nr. 79 vom 10. Juli 1877) verwendet zur Dampfvertheilung zwei oben
liegende Eintrittventile, zwei unten liegende Austrittventile in der nach Sulzer's Vorgang immer allgemeiner werdenden Anordnung;
die Excenterstange bewegt direct die oscillirende Steuerscheibe für die
Eintrittventile und durch Vermittlung eines doppelarmigen Hebels die zum Anhub der
Austrittventile dienenden Winkelhebel (Fig. 5). Zum
Oeffnen der Eintrittventile dienen doppelarmige Hebel (genauer ersichtlich in Fig.
6), deren äuſserer Arm das betreffende Ventil anhebt, wenn der innere, mit
einer Stahlplatte armirte Arm durch die Steuerung nach abwärts gezogen wird. Dies
geschieht durch zwei an der Steuerscheibe angreifende und am oberen Ende durch
entsprechende Hebel im gleichen Bogen parallel geführte Mitnehmerstangen, welche
beim Hin- und Hergange der Steuerscheibe auf- und niedersteigen. Jede
Mitnehmerstange trägt einen drehbaren Daumen, welcher beim Aufgang der Stange von
dem abgeschrägten Ende des doppelarmigen Ventilhebels zurückgedrückt wird, ohne die
Stellung des Hebels zu verändern, aber sofort nach Passirung des Hebels (für die in
Fig. 6 gezeichnete Mittelstellung) durch eine Feder wieder nach vorwärts
gedrückt wird, bis der obere Anschlag des Daumens an einer vom Mitnehmer
vorstehenden Nase anliegt. In dieser Stellung bildet der Daumen gewissermaſsen ein Stück mit der Mitnehmerstange und wird, wenn er bei
dem nun erfolgenden Niedergange wider die Stahlplatte des Ventilhebels stöſst, durch
das hier auftretende Drehmoment nur immer fester gehalten, so daſs der Ventilhebel
der Abwärtsbewegung der Mitnehmerstange folgen und das Ventil öffnen muſs. Bei
dieser Bewegung beschreibt nun der Endpunkt des Mitnehmerdaumens, in Folge der
Hebelführung der beiden Enden der Mitnehmerstange, einen Kreisbogen, welcher den
Kreisbogen des Ventilhebelendes in der Mittelstellung der Fig. 6
gerade schneidet, so daſs beim fortgesetzten Abwärtsgauge der Mitnehmerdaumen sofort
den Ventilhebel verläſst und somit die Füllung Null stattfindet, nachdem der
Ventilhebel überhaupt nur die minimale Bewegung gemacht hat, welche zum linearen
Voreilen nöthig ist.
Soll gröſsere Füllung stattfinden, so werden die Drehpunkte der oberen
Parallelführungshebel nach auswärts gerückt, was in einfacher Weise dadurch geschieht, daſs
dieselben an beiden Enden eines doppelarmigen Hebels sitzen, welcher in der aus Fig.
5 ersichtlichen Weise mit dem Regulator in Verbindung steht. Dann rückt
der Mittelpunkt des den Weg des Mitnehmerdaumens bestimmenden Kreisbogens näher
gegen den Drehpunkt des Ventilhebels, so daſs sich die betreffenden Kreisbögen mehr
oder weniger übergreifen und entsprechend der Ventilhebel längere oder kürzere Zeit
mitgenommen wird. Sowie der Daumen den Hebel verläſst, wird das Ventil durch eine
Feder geschlossen und der Hebel kehrt in seine Mittelstellung zurück.
Es wird somit in einfachster Weise die Füllung vom Regulator variirt, während das
lineare Voreilen nahezu constant bleibt und nur durch den gröſseren oder geringeren
Hebelarm, auf welchen der weiter auſsen oder innen auf den Ventilhebel tretende
Daumen wirkt, etwas beeinfluſst wird; die Ausströmung bleibt natürlich stets
constant, ebenso wie selbstverständlich in Folge der Verwendung nur eines Excenters für Ein- und Ausströmung die obere
Füllungsgrenze zwischen 30 und 40 Proc. liegen muſs.
