Titel: | Neuerungen an Dampfmaschinen. |
Autor: | Freytag |
Fundstelle: | Band 293, Jahrgang 1894, S. 78 |
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Neuerungen an Dampfmaschinen.
Mit Abbildungen.
Neuerungen an Dampfmaschinen.
Eine stehende Verbundmaschine mit zwei, Seite an Seite liegenden Arbeitscylindern von
W. C. Church in London, bei welcher die an
gewöhnlichen Verbundmaschinen mit dem Hubwechsel verbundenen Stösse in Fortfall
kommen, veranschaulichen die Industries and Iron vom
25. August 1893 entnommenen Abbildungen Fig. 1 und 2.
Textabbildung Bd. 293, S. 78Verbundmaschine von Church.A ist der seitlich am Niederdruckcylinder B angegossene Hochdruckcylinder; die Dampfvertheilung
der Cylinder regelt je ein entlasteter Flachschieber C
bezieh. D, wobei der Schieberkasten des
Hochdruckcylinders mit demjenigen des Niederdruckcylinders durch einen Kanal E in directer Verbindung steht. Beide Kolbenstangen GH sind an einen Kreuzkopf I angeschlossen, der mittels Pleuelstange J1, welche an dem ersteren derart
befestigt ist, dass die Gewichte beider Kolben sich nahezu ausgleichen, von der
Maschinenkurbel mitgenommen wird; ferner sind auch die beiden Schieberstangen KL mit einem Querstück M
verbunden, welches mittels Excenter eine auf und abwärts gehende Bewegung erhält.
Hierdurch erreicht man, dass, sowie frischer Dampf auf der einen Seite des
Hochdruckkolbens zuströmt und diesem eine Bewegung ertheilt, der Abdampf auf der
anderen Seite desselben in den Niederdruckcylinder gelangt und, indem er hier der
Kolbenbewegung
entgegen wirkt, behufs Vermeidung von Stössen beim Hubwechsel ein elastisches
Polster bildet. Sind mehrere Hochdruckcylinder vorhanden, so werden die
Kolbenstangen sämmtlicher Cylinder in ähnlicher Weise, wie in Fig. 1 ersichtlich, mit
dem Kreuzkopf verbunden, und zwar geschieht die Verbindung stets derart, dass sich
die Füllungsgrade der Cylinder ändern lassen. Liegen die Cylinder über den Kurbeln
und soll die Maschine mit Condensation betrieben werden, so wird auch das Gewicht
des Niederdruckschiebers ausgeglichen, indem die Stange desselben mit einem kleinen
Cylinder, dessen untere Seite offen und mit der Atmosphäre communicirt, in
Verbindung steht.
Textabbildung Bd. 293, S. 79Stehende Dampfmaschine von Wright. Bei der stehenden Dampfmaschine von J. Wright
in Westminster liegen, wie in Fig. 3 und 4
ersichtlich, drei Dampfcylinder A1A2A3 über einander, deren Kolben C1C2C3 durch eine
gemeinschaftliche Stange B mit einer Kurbel D auf der Schwungradwelle verbunden sind. Der bei E eintretende Dampf gelangt durch Kanäle in den ersten
Cylinder, von hier nach vollbrachter Arbeit in den zweiten, nachdem in den dritten
Cylinder und schliesslich durch den Kanal F in einen
Condensator oder die Atmosphäre. Die zur Dampfvertheilung dienenden Flachschieber
sind mit je einer Feder L behufs Anpressens derselben
auf ihre Gleitflächen versehen. Zur Verbindung der Kolbenstange mit der Kurbel dient
ein röhrenförmiges Gleitstück G, über dessen Zapfen H die doppelt gegabelten Enden der Pleuelstange I greifen, deren anderes Ende mit der Kurbel in der
gewöhnlichen Weise verbunden ist. Das Gleitstück G
führt sich auf dem äusseren Umfange der unteren Stopfbüchse.
Textabbildung Bd. 293, S. 79Fig. 5.Stehende Dampfmaschine von Wright. Da bei starker Verkleinerung der Füllung im Hochdruckcylinder der in
diesem wirksam gewesene Dampf zuweilen nicht hinreicht, um den Kolben des nächsten
Cylinders mit Ueberdruck bis aus Hubende zu schieben, was sich im Diagramm durch
Ueberschneidung der Schaulinie bemerkbar macht, hat J.
Wright die in Fig. 5 ersichtliche
Einrichtung getroffen (D. R. P. Nr. 74143). Der Dampf kommt durch f nach der Maschine, strömt durch f3 dem
Hochdruckcylinder A1 zu
und tritt aus diesem als Abdampf durch f5df6 in den zweiten Cylinder A2. Ist die Dampfmenge so gering,
dass sie nicht im Stande ist, den Kolben des letztgenannten Cylinders mit Ueberdruck
bis an das Ende seines Hubes zu treiben, so öffnet sich beim Ueberdruckwechsel ein
in der Scheidewand beider Cylinder angebrachtes Ventil U und lässt den stärker gespannten Abdampf von A2 aus dem Kanal d1 nach d
zurückströmen, wodurch die Einführung von Staub u. dgl. bei der sonst für diesen
Fall gebräuchlichen Lüftung vermieden wird. Dasselbe leistet das Ventil U1 für den durch f7d1f8 nach dem folgenden
Cylinder A3 geleiteten
Abdampf von A2 u.s.w.
