Titel: | Ueber Neuerungen an Pumpen. |
Fundstelle: | Band 255, Jahrgang 1885, S. 277 |
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Ueber Neuerungen an Pumpen.
(Patentklasse 59. Fortsetzung des Berichtes Bd.
254 S. 317.)
Mit Abbildungen auf Tafel
19.
Ueber Neuerungen an Pumpen.
Um mittels einer Kolbenpumpe eine fortwährende und
nahezu gleichförmige Wasserförderung zu bewirken,
schlägt die Société Poron Frères, Fils et Mörder in
Troyes, Frankreich (* D. R. P. Nr. 29987 vom 9. Juli 1884) die in Fig. 1 und 2 Taf. 19 veranschaulichte
Einrichtung vor. Die Pumpe als solche besteht wie gewöhnlich aus einem Rohre, in
welchem sich nach entgegengesetzten Richtungen 2 Ventilkolben bewegen. Die Bewegung
geschieht hier durch eine doppelt gekröpfte Welle, die in der Erweiterung des Rohres
gelagert ist und an welche die Pleuelstangen der durch Querstege noch besonders
geführten Pumpenkolben angreifen.
Die Wirkung dieser Pumpe, welche auſser den Kolbenventilen keiner Ventile bedarf, ist
die bekannte: Geht der untere Kolben aufwärts, so bewegt sich der obere abwärts. Der
untere Kolben saugt dabei, während er das über demselben befindliche Wasser durch
den oberen Kolben hindurch drückt. Beim Hub Wechsel tritt für einen Augenblick ein
Stillstand der Kolben ein; geht dann der untere Kolben abwärts, der obere aufwärts,
so saugt der obere durch den unteren Kolben hindurch und hebt zugleich das über
demselben befindliche Wasser. Die Pumpe ist also doppeltwirkend; zwischen den
einzelnen Hüben entstehen jedoch Pausen, während welcher die Wassersäule innerhalb
des Rohres zur Ruhe kommt. Um diese Ruhepausen nun trotz der fortwährenden und gleichmäſsigen Drehung der die Pumpe antreibenden
Riemenscheibe zu vermindern, erfolgt die Kraftübertragung von der Riemenscheibe auf
die Welle A nicht direkt, sondern mittels zweier
unrunden Zahnräder, bei denen die Radien der Theilcurven der Gleichung R + r = R' + r' = einer Constanten entsprechen. Durch die Röhre T geht also bei gleichmäſsiger Winkelgeschwindigkeit
der Riemenscheibe und ungleichmäſsiger Geschwindigkeit der Kolben ein Wasserstrom
mit nahezu gleichmäſsiger Geschwindigkeit hindurch. Vom theoretischen Standpunkte
ist eine derartige Einrichtung höchst interessant, vom praktischen Gesichtspunkte
weniger, weil die Herstellung der Zahnräder schwierig und kostspielige die Reibung
zwischen den Zahnrädern stellenweise sehr bedeutend und, trotzdem Saugrohr, Cylinder
und Druckrohr eine Mittellinie besitzen, die
Flüssigkeit doch viele Reibungswiderstände zwischen den Kurbeln und den
Pleuelstangen zu überwinden hat.
Eine ganz eigentümliche rotirende Maschine, welche sich
vielleicht, wenn es auf die Kosten des Dampfes weiter nicht ankommt, für hohe
Umlaufzahlen bewähren könnte (vgl. 1884 253 * 4), ist von
E. Lieberknecht in Eschwege und J. E. Broszus in Berlin (* D. R. P. Nr. 29650 vom 30.
April 1884) angegeben. Wie aus Fig. 3 bis 5 Taf. 19 zu entnehmen,
besteht die Maschine aus einer zweitheiligen Trommel a,
welche auf der Welle b festsitzt und in der Theilebene
einer Seite einen Schlitz zur Aufnahme des Schieberkolbens c hat. Ueber die Trommel ist ein bei d und
e getheilter Ringkanal f gelegt, welcher mittels angegossener Lappen g auf den Maschinenrahmen befestigt ist. Der Umfang des Ringkanales ist
bei a1 nach einer
geeigneten Herzcurve so weit eingezogen, daſs er den Umfang der Trommel a unmittelbar berührt, während eine in der Theilebene
des Ringkanales befindliche Stopfbüchsendichtung einen vollständigen Dampfabschluſs
nach rechts und links (sowie nach auſsen) herstellt.
