Titel: | Ueber die Locomotivmaschine des Hrn. R. Stephenson. |
Fundstelle: | Band 59, Jahrgang 1836, Nr. LXVII., S. 401 |
Download: | XML |
LXVII.
Ueber die Locomotivmaschine des Hrn. R. Stephenson.Bei dem allgemeinen Interesse, welches die Dampfwagen nunmehr gluͤklicher
Weise auch in Deutschland auf sich gezogen, werden uns unsere Leser wohl Dank
wissen, wenn wir ihnen, ungeachtet die Stephenson'schen Dampfwagen oder Locomotivmaschinen bereits vielfachen
fruͤheren Artikeln in unserem Journale zu Grunde legen, oder eine der
vollstaͤndigsten Beschreibungen dieser Maschinen mit den darauf glichen Berechnungen gleichsam als einen
concentrirten Auszug aus dem bisher Bekannten mittheilen. Wir bemerken nur noch,
daß dieser Aufsaz, der einem der schaͤzbarsten technischen Werke
Frankreichs entnommen ist, noch bis in den neuesten sechsraͤderigen
Patent-Locomotivmaschinen des Hrn. St. Hensen
die wir im LIV. Bande unseres Journales, S. 429 nach der englischen
Patenterklaͤrung beschrieben, enthaͤlt, daß wir jedoch auch auf
diese neuere Verbesserung demnaͤchst in einem ausfuͤhrlicheren
Artikel zuruͤkkommen werden.A. d. R.
Aus dem Portefeuille industriel du Conservatoire des arts
et métiers. Tome premier.
Mit Abbildungen auf Tab.
VI.
Stephenson's Locomotivmaschine.
Die Locomotivmaschinen oder Dampfwagen, deren man sich gegenwaͤrtig mit so
außerordentlichem Erfolge auf den Eisenbahnen bedient, haben erst nach vielfachen
und zum Theil fruchtlosen Versuchen ihre jezige Vollkommenheit erlangt. Die
Anstrengungen eines halben Jahrhunderts und die Ausdauer vieler ausgezeichneter
Talente waren erforderlich, um alle die Schwierigkeiten zu uͤberwinden, die
sich der Ausfuͤhrung dieser Art von Maschinen entgegen stemmten. Die Idee der
Anwendung der Dampfkraft zum Fortschaffen von Wagen findet man im Keime wenigstens
schon in den Schriften jener Maͤnner angedeutet, die zuerst uͤber die
mechanischen Eigenschaften des Dampfes schrieben. Doch scheint es, daß die ersten
eigentlichen Versuche in dieser Hinsicht nicht weiter als bis zum Jahre 1770
zuruͤkreichen, und in Frankreich von dem Ingenieur Cugnot, dem Urheber mehrerer wichtiger Erfindungen und dem Verfasser
einiger ausgezeichneter Werke uͤber Festungsbau angestellt wurden. Cugnot hatte anfangs nur ein kleines Modell verfertigt;
auf den guͤnstigen Erfolg hin, den schon dieses hatte, gestattete ihm jedoch
der damalige Kriegsminister, Herzog von Choiseul, im koͤnigl. Arsenale einen
vollkommenen Wagen von groͤßeren Dimensionen zu erbauen. Dieser Wagen
existirt noch gegenwaͤrtig in den Sammlungen des Conservatoire; er ist sehr
solid gebaut und mit einem sinnreichen Mechanismus ausgestattet; auch sagt man, daß
er bei den damit
angestellten Versuchen eine solche Geschwindigkeit erreichte, daß er eine im Wege
stehende Mauer umwarf. Dieses Resultat scheint uns um so wahrscheinlicher, als die
Mittel zur Lenkung und Maͤßigung der von dem Dampfe mitgetheilten Bewegungen
sehr unvollkommen sind. Um dieselbe Zeit beschaͤftigte sich uͤbrigens
auch Watt mit ebendiesem Gegenstande; denn er gibt in
seinen von den Jahren 1769 und 1784 datirten Patenten eine Methode an, wie sich der
Dampf zur Bewegung von Wagen benuzen laͤßt; doch scheint es nicht, daß er
irgend etwas zur Ausfuͤhrung seines Planes gethan habe.
Der Anwendung des Dampfes auf den gewoͤhnlichen Straßen standen auch wirklich
außerordentliche Schwierigkeiten entgegen: Schwierigkeiten, die selbst
gegenwaͤrtig noch nicht uͤberwunden sind. Die Eisenbahnen boten weit
groͤßere Vortheile; und diese zu benuzen hatten die HH. Vivian und Trevithik zuerst die Idee. Sie
beschreiben auch in ihrem Patente vom Jahre 1802 einen fuͤr den
Eisenbahndienst geeigneten Dampfwagen, und ein solcher Wagen, der mehrere schwer
beladene ihm angehaͤngte Karren zog, war auch wirklich vom Jahre 1804 an auf
der Eisenbahn von Merthyr Tydwill in
Thaͤtigkeit.
Bei allem dem blieb jedoch an den Dampfwagen ein wesentlicher Punkt, uͤber den
man sich a priori einen falschen Begriff gemacht hatte,
und der deren Erfolg selbst auf den Eisenbahnen fuͤr lange Zeit in Zweifel
sezte. Man lebte naͤmlich in der Ueberzeugung, daß, wenn der Wagen eine etwas
große Last fortzuschaffen haͤtte, die Adhaͤsion der Raͤder an
den Schienen keinen hinreichenden Widerstand darbiete, um das Glitschen der
Raͤder und das Umlaufen derselben, ohne daß der Wagen dadurch in Bewegung
geraͤth, zu verhuͤten. Man gab sich daher von Vorne herein alle
moͤgliche Muͤhe diesem eingebildeten Fehler abzuhelfen, und machte
dadurch den Mechanismus so complicirt, daß der Dienst der Maschinen nothwendig
unregelmaͤßig und kostspielig werden mußte. Die von Blenkinsop im Jahre 1811, von W. und L. Chapman
im Jahre 1812, und von Brunton im Jahre 1813 erfundenen
Dampfwagen waren offenbar unter dem Einflusse dieser irrigen Ansicht gebaut. Die
Maschine von Blenkinsop ist naͤmlich zu beiden
Seiten mit Zahnraͤdern versehen, welche in zahnstangenaͤhnliche
Schienen eingreifen sollten; sie war laͤngere Zeit in Thaͤtigkeit, um
die Steinkohlen von Middleton nach Leeds zu schaffen. – Die HH. Chapman bewirkten die Adhaͤsion mittelst einer
zwischen den beiden Schienenreihen nach der ganzen Laͤnge der Bahn gezogenen
und an beiden Enden befestigten Kette, welche um eine Rolle lief, die von der
Maschine in Thaͤtigkeit gesezt wurde, so daß auf diese Weise eine Art von Bugsiren mit fixem
Punkte erzeugt ward. Eine derlei Maschine wurde auf der Eisenbahn in Heaton bei
Newcastle in Anwendung gebracht, jedoch schnell wieder aufgegeben. – Hr. Brunton versuchte den Hintertheil seiner Maschine mit
zwei langen gegliederten Stangen, die die Stelle von Fuͤßen vertreten
sollten, auszustatten; mit diesen Fuͤßen, die sich gegen den Boden stemmten,
soll die Maschine wirklich bei mehreren Versuchen gut fortgetrieben worden seyn;
dessen ungeachtet ist uns nicht bekannt, daß man sich dieses Mechanismus irgendwo
wirklich bedient habe.
Diese Versuche hatten sich noch auf tausendfache Weise erfolglos abaͤndern
lassen, wenn nicht Hr. Blackett auf die gluͤkliche
Idee gekommen waͤre, durch directe Versuche zu zeigen, wie groß die
Adhaͤsion zwischen den Raͤdern und Schienen ist. Diese Versuche fielen
ganz befriedigend aus, und schon zu Anfang des Jahres 1814 hatte Hr. G. Stephenson eine nach diesem Principe gebaute Maschine auf
der Eisenbahn von Killingworth in Thaͤtigkeit gebracht. Da jedoch immer noch
eine Spur des Mißtrauens in die Adhaͤsion der Raͤder geblieben war, so
erzeugte Stephenson auch an den Randleisten der
Raͤder eine Reibung; und aus demselben Grunde brachte er auch zwischen der
Maschine und dem Munitionswagen eine endlose Kette an, um auch von der
Adhaͤsion der Raͤder des lezteren Nuzen ziehen zu koͤnnen. Die
Erfahrung zeigte jedoch bald, wie unnuͤz und uͤberfluͤssig
diese beiden Vorsichtsmaßregeln waren, bis endlich als ausgemacht feststand, daß die
Adhaͤsion zwischen Raͤdern und Schienen vollkommen genuͤgt, um
sehr bedeutende Lasten fortzuschaffen.
Auf diese Weise wurden die Mechaniker allmaͤhlich und langsam auf die wahre
Bahn gebracht; und obschon damals weder uͤber die allgemeine Einrichtung der
Locomotivmaschinen, noch uͤber die Mittel zur Aufnahme der Dampfkraft und zu
deren Fortpflanzung an die Raͤder irgend etwas Bestimmtes ausgemittelt war,
so durfte man doch in dieser Hinsicht in Kuͤrze große Fortschritte erwarten,
indem die Aufmerksamkeit der Maschinenbauer allgemein darauf gerichtet war. Vom
Jahre 1814 bis zum Jahre 1829 machte man auch wirklich hoͤchst
merkwuͤrdige Fortschritte. Man erkannte die Nothwendigkeit der Anwendung
zweier Kolben, um der Bewegung groͤßere Regelmaͤßigkeit zu geben; die
Kessel wurden vervollkommnet; die Verzahnungen großen Theils beseitigt, und das
Gewicht der Maschine auf eine weit vorteilhaftere Weise auf die Achsen
vertheilt.