Die Ventile kann man auch, wie bei U2 punktirt angegeben, so anordnen, dass sie vom
Regulator oder sonstwie mechanisch bewegt werden, also auch durch Hähne ersetzbar
sind.
Eine liegende Verbundmaschine von B. W. Burnet in New
York zeigen Fig. 6 bis
8.
Textabbildung Bd. 293, S. 79Verbundmaschine von Burnet.A ist der Hochdruck-, B
der Niederdruckcylinder, in deren Innerem sich aus einem Stück gegossene oder mit
einander verbundene Trunkkolben CD bewegen, deren
äussere Enden durch aufgeschraubte Platten geschlossen sind. Der Cylinder A besitzt zwei Oeffnungen EF, welche in einen gemeinschaftlichen Kanal ausmünden, der je nach der
Stellung eines Flachschiebers I mit den Oeffnungen G H des Niederdruckcylinders in Verbindung kommt.
Befindet sich der Schieber in seiner äussersten Linkslage, so treibt der in den
Cylinder A strömende Dampf die Kolben nach links;
danach bringt der Schieber beide Cylinder mit einander in Verbindung. Wegen der
grösseren Druckfläche des Kolbens D bewegen sich die
Kolben nun wieder nach rechts, und der im Cylinder B
wirksam gewesene Dampf strömt aus der Maschine.
Um ein Anlassen der Maschine aus ihrer Todtpunktlage bewirken zu können, ist ein mit
Absperrhahn versehenes Rohr angeordnet, durch welches Dampf hinter den
Hochdruckkolben strömt. Das Rohr J1 dient zur Ueberführung eines Theils des
Exhaustdampfes aus dem Hochdruck- in den Niederdruckcylinder, während der
verbleibende Rest durch einen entsprechend geformten Kanal in der Grundplatte der
Maschine entweicht. In Folge der beiden nach verschiedenen Richtungen in den
Niederdruckcylinder tretenden Ströme von Dampf soll eine bessere Wirkung desselben
erzielt werden. Die Pleuelstange ist mit den Kolben in der in Fig. 6 ersichtlichen
Weise verbunden und letztere führen sich behufs Vermeidung irgend welcher
Drehbewegungen mit einem Ansatz K in einem durch zwei
auf der Grundplatte befestigte Winkeleisen gebildeten Schlitz L.
Bei der W. H. Scott in Norwich unter Nr. 1135 vom 20.
Januar 1892 in England patentirten Dampfmaschine mit Drehschiebersteuerung erfolgt
eine zweistufige Expansion des Dampfes in einem einzigen Cylinder, indem derselbe erst auf der einen,
dann auf der anderen Seite des Kolbens Arbeit verrichtet. In der in Fig. 9 und 10 ersichtlichen
Anordnung sind auf der parallel zur Kolbenstange E
liegenden Spindel D drei flache, mit Oeffnungen
versehene kreisförmige Plattenschieber ABC befestigt,
von denen der erste auf einem Ventilsitz F rotirt und
den Eintritt frischen Dampfes auf die obere Kolbenseite regelt. Der zweite Schieber
B liegt auf dem Sitze G und regelt die Dampfvertheilung zwischen dem oberen und unteren
Cylinderende, während der dritte Schieber C die
Ausströmung des Dampfes vom unteren Ende des Cylinders regelt. Die Oeffnungen in
jedem Schieber lassen sich für eine beliebige Voreinströmung und irgend welches Fig. 10. Abschneiden des
Dampfes anordnen, und die Spindel, auf welcher sie befestigt sind, kann mit
derselben Geschwindigkeit wie die Kurbelwelle der Maschine rotiren bezieh. zur
Verminderung von Reibung mit einer Geschwindigkeit, welche von der Anzahl der
Oeffnungen in den Schiebern und deren Sitzen abhängig ist.
Textabbildung Bd. 293, S. 80Scott's Dampfmaschine mit Drehschieber.Textabbildung Bd. 293, S. 80Thom's Verbundmaschine.J. Thom in Glasgow hat zur Verminderung des Druckes auf
die Hauptlager der Kurbelwelle einer mit vier Kurbeln arbeitenden stehenden Drei-
oder Vierfach-Verbundmaschine, sowie um störende Bewegungen derartiger Maschinen
möglichst zu vermeiden, die in Fig. 10 und 12 an einer
Vierfach-Verbundmaschine ersichtliche Anordnung vorgeschlagen.