Von den Details der Ausführung ist noch zu bemerken, daſs die Ventile aus Stahlguſs
sind, ebenso deren Sitze, welche in den Cylinder eingesetzt sind und leicht
ausgewechselt werden können. Auch im Allgemeinen empfiehlt sich die Maschine durch
elegante Construction und gute Ausführung, welche sich schon darin ausspricht, daſs
die effective Leistung mit 87 Proc. der indicirten garantirt wird.
M-M.
Holzhobelmaschinen von J. und A.
Jensen und Dahl in Christiania (Fig. 1
und 2 Taf.
32).
Als besonders schwer gebaut und mit kräftigem Vorschub-Mechanismus versehen, fällt
die vierseitige Holzhobelmaschine auf, welche in Fig. 1 Taf.
32 dargestellt ist. Dieselbe besitzt drei horizontale und zwei verticale
Messerwellen und überdies ein Einlagstück mit drei geneigten feststehenden
horizontalen Schabmessern und zwei Gehäuse für verticale Schabmesser. Der
Vorschubmechanismus enthält acht schwere Vorschubwalzen von 305mm Durchmesser, wovon die ersten zwei oberen
geriffelt sind. Die Achsen der unteren Vorschubwalzen laufen in feststehenden
Lagern, jene der oberen sind in Hebeln gelagert, welche durch untenangehängte
guſseiserne Platten auf das Arbeitsstück niedergezogen werden. Durch zwei
Winkelhebel, welche durch eine horizontale, an dem das Bett überragenden Ende mit
Gewinde versehene Zugstange mittels der dort vorhandenen Kreuzgriffmutter
gleichzeitig bewegt werden und an ihren horizontalen Armen Zugstangen tragen, die im
Mittel dieser Platten eingehängt sind, können die oberen Vorschubwalzen der Höhe des
Arbeitsstückes entsprechend eingestellt werden. Die Vorschubwalzen sind in zwei
Gruppen zu je vier angeordnet. Zwischen beiden Gruppen liest die erste untere horizontale Messerwelle
und neben dieser das Einlagstück mit den drei feststehenden horizontalen
Schabmessern. Letzteres kann zum Auswechseln stumpf gewordener Messer leicht aus der
Maschine genommen und ebenso leicht wieder an seinen Platz gebracht werden. Ein
System von vier Druckwalzen, wovon eine über der Messerwelle und die andern drei
über den Schabmessern angeordnet sind, hält hier das Arbeitsstück kräftig nieder.
Die beiden verticalen Messerwellen mit freitragenden Messerköpfen folgen nach der
zweiten Gruppe der Vorschubwalzen und nach diesen die Gehäuse für die feststehenden
verticalen Schabmesser, an welche sich die zweite untere horizontale, der Höhe nach
verstellbare Messer welle und endlich die obere, gleichfalls der Höhe nach
verstellbare Messerwelle anschlieſsen. In diesem Theile wird das Arbeitsstück durch
fünf Druckwalzen nieder gehalten, wovon zwei zwischen den beiden verticalen
seitlichen Messerwellen zwei über der unteren und eine vor der oberen horizontalen
Messerwelle liegen. Die verticalen Messerwellen und die Gehäuse für die verticalen
Schabmesser sind der Breite des Arbeitsstückes entsprechend verstellbar. Der Antrieb
sämmtlicher Messerwellen und des Vorschubmechanismus erfolgt durch Riemen von der in
besonderen Ständern am Fuſsboden montirten Vorgelegewelle, welche 390 Umdrehungen in
der Minute macht; die Messerwellen drehen sich 3500 bis 3800 Mal. Der Vorschub
beträgt 10 bis 30m in der Minute je nach der Art
des zu hobelnden Holzes.