Im Jahre 1829 endlich wurden diese Maschinen auf einen Grad von Vollkommenheit
gebracht, der alle Erwartungen uͤbertraf; denn in diesem Jahre wurde an der
Liverpool-Manchester-Eisenbahn jener denkwuͤrdige Concurs eroͤffnet, bei
welchem man Dampfwagen zum ersten Male die erstaunliche Geschwindigkeit von 10 bis
12 Meilen in der Zeitstunde zuruͤklegen sah, ohne daß deren Lenkung auch nur
im Geringsten schwieriger oder unsicherer gewesen waͤre, als jene eines
zweispaͤnnigen Wagens. Die fuͤnf Maschinen, welche bei diesem Concurse
erschienen, waren: der Rocket des Hrn. Robert Stephenson
5,5 Tonnen wiegend; die Novelty der HH. Braithwaite und
Ericson 3,01 Tonnen wiegend; der Sanspareil des Hrn.
Hackworth 4,15 Tonnen wiegend; die Perseverance des
Hrn. Burstall 2,17 Tonnen wiegend, und der Cyclop des
Hrn. Brandreth 3 Tonnen wiegend.
Alle diese Maschinen waren ihrem Baue nach mehr oder weniger merkwuͤrdig; jene
des Hrn. Stephenson ging jedoch allein siegreich aus dem
Kampfe hervor, und erhielt den Preis. Der Erfinder wurde demnach mit dem Baue
saͤmmtlicher Maschinen, die auf der
Liverpool-Manchester-Eisenbahn laufen sollten, beauftragt. Die Zahl
derselben war sehr bedeutend; und wie vorauszusehen war, konnte eine Fabrikation
dieser Art in den Haͤnden eines Stephenson nicht
stationaͤr bleiben. So kam es denn auch, daß mit Beibehaltung des Principes
eine Verbesserung der anderen folgte, und daß die Erfahrung diese Fortschritte
rechtfertigte.
Die HH. Mellet und Henry ließen
sich im Jahre 1831 eine Stephenson'sche Maschine
fuͤr ihre Eisenbahn von Andrezieux nach Roanne kommen, und haben nebst
mehreren genauen Zeichnungen auch zahlreiche Notizen uͤber dieselbe
mitgetheilt. Eben so ließ auch die Gießerei in Chaillot im Jahre 1833 eine solche
Maschine als Modell kommen, welches uns Hr. Edwards zur
Disposition zu stellen die Guͤte hatte. Mit diesen Documenten
ausgeruͤstet sind wir im Stande, gegenwaͤrtig unseren Lesern folgende
genaue Beschreibung mitzutheilen.
§. 1. Allgemeine Einrichtung der
Locomotivmaschine.
Die Maschine hat wie ein gewoͤhnlicher Wagen vier Raͤder, an denen sich
jedoch nach Innen vorspringende Raͤder befinden, wodurch sie so auf den
Schienen erhalten werden, daß alle seitliche Abweichung von diesen selbst bei den
groͤßten Geschwindigkeiten unmoͤglich ist. Die Achsen sind in den
Raͤdern fixirt und drehen sich nothwendig mit ihnen; die eine derselben ist
gerade, wie aus der Zeichnung erhellt, und pflanzt an ihre beiden Raͤder die
Bewegung fort, die sie von den Kurbeln S' und den
Schiebestangen S'' mitgetheilt erhaͤlt; die
andere hingegen ist zwei Mal senkrecht gekniet, und theilt nicht bloß ihren eigenen
Raͤdern die Bewegung mit, sondern uͤbertraͤgt sie zugleich auch auf die
Kurbeln S' und auf die Schiebestangen S'', die sie dann an das Vordergestell fortpflanzen.
Diese Treibachse erhaͤlt ihrerseits die Bewegung mittelst der Schiebestangen
r' die mit den beiden Knieen sowohl, als mit den
beiden Kolbenstangen in Verbindung stehen, von den beiden Kolben mitgetheilt.
Die Dampfkraft bewirkt ununterbrochene Umdrehungen der Raͤder; denn da die
Kniestuͤke unter rechtem Winkel gegen einander stehen, so befindet sich der
eine Kolben am Ende seines Laufes oder Hubes, waͤhrend der andere die Mitte
erreicht hat.
Um zu begreifen, wie sich die Maschine lediglich durch ihre eigene Kraft in Bewegung
sezen kann, ohne irgend einen anderen Stuͤzpunkt zu haben, als die vier
Punkte, an denen die Raͤder mit den Schienen in Beruͤhrung stehen,
braucht man sich nur zu versinnlichen, wie die Achsen, waͤhrend sie sich
umdrehen, zugleich die Cylinder, in denen sich die Kolben bewegen, den Dampf, der
die Kolben abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite draͤngt, das
Wasser, welches den Dampf erzeugt, den Kessel, in welchem das Wasser enthalten ist,
und das Brennmaterial tragen. Dieser ganze Apparat ist naͤmlich, wie man
gleich sehen wird, entweder direct oder indirect an dem großen Rahmen N befestigt, der mit Ausnahme der Raͤder, der
Achsen und der uͤbrigen oben erwaͤhnten, zur Uebertragung der Bewegung
dienenden Theile das Ganze traͤgt. Dieser rechtwinkelige Rahmen, der aus
festem Holze gebaut, gut zusammengefuͤgt und mit Eisen beschlagen ist, ruht
mit vier großen entsprechenden Gabeln auf den vier Enden der Achsen. Um jedoch dem
Ganzen zur Verhuͤtung heftiger Erschuͤtterungen Elasticitaͤt zu
geben, und um die Reibung zu vermindern, ist an dem Rahmen uͤber jeder Gabel
eine Feder angebracht, durch die ein starker Stab geht, dessen Ende in eine
messingene Pfanne eingepaßt ist, welche die obere Haͤlfte der Achse umfaßt.
Diese Pfannen sind es demnach, welche sich auf den Achsen reiben, und mittelst der
Enden der vier Staͤbe wird das Gewicht des Rahmens und Alles dessen, was er
traͤgt, auf die vier Enden der Achsen vertheilt. Die Pfannen sind mit
Oeffnungen oder Schlizen in ihren Gabeln angebracht; die Ladung wird unter den
Achsen mit Bolzen und mit Staͤben q, die zur
Befestigung dienen, so gebunden, daß sie weder emporgehoben, noch auch auf die Seite
geschleudert werden kann. Der Rahmen selbst traͤgt den Kessel mit starken
Brazen Q, deren sich an jeder Seite drei befinden; und
der Kessel traͤgt seinerseits den Heerd, den Rauchfang, das Wasser, den
Dampf, die Haͤhne, die Speisungsbuͤchsen, die Cylinder, die Kolben und
den ganzen uͤbrigen Mechanismus.
Der Kessel hat im Ganzen drei Kammern: die erste oder vordere derselben traͤgt
die Cylinder und den Rauchfang; die zweite oder hintere den Feuerheerd, und die
dritte oder mittlere den groͤßten Theil des Wassers und 112 horizontale
Roͤhren, welche dazu bestimmt sind die Waͤrme zu sammeln und den
Producten der Verbrennung Austritt zu verschaffen. Die Einrichtung der Cylinder
erhellt aus Fig.
7, wo man deren Ende ersieht; ihre Gestalt ergibt sich aus Fig. 10 und 11, wo einer
derselben in einem senkrechten Laͤngendurchschnitte abgebildet ist. Aus
demselben Durchschnitte ersieht man auch den Kolben in der Mitte seines Laufes, die
Kolbenstange, die Schiebestange, mit der jene verbunden ist, und das Knie der Achse,
welches oberhalb in seiner wahren Stellung angebracht ist. Lezteres wird so lange
nach Vorne gezogen, biß der Kolben am untersten Theile seines Laufes angelangt ist;
in demselben Augenblike befindet sich der andere Kolben, den man nicht sieht, am
Ende seines Laufes, und beginnt emporzusteigen, waͤhrend daß andere,
horizontal unter der vorderen Seite angebrachte Knie unten durchgeht, um von der
Schiebe- und der Kolbenstange, womit es in Verbindung steht, nach Hinten
zuruͤkgetrieben zu werden.
Der Dampf, der seine Wirkung vollbracht hat, entweicht durch die Roͤhre K' in den Rauchfang, und erzeugt einen starken Zug in
dem Heerde oder in der Heizkammer. Der Dampf, der seine Wirkung erst thun soll,
tritt durch die Rohren g',
Fig. 7, 10 und 15, in die
Speisungsbuͤchsen, aus denen er, wie durch Pfeile angedeutet ist,
uͤber die Kolben gelangt. Der Dampf sammelt sich oben in der Kuppel E'' des Kessels; der Hahn H
dient zur Regulirung der Quantitaͤt Dampf, welche in jedem Augenblike, je
nachdem man die Bewegung schneller oder langsamer von Statten gehen lassen will, in
die Roͤhre G' und in die Speisungsbuͤchsen
eingelassen werden muß.
Das Wasser befindet sich, wie gesagt, hauptsaͤchlich in der mittleren
cylindrischen Kammer des Kessels; doch ist auch in der hinteren Kammer rings um den
Heerd herum welches enthalten. Das Wasser wird beilaͤufig auf dem aus Fig. 8
ersichtlichen Niveau erhalten.
Der Heerd oder die Heizkammer ist in Fig. 8 im Quer-,
und in Fig.
10 im Laͤngendurchschnitte abgebildet. Den Rost sieht man bei a; die Luft tritt bei der Oeffnung a'' ein; das Brennmaterial wird bei dem Thuͤrchen
b eingetragen; die Flamme zieht, nachdem sie den
ganzen Heerd lebhaft erhizt hat, in die 112 Roͤhren, deren Muͤndungen
in Fig. 8 mit
b' hezeichnet sind, um dann in die vordere Kammer,
in welcher kein Wasser enthalten ist, zu gelangen; und endlich bei dem Rauchfange
mit um so groͤßerer Geschwindigkeit zu entweichen, als der Dampf bei seinem Austritte einen
staͤrkeren Zug erzeugt.
Der Lenker befindet sich am Hinterheile der Maschine, auf einer Art von Gallerie,
welche man in Fig.