Mit A ist der Hochdruck-, mit B bezieh. C der erste bezieh. zweite
Mitteldruck- und mit D der Niederdruckcylinder
bezeichnet. Die Kurbeln A1 und B1 der
Cylinder A und B sind
gegenseitig um 90° versetzt, ebenso die Kurbeln B1 und C1 der Cylinder B und
C und auch die Kurbeln C1 und D1 der Cylinder C und
D, so dass die Kurbeln der Cylinder A und C bezieh. B und D einander diametral
gegenüber stehen, d.h. um 180° gegenseitig versetzt liegen. Die Schieberstangen je
zweier zusammenliegender Cylinder sind an doppelarmige Hebel E und F angeschlossen, welche unter
Zwischenschaltung einer Coulisse von je einem Excenter der Kurbelwelle so bethätigt
werden, dass die betreffenden Schieber zu einander entgegengesetzte Bewegungen
ausführen.
Bei Maschinen mit nur dreifacher Expansion des Arbeitsdampfes muss eine der
Expansionsstufen in zwei kleineren Cylindern gleichzeitig stattfinden, um die mit
Anordnung von Kurbel- und Schiebersteuerung in der erläuterten Weise verbundenen
Vortheile zu erlangen.
Textabbildung Bd. 293, S. 80Expansionsmaschine von Haython und Stuart. Eine stehende Dreifach-Expansionsmaschine von J.
Haython und J. Stuart in Follokshaws, Renfrew, N. B., mit nur einem
einzigen Steuerorgan für alle drei Cylinder zeigen Fig. 13 bis 15. Die Cylinder ABC sind aus einem Stück gegossen und in Dreiecksform
zu einander gelegt; ihre Kolbenstangen sind an einen dreieckigen Rahmen D angeschlossen, der durch ein Paar Stangen E mit zwei Kurbeln der Schwungradwelle G verbunden ist. Zwischen den Kurbeln liegt ein
Excenter, dessen Stange durch eine Aussparung des Rahmens D tritt und zur Bethätigung des in einer cylindrischen Kammer I untergebrachten Kolbenschiebers H dient. In der Kammer I
liegen nach den Enden jedes Cylinders führende Kanäle, inmitten derer noch ein Kanal
J1 vorhanden ist,
in welchem frischer Dampf nach dem Schieber strömt. Die Kammer I liegt zwischen den Kanälen des Hochdruckcylinders A, dessen Dampfvertheilung mittels einer Aushöhlung K im Schieber geregelt wird. Vom Hochdruckcylinder
gelangt der Dampf durch einen gekrümmten Kanal im Schieber nach dem
Mitteldruckcylinder B und von hier in ähnlicher Weise
durch Kanäle L in den Niederdruckcylinder C. Nach vollbrachter Arbeit in den drei Cylindern tritt
der Dampf durch Kanäle in das Schiebergehäuse und entweicht aus diesem durch die
Ausströmöffnung M.
Das Drosselventil N liegt direct über der Kurbelwelle
und wird von einem Regulator E eingestellt, der durch
konische Räder von der Schwungradwelle betrieben wird.
Eine eigenartige stehende 1000pferdige Dreifach-Expansionsmaschine ohne Condensation,
welche von John van Vleck für die Edison Illuminating Company's Central Station,
Twentysixth Street, New York, zum directen Betreiben von Dynamomaschinen entworfen
und von der Dickson Manufacturing Company in Scranton,
Nordamerika, erbaut wurde, beschreibt Industries vom
19. Februar 1892, S. 171.
Die Maschine arbeitet mit einem Dampfdruck von etwa 8,8 at (125 Pfund auf 1
Quadratzoll engl.) und soll vorzügliche Resultate ergeben haben; sie ist die erste stationäre
Dreifach-Expansionsmaschine Nordamerikas, welche gestattet, irgend welchen Cylinder
sammt Steuerung loszukuppeln, ohne die Maschine vorher zum Stillstand zu bringen, so
dass sie als Dreifach- oder Zweifach-Expansionsmaschine wie auch als
Eincylindermaschine Arbeit verrichten kann.
Die Dampfvertheilungsorgane werden unter Mitwirkung eines hydraulischen Regulators
von einer Joy-Steuerung bethätigt. Alle zur Maschine gehörigen Regulirvorrichtungen,
wie auch die Steuerungen befinden sich behufs leichter Zugänglichkeit an der
Stirnseite der Maschine angebracht.
Die jedesmalige Füllung der Cylinder lässt sich für jeden derselben auf einem an der
zugehörigen Kreuzkopfführung angebrachten Zifferblatt ablesen und auch ändern, wenn
die Maschine in Bewegung ist.
Textabbildung Bd. 293, S. 81Schnell laufende Dampfmaschine von Collmann. Um leichte Fundamente und Grundplatten bei Aufstellung von schnell
laufenden Dampfmaschinen verwenden zu können, hat A.