Die Wirkungsweise der Maschine ist nun leicht erklärlich. Die erste untere
Messerwelle nimmt die noch vom Sägeschnitte herstammenden Unebenheiten von der
unteren Fläche des Holzes, welches, über die feststehenden Schabmesser gehend, mit
ebener Auflagfläche zwischen den beiden verticalen Messerwellen hindurch geführt,
seitlich vorgehobelt und dann durch die feststehenden verticalen Schabmesser
seitlich geglättet wird. Die nun folgende zweite untere Messerwelle hobelt die
untere Fläche fertig. Zuletzt kommt die obere Messerwelle zum Angriff, welche das
Holzstück auf die geforderte Dicke zuhobelt. Diese in Thätigkeit befindliche
Maschine gestattet das Hobeln von 100 bis 300mm
Breite und 10 bis 100mm Dicke; das Gewicht
derselben beträgt 8520k. Maschinen dieser Art
sollen u.a. bei Friedrich Krupp in Essen in Verwendung
stehen.
Eine andere mit derselben Anzahl von Messerwellen wie die vor beschriebene Maschine
ausgestattete vierseitige Holzhobelmaschine, welche jedoch nur eine Gruppe von vier
Vorschubwalzen besitzt und zum Hobeln von Hölzern von 75 bis 230mm Breite und 10 bis 65mm Dicke bestimmt ist, unterscheidet sich in der
Construction von der vorgenannten nur wenig; die Druckvorrichtungen zeigen blos eine
abweichende Einrichtung. Die drei horizontalen, in einem Einlagstück befestigten
unteren Schabmesser sind auch hier vorhanden; die seitlichen Schabmesser fehlen jedoch. Der
Antrieb erfolgt auch hier durch Riemen von einer am Boden in besonderen Ständern
gelagerten Vorgelegewelle. Der Vorschub wechselt je nach der Holzart von 6 bis 21m in der Minute. Das Gewicht der Maschine beträgt
4300k.
In Fig.
2 Taf. 32 ist noch eine durch groſse Einfachheit der Construction
ausgezeichnete Handhobelmaschine der oben genannten Firma dargestellt. Der Tisch
dieser Maschine ist zweitheilig. Der eine Theil desselben liegt rechts, der andere
links von der einzig vorhandenen horizontalen Messerwelle. Jeder Theil kann
unabhängig vom andern durch keilförmige Bahnen vertical verstellt werden. Durch
diese Art der verticalen Verstellung werden auch beide Theile des Tisches stets
möglichst nahe an die Messerwelle herangerückt erhalten. Während der Arbeit steht
die eine Hälfte des Tisches stets in der Höhe des Messerkreises, um dem bereits
abgehobelten Theile des Arbeitsstückes solide Auflage zu gewähren; die andere Hälfte
aber ist um die Spanstärke tiefer gestellt. Das auf ersterer befestigte
Führungslineal kann gegen die Tischfläche beliebig geneigt werden. Die Messerwelle
wird durch einen Riemen vom Decken Vorgelege angetrieben, welches 660 Umdrehungen in
der Minute macht. Das Gewicht der Maschine beträgt 425k.
Es mag schlieſslich noch bemerkt werden, daſs sämmtliche norwegischen Hölzer, welche
in der Abtheilung von Norwegen ausgestellt sind, mit Maschinen von J. und A. Jensen und Dahl gehobelt wurden.
J. P.
Neuerungen an Webereimaschinen
(Fig. 3
bis 11 Taf.
32).
Die Maschinenfabrik Ziffer und Walker in Manchester hat
in einem eigenen Gebäude auſserhalb des Ausstellungsplatzes auf dem Marsfelde,
nächst der Porte Rapp, eine Reihe von Textilmaschinen
in Gang gesetzt, welche verschiedene Neuerungen aufweisen, von denen einige hier
besprochen werden mögen. Zunächst fassen wir die für F. H.
Ziffer patentirten Mechanismen (Englisches Patent * Nr. 3474 vom 9. October
1874) ins Auge, welche bei Webstühlen, Schlichtmaschinen u. dgl. eine regelrechte
Aufwindung und Abwicklung der Kette anstreben nach Principien, die in der letzten
Zeit von verschiedenen Constructeuren verfolgt werden, daher um so gröſsere
Beachtung verdienen. Das Organ ist hier ein Differentialräderwerk, welches
entsprechend dem Füllungshalbmesser des Garn- oder Waarenbaumes das Zahnrad auf der
Achse des letzteren rascher oder langsamer betreibt. Die Anordnung selbst richtet
sich natürlich nach der Maschine.