6 sieht. In seinem Bereiche befinden sich ein Pedal U, und vier Hebel Z, Z'', womit er
augenbliklich und ohne alle Anstrengung die Bewegung rascher oder langsamer, oder
auch ganz aufhoͤren, oder, wenn es noͤthig ist, selbst nach
entgegengesezter Richtung von Statten gehen machen kann. Nach diesem
Gesammtuͤberblike wird man, wie wir hoffen, die einzelnen Theile der
bewundernswerthen Maschine leichter auffassen.
§. 2. Beschreibung des Kessels,
des Feuerheerdes und der Dampfvertheilung.
Die beiden aͤußersten Kammern des Kessels haben beinahe eine und dieselbe Form
und sind in Hinsicht auf die mittlere Kammer symmetrisch angebracht. Einen Begriff
von ihrer aͤußeren Gestalt erhaͤlt man durch einen Blik auf Fig. 1, wo sie
im Aufrisse dargestellt sind, und auf Fig. 6 und 7, von denen erstere eine
Ansicht von dem dem Heerde zunaͤchst gelegenen Ende her und leztere eine
Ansicht von dem den Cylindern entsprechenden Ende genommen gibt. Die mittlere Kammer
ist ein vollkommener Cylinder von einem Meter im Durchmesser und beilaͤufig 2
Meter Laͤnge. Der Querdurchschnitt des Heerdes in Fig. 8, und der
Laͤngendurchschnitt der Maschine in Fig. 10 werden das ganze,
etwas complicirte System des Kessels und der Heizkammer vollends deutlich
machen.
Der eigentliche Heerd oder auch die Heizkammer ist ein beinahe rechtekiges
Gehaͤuse aus starkem Eisenbleche. Den Boden dieses Gehaͤuses bildet
der Rost a, unter welchem sich der Aschenheerd befindet;
in lezteren dringt die Luft von der Seite a'' ein,
welche gaͤnzlich offen bleibt. Die Roststangen haben die gewoͤhnliche
Form; nur sind sie an dem einen Ende abgerundet, und unter einem rechten Winkel
abgebogen, um in Loͤcher einzutreten, in denen sie sich, wie Fig. 21 zeigt, umdrehen
koͤnnen. Gemaͤß dieser Einrichtung kann man die Staͤbe zum
Behufe der Entfernung der Schlaken an dem einen Ende von einander entfernen, und
dann wieder in ihre fruͤhere Stellung zuruͤkbringen. An der oberen
Wand der Heizkammer sind Verstaͤrkungsrippen angebracht, die man aus Fig. 8 sieht;
in der vorderen Wand, dem Lenker oder Maschinisten zugekehrt, befindet sich das
Thuͤrchen b, bei welchem das Brennmaterial auf
den Rost eingetragen wird; und in der entgegengesezten Wand A sind 112 Loͤcher von 4 bis 5 Centimeter im Durchmesser, Fig. 8 und 10,
angebracht. An dem anderen Ende des Kessels befinden sich in der Platte A', welche gleichfalls aus starkem Eisenblech besteht, eben so
viele entsprechende Loͤcher von gleichem Durchmesser. Von einem Loche zum
anderen fuͤhren Roͤhren, die an beiden Enden offen sind, und welche
Hr. Stephenson ehemals aus Kupfer, gegenwaͤrtig
aber mit großem Vortheile aus Messing verfertigt. Um diese Roͤhren luftdicht
und auf eine dauerhafte Weise zu befestigen, werden an beiden Enden mit Gewalt
eiserne Zwingen b''
Fig. 9
getrieben, die man hierauf sorgfaͤltig auf die Raͤnder der
Loͤcher oder Oeffnungen nietet. Wenn das Feuer auf dem Roste angestekt worden
ist, so werden dieser Einrichtung gemaͤß saͤmmtliche Waͤnde des
Heerdes lebhaft erhizt, und die Flamme, wenn man Steinkohlen brennt, oder die
Producte der Verbrennung im Falle man Kohks als Brennmaterial benuzt,
draͤngen sich in die 112 Roͤhren, deren Gesammtdurchschnitt
10–11 Quadratdecimeter betraͤgt, um dann an dem anderen Ende
auszutreten, sich in dem großen freien Raume der Cylinderkammer auszubreiten, sie im
Durchziehen zu erhizen, und endlich bei dem Rauchfange A'' zu entweichen. Ein Thuͤrchen c
Fig. 7 dient
zum Reinigen der Roͤhren und zum Entfernen des Rußes, der Asche, und der
uͤbrigen durch die Verbrennung bewirkten Niederschlaͤge.
Rings um die Heizkammer oder den Heerd herum und in einer gewissen Entfernung von
ihren Waͤnden ist der zur Aufnahme des Wassers bestimmte aͤußere
Mantel des Kessels angebracht; denn sowohl in der Heizkammer, als in den
Roͤhren ist das Feuer von Wasser umgeben. Aus Fig. 6 und 10 sieht man die Form und
die Stellung der aͤußeren Waͤnde B und A', von denen die eine vor der Heizkammer gegen den
Maschinisten hin, die andere hingegen ruͤkwaͤrts gegen die
Roͤhren hin angebracht ist. Beide Waͤnde nehmen in der Hoͤhe
der Enden des Rostes ihren Ursprung und steigen 7 bis 8 Centimeter von der
Heizkammer entfernt parallel empor; ein weiteres Auseinanderweichen derselben ist
durch zahlreiche Bindeklammern verhuͤtet. Die Seitenwand B'' entspringt gleichfalls von den beiden Seiten des
Rostes, und vollendet die Schließung dieses Faches des Kessels. Saͤmmtliche
Waͤnde bestehen aus starkem Eisenbleche und sind fest vernietet. In der Wand
B befindet sich eine Oeffnung, die durch einen Ansaz
mit dem Schuͤrloche der Heizkammer in Verbindung steht; an lezterem ist auch
das Thuͤrchen b befestigt. In der Wand B' befindet sich eine große kreisrunde Oeffnung von mehr
dann einem Meter im Durchmesser, und durch diese gehen die 112 Roͤhren. Der
große, blechene, an beiden Enden offene Cylinder CC' endlich wird einerseits auf die Raͤnder der Oeffnung in der
Wand B' und andererseits auf die Platte A' genietet, die ihm als Boden dient.
Um dem Ganzen noch mehr Festigkeit und Steifigkeit zu geben, laufen von der vorderen Platte
B an die Platte A' 9
große Bolzen c, c', welche an beiden Enden mit starken
Schraubenmuttern angezogen werden, und die man in Fig. 8 uͤber den
Verstaͤrkungsrippen des Scheitels der Heizkammer im Durchschnitte sieht.
Diese Bolzen befinden sich etwas unter dem gewoͤhnlichen Niveau des Wassers.
Der Cylinder wird gewoͤhnlich mit starken, hoͤlzernen, durch 6 eiserne
Reifen c''
Fig. 1
festgehaltene Dauben umkleidet, so daß dieser Theil des Kessels ganz wie ein Faß
aussteht. Hieraus erhellt, daß das in den Kessel gelangende Wasser die Heizkammer
von dem Roste angefangen rings umgibt, dann hoͤher emporsteigend sich frei in
dem großen Cylinder CC' bis zum Boden A' verbreitet, saͤmmtliche Roͤhren umgibt,
uͤber dem Scheitel der Heizkammer wegfließt, und indem es in diesem Raume
ungestoͤrt circuliren kann einer ungeheuren Heizoberflaͤche ausgesezt
ist.
Wenn der Wagen in Bewegung ist, wenn er 5, 10, 15 oder 20 Meilen in der Zeitstunde
durchlaͤuft, so findet ein Verbrauch an Wasser Statt, der, wie man
spaͤter sehen wird, 20 bis 30 Kilogr. in der Minute betragen kann. Dieser
Verbrauch muß fortwaͤhrend wieder ersezt werden; denn sonst wuͤrde der
Wasserstand in dem Kessel rasch sinken, und es wuͤrde nicht nur eine
Verminderung der Heizoberflaͤche, sondern was noch mehr zu fuͤrchten
waͤre, Gefahr der Explosion erfolgen. Die von Wasser entbloͤßten
Stellen der Heizoberflaͤche wuͤrden naͤmlich schnell auf eine
hohe Temperatur erhizt werden; und wuͤrde dann bei Erschuͤtterungen
der Maschine unter diesen Umstaͤnden Wasser auf sie geschleudert, so
muͤßte eine ploͤzliche Verdampfung und aller Sicherheilsklappen
ungeachtet eine Explosion erfolgen. Eine solche Erneuerung des Wassers, daß der
Wasserstand in dem Kessel fortwaͤhrend auf gleicher Hoͤhe erhalten
wird, ist demnach eine wesentliche Bedingung zur Sicherheit und zum erfolgreichen
Betriebe der Maschinen. Diese Bedingung wird mittelst zweier Speisungspumpen
erreicht, welche zu beiden Seiten des Cylinders CC' symmetrisch angebracht sind; eine dieser Pumpen sieht man in Fig. 15 an Ort
und Stelle, und in Fig. 18 in etwas groͤßerem Maaßstabe. Ihr Kolben wird auf die aus
Fig. 19
ersichtliche Art und Weise in Bewegung gesezt.
Den Stiefel dieser Pumpe, welche als Saug- und Drukpumpe wirkt, sieht man bei
D, den Kolben bei D': e
ist das Aufsaug- und e' das Drukventil. Unter
ersterem befindet sich das Saugrohr Fig. 15, welches mit dem
Hahne d geoͤffnet oder geschlossen werden kann;
uͤber lezterem hingegen ist seitlich die Drukroͤhre angebracht, an der
sich der Hahn d' befindet. Die Zapfen dieser beiden
Haͤhne sind solcher Maßen verlaͤngert, daß deren Griffe in den Bereich
des Maschinisten kommen.