Collmann in Wien den letzteren eine in Fig. 16 und 17 ersichtliche Gestalt
gegeben. Der Cylinder A liegt hinter dem Cylinder B und die Kolbenstangen beider Cylinder sind mit
Kurbeln C verbunden, welche um 180° gegenseitig
versetzt liegen. Kolbenstangen und Kolben, wie auch die Kurbelstangen beider
Cylinder sind derart bemessen, dass ihre Gewichte annähernd gleich gross ausfallen,
so dass sie sich bei der Bewegung ausgleichen und Kraftäusserungen, herrührend von
der Trägheit und dem Moment der bewegten Theile, nicht auf das Fundament übertragen
werden, sondern in den geraden Arm D der Kurbeln
fallen. Die Kolbenschieber E und F für Hoch- und Niederdruckcylinder können in der auf
den Abbildungen ersichtlichen Weise angeordnet werden; der erstere wird unter
Mitwirkung eines Federregulators von einem auf der Schwungradwelle frei beweglichen,
der letztere von einem festen Excenter mitgenommen.
Ausser anderen, weniger bemerkenswerthen stehenden Dampfmaschinen der Firma Robey und Co. in Lincoln bringen Glaser's Annalen vom 1. September 1893 eine für
elektrischen Lichtbetrieb bestimmte stehende Maschine mit selbsthätiger
Expansionssteuerung und elektrischem Regulator;
letzterer hat sich nach jahrelangem Gebrauch als durchaus zuverlässig erwiesen,
indem er der Maschine, sowie der zu betreibenden Dynamo genau die Geschwindigkeit
ertheilt, welche sie für den jeweilig zu erzeugenden Strom haben soll.
Der Apparat besteht aus einem doppelten Solenoid, dessen Kerne an dem einen Ende
eines Hebels befestigt sind, dessen kurzer Arm mittels eines Tauchers direct auf den
Stiel eines Glockenventils drückt. Das Ventil passt frei in seinen Sitz und arbeitet
fast ohne Reibung; es ist indessen so angebracht, dass der Dampf ihm einen
constanten Druck nach oben gibt. Diesem Drucke hält am anderen Ende des Hebels eine
Feder das Gleichgewicht, welche, da das Hebelverhältniss 6 : 1 ist, nur ein Sechstel
des Dampfdruckes auszuüben braucht. Es treten daher zwei entgegengesetzte Kräfte in
Wirkung, welche einander beinahe aufheben. Wenn nun ein elektrischer Strom durch die
Drähte des Solenoids geschickt wird, werden dessen Metallkerne weiter
hineingetrieben und die Ventile theilweise geschlossen. Die Theile sind so ins
Gleichgewicht gebracht und eingestellt, dass der geringste Wechsel im Strome sofort
bemerkbar und von der Maschine mit einer Geschwindigkeit und Feinheit erwidert wird,
welche nichts zu wünschen übrig lässt.
Zur Feststellung, ob der Strom wirklich in gleichmässiger Stärke erhalten bleibt,
wenn man eine verschiedene Anzahl Lampen in denselben einschaltet, sowie zur
Vergleichung des Regulators mit Centrifugalregulatoren haben seiner Zeit angestellte
Versuche interessante Daten ergeben:
Lampen
Umdrehungen
Stärke des Stromesin Ampère
17
146
10,2
17
144
10,2
17
143
10,1
17
137
10,2
17
133
10,2
17
119
10,2
16
133
9,9
16
132
10,1
16
129
10,2
11
107
10,1
11
101
10,0
11
96
10,2
11
92
10,3
11
90
10,3
11
89
10,3
11
85
10,5
5
70
10,0
Die vorstehende Tabelle zeigt die Stärke des Stromes und die Geschwindigkeit, welche
zu verschiedenen Zeiten, wenn eine verschiedene Anzahl von Lampen brannte,
beobachtet wurde. Die Tabelle bezieht sich auf Bogenlicht und es ist aus derselben
ersichtlich, dass bei allen Geschwindigkeitsgraden von 70 bis 146 Umdrehungen und
mit jeder Anzahl von Lampen von 5 bis 17 der Strom wirklich in auffallender Weise
constant blieb. Diese Versuche sind oft wiederholt worden und haben stets dieselben
günstigen Resultate ergeben. Wenn bei voller Geschwindigkeit und während alle Lampen
brennen, der Strom unterbrochen wird, erfolgt die Absperrung des Dampfes
augenblicklich und die Maschine bleibt in weniger als einer Minute stehen.
Nachstehende Tabelle ergibt Resultate von Beobachtungen, welche an einem zwei Jahre
im Betriebe stehenden Apparate angestellt wurden, mit einer Maschine, welche 100
Lampen für acht Kerzen Lichtstärke Strom lieferte. Die Tabelle zeigt, dass mit jeder
Zahl von Lampen von 1 bis 90 die elektromotorische Kraft innerhalb eines
halben Volt constant blieb. In diesem Falle war die Dampfspannung im Kessel constant
erhalten worden, obgleich eine Aenderung von 1 at zulässig ist, ohne dass das
Resultat sich um mehr als 2 Proc. ändert.