Ziffer's positive Aufwindevorrichtung für Webstühle
(Fig. 3 bis 7 Taf. 32)
ersetzt den positiven Regulator und macht den Sandbaum, die Waarenbaumhebel, sowie
die Gewichte hierfür entbehrlich; der Apparat ist somit besonders für schwere Stoffe
zu empfehlen, weil bei deren Herstellung auf den bisherigen Stühlen die Waare an dem Sandbaum leicht
rutscht und in Folge dessen die Schuſsdichte eine ungleichmäſsige wird.
Der Regulirapparat ist durch das Stelleisen A am
Stuhlgestelle befestigt. Auf der in A gelagerten Achse
B sitzt auſsen das Wechselrad C, von welchem die entsprechend der Füllung regulirte
Drehung von B mittels des Vorgeleges D, E auf das Rad F des
Waarenbaums Z übertragen wird. Die Achse B erhält zweierlei Drehung: 1) eine gleichmäſsige von
dem Sperrrade G durch die Klinke l1, welche in bekannter
Weise von dem Schlitzhebel l, der am Stelleisen V drehbar hängt, bezieh. von dem Ladenarm U bethätigt wird; 2) von dem Sperrrade I, das durch Schaltbewegung ebenfalls von dem Ladenarm
aus, jedoch nach Maſsgabe einer gröſseren Füllung des Waarenbaumes Z entsprechend schneller, gedreht wird, seine Bewegung
aber durch einen in der Büchse a eingeschlossenen
Differentialrädermechanismus dem Drehungsresultat von G
entgegen auf die Achse B überträgt, so daſs das
Wechselrad C bezieh. der Waarenbaum Z richtig aufwindet.
Das Sperrrad I wird von der Schiebklinke n getrieben, welche an der Schwinge N angebracht ist; letztere dreht sich leicht auf einer
Nabe des Stelleisens A und steht durch die Zugstange
bc mit der um g
drehbaren Schlitzplatte P in Verbindung, die durch eine
Stange S mit dem Ladenarm U zusammenhängt und mit diesem hin und her schwingt. Da nun der Bolzen c durch eine Stange mit dem Doppelhebel RT verbunden ist und von diesem herabgerückt wird, je
weiter der Fühler T durch die aufgewundene Waare von
der Achse des Baumes Z sich entfernt, so vergröſsert
sich der Ausschlag der Schwinge N mit der Füllung,
demzufolge auch die Drehung des Sperrrades I.
Das Sperrrad G sitzt nun lose auf der Achse B und gibt dieser seine Drehung unter Vermittlung des
in Fig. 4 im Schnitt angedeuteten Differentialgetriebes, dessen
Planetenräder in der Drehbüchse a gelagert sind. Auf
der anderen Seite sitzt das Sperrrad I auf einer
Büchse, welche auf der excentrischen Nabe J ein
Getriebe trägt, das in zwei innen verzahnte Räder L und
M eingreift, von denen ersteres ein oder mehrere
Zähne weniger hat als letzteres. Das Rad L ist fest am
Stelleisen A, M hingegen mit der Drehbüchse a fest verbunden. In Folge dessen erhält das
festgeschraubte Rädchen x auf der Achse B und dadurch das Wechselrad C u.s.f. mit steigender Füllung eine stetig langsamere Drehung.
Die Gegenklinke o des Sperrrades G sitzt auf einer durchgehenden Stange p,
welche mit dem Schuſswächter in solcher Verbindung steht, daſs G um einige Zähne zurückgehen kann, wenn der Stuhl beim
Reiſsen des Schusses ausgerückt wird.