Der Kolben ist cylindrisch, und geht durch eine Stopfbuͤchse, welche mittelst
eines Ringest mit einer Scheibe D'' mehr oder minder
fest angezogen werden kann. Die Scheibe selbst wird mit drei Schrauben gegen die
Scheibe des Pumpenstiefels gepreßt. An den Apparaten dieser Art beruͤhren
sich der Kolben und der Pumpenstiefel niemals, sondern die Stopfbuͤchse
bildet die Schließung.
Das Wasser saugt die Pumpe aus dem Munitionswagen, der der Maschine zunaͤchst
folgt, und auf welchem sich nicht nur der Wasser- und Steinkohlenvorrath,
sondern auch die verschiedenen Stuͤke befinden, die man allenfalls zum
Ausbessern oder zum Auswechseln noͤthig haben koͤnnte. Wenn der Hahn
an dem bis in den Wasserbehaͤlter fuͤhrenden Saugrohre
geoͤffnet ist, und der Kolben D' sich z.B. am
Ende seiner Bahn befindet, so wird, wenn der Kolben allmaͤhlich aufgezogen
wird, die Aufsaugung Statt finden, das Ventil e
emporsteigen, und der Pumpenstiefel sich mit Wasser fuͤllen, bis der Kolben
am obersten Ende seines Laufes angelangt ist. Beim Herabsteigen des Kolbens hingegen
wird auf das Wasser ein solcher Druk wirken, daß es den Druk des Dampfes auf das
Ventil e' uͤberwaͤltigt, und indem es
dieses Ventil oͤffnet, in den Kessel einstroͤmt. Die an der anderen
Seite des Kessels befindliche Pumpe arbeitet auf gleiche Weise, und durch das
fortwaͤhrende Spiel dieser beiden Pumpen wird das Wasser in dem Kessel
bestaͤndig auf jener Hoͤhe erhalten, die es haben soll. In Fig. 18 sieht
man den kleinen Canal d'', durch den der Kolben
schluͤpfrig erhalten wird, und in Fig. 15 uͤber d'' den kleinen zu demselben Zweke bestimmten
Oehlbehaͤlter. Der Kolben wird, wie Fig. 19 zeigt, durch das
Stuͤk e'' in Bewegung gesezt, welches eine solche
Verbindung zwischen der Stange des Dampfkolbens und dem Kolben der Speisungspumpe
herstellt, daß die Kolben der Speisungspumpen stets eben so viele Hube machen als
die Dampfkolben. Auf solche Weise ist die Speisung mit dem Verbrauche in
Verhaͤltniß gebracht, und uͤberdieß durch den Hahn d'' regulirt.
Von der Hoͤhe des Wasserstandes kann man sich in jedem Augenblike mit
Huͤlfe der beiden Haͤhne f und f' uͤberzeugen; ersterer, welcher hoͤher
oben angebracht ist, muß immer Dampf geben, indem im entgegengesezten Falle die
Wassermenge zu groß seyn wuͤrde, und der Wasserzufluß vermindert werden
muͤßte; lezterer hingegen muß immer Wasser geben, weil sonst das Niveau zu
niedrig seyn wuͤrde und der Wasserzufluß vermehrt werden muͤßte. Der
Maschinist kann zu jeder Zeit die Haͤhne umdrehen, um sich von der
Hoͤhe des Wasserstandes zu uͤberzeugen. Zuweilen ist auch eine
gewoͤhnliche, in Fig. 6 bei f''
angedeutete
Niveauroͤhre angebracht, an der man durch einen Blik die Hoͤhe des
Wasserstandes im Kessel approximativ abnehmen kann.
Unten an der Seite B des Kessels bemerkt man die beiden
Haͤhne g, g, womit man alles Wasser aus dem
Kessel entleeren kann. Diese Haͤhne, die man in Fig. 1, 10, 15 und 21 gleichfalls sieht,
sind von so großem Durchmesser, daß die Entleerung rasch von Statten gehen kann; sie
koͤnnen uͤbrigens nur mit einem eigenen Schluͤssel
geoͤffnet werden. Außerdem sind an dem Kessel auch noch zwei große
Oeffnungen, Fig.
10, angebracht, von denen die obere E das
Einsteigloch ist, waͤhrend die untere E'' zum
Herausschaffen des Bodensazes dient; beide sind mit verbolzten Dekeln
verschlossen.
Da die Locomotivmaschinen keine Verdichtungsmaschinen seyn koͤnnen, so muß dem
Dampfe nothwendig eine hoͤhere Spannung gegeben werden, als der Druk einer
Atmosphaͤre. Hr. Stephenson baut seine Maschinen
fuͤr eine Spannung von 50 Pfd. Avoir dupois auf
den englischen Quadratzoll, wonach 3,518 Kilogr. auf den Quadratcentimeter kommen,
was einem Druke von 3,4 Atmosphaͤren gleichkommt. Die dieser Spannung
entsprechende Temperatur betraͤgt 143° des hundertgrad. Thermometers.
Um diese Spannung zu ermitteln und zu beschraͤnken, sind zwei Ventile
angebracht, von denen man das eine in Fig. 10 bei F, daß andere bei F' sieht;
lezteres befindet sich außer dem Bereiche des Maschinisten und ist mit einer langen
Roͤhre F'' versehen.
An dem ersten dieser Ventile ist der Hebel, der auf das Ventil druͤkt, mit
seinem freien Ende in eine mit einem Schraubengange versehene, und an einer Feder
befestigte Stange eingesenkt. Indem man die an diesem Schraubengange befindliche
Schraubenmutter nach der einen oder nach der anderen Richtung umdreht, laͤßt
sich die Feder nach Belieben spannen oder nachlassen und mithin der Druk am Ende des
Hebels vermehren oder vermindern. Die Stange ist mit einem Zeiger versehen, der die
Eintheilungen durchlaͤuft, welche auf die Roͤhre, in der die Feder
enthalten ist, verzeichnet sind; aus der Stellung dieses Zeigers laͤßt sich
der Grad des Drukes abnehmen. Der Maschinist kann daher, wenn es noͤthig ist,
den Dampf leicht entweichen lassen, wenn derselbe einen Druk von 3 oder 2 1/2
Atmosphaͤren oder irgend einen anderen Werth erreicht hat, so wie er dessen
Entweichen bei dem Ventile auch ganz verhindern kann, wenn er der Feder eine
hinreichende Spannung gibt.
Das zweite Ventil F' ist die eigentliche
Sicherheitsklappe; es ist nicht wie die gewoͤhnlichen Ventile einfach mit
einem Gewichte belastet, welches dem Durchschnitte der Oeffnung, die es bedekt,
entspricht; sondern es druͤkt auf dasselbe von Oben nach Unten eine
staͤhlerne Feder,
die aus acht bis zehn paarweise mit ihren Concavitaͤten gegen einander
gekehrten gekruͤmmten Platten besteht. Diese Plattenpaare befinden sich
uͤbereinander und jedes ihrer gabelfoͤrmigen Enden wird von einem
Stabe gefuͤhrt. Die Scheibe des Ventiles kann nur dann emporsteigen, wenn
diese Federn, deren Spannung im Voraus regulirt wurde, gebogen werden. Die
Roͤhre F'' dient zur Beseitigung des Nebels, der
durch die Verdichtung des Dampfes entsteht, damit der Maschinist die Bahn stets
ungetruͤbt vor Augen behaͤlt.
Ueber dem Scheitel der Wand B'' des Kessels, die die
Heizkammer umkleidet, erhebt sich eine kupferne Kuppel E''
Fig. 10, an
deren oberem Ende der Dampf durch die senkrechte Roͤhre G austritt, um dann durch den Hahn H, die horizontale Roͤhre G' G'' und die beiden absteigenden Roͤhren g' Fig.
7 an die Schiebventile zu gelangen. Die Roͤhre g, Fig. 10, welche
beilaͤufig 15 Centimeter im Durchmesser hat, steigt gegen den oberen Theil
der Kuppel empor, damit das Wasser nie durch die Erschuͤtterungen des Wagens
bis zu deren Muͤndung emporgeschleudert werden kann.
Den Hahn H sieht man in Fig. 16 in senkrechtem
Durchschnitte, und in Fig. 17 aufrechtstehend;
in lezterer Figur ist die Roͤhret G' G'' von dem
Ringe an, durch den sie mit dem Hahne in Verbindung steht, als weggenommen gedacht.
Aus beiden Figuren, welche in einem 1 1/2 Mal groͤßeren Maßstabe gezeichnet
sind, als Fig.
10, erhellt, daß der Hahn H aus der Spindel
h', aus dem Schluͤssel h und aus einem hohlen Kegelzapfen ohne Basis mit einer seitlichen
Oeffnung oder mit einem Fenster h'' besteht. Die
Roͤhre, welche den unteren Theil der Roͤhre G bildet, und durch einen Ring mit der Roͤhre G', G''
zusammengefuͤgt ist, bildet selbst die Buͤchse des Hahnes. Die
Laͤnge der Oeffnung h'' kommt, in der Richtung
der Kante des Kegelzapfens gemessen, beinahe dem Durchmesser der Roͤhre G gleich; ihre Breite betraͤgt ungefaͤhr
den vierten Theil des Umfanges des Kegels. Ist die Oeffnung h'' nach Oben gedreht, wie es in Fig. 16 und 17 der Fall
ist, so dringt der Dampf in reichlicher Menge in den Kegelzapfen, um dann bei dem
offenen, gegen G hin gelegenen Ende auszutreten, durch
die Roͤhre G' G'' zu stroͤmen, sich
auszubreiten, und durch die senkrechten Roͤhren g' zu den Ventilen herab zu gelangen. Ist die Oeffnung h'' hingegen nach Abwaͤrts gedreht, so ist alle Communication
zwischen der Roͤhre G und der Roͤhre G' aufgehoben. Der Maschinist kann demnach, je nachdem
er den in seinem Bereiche befindlichen Schluͤssel h mehr oder weniger umdreht, die Oeffnung h''
mehr oder weniger weit oͤffnen, und also die Quantitaͤt des Dampfes,
welche in die Roͤhre G' G''
und von hier durch die
Roͤhren g' in die Ventile gelangt, nach Belieben
reguliren. Aus der angefuͤhrten Figur erhellt, wie die Spindel h' auf solche Weise an dem vorderen Ende der
Buͤchse des Hahnes und in der Wand B des Kessels
angebracht ist, daß sie sich leicht umdrehen lassen kann, ohne daß dabei irgend
etwas von Außen nach Innen in den Hahn, oder aus dem Kessel nach Außen gelangen
kann.