Zahl derLampen
Zahl der Volts
Dampf-spannung
Dampfdruckim Schieber-kasten
Geschwindig-keit
90
53
80
50
130
80
52,5
80
47
129
70
52
80
45
128
60
53
80
43
128
50
53
80
40
128
40
53
80
36
128
30
53
80
33
126
20
53
80
30
126
7
53
80
28
125
1
53
80
26
125
Textabbildung Bd. 293, S. 82Expansionsmaschine von Thompson.J. Kemp in Govan, N. B., verbindet die Kolbenstangen je
zweier Seite an Seite liegender Cylinder einer mit vierfacher Expansion arbeitenden,
stehenden Schiffsmaschine mit einem Gleitstück, dessen hin und her gehende
Bewegungen mittels je einer gewöhnlichen Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen
werden; die beiden Kurbeln der letzteren stehen rechtwinklig zu einander.
Eine Verbesserung an Drei- und Vierfach-Expansionsmaschinen von W. B. Thompson in Dundee ist an der in Fig. 18 und 19 dargestellten
Dreifach-Expansionsmaschine erkennbar. Die drei Seite an Seite liegenden Cylinder
CC1C2 arbeiten mittels je
eines Balanciers B auf die Kurbelwelle A, deren drei Kurbeln so angeordnet liegen, dass sie je
einen Winkel von 90° mit einander bilden. Kurbelwelle, Gestell D für die Balanciers, sowie die Cylinder sind sämmtlich
auf einer gemeinschaftlichen Sohlplatte E
befestigt und zur Steuerung jedes Cylinders, welche hier mittels
Corliss-Schieber von je einer Schwingscheibe F aus
erfolgt, Excenter G auf der Kurbelwelle A vorgesehen. Die zwischen Kurbelwelle A und seiner Verlängerung H (Fig. 20
und 21) eingeschaltete
bewegliche Kuppelung J verhindert, dass bei einem
Setzen des Maschinenfundamentes die Kurbelwelle dieser Bewegung folgt und ihre
wagerechte Lage ändert; sie besteht aus zwei Hebeln, welche auf die Wellenenden
gekeilt oder mit diesen aus einem Stück geschmiedet sind und je zwei Zapfen K tragen, welche, wie Fig. 21 angibt, einzeln
mit Hilfe eines Gelenkes L verbunden sind, deren
Lagerstellen Kugelform haben.
Damit sich Schiffe, namentlich Kriegsschiffe, entweder mit voller oder bei geringerer
Geschwindigkeit mit grösstmöglicher Oekonomie des Dampfes fortbewegen, stellt R. R. Bevis in Birkenhead die Kurbelwelle der
Dampfmaschinen aus zwei Theilen her, welche zusammengekuppelt oder getrennt werden
können; im letzteren Falle verrichten nur die hinteren Cylinder Arbeit, während die
vorderen ausgekuppelt sind.
Textabbildung Bd. 293, S. 82Fig. 22.Bevis' Kurbelwelle aus zwei Theilen.Textabbildung Bd. 293, S. 82Fig. 23.Motor von Chatterton.Fig. 22 gibt die Ansicht einer Schiffsmaschine mit
dreifacher Expansion des Arbeitsdampfes und vier Cylindern – einem Hochdruckcylinder
A, Mitteldruckcylinder B und zwei Niederdruckcylindern CC1
– wieder. Die beiden letzteren Cylinder liegen vorn und
die Kurbelwelle ist bei D getheilt, wobei die beiden
Hülften durch eine Kuppelung mit einander verbunden sind. Wenn das Schiff sich mit
voller Geschwindigkeit bewegen soll, arbeiten alle vier Cylinder in der gewöhnlichen
Weise, anderenfalls wird der vordere Theil der Kurbelwelle und mit ihm beide Niederdruckcylinder
ausgekuppelt, so dass nur noch Hoch- und Mitteldruckcylinder, und zwar mit
geringerer Füllung als vordem, arbeiten.
Die Dampfvertheilung ist folgende: Arbeitet die Maschine mit dreistufiger Expansion,
so ist das Absperrventil E geschlossen und durch den
geöffneten Regulirschieber F tritt Kesseldampf in den
Hochdruckcylinder A. Nach vollbrachter Arbeit in diesem
Cylinder strömt der Dampf, wie gewöhnlich, in den Mitteldruckcylinder, nachdem durch
das Absperrventil G in die Niederdruckcylinder und
schliesslich in den Condensator. Die beiden Theile der Umsteuerungswelle HH1 sind durch
Kuppelungen JJ1 mit
einander verbunden. Sollen nur Hoch- und Mitteldruckcylinder Arbeit verrichten, so
ist das Absperrventil G zu schliessen und ein anderes
auf der Abbildung nicht ersichtliches Ventil zu öffnen, damit der Dampf aus dem
letztgenannten Cylinder in den Condensator treten kann. Bei irgend welchem Defect
des Hoch- oder Mitteldruckcylinders können auch die beiden Niederdruckcylinder
allein mit gedrosseltem Kesseldampf Arbeit verrichten.
Textabbildung Bd. 293, S. 83Motor von Chatterton. Um die in Folge Abkühlung der Wandungen eines Dampfcylinders während der
Expansionsperiode auftretenden Dampf Verluste möglichst zu verringern, hat B. Chatterton in London einen mit gesättigtem
Wasserdampf und einem brennbaren Gemisch von Gas und Luft abwechselnd betriebenen
Motor construirt, dessen Bauweise in Fig. 23 bis 25 angegeben ist.