In den beiden anliegenden Quadranten ist der Dampfkanal zu- bezieh. abnehmend hoch
und nur in dem dem Punkte a1 gegenüber liegenden Halbkreise besitzt derselbe gleiche Höhe. Im
Quadranten links findet durch einen Hahn o. dgl. Dampfeinströmung statt, bei rechts
Ausströmung; sind diese Einrichtungen für jede Seite doppelt vorhanden, so kann die
Maschine vorwärts- oder rückwärtslaufend gestellt werden.
Der Kolbenschieber c sitzt lose im Schlitze und wird nur
vermöge der Centrifugalkraft beim schnellen Umlaufe der Maschine gegen den Umfang
des Ringkanales gepreſst, während die dachartige Profilirung des Ringkanales den
beiden Schieberhälften c das Bestreben ertheilt, nach
rechts und links zu gleiten, um gleichzeitige seitliche Dichtung zu erzielen. Um der
zu groſsen ungleichen Abnutzung der Schieberflanken vorzubeugen, wird die Höhe des
Dampf kanales nur sehr niedrig bemessen auf Kosten einer gröſseren Breite der
Maschine. Die seitliche Abdichtung wird durch ringförmige Stopfbüchsen h hergestellt, derart, daſs der Stopfbüchsenring am
umlaufenden Theile der Trommel a festsitzt.
Der vollständige Dampfzutritt darf nur geschehen, wenn der Schieberkolben c die in Fig. 5 gezeichnete
Stellung eingenommen hat, d.h. wenn derselbe den höchsten Aushub vollendet, so daſs
unter der Volldruckwirkung keine radiale Verschiebung stattzufinden braucht. Für
gewöhnlich wird der Schieber durch Schraubenfedern hinausgedrückt.
Um den todten Punkt zu umgehen, setzt man auf die Welle zwei Maschinen, welche in der
Volldruckperiode mit einander abwechseln.
Für Kurbel-Kapselwerke mit Kolben verschiedener
Winkelgeschwindigkeit schlägt E. Oehlmann in
Berlin (* D. R. P. Nr. 29681 vom 27. April 1884) verschiedene Antriebsvorrichtungen
vor. Bei dem in Fig. 10 und 11 Taf. 19 in
Seitenansicht und Querschnitt dargestellten Kapselwerke sind als Beispiel Kolben u und v mit 4 Flügeln
gewählt; indessen kann die Anzahl der Flügel auch eine andere sein. Fig. 12 zeigt den einen
Kolben u
für sich; der andere
Kolben v ist diesem Kolben gleich und die einzelnen
Flügel der beiden Kolben u und v greifen, wie Fig. 11 zeigt, in
einander. Die Flügel beider Kolben bewegen sich dicht an der inneren Wandung der
Kapsel und sind *auf der einen Seite mit einer Scheibe u1 verbunden, die indessen auch fortfallen
kann. Die beiden Kolben bewegen sich während ihrer Drehung abwechselnd schneller und
langsamer. Während beispielsweise der in Fig. 11 schraffirte
vierflügelige Kolben u in der gezeichneten Lage nur
ganz langsam sich dreht, rücken die 4 Flügel des anderen Kolbens v nach der Pfeilrichtung schneller vor.
Dient in diesem Falle das Kapselwerk z.B. als Wasserpumpe, so strömt durch die 4 Einlaſsöffnungen o1, welche eine
Verbindung mit dem die Kapsel d ringförmig umgebenden
Einlaſskanale d2 (Fig. 10)
herstellen, Wasser nach der Pfeilrichtung in die 4 Kammern I ein, während das zuvor angesaugte Wasser aus den Kammern II, deren Inhalt durch schnellere Drehung von v jetzt verkleinert wird, durch die Austrittsöffnungen
o in den neben Kanal d2 angeordneten Ringkanal d1 fortgeschafft wird.
Diese Kanäle d1 und d2 sind mit
Anschluſsstutzen d3,
d4 für die Saug-
und Druckrohre versehen. Haben die Flügel des Kolbens v
diejenigen des Kolbens u eingeholt, so bewegt sich der
letztere schnell, während der Kolben u zurückbleibt,
die vorhin gefüllten Kammern I sich entleeren und die
entleerten Kammern II wieder gefüllt werden. Hierbei
rücken aber beide Kolben stets so viel vor, daſs für die betreffenden Kammern I und II stets die
folgenden Oeffnungen o, o1 das Wasser aus- bezieh. einlassen. Diese Oeffnungen o, o1 sind, wie aus
Fig. 10
zu entnehmen, etwas gegen einander versetzt. Die beschriebene, abwechselnde,
schnellere und langsamere Bewegung der Kolben während ihrer Drehung bewirkt demnach
eine stetige Ansaugung und Fortschaffung des Wassers bei fortlaufender Drehung der
Betriebswelle a. Diese Welle ist in den festen Lagern
l drehbar und jedes Ende der Welle kann mit einer
Riemenscheibe r versehen sein, mittels welcher sich
Drehung auf die Welle übertragen läſst.