Jede der Roͤhren g' muͤndet in ein
Schiebventil, welches den Dampf in einen der Cylinder der Maschine treten
laͤßt. Da die beiden Ventile und Cylinder einander vollkommen gleich sind, so
genuͤgt es von diesen Vorrichtungen eine einzige darzustellen. Man sieht
dieselbe in Fig.
10 im Durchschnitte und in ihrer wahren Stellung, und in Fig. 11 und 12 einzeln
fuͤr sich in 1 1/2 Mal groͤßerem Maßstabe. Fig. 11 ist ein
Laͤngendurchschnitt des Cylinders, des Kolbens und des Schiebventiles. Fig. 12 zeigt
einen Querdurchschnitt dieses lezteren und den Cylinder aufrechtstehend.
Aus Fig. 12
erhellt, daß das Ventil in zwei Faͤcher getheilt ist, von denen das eine I' die Eintrittskammer ist, in welche der Dampf durch
den seitlichen Canal H' gelangt, in dessen
Muͤndung die Roͤhre g' Fig. 7 eintritt;
waͤhrend das andere I'' die Austrittskammer ist,
aus der der Dampf durch den seitlichen Canal H''
austritt. Von der Muͤndung dieses lezteren laͤuft die Roͤhre
KK'
Fig. 7 aus,
die den Dampf, nachdem derselbe seine Wirkung vollbracht, in den Rauchfang
fuͤhrt.
Aus einem Blike auf Fig. 11 ersieht man nun: 1) daß sich an den beiden Enden des Cylinders
zwei kleine Canaͤle i' befinden, die in die
Kammer I' fuͤhren. 2) daß sich an den beiden
Enden der Kammer I'' ebenfalls zwei kleine, in die
Kammer I' fuͤhrende Canaͤle i'' befinden. 3) endlich, daß in der Kammer I' zwei Stuͤke angebracht sind, welche mit
einander und mit der Stange I verbunden. In Fig. 12 aber
nicht abgebildet sind. Diese Stuͤke und die zu deren Verbindung dienenden
Theile bilden die sogenannte Schieblade (tiroir), welche
in Fig. 14
und 14 bis
einzeln fuͤr sich abgebildet ist.
Die Schieblade besteht aus mehreren Stuͤken, welche sind: 1) die beiden
eisernen Rahmen k, k, die man in Fig. 14 im Aufrisse und
Grundrisse sieht. 2) die Staͤbe, welche nach entgegengesezten Richtungen mit
Schraubengewinden versehen sind, und die Rahmen mittelst der Schraubenmutter k' verbinden. 3) die Stange l. 4) die beiden messingenen Buͤchsen, die in die Rahmen eingesezt
werden, und von denen man die eine im Durchschnitte, und die andere links von Fig. 14 bis
im Grundrisse sieht.
Fig. 11 zeigt
deutlich die gegenseitige Stellung der Rahmen und der Buͤchsen; auch sieht
man, daß die Rahmen auf den unteren und vorspringenden Raͤndern der Buͤchsen ruhen.
Die Schieblade befindet sich an einem ihrer aͤußersten Punkte; treibt man die
Stange I allmaͤhlich zuruͤk, wobei sie
sich in ihrer Stopfbuͤchse bewegt, so schiebt sich die Schieblade von Rechts
nach Links. Hiebei ist Folgendes zu bemerken:
1) In dem Maaße, als sich die Schieblade in dieser Richtung vorwaͤrts bewegt,
werden die unteren Raͤnder der messingenen Buͤchsen, welche
sorgfaͤltig abgeebnet sind, und sehr genau auf die gußeiserne Scheidewand
zwischen den beiden Kammern I' I'' passen, die beiden kleinen Canaͤle i'
i' immer mehr und mehr schließen, und die Absperrung wird vollkommen
erfolgt seyn, wenn die Schieblade genau die Haͤlfte der Bahn, die sie
durchlaufen kann, zuruͤkgelegt haben wird. Zu gleicher Zeit werden sich aber
auch die beiden Canaͤle i'', i'' unter den
Buͤchsen oͤffnen.
2) Wenn sich die Schieblade uͤber die Mitte ihrer Laufbahn hinaus bewegt, so
werden die Canaͤle i', i' nach und nach
geoͤffnet werden. Jener, der sich am Boden des Cylinders befindet, wird
jedoch in dem Augenblike, in welchem er bloß wird, mit der Eintrittskammer in
Communication kommen und Dampf aufnehmen; waͤhrend jener, der sich am oberen
Ende des Cylinders befindet, in dem Augenblike, in welchem ihn der Rand seiner
Buͤchse verlaͤßt, mit dieser Buͤchse selbst in Communication
treten wird, und folglich auch mit dem Canale i'', der
in die Austrittskammer fuͤhrt. Ist die Schieblade am Ende ihrer Bahn
angelangt, so werden diese Communicationen vollkommen und in der ganzen Breite der
Canaͤle hergestellt seyn, um sich dann bei der
Ruͤkwaͤrtsbewegung der Schieblade allmaͤhlich wieder zu
verengern, und bei der Beendigung der Haͤlfte der Bahn gaͤnzlich zu
schließen. Waͤhrend der zweiten Haͤlfte der Bewegung von Rechts nach
Links und waͤhrend der ersten Haͤlfte der
Ruͤkwaͤrtsbewegung von Links nach Rechts wird also der Dampf aus der
Eintrittskammer durch den unteren Canal i' unter den
Kolben gelangen; zugleich wird aber auch der Dampf, der sich uͤber dem Kolben
befindet, durch den oberen Canal i' unter die
entsprechende Buͤchse, dann durch den Canal i'',
hierauf in die Kammer I'' und endlich in den
Austrittscanal H'' gelangen, um sich durch die
Roͤhre K, K' in den Rauchfang zu verlieren.
3) Waͤhrend des lezten Theiles der ruͤkgaͤngigen Bewegung von
Links nach Rechts werden die Communicationen eben so geoͤffnet seyn, wie
waͤhrend der ersten Haͤlfte der Bewegung von Rechts nach Links: d.h.
der unter dem Kolben befindliche Dampf geht durch den unteren Canal i' unter der entsprechenden Buͤchse, dann durch
den unter dieser Buͤchse geoͤffneten Canal i'', hierauf in die Austrittskammer I'', und endlich durch den
Ausfuͤhrungscanal H'', um durch bis Roͤhre
K' K' in den Rauchfang zu entweichen. Dagegen
gelangt der Dampf durch den oberen Canal i', der zu
dieser Zeit mit der Eintrittskammer I' communicirt,
uͤber den Kolben.
Hieraus folgt, daß wenn die Bewegungen der Stange I,
welche die Schieblade in Thaͤtigkeit sezt, auf geeignete Weise mit jenen des
Kolbens in Einklang gebracht werden, der Dampf an einem bestimmten Punkte zur
bestimmten Zeit eintreten, und eben so zur bestimmten Zeit auch wieder austreten
wird, damit der Kolben seinen ganzen Lauf zuruͤklegt, und damit die Bewegung
mit vollkommener Regelmaͤßigkeit unterhalten wird. Diese Zweke werden durch
folgende Mittel erreicht:
1) indem man den unteren Raͤndern der Buͤchsen genau dieselbe Breite
gibt, welche die Canaͤle i', i' haben. Denn,
waͤren diese Raͤnder schmaͤler, so wuͤrde zwischen der
Eintrittskammer I' und dem Boden der Buͤchsen,
und folglich zwischen der Eintritts- und der Austrittskammer eine
Communication bleiben; waͤren sie im Gegentheile breiter, so wuͤrden
sie auf der einen Seite den Eintritt des Dampfes hindern bevor noch an der anderen
Seite der Austritt gestattet wuͤrde: was offenbar unzwekmaͤßig
waͤre.
2) indem man die Entfernung der Buͤchsen von einander mittelst der
Schraubenmutter K' auf solche Weise regulirt, daß sie
sich vollkommen genau in der erforderlichen Entfernung von einander befinden.
3) endlich, indem man den Mechanismus, wie weiter unten gezeigt werden soll, so
einrichtet, daß er der Kolben selbst ist, der die Stange I der Schieblade in Bewegung versezt.
Man wird bemerken, daß wenn der Kolben im Abwaͤrtssteigen auf der Mitte seiner
Bahn anlangt, wie man ihn in Fig. 11 sieht, die
Schieblade im Gegentheile in derselben Richtung das Ende ihrer Bahn erreicht hat.
Hat der Kolben das Ende seiner Bewegung nach Abwaͤrts erreicht, so ist die
Schieblade zur Haͤlfte emporgestiegen; und ist der Kolben zur Haͤlfte
emporgestiegen, so befindet sich die Schieblade in derselben Richtung an ihrem
aͤußersten Ende u.s.f.; so daß der Kolben und die Schieblade, obschon sie
eine Hin- und Herbewegung von vollkommen gleicher Dauer haben, doch nicht
vollkommen mit einander in Einklang stehen: d.h. die Schieblade muß dem Kolben um
eine halbe Pulsation oder um einen halben Hub voraus seyn, und sich so bewegen, daß
sie genau immer denselben Vorsprung beibehaͤlt.
Das aus den beiden Kammern I und I'' bestehende Schiebventil macht mit dem Cylinder, in welchem sich der Kolben bewegt,
ein Stuͤk aus; man kann uͤbrigens in Fig. 11 und 12 die
zusammengefuͤgten und jene Stuͤke unterscheiden, die aus einem Gusse
erzeugt sind. Was die Stellung der Cylinder und deren unwandelbare Befestigung an
dem Koͤrper des Kessels betrifft, so erhaͤlt man aus Fig. 7 und 10 einen Begriff hievon.