Ein einfach wirkender Cylinder, dessen Kolben mittels Pleuelstange auf die gekröpfte
Kurbel der Schwungradwelle wirkt, arbeitet mit einem Einströmschieber B und einem Expansionsschieber C in gemeinschaftlichem Gehäuse, während ein auf dem oberen Theile des
Cylinders angeordnetes Ventil D mittels des von einem
Excenter der Schwungradwelle bewegten doppelarmigen Hebels E behufs Ausströmung der Verbrennungsgase bezieh. des Abdampfes zeitweise
geöffnet wird; den Rückgang des Ventils bewirkt eine in Fig. 23 ersichtliche Schraubenfeder.
Der mittels Lenker G von der Pleuelstange aus betriebene
Kolben der Pumpe F drückt das comprimirte Gemisch von
Gas und Luft in einen Behälter H, der im vorliegenden
Falle gleichzeitig als Tragsäule für die Grundplatte des Cylinders ausgebildet ist
und durch ein Rohr 1 mit einem der Kanäle des
Einströmschiebers communicirt. Beide Schieber werden durch einen äusseren
Steuerungsmechanismus derart hin und her bewegt, dass abwechselnd ein
explosives Gemenge von Gas und Luft oder aber gespannter Wasserdampf in den Cylinder
tritt. Das Gasgemisch wird durch irgend welche Zündvorrichtung in dem Cylinder zur
Explosion gebracht.
Eine 150pferdige stationäre Dreifach – Expansionsmaschine von der Fonderia Oretea in Palermo beschreibt der Praktische Maschinenconstructeur, 1893 S. 83, nach L'Industria.
Die Maschine ist nach Art der bekannten stehenden Schiffsmaschinen mit drei Cylindern
gebaut und mit Regulator, sowie einer von demselben beeinflussten bemerkenswerthen
Expansionssteuerung versehen, deren Construction und Wirkungsweise Fig. 26 erkennen lässt.
Textabbildung Bd. 293, S. 83Fig. 26.Dreifach-Expansionsmaschine der Fonderia Oretea. Der Dampf tritt nach Oeffnen eines in der Hauptleitung eingeschalteten
Schiebers durch Zweigrohre bei A in die Gehäuse der
Expansionsschieber d. Diese sind kolbenartig
ausgeführt, haben ringförmige Schlitze und werden mittels Stangen durch Spiralfedern
von der wagerechten Mittellinie der Cylinder auf bezieh. abwärts gepresst gehalten,
so dass sie die Oeffnungen in den umgebenden Hülsen nach den Schiebern n1 zu verschliessen und
den Dampf absperren. Zwischen den beiden Gehäusen der Schieber d sind die Welle s und zu
beiden Seiten derselben die Wellen q in den Vorsprüngen
r gelagert. Eine von der Kurbelwelle umgetriebene
Welle überträgt deren Drehung mittels Kegelräder im Verhältniss 1 : 2 auf die Welle
s, so dass die unrunden Erhöhungen der auf
derselben befindlichen Muffe f die an den Wellen q sitzenden Winkelhebel e
bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle zweimal seitwärts bewegt, um die
Expansionsschieber d zu öffnen. Die Muffe f ist auf der Welle s
verschiebbar und durch einen in ihre Nuth eingreifenden Ring, einen Winkelhebel,
sowie die Stange i mit dem Regulator verbunden, um die
Expansionsschieber d nach Bedarf früher oder später
schliessen zu lassen. Der durch dieselben gegangene Dampf wird von den
Muschelschiebern n1 in
den Hochdruckcylinder ein- und nach erfolgter Arbeit in diesem in den Dampfmantel
ausgelassen. Von hier tritt der Dampf in den Mitteldruck-, danach in den
Niederdruckcylinder, die beide von Trick'schen
Kanalschiebern gesteuert werden, und schliesslich durch eine Höhlung des
Maschinengestelles in den Condensator.
Um sämmtliche Theile der Maschine leicht zugänglich zu machen, ruhen die mit einander
verschraubten Cylinder hinten mittels dreier Füsse auf den hohlen Böcken des
Maschinengestelles, vorn mittels zweitheiliger Vorsprünge auf stählernen
Stangen.
Die Abdichtung der Stopfbüchsen geschieht grösstentheils durch Metallringe von
dreieckigem Querschnitte und das gleichmässige Anziehen der vier Schraubenmuttern
wird dadurch
gesichert, dass diese theilweise zu Getrieben ausgebildet sind, welche in ein die
Kolbenstange umfassendes Stirnrad eingreifen.
Die Kurbelwelle ist mit drei Kurbeln versehen, welche so versetzt sind, dass beim
Umlaufen auf die Hochdruckkurbel die Niederdruckkurbel und auf diese die des
Mitteldruckcylinders folgt.