Von dieser fortwährenden Drehung der Welle a wird die geschilderte, zeitweise langsamere und schnellere Drehung der
Flügelkolben u und v
mittels Umlaufgetriebe abgeleitet, welche auf jeder Seite der Kapsel d oder auch nur auf einer Seite derselben angeordnet
sind. In Fig.
10 sind an den Lagern l die Zahnräder b mit innerer Verzahnung befestigt, in welcher die
Zahnräder b1 rollen;
dieselben sind an den mit der Welle a verbundenen
Kurbeln k gelagert und mit Kurbeln c oder Excentern verbunden, deren Stangen s an Kurbeln e angreifen,
welche in der aus Fig. 12 ersichtlichen Weise auf den Hohlnaben n bezieh. m der kreisenden Flügelkolben u und v befestigt sind.
Das Zahnrad b1 links
befindet sich in der höchsten Stellung Fig. 8, wenn das
entsprechende Zahnrad b1 rechts (vgl. Fig. 9) seine tiefste
Stellung einnimmt. Wenn von der Welle a die Kurbel h (Fig. 8) in der Richtung
des Pfeiles nach rechts gedreht wird, so dreht sich die in der Kurbel k gelagerte Achse des Zahnrades b1, indem dieses an der inneren Verzahnung
von b sich abrollt, in der Richtung des Pfeiles nach
links. Jeder Punkt des Theilkreises des Zahnrades b1 beschreibt alsdann eine Hypocycloide und der
Zapfen i der mit der Achse des Zahnrades b1 zugleich sich
fortschreitend drehenden Kurbel e ebenfalls eine solche
Curve, wie durch die punktirte Linie x bis x3 angegeben ist. Dabei
schwingt die Stange s um den Zapfen am äuſseren Ende
der Kurbel e und, da nun die Bewegung des Kurbelzapfens
i ziemlich mit dem Schwingungsbogen der Stange s zusammenfällt, so ist leicht einzusehen, daſs während
der ersten Abschnitte der Bewegung von b1 und c die von k und s durch die Kurbel
c und Stange s
übertragene Drehung verzögert wird. Befindet sich hingegen die Kurbel c in der Lage Fig. 9, so wird bei
stetiger Drehung der Kurbel k die Kurbel s sich schneller drehen, so daſs während der einen
Hälfte der Drehung des Rades b1 durch die Kurbel c
eine Verzögerung und während der anderen Hälfte eine Beschleunigung der Kurbel e eintreten muſs.
Das Maſs der Verzögerung oder Beschleunigung ändert sich an jedem
Punkte, so daſs die
vorhin beschriebene zeitweise ungleichförmige Bewegung beider Kolben eintritt. Diese
Vor- bezieh. Nacheilung des einen Kolbens gegen den anderen erfolgt während einer
Umdrehung der Welle a je 4 mal. Während der nach der
Pfeilrichtung fortschreitende Zapfen i sich auf der
ersten Hälfte der Cycloidenbahnen x bis x3 befindet, bleibt der
Kolben u zurück, während der andere Kolben v voreilt, und umgekehrt, während der Zapfen i sich auf der zweiten Hälfte der Cycloidenbahnen
befindet, eilt der Kolben u vor, wogegen der andere
Kolben v nachbleibt. Der Durchmesser des Theilkreises
der Zahnräder ist genau gleich dem vierten Theil des Durchmessers des Theilkreises
der Verzahnung von b gewählt, so daſs also bei
einmaliger Drehung der Kurbeln k von dem mitgeführten
Kurbelzapfen i genau 4 Cycloidenbögen x bis x3 beschrieben werden.
In der Patentschrift sind noch 3 verschiedene Arten
Antriebsmechanismen, die den gleichen Zweck mit anderen Mitteln erreichen,
behandelt.
Um die Pressung bei Centrifugalpumpen und Gebläsen zu
erhöhen, ändert C. Schiele in Frankfurt a. M. (* D. R.