Man ersieht naͤmlich aus der lezteren dieser beiden Figuren, daß die Achse
der beiden Cylinder eine gewisse Neigung hat: und zwar einerseits, weil sich die
Kolbenstange in ihrer Bewegung immer gegen die Achse der geknieten
Raͤderachse richten muß; andererseits aber, weil sie unter der geraden
Raͤderachse durchzugehen hat. An der aͤußeren Oberflaͤche des
Cylinders befinden sich Ringe oder Stege, welche dem gemaͤß angebracht und
geneigt sind. Fig.
7 zeigt deutlich, wie die beiden Enden des Cylinders in den Platten der
lezten Kammer des Kessels mit verbolzten Ringen befestigt sind, welche die
Raͤnder der in den Platten angebrachten Oeffnungen stark zusammenziehen.
Aus dem bisher Gesagten duͤrfte die Einrichtung des Heerdes oder der
Heizkammer, des Kessels, und die Verbindung der einzelnen Theile hinreichend
erhellen. Eben so duͤrfte klar seyn, wie die durch Verbrennung der Kohks auf
dem Roste entwikelte Hize sich an das Wasser fortpflanzt und zur Dampferzeugung
Anlaß gibt; wie ferner dieser Dampf von dem Kessel aus in gehoͤrigem
Verhaͤltnisse in die Schiebventile geleitet wird, um bald uͤber, bald
unter dem Kolben seinen Druk auszuuͤben; und wie endlich der Dampf, nachdem
er seine Wirkung vollbracht, wieder entweicht. Wir gehen demnach nunmehr zur
Beschreibung jener Theile uͤber, durch welche die Triebkraft von dem Kolben
an die Raͤder so fortgepflanzt wird, daß die Maschine, welche 5 bis 6000
Kilogr. wiegt, eine Bewegung von 5, 10, 15 und 20 Meilen in der Zeitstunde
mitgetheilt erhaͤlt, und zugleich auch noch bedeutende Lasten nachziehen
kann, ohne daß deren Theile durch diese große Geschwindigkeit Schaden leiden.
§. 3. Beschreibung der Verbindung
der verschiedenen Theile der Maschine.
Die Raͤder bestehen aus einer gußeisernen Nabe L.
Fig. 5, aus 12
hoͤlzernen Speichen, 6 hoͤlzernen Felgen, einem eisernen Reifen, der
etwas uͤber die Felgen hinausragt, und sie fest zusammenzieht, und endlich
aus einem gußeisernen, diken Reifen mit einem vorspringenden Rande, welcher
uͤber den schmiedeisernen Reifen angelegt wird. Fig. 5 zeigt ein solches
Rad im Aufrisse und im Durchschnitte. Man ersieht, daß die Nabe in der Mitte eine
cylindrische Oeffnung L' besizt, an deren Waͤnden
vier Laͤngenfurchen l' angebracht sind, die sich von der einen
Seite ihrer Dike zur anderen erstreken. Die Stellung, Gestalt und Tiefe dieser
Furchen sind zwar auch an dem Durchschnitte angedeutet, deutlicher erhellen sie
jedoch aus dem Aufrisse. Rings um den massiven Theil der Nabe herum bemerkt man 12
gleich weit von einander entfernte und innen ausgehoͤhlte Ansaͤze,
welche zur Aufnahme der Speichen bestimmt sind; leztere werden durch Gewalt, und
zwar entweder mittelst eines Schlages oder durch den Druk einer hydraulischen Presse
eingetrieben. Jener Theil der Speichen, der auf diese Weise eben so fest in eine
gußeiserne Nabe eingesezt ist, als dieß sonst an den hoͤlzernen Naben der
Fall ist, wird von allen Seiten fest genug darin erhalten; dagegen duͤrfte
das andere, in die Felgen eingesezte Ende vielleicht der Gewalt, die die
Laͤngenadhaͤrenz der Fasern zu uͤberwaͤltigen trachtete,
nicht eben so vielen Widerstand entgegensezen; deßhalb ist auch durch dieses Ende
ein an beiden Seiten stark vernieteter Bolzen l''
getrieben. Auch die Felgen sind in ihrer Dike und senkrecht gegen die Flaͤche
des Rades verbolzt. Endlich sind der aͤußere gußeiserne sowohl, als der
innere schmiedeiserne Reifen und die hoͤlzernen Felgen durch Bolzen
verbunden, welche senkrecht auf der Kruͤmmung des Rades stehen, und deren
Koͤpfe in die Dike des Gußeisens versenkt sind, waͤhrend ihre Enden
zur Aufnahme einer Schraubenmutter, die auf die innere Seite der hoͤlzernen
Felgen zu liegen kommt, mit einem Schraubengewinde ausgestattet sind.
Die Achsen bestehen aus Schmiedeisen. Jene des Vordergestelles M, M
Fig. 21 ist
gerade und beinahe durchaus von gleichem Durchmesser, mit Ausnahme einer Schulter an
beiden Enden, gegen welche sich das Rad stemmt. Zwischen diese Schulter und die Nabe
kann man eine Scheibe bringen, und auf diese Weise bewirken, daß die Raͤder
genau so weit von einander entfernt sind, als es noͤthig ist. Die Treibachse
M, M' ist gleichfalls mit solchen Schultern
ausgestattet; sie hat aber uͤberdies auch noch zwei Kniee M'' M'', von denen man das eine im Grundrisse, das
andere hingegen in Projection sieht, indem die Flaͤchen, welche durch diese
Kniee und durch die Laͤngenachse der Wagenachse gelegt werden, senkrecht
gegen einander gerichtet sind. In dem zwischen den beiden Knieen befindlichen
Laͤngenstuͤke der Achse, und in gleichen Entfernungen von beiden sind
zwei gebrochene Halsringe m, m angebracht, von denen man
den einen in Fig.
26 sieht. Diese Halsringe oͤffnen sich mit Charniergelenken,
schließen sich mit Schrauben, und sind mit Drukschrauben auf der Achse befestigt.
Der wichtige Zwek, zu welchem sie dienen, wird spaͤter angegeben werden.
Wenn die Raͤder an die Achsen gestekt worden sind, so treibt man mit Gewalt 4
staͤhlerne Keile in die vier Furchen oder Fugen l' der Nabe ein, so daß die Raͤder durch den hiedurch bewirkten
Druk so fest an den Achsen festgehalten werden, daß sie weder durch die
Geschwindigkeit, noch durch die Erschuͤtterung, noch aus anderen Ursachen los
werden koͤnnen.
Die Verbindung des Rahmens des Wagengestelles mit den Achsen ist folgender Maßen
vermittelt. Der Nahmen N, N, N, N, den man in Fig. 21
ersieht, hat wie gesagt eine vierekige Gestalt; seine beiden kleineren Seiten
bestehen lediglich aus starken hoͤlzernen Riegeln; die beiden
laͤngeren Seiten hingegen, welche zwar gleichfalls aus hoͤlzernen
Riegeln von gleicher Staͤrke verfertigt sind, sind der ganzen Laͤnge
nach an beiden Seiten mit geschmiedeten Eisenplatten n,
n beschlagen, die man in Fig. 7 im Durchschnitte
sieht. Diese der ganzen Laͤnge nach fest angebolzten Platten sind an jenen
Stellen, die den Enden der Achsen zu entsprechen haben, mit zwei Ansaͤzen n', n' versehen, und eben so befinden sich an dem Ende
einer jeden Achse vier Ansaͤze, durch deren Vereinigung eine der vier Gabeln
N'' des Rahmens gebildet wird. (Man sehe Fig. 1 und 7, Fig. 2 und 3, wo ein
Durchschnitt der Feder des Rahmens und der in der Gabel enthaltenen Theile gegeben
ist.) Ueber jeder Gabel befindet sich eine starke Feder N'', die von den Stuͤzen n''
Fig. 2 auf dem
Rahmen getragen wird. Endlich geht durch die Mitte einer jeden Feder und deren Dike
eine eiserne Spindel P, welche durch das Holz des
Rahmens laͤuft, und unterhalb auch noch eine gewisse Streke weit
daruͤber hinaus reicht. Diese Spindel ist so angebracht, daß sie die Feder
spannt, indem sie dieselbe von Unten nach Oben draͤngt, sobald sie selbst von
Unten nach Oben emporgehoben wird: Lezteres kann entweder dadurch bewirkt werden,
daß die Spindel bei ihrem oberen Ende angezogen, oder bei dem unteren Ende
emporgedruͤkt wird. Die Feder ist so stark, daß ihr unteres Ende selbst dann
noch unter dem Rahmen hervorragt, wenn sie mit einer Gewalt von 2 bis 3000 Kilogr.
nach Aufwaͤrts gedruͤkt wird. Um den Zwek dieser Spindel, die einen
wichtigen Theil der Maschine bildet, gehoͤrig wuͤrdigen zu
koͤnnen, muß man bemerken, daß die Achse von zwei messingenen Pfannen P', P''
Fig. 4, die
sich in der Gabel N' bewegen, umfaßt ist. Die obere
Pfanne P' ist in Fig. 4 im Quer-
und Laͤngendurchschnitte, so wie auch im Grundrisse dargestellt; eben so
sieht man hier eine kleine Stahlplatte p', die oben auf
die Pfanne P' gelegt wird, im Grundrisse und im
Durchschnitte. Die untere Pfanne P'' ist bloß im
Quer- und Laͤngendurchschnitte abgebildet. Doch sieht man in Fig. 4 den
Grundriß und den Durchschnitt eines Stuͤkes p'',
welches an Breite der Dike des Holzes des Rahmens gleichkommt, und welches dazu
bestimmt ist, der Pfanne P' als Fuͤhrer zu
dienen. Dieses Stuͤk p'' schiebt sich zwischen
die beiden gegenuͤber stehenden Ansaͤze u', und ist auf jedem derselben mit drei Schrauben fixirt. Ein
aͤhnlicher Fuͤhrer befindet sich zur rechten und linken Seite der
Gabel, und diese beiden Fuͤhrer liegen mit den geraden Raͤndern der
Gabel nicht in einer und derselben Ebene, sondern sind etwas nach Innen
zuruͤkgezogen, wie dieß aus Fig. 2 erhellt. Wirft man
einen Blik auf den Grundriß und auf den Querdurchschnitt der Pfanne P', so sieht man rechts und links die Seiten, die sich
an den Fuͤhrern p schieben, und an den vier Eken
die vier Fugen oder Falzen, die sich an den vier geraden Raͤndern der
Ansaͤze n', welche die Gabel bilden, schieben.