Der Antrieb für den Kettenbaum bei Schlichtmaschinen (Fig. 8 und
9) ist in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, statt mittels Riemenconussen,
ausgeführt. Das den Kettenbaum Z treibende Stirnrad C erhält eine combinirte Drehung: 1) von der mit
gleichmäſsiger Geschwindigkeit umlaufenden Antriebswelle, welche mittels Riemen die
Scheibe G auf der Welle B1 und das Differentialgetriebe a von der einen Seite dreht; 2) von dem mit gröſserer
Füllung stets stärker bewegten Sperrrade I, das durch
Zwischenräder M die Drehbüchse a dergestalt treibt, daſs der Umlauf der Hohlachse B mit dem Rad C regelrecht verzögert
wird.
Zur Bewegung des Sperrrades I, welche hier von einem
Excenter auf der Hauptwelle ausgeht, dienen principiell die gleichen Hebel u.s.w.
wie oben und sind deshalb die übereinstimmend wirkenden Theile mit denselben
Buchstaben wie vorher bezeichnet, um weitere Erklärungen ersparen zu können.
Bei dem positiven Garnbaumregulator für Webstühle (Fig. 10 und
11 Taf. 32) ist die Einrichtung mit kurzen Worten erklärt. Hier wird der
Garnbaum Z bei abnehmender Füllung rascher gedreht
werden müssen, somit auch das Getriebe, welches in das Zahnrad F am Garnbaum eingreift. Dieses Getriebe sitzt fest auf
der Achse B, deren Drehung unter der Wirkung des
Räderwerkes Fig. 11
rechts steht. Das Sperrrad I wird durch einen
Schaltmechanismus bethätigt, welcher, wie aus Fig. 10 zu
entnehmen, um so mehr ausgibt, je geringer der Füllungshalbmesser ist. Das Rad I sitzt lose auf der Achse B mittels eines Rohres, welches bei J
excentrisch verstärkt ist und hier ein Zahnrad trägt, das in Eingriff steht mit den
zwei Rädern L und M;
ersteres ist fest am Stelleisen A, letzteres auf der
Achse B festgeschraubt und mit einem Zahn mehr oder
weniger versehen wie L. Die Wirkung ergibt sich von
selbst.
Im Anschluſs sei hier noch die Verbesserung (Englisches Patent * Nr. 1730 vom 10. Mai
1875) erwähnt, welche ein möglichst schnelles und sanftes Anhalten eines Webstuhles
ermöglicht, sobald der Schützen- oder der Schuſswächter wirkt. Die Antriebswelle
trägt zu beiden Seiten des Stuhles Bremsräder, gegen welche hinter denselben an den
Gestellwänden befestigte Bremsbacken gedrückt werden können, um die Drehung der
Hauptwelle zu unterbrechen. Um diese Bremsung nun möglichst ruhig wirkend und
elastisch zu machen, sind beide Bremsbacken mit beiden beweglichen Fröschen durch
wellenförmig gebogene Zugstangen aus Guſsstahl verbunden, so daſs sie beim Einfallen
der Stecher eine vorübergehende kleine Streckung annehmen können. Der scharfe Stoſs,
welcher in Folge des Einfallens der Stecher entsteht, sobald die Webschütze nicht
richtig in den Kasten kommt, wird dadurch bedeutend verkleinert und der oft
entstehende Bruch der Wächtertheile wesentlich vermindert. Dieselbe Vorrichtung
wirkt auch noch, wenn der Schuſsfaden bricht, weil der durch die Gabelwächter und
den Brustbaumhebel ausgeklinkte Federhebel mit dem einen Frosch verbunden ist und diesen
vorwärts zieht, so daſs an dieser Seite der Bremsbacken die Drehung der
Antriebswelle zu hemmen sucht.
Endlich verwendet F. H. Ziffer (Englisches Patent Nr.
2516 vom 29. Juni 1877) für trocken wie für naſs einzuschlagenden Schuſs glasirte
Steingutplatten als Belag der Streichbäume, färbt diese für helle Garne dunkel und
für dunkle Garne hell, um die darauf liegenden Fäden leichter unterscheiden zu
können.
R.
(Fortsetzung folgt.)