P. Zusatz Nr. 29654 vom 16. Mai 1884, vgl. 1884 251 *
522) die Flügelräder in der Weise ab, daſs der nach dem früheren Vorschlage um die
Schaufeln, einerlei welcher Construction dieselben sind, herumgelegte und mit dem
Rade fest verbundene Ring entweder an den Rändern ganz gerade bleibt, oder an dieser
Stelle, anstatt nach der Mitte zu, in entgegengesetzter Richtung nach auſsen gebogen
wird. Steht der Ring fest, ist derselbe also am Gehäuse befestigt, während das Rad
sich in dem Ringe dreht, so kann derselbe gleichfalls mit geraden Rändern versehen
sein, oder letztere sind scharf nach der Mitte hin, oder im Bogen nach auſsen
gebogen. Die Enden der Flügel passen sich in diesem Falle der Form des Ringes an.
Diese willkürlichen Form Veränderungen deuten darauf hin, daſs eine besondere
Wirkung durch die Einrichtung überhaupt nicht erzielt wird.
Carl Naeher in Chemnitz (* D. R. P. Nr. 29202 vom 10.
April 1884) glaubt den Dampfverbrauch bei Pulsometern
dadurch erheblich herabmindern zu können, daſs er statt eines einfachen sogen.
Balancierventiles 2 Balancierventile mit je einem Ventilpaare verwendet. Fig. 16 und
17 Taf.
19 stellen die Steuerkammer dar. Die Balanciers sitzen lose auf einer
gemeinschaftlichen Achse o, sind aber auſsen mit Armen
E versehen, welche mittels einer Schraube S mit Rechts- und Linksgewinde gegen einander verstellt
werden können. Die Entfernung der Ventile A, C von
einander kann infolge dessen geregelt werden, so daſs man den Beginn der
Condensationsperiode in der einen Kammer mit dem Ende der Saugperiode in der anderen
Kammer gleichzeitig erfolgen lassen kann. Beginnt unter dem rechten Ventile C die Condensation, so entsteht für den Augenblick hier
ein Mehrverbrauch an Dampf, im Räume B also eine Druck
Verminderung. Der über dem rechten Ventile A wirkende
volle Dampfdruck soll in Folge dessen eine schnellere Umstellung der Ventile
bewirken. Vortheile bietet diese Einrichtung gegenüber der alten bekannten nicht;
wohl aber sind umständlichere Einrichtungen in den Kauf zu nehmen. Von dem
Vorschlage, zu jedem Ventile A besondere Dampfkanäle zu
führen, welche mit Rückschlagventilen versehen sind, kann man auch nichts Besseres
erhoffen. Für die Verstellung der Balanciers gegen einander sind verschiedene
bekannte Einrichtungen vorgeschlagen.
Um mittels des hydraulischen Widders eine vom
Treibwasser unabhängige Flüssigkeit zu heben, hat With.
Fritz in Tübingen (* D. R. P. Nr. 29331 vom 18. Mai 1884) die in Fig. 6 Taf. 19
dargestellte Einrichtung vorgeschlagen: A bezeichnet
die Zuleitungsröhre aus der Treibquelle und B eine
elastische Röhre aus Kautschuk, welche als Verlängerung der Röhre A bis zum Sperrventilsitze C geführt ist. Um diese Röhre ist ein Cylinder D angebracht, in dessen beiden Deckeln die Kautschukröhre fest eingespannt
ist. Oben auf diesem Cylinder befindet sich der Windkessel mit Steigventil und unten
das Saugventil zum Abschlüsse der Saugleitung E. Hat
nun die durch das Rohr A strömende Wassersäule eine
bestimmte Geschwindigkeit angenommen, so hebt dieselbe das Stoſsventil C und schlieſst das letztere. In Folge des nun
erfolgenden Stoſses dehnt sich die elastische Röhre B
aus, drückt also einen Theil des im Cylinder D
enthaltenen Wassers durch das Steigventil in den Windkessel. Es tritt dann eine
Rückbewegung der Wassersäule in A ein, worauf sich das
Steigventil schlieſst und die Röhre B zusammenzieht.
Dies hat wieder zur Folge, daſs sich das Saugventil E
öffnet und neues Wasser nach D gesaugt wird. Das
Zusammenziehen hängt natürlich sehr von der Stärke der Röhre B ab. Wird dieselbe sehr dick gewählt, so kann die Saughöhe gröſser sein,
als wenn die Röhre schwach ist. In letzterem Falle kann wohl überhaupt von einem
Saugen nicht die Rede sein; vielmehr muſs die zu fördernde Flüssigkeit dem Cylinder
D zuflieſsen.