Ist daher die Pfanne P' ein Mal an Ort und Stelle
gebracht, so kann sie sich wohl in der Gabel auf und nieder bewegen,
unmoͤglich aber seitwaͤrts daraus entweichen; zugleich bietet sich
aber auch das Loch, welches in der Mitte der oberen Flaͤche gelassen wurde,
zur Aufnahme des unteren Endes der Spindel P dar.
– Wenn sich die vier Pfannen P' solcher Maßen in
ihren Gabeln an Ort und Stelle befinden, so werden, wenn der Rahmen auf die Achsen
gesezt wird, nur diese vier Pfannen damit in Beruͤhrung kommen, so daß die
Last des Rahmens auf diese Weise auf die Achsen vertheilt wird. Der Wagen
laͤßt sich bei dieser Einrichtung mit groͤßter Leichtigkeit in
Bewegung sezen; denn einerseits ist das Vorder- und Hintergestell miteinander
verbunden und gezwungen seine gegenseitige Entfernung beizubehalten; und
andererseits wird jede Achse, indem sie sich mit ihren Raͤdern umdreht, keine
andere Reibung als jene zu uͤberwinden haben, die an den Pfannen P' Statt findet, und welche fortwaͤhrend durch
die Schmiere vermindert wird, die in dem Raume zwischen der Platte p' und der Pfanne enthalten ist, und durch die beiden im
Laͤngendurchschnitte dargestellten Oeffnungen ausfließen kann. Wuͤrde
der Rahmen etwas emporgehoben werden, und wuͤrde er hierauf schnell wieder
auf die Achse herabfallen, so koͤnnte keineswegs eine so heftige
Erschuͤtterung, die die festesten Dinge zerstoͤrt, entstehen, indem
der Stoß nur durch das Gleiten der Pfanne P' in ihren
Fuͤhrern, und durch die Biegung, in welche die Spindel P die Feder N'' versezen wuͤrde,
mitgetheilt werden kann.
Da jedoch dieser Vorrichtungen ungeachtet die Pfanne P'
sich von der Achse entfernen, und die Achse selbst aus der Gabel treten
koͤnnte, so sind unter der Pfanne P' auch noch
die zweite Pfanne P'' und die uͤbrigen dazu
gehoͤrigen Theile, die wir sogleich anfuͤhren werden, angebracht. Die
Pfanne P'' umfaßt, wie aus dem Querdurchschnitte Fig. 4
ersichtlich ist, den unteren Theil der Achse, wird aber selbst wieder von den
seitlichen Verlaͤngerungen der Pfanne P' umfaßt,
mit denen sie durch einen Bolzen fest vereinigt ist.
Um endlich der Verbindung des Rahmens mit den Achsen noch groͤßere Festigkeit
und den langen Seiten des Rahmens groͤßere Steifigkeit zu geben, sind die
unteren, einander gegenuͤber liegenden Enden n',
Fig. 1,
durch Bolzen verbunden; auch laͤuft durch diese vier Bolzen eine lange Stange
q'', die an die beiden Enden der Seite des Rahmens
fixirt ist.
Der ganze Kessel, so wie wir ihn weiter oben beschrieben haben, ist an jeder der
großen Seiten des Rahmens mit drei starken Brazen Q
befestigt, welche einerseits an den Rahmen, und andererseits an die beiden Enden und
an die Mitte des Kessels gebolzt sind. Die Gallerie des Maschinisten und der eiserne
Boden, auf welchem er steht, sind an dem Kessel und an der kleinen Seite des Rahmens
festgemacht. So solid diese obere Befestigung des Kessels an dem Rahmen auch ist, so
genuͤgt sie dennoch nicht; denn, wie eben gezeigt wurde, ist der Rahmen nur
durch die vier Pfannen P'' und durch die Bolzen, welche
leztere und die vier oberen Pfannen P' zusammen halten,
mit dem unteren Theile der Achse verbunden. Diese vier Bolzen hatten also im Falle
einer Erschuͤtterung ganz allein der Gewalt zu widerstehen, die
ausgeuͤbt wird um den Rahmen und den Kessel, deren Gewicht 5 bis 6000 Kil.
betragen kann, emporzuheben. Der Kessel muß demnach noch auf direkte Weise mit den
Achsen verbunden werden: so jedoch, daß diese Verbindung die gehoͤrige
Elasticitaͤt gestattet und der fruͤher erwaͤhnten Verbindung
nicht nachtheilig wird. Dieß wird mittelst der vier Querbalken Q',
Fig. 21,
erreicht, welche die Achsen mit Pfannen umschließen, und welche an den Punkten q, q' an die beiden aͤußersten Kammern
graͤnzen. Da diese Querbalken sowohl in Hinsicht auf ihre Dimensionen, als in
Hinsicht auf ihre Anheftungspunkte und in Hinsicht auf die an ihnen befindlichen
Pfannen einander vollkommen gleich sind, so duͤrfte die Beschreibung eines
einzigen derselben, den man in Fig. 15 im Aufrisse
sieht, genuͤgen. Dieser an dem Vordergestelle befindliche Querbalken ist
naͤmlich an seinem Ende durch ein Charniergelenk an dem Punkte q mit einer Braze verbunden, die selbst wieder an dem
Kessel fixirt ist. In der Naͤhe dieser Gliederung bildet er einen Halbkreis,
unter welchem eine messingene Pfanne angebracht ist, welche die obere Haͤlfte
der Achse M umfaßt. An diesem oberen Halbkreise ist mit
zwei Bolzen ein unterer Halbkreis mit einer aͤhnlichen Pfanne befestigt, so
daß die Achse beinahe vollkommen von zwei Pfannen umfaßt wird, und mithin einen mehr
oder minder starken Druk erfaͤhrt, je nachdem die Bolzen mehr oder minder
fest angezogen werden.
Das Charniergelenk q muß vollkommen genau in einer
solchen Hoͤhe angebracht seyn, daß der Querbalken Q', indem er sich verlaͤngert, mit der Art von Gabel, die sich an
dessen Ende befindet, die Treibachse umfaßt. Hier befinden sich aber zur Rechten und
zur Linken der Achse auch noch zwei Pfannen, die mit Huͤlfe zweier in Fig. 15
ersichtlicher Vorsteknaͤgel mehr oder minder fest angezogen werden
koͤnnen. Endlich passen die durch Bolzen vereinigten Theile der Gabel auch
noch in den senkrechten, an dem Kessel fixirten Falzen, in welchem sie sich bei
vorkommenden Erschuͤtterungen allerdings auf und nieder, nie aber
seitwaͤrts bewegen koͤnnen.
§. 4. Beschreibung des
Mechanismus und der zur Uebertragung der Bewegung dienenden Theile.
Nachdem wir gezeigt, wie der Dampf abwechselnd uͤber und unter den Kolben
gelangt, und wie die verschiedenen beweglichen und unbeweglichen Theile der Maschine
mit einander verbunden sind, wird es nunmehr ein Leichtes seyn zu zeigen, wie der
Druk des Dampfes das Ganze in eine Bewegung versezt, deren außerordentliche
Geschwindigkeit nur in dem Widerstande oder in der Zaͤhigkeit der Metalle,
welche zur Aufnahme und Fortpflanzung dieser Bewegung bestimmt sind, ihre
Graͤnzen findet.
Der Kolben R,
Fig. 10, 11 und 15, besteht
aus drei messingenen, uͤber einander gelegten und schraͤg
abgeschnittenen Ringen, deren man in Fig. 13 einen im
Grund- und Aufrisse findet. Durch diese Einrichtung ist eine solche
Elasticitaͤt erzielt, daß zwischen dem Umfange des Kolbens und den
Waͤnden des Cylinders eine innige Beruͤhrung besteht, welche
uͤbrigens nur wenig Reibung erzeugt, und welche sich innerhalb gewisser
Graͤnzen im Maaße der Abnuͤzung von selbst wieder herstellt. Die
Kolbenstange laͤuft wie gewoͤhnlich durch eine Stopfbuͤchse,
und steht an ihrem Ende mit der Schiebestange r' in
Verbindung. Leztere umfaßt mittelst zweier messingenen Pfannen das Knie M'', und traͤgt selbst das Oehlgefaͤß, aus
welchem zwischen diese beiden messingenen Pfannen und das Eisen der Achse das
entsprechende Oehl gelangt. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens kann sich
jedoch an dem Ende der Schiebestange r' nur dann in eine
rotirende Bewegung umwandeln, wenn sich die Gelenkverbindung zwischen dieser Stange
und der Kolbenstange auf ihrer ganzen Bahn genau in einer geraden Linie bewegt.
Dieser Bedingung nun ist durch den Mechanismus R''
entsprochen, den man in Fig. 20 im Grund-
und Aufrisse sieht, der in Fig. 10 und 15 nur
unvollstaͤndig dargestellt werden konnte, und der in Fig. 21 von Unten
ersichtlich ist. Fig. 20 zeigt wie das Ende der Kolbenstange r
zum Behufe der Aufnahme
der Schiebestange r', welche den maͤnnlichen
Theil der charnierartigen Gliederung bildet und hier weggelassen ist, eingerichtet
ist. Eben so sieht man wie der horizontale Zapfen des Charniergelenkes zu beiden
Seiten verlaͤngert ist, um sich an den Schieberstuͤken r'' zu fixiren, deren Form am besten aus dem Aufrisse
erhellt, welcher unterhalb dem Grundrisse Fig. 20 angebracht ist.