Einige Abmessungen der Maschine sind folgende:
Durchmesser
des
Hochdruckcylinders
320
mm
„
„
Mitteldruckcylinders
500
„
„
„
Niederdruckcylinders
780
„
Gemeinschaftlicher Kolbenhub
560
„
Minutliche Umdrehungszahl
90
Textabbildung Bd. 293, S. 84Fig. 27.Spinnereimaschine von Adamson und Co. Die von Daniel Adamson und Co. in Dukinfield
bei Manchester für die Spinnerei der Cogry Flax Spinning
Company in Doagh bei Belfast erbaute Dreifach-Expansionsmaschine arbeitet
nach Industries and Iron vom 6. October 1893 mit vier
Cylindern, in denen der Hoch- und ein Niederdruckcylinder die eine, der Mittel- und
der zweite Niederdruckcylinder die andere Maschinenseite bilden. Die Cylinder jeder
Maschinenseite liegen hinter einander und arbeiten auf zwei um 90° gegenseitig
versetzte Kurbeln.
Der Hochdruckcylinder hat 356 mm, der Mitteldruckcylinder 610 mm und jeder
Niederdruckcylinder 660 mm Bohrung; der gemeinschaftliche Kolbenhub beträgt 1219 mm.
Die Maschine entwickelt mit 70 minutlichen Umdrehungen und einer Dampfspannung von
11,25 at (160 Pfund auf 1 Quadratzoll engl.) 550 bis 600 . Diese Leistung
wird mittels eines als Seilscheibe ausgebildeten Schwungrades von 5,490 m
Durchmesser durch 20 je 41 mm (1⅝ Zoll engl.) starke Seile auf die einzelnen
Arbeitsmaschinen übertragen.
Die einfach wirkenden Luftpumpen werden mittels aus Stahlblechen hergestellter Hebel
vom Kreuzkopfe jeder Maschinenseite aus betrieben und liegen mitsammt den
Condensatoren unmittelbar unter den Kreuzkopfführungen der Maschinenrahmen.
Hoch- und Mitteldruckcylinder besitzen selbsthätige, von je einem Regulator
beherrschte Steuerung, die beiden Niederdruckcylinder von Hand einstellbare
Expansionssteuerungen, System Wheelock, welche Fig. 27 in der jetzigen Ausführung angibt.
An den Enden jedes Cylinders liegende rostartig durchbrochene Flachschieber gleiten
auf ähnlich gestalteten Flächen eingesetzter runder Gehäuse und bewirken bei nur
geringer Verschiebung eine verhältnissmässig schnelle Vergrösserung der
Durchgangsquerschnitte.
An jedem Schieber sitzen neben zwei aufgegossenen Knaggen kleine Lenkstangen, welche
von Kniehebeln bethätigt werden, die auf Wellen befestigt sind, welche durch
den dieser Steuerung eigenthümlichen Mechanismus (1890 275 * 490) bewegt werden. Den Dampfabschluss bewirken nach erfolgter
Auslösung der Mitnehmer inmitten jedes Cylinders liegende Luftbuffer. Die Maschine
soll bei einer indicirten Leistung von 350 nur 0,567 k Kohlen für jedes
Stundenpferd gebraucht haben.
Eine von Coll, Marchant und Morley in Bradford erbaute
200pferdige liegende Tandem-Verbundmaschine beschreibt Industries and Iron vom 9. Februar 1894.
Der Hochdruckcylinder arbeitet mit der 1892 286 * 126
beschriebenen zwangläufigen Hahnsteuerung von Morley,
der Niederdruckcylinder mit einem Trick'schen
Kanalschieber.
Die eigenartige Uebertragung der Kolbenbewegungen einer von John Musgrave and Sons in Bolton erbauten Vierfach-Expansionsmaschine der
Peel Spinning and Manufacturing Company's mill in
Bury auf die Kurbelwelle veranschaulicht die American
Machinist vom 26. Januar 1893, S. 5, entnommene Abbildung (Fig. 28).
Textabbildung Bd. 293, S. 84Fig. 28.Vierfach-Expansionsmaschine von Musgrave and Sons. Die vier Cylinder der bei 80 minutlichen Umdrehungen und einem Dampfdruck
von 14 at mit 1600 indicirten arbeitenden Maschine liegen zu je zwei auf
beiden Seiten des als Seilscheibe ausgebildeten Schwungrades von 6,4 m Durchmesser
und werden mittels Corliss-Schieber gesteuert. An die beiden Kreuzköpfe jeder
Maschinenseite schliessen sich in Gestalt dreieckiger Rahmen ausgebildete
Pleuelstangen an, deren untere Enden auf um 180° gegenseitig versetzte Kurbeln
wirken, so dass die Gewichte der hin und her bewegten Theile sich ausgleichen.
Zufolge der in Fig. 28 ersichtlichen Verbindung der
Pleuelstangen mit den Kreuzköpfen erreichen die Kolben zweier zusammengehöriger
Cylinder nie gleichzeitig das Ende ihres Hubes, und es ist demnach ihre Wirkung auf
die Kurbelwelle dieselbe, als wenn zwei um 90° gegenseitig versetzte Kurbeln für
jede Maschinenseite angeordnet wären; hierbei bleibt jedoch noch zu bemerken, dass
mit der vorliegenden Ausführung eine allmähliche Kraftübertragung auf den
Kurbelzapfen verbunden ist, Stösse und Schwingungen namentlich bei grossen
Geschwindigkeiten demnach kaum in dem Maasse auftreten können, als gewöhnlich.