Wilh. Böhm jun. in Stuttgart (* D. R. P. Nr. 29339 vom
4. Mai 1884) schlägt für Widder statt des bekannten
Kegelstoſsventiles ein Röhrenkolbenventil vor, welches
oben durch ein besonderes Tellerventil überdeckt wird. Auſserdem liegt der
Windkessel unmittelbar über dem Stoſsventile. Das Wasser tritt durch den Stutzen c (Fig. 7 Taf. 19) unter den
Kolben h und hebt zunächst das Ventil g bis zu den Stellmuttern i, um alsdann den ganzen Kolben h in die Höhe
zu treiben. Das Wasser kann durch die in dem Arbeitscylinder b angebrachten Oeffnungen o austreten, von
denen zwei nur diesen Zweck haben, während die anderen zwei längeren Oeffnungen zur
Führung der Handgriffe k dienen. Der luftdicht in den
Arbeitscylinder eingepaſste Kolben h wird nun so lange
in die Höhe gehen, bis sich seine obere Kante mit der oberen Kante der Oeffnungen
o in gleicher Höhe befindet, worauf das Wasser
vollständig gegen auſsen abgeschlossen ist. Es kann aber vermöge seiner lebendigen
Kraft nicht sofort zur Ruhe kommen, sondern stöſst zwischen Kolben h und Ventil g hindurch
auf die Klappen e, öffnet dieselben und tritt
theilweise in den Windkessel ein. Ist das Gleichgewicht hergestellt, so fällt das
Ventil g auf den Kolben h
zurück, die Klappen e schlieſsen sich und der Kolben
h
wird theils durch den
Gegendruck im Windkessel, theils durch seine eigene Schwere zurückgetrieben und gibt
dadurch die seitlichen Oeffnungen im Arbeitscylinder b
wieder frei, worauf sich das Spiel des Wassers in oben beschriebener Weise
wiederholt.
Damit nun zwischen den Kolben h und die Klappen e keine Luft kommen kann, ist die Aufstellung des
Widders so angeordnet, daſs derselbe bis zur Klappenhöhe e unter Wasser steht. Zur Ergänzung der Luft im Windkessel ist von auſsen
bis unter die Klappen ein dünnes Röhrchen geführt, welches bei jedem Niedergange des
Kolbens ein wenig Luft ansaugt und unter die Klappen e
führt, von wo dieselbe mit dem Wasser in den Windkessel eintritt.
Um bei Bränden auf dem Lande die Jauchefässer zum
Wasserbeischaffen benutzen zu können, erfand J.
Friedrich Föttinger in Friedberg, Oberbayern (* D. R. P. Kl. 85 Nr. 29690
vom 2. Mai 1884) eine ebenso einfache wie praktische Einrichtung. Vor der
Ausfluſsöffnung des Rohres a (Fig. 13 bis 15 Taf. 19),
welches am hinteren Boden des Fasses befestigt wird, ist ein Schieber b angeordnet, welcher unten durch den Bolzen c, oben durch die Führung d gehalten wird und an beiden beweglich ist. Dieser Schieber hat zwei
Ausfluſsdurchlochungen e und f, an deren ersterer der Jauchevertheiler, eine Schaufel g, an letzterer ein Schlauchgewinde h befestigt ist. Der Schieber b endigt in einen Griff i, an dessen
Rückseite der Riegel k angebracht ist, der nach Fig. 14 in die
vordere Scheibe des Ausfluſsrohres eingreift und so den Verschluſs des letzteren
feststellt.
Die Anbringung eines Riegels an der Rückseite des Griffes und in Verbindung hiermit
die lothrechte Anordnung des letzteren ermöglicht es, den Verschluſs rasch und
leicht zu lösen und den Schieber hin- oder herüber zu werfen, in welchen Lagen er
dann durch das Eigengewicht des jeweilig unten befindlichen Theiles (entweder g oder h) verbleibt, ohne
daſs es einer weiteren Vorrichtung zum Feststellen bedarf.
Jauchevertheiler allein können, wie sie bis jetzt gebräuchlich sind, zu dem gedachten
Zwecke nicht verwendet werden, weil bei denselben das Wasser, wenn auch durch das
Jauchefaſs zugebracht, doch vorher in einen Behälter auslaufen und von diesem erst
in die Spritze gepumpt werden muſs. Dagegen kann mittels eines mit diesem Apparate
versehenen Jauchefasses bei einem ausbrechenden Brande Wasser herbeigeschafft und
ohne Zeitverlust durch Ankuppeln eines Schlauches l mit
dem Gegengewinde unmittelbar in die Spritze gebracht werden.