Inmitten des oberen Steges jeder dreieckigen Pleuelstange greift ein wagerechter
Hebel an, der um einen festen Zapfen des Maschinengestelles schwingt, so dass die
mit den Kreuzköpfen verbundenen Enden der Pleuelstangen sich beinahe senkrecht auf
und ab bewegen und seitliche Drücke auf die Führungen, welche Reibung und Abnutzung
hervorrufen, in Wegfall kommen. Die gedrängte Anordnung der Maschine gestattet, dieselbe in einem
Raum von nur 9,8 m Breite und 11,6 m Tiefe aufzustellen, d.h. sie erfordert nur
ungefähr ⅓ des Raumes einer wagerechten Maschine von gleicher Leistung zu ihrer
Aufstellung. Die Einströmschieber des ersten und zweiten Cylinders werden für
Füllungen von Null bis ¾ des Kolbenhubes vom Regulator, diejenigen des dritten und
vierten Cylinders von Hand eingestellt.
Die beiden von Verlängerungen der bereits genannten wagerechten Hebel aus betriebenen
Luftpumpen besitzen je 660 mm Durchmesser und 380 mm Kolbenhub. Die Kurbelwelle hat
420 mm und an der Befestigungsstelle des Schwungrades 482 mm Durchmesser; die Lager
von 380 mm Bohrung sind 762 mm lang. Die Kurbelzapfen haben 230 mm Durchmesser und
270 mm Länge. Die Arbeitsübertragung von dem Schwungrade nach den einzelnen Sälen
geschieht durch 36 Seile von je 41 mm Durchmesser.
Textabbildung Bd. 293, S. 85Dampfturbine von Seger. Um die Wirkung des Dampfes bei Dampfturbinen besser als früher
auszunutzen, lässt Eberhard Seger in Stockholm nach dem
Oesterreichisch-ungarischen Patentblatt, Nr. 19,
den Dampf auf mehrere Turbinenräder hinter einander wirken, ohne dass der Uebergang
von einem Rade zum anderen durch irgend welche zur Verminderung der Wirkung
desselben beitragende Leistungen vermittelt wird, und ohne dass die
Bewegungsrichtung des Dampfes verändert zu werden braucht. Eine weitere Steigerung
der Wirkung einer derartigen Turbine kann durch eine untenstehend erläuterte
Räderübersetzung zwischen den Achsen der Turbinenräder erreicht werden. Die
Steuerung besteht nach den in Fig. 29 bis 31 ersichtlichen Abbildungen darin, dass die Turbinenräder a und b dicht neben
einander gelegt werden und eine solche Stellung zu einander erhalten, dass ein Theil
ihrer Schaufeln einander deckt. Wenn dann der Dampfstrahl mitten von der Stelle c eingelassen wird, wo die Räder einander decken, so
stösst derselbe zuerst gegen die Schaufeln in dem ersten Rade a und dreht dasselbe in der angedeuteten Pfeilrichtung,
worauf er auf die Schaufeln des dahinter liegenden Rades b wirkt und dasselbe so in Umdrehung setzt, dass die Schaufeln beider
Räder eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung erhalten. Wenn die Räder so gestellt
werden, dass sie einander schneiden, so werden ihre Achsen in derselben Richtung
rotiren, wie Fig. 30
angibt. In diesem Falle wird es möglich, durch einfache Räderübersetzung die von den
Turbinenachsen aufgesammelte Kraft direct auf die Hauptachse zu überführen. Dies
geschieht dadurch, dass man die Achsen der Turbinenräder ab mit je einem Zahnrad de versieht, welche
mit einem auf der Hauptachse sitzenden Zahnrad f in
Eingriff stehen. Die Durchmesser der Zahnräder de
müssen nach der Geschwindigkeit der entsprechenden Turbinenräder gewählt werden.
Man kann natürlich mehr als zwei Turbinenräder verwenden, indem man die Achse des
Rades a verlängert und auf derselben ein drittes
Turbinenrad anbringt, welches theilweise das Rad b
deckt, sowie auf der verlängerten Achse des Rades b ein
viertes Rad anbringen, welches theilweise das dritte Rad in derselben Weise deckt,
wie die Räder a und b
einander decken. Selbstverständlich muss die Form der Schaufeln an den letzteren
Rädern der abnehmenden Geschwindigkeit des Dampfes entsprechend gewählt werden.
Ferner kann man auch die Räder in solcher Weise anordnen, dass sie immer einander
tangiren (Fig. 32),
ebenso wie man auch die Räder sich vollständig einander decken lassen kann (Fig. 33), obgleich
letztere Anordnung wegen der erforderlichen verwickelten Uebersetzungsanordnung
nicht von praktischem Nutzen sein dürfte.
Freytag.