Jedes dieser Schieberstuͤke ist in parallele Falzen oder Coulissen eingesezt,
die an den Querbalken Q' Fig. 21 befestigt sind.
Ueberfluͤssig scheint es zu erlaͤutern, auf welche Weise diese Falzen
vollkommen parallel mit der Achse des Cylinders und mit der Kolbenstange angebracht
sind, damit leztere, um durch ihre Stopfbuͤchse zu dringen, keine schiefe
Gewalt auszuuͤben braucht. Solcher Maßen wird demnach die Hin- und
Herbewegung des Kolbens an der Radachse genau in eine rotirende umgewandelt.
Die beiden Kniee der Radachse bilden einen rechten Winkel, damit sich der eine Kolben
auf der Mitte seines Hubes befindet, waͤhrend der andere den seinigen
vollendet hat, oder ihn zu beginnen im Begriffe ist; und damit folglich die eine
Schiebestange das Maximum ihrer Gewalt ausuͤbt, waͤhrend die andere
durch den todten Punkt geht, an welchem sie nicht mehr zum Umtreiben der Achse
wirken kann. Das von der Maschine erlangte Bewegungsmoment dient anstatt des
Flugrades zur Ausgleichung der Bewegung.
Zwischen den beiden Halsringen m, m, Fig. 21 und 27, welche an
der Achse befestigt sind, und von denen wir bereits fruͤher zu sprechen
Gelegenheit hatten, befindet sich eine bewegliche Zwinge oder Muff T
Fig. 21 und
27, die
wir ihrer Wichtigkeit wegen in Fig. 28 einzeln und in
Detail abgebildet haben. Man bemerkt in lezterer Figur: 1) die beiden
Haͤlften, vom Ende her gesehen; 2) die eine dieser Haͤlften von Außen
und im Laͤngenaufrisse betrachtet; und 3) die andere Haͤlfte
gleichfalls im Laͤngenaufrisse, aber von Innen gesehen. Diese Zwinge besteht
aus zwei Theilen, weil sie die Radachse umfassen muß, und weil es wegen der Kniee
der Achse sonst unmoͤglich waͤre, sie an jene Stelle zu bringen, die
sie einzunehmen hat. Ihre Laͤnge ist etwas geringer, als der Zwischenraum
zwischen den beiden Halsringen m, m; die cylindrische
Oeffnung, welche durch dieselbe fuͤhrt, muß einen etwas groͤßeren
Durchmesser haben, als die Achse: jedoch nur so daß die Zwinge, wenn sie ein Mal
angelegt worden ist, von einem Halsringe zum anderen gleiten kann; und daß sie, wenn
sie sich in der Mitte zwischen diesen Halsringen befindet, nicht von der rotirenden
Bewegung der Achse mit fortgerissen wird. An jedem Ende der Zwinge ist eine
excentrische Scheibe angebracht, und in der Mitte eine mit der Radachse
concentrische Kehle. Die
Excentrica stehen einander nicht gegenuͤber, sondern weichen um eine
Viertelumdrehung von einander ab; d.h. wenn sie beide so gestellt waͤren, daß
sich ihr groͤßter Vorsprung an einer und derselben Seite der Achse
befaͤnde, so brauchte das eine nur um den vierten Theil ihres Umfanges
umgedreht zu werden, um beide in jene gegenseitige Stellung zu bringen, die sie
haben muͤssen, und die man in Fig. 28 besonders
auffallend ersieht. An beiden Enden der Zwinge ist mit Schrauben eine
staͤhlerne, mit der Radachse concentrische Scheibe t, Fig.
25, befestigt, in der sich ein vierekiges Loch befindet, womit sie an den
seitlichen Kopf u des einen der Halsringe m, m gestekt werden kann. Wird daher die Zwinge gegen
einen der Halsringe getrieben, so kommt der Kopf u, der
sich mit der Achse umdreht, bald der Oeffnung der Scheibe t gegenuͤber zu liegen, wo er dann sogleich in diese eindringt, so
daß die Zwinge von diesem Augenblik an an die Achse geschirrt ist, und sich mit ihr
umdrehen muß. Wird die Zwinge auf die entgegengesezte Seite getrieben, so bietet
auch hier wieder die Stahlplatte ihr vierekiges Loch dem Kopfe eines Halsringes dar,
so daß die Zwinge neuerdings wieder an die Achse geschirrt ist. Es besteht jedoch
zwischen diesen beiden Angeschirrungsmethoden ein wesentlicher Unterschied; denn in
dem einen Falle ist der Vorsprung an den Excentricis gegen das ihm entsprechende
Knie M'' um den vierten Theil einer Umdrehung
zuruͤk, waͤhrend er ihm im entgegengesezten Falle um eben so viel
voraus ist. Mit dieser Vorrichtung ist man, wie spaͤter gezeigt werden wird,
im Stande den Wagen nach Vor- oder Ruͤkwaͤrts laufen zu machen,
indem mit den Excentricis die Schiebladen in Bewegung gesezt werden.
Ehe wir jedoch die Wirkungen dieser Vorrichtung beschreiben, wollen wir noch den
sinnreichen Mechanismus eroͤrtern, mit dessen Huͤlfe der Maschinist
die Zwinge T nach Belieben an den rechten oder linken
Halsring schirren kann, und den man aus Fig. 22, 23, 27, so wie auch aus Fig. 6 ersieht.
Die Gabel t', Fig. 23 und 27, faßt die
vierekige Kehle der Zwinge, und haͤngt mit dem Stuͤke T' zusammen, welches sich in den beiden
Halsstuͤken, die dasselbe festhalten, in einer hinreichenden Ausdehnung
bewegen laͤßt. Dieses Stuͤk T' ist mit
seinem Ende in die Gabel t'' eingelassen, und diese
bildet ihrerseits einen der Arme des Hebels T'', der
sich um seine Halsstuͤke dreht, und auch noch mit einem anderen Arme U', Fig. 27, versehen ist.
Zur Bewegung dieses ganzen Mechanismus, d.h. um die Zwinge auf der einen oder auf
der anderen Seite an die Halsringe zu schirren, oder um sie ganz zu befreien, so daß
sich die Achse in ihr dreht, ohne sie selbst mit in die Bewegung zu ziehen, dient endlich das Pedal
U, welches mit dem Arme U' in Verbindung steht, und durch eine Feder n' nach Aufwaͤrts getrieben wird. Befindet sich naͤmlich das
Pedal in seiner natuͤrlichen Stellung, so ist die Zwinge in der Stellung
angeschirrt, in der man sie in Fig. 10 und 15 sieht; d.h.
jedes Excentricum folgt dem entsprechenden Kniee der Achse um eine Viertelumdrehung
nach. Druͤkt hingegen der Maschinist mit dem Fuße auf das Pedal, so dreht
sich der Arm U' um die Achse T'', wo dann der nach Außen gefuͤhrte Arm t'' die Stange T' und die Gabel t' anzieht, welche leztere ihrerseits die Zwinge T mit sich fuͤhrt. Bei einem staͤrkeren
Druke wird die Zwinge bis an den entgegengesezten Halsring gefuͤhrt und an
diesen geschirrt, wodurch dann die Bewegung des Wagens umgekehrt wird. Daß eine
solche Umkehrung erfolgen muß, erhellt aus der Art und Weise, auf welche die
Excentrica die Schiebladen in Bewegung sezen.
Mit jedem der beiden Excentrica steht mittelst zweier messingener Pfannen V, Fig. 24, eine lange
Schiebestange V' in Verbindung, welche mit ihrem anderen
Ende in eine Art von Gabel x'', Fig. 7 und 10 tritt. Diese Gabel
endigt sich nach Unten in einen Zapfen, auf den der Ausschnitt v', Fig. 24 und 10, paßt; die
Gabel selbst bildet aber einen der Arme des Schiebladenhebels X, Fig.
7, welcher auch noch mit zwei anderen Armen ausgestattet ist. Der mittlere
dieser Arme x bildet mit der Stange I der entsprechenden Schieblade ein Gefuͤge; der
an dem anderen Ende befindliche Arm x' hingegen
articulirt mir der langen Stange X', Fig. 1 und 15. Die andere
Schiebestange sezt einen anderen, dem Hebel X
aͤhnlichen Hebel in Bewegung. Beide Hebel sind zwar von einander
unabhaͤngig; da sie jedoch einander vollkommen gleich sind, so brauchen wir
nur den einen zu beschreiben, und zu zeigen, wie er seine Bewegung mitgetheilt
erhaͤlt, um sie an seine Schieblade fortzupflanzen.
Man ersieht dieß leicht aus Fig. 10, in welcher sich
der Kolben in der Mitte seiner Bewegung nach Abwaͤrts, und die Schieblade am
Ende ihrer Bahn nach derselben Richtung befindet. Das Knie M'' ist oben angelangt, und bereit nach Vorwaͤrts zu treten,
waͤhrend das Excentricum, welches um eine Viertelumdrehung zuruͤk ist,
sich noch ganz nach Hinten befindet, und es auch seyn muß, damit die Stange I der Schieblade so weit als moͤglich
herausgezogen wird. Ist hingegen der Kolben unten am Ende seiner Bahn angelangt, so
wird das Knie ganz vorne und das Excentricum oben eingetroffen seyn; und folglich
wird die Schiebestange des Excentricums den Arm x'' um
die Haͤlfte des Raumes, den er durchlaufen kann, zuruͤkgetrieben
haben. Lezterer wird, indem er sich umdrehte, den Arm x
in Bewegung gesezt haben, so daß dann dieser seinerseits die Stange I
der Schieblade um die
Haͤlfte ihrer Laufbahn nach Einwaͤrts trieb; die Folge hievon
wuͤrde seyn, daß kein Dampf mehr uͤber dem Kolben eintritt, und unter
demselben entweicht, wie dieß sonst seyn muͤßte. Im naͤchsten
Augenblike darauf geht das Knie in Folge der Wirkung des anderen Kolbens unten
durch, und treibt denselben auch zuruͤk, waͤhrend der Dampf, welcher
sich uͤber dem Kolben befindet, und der seine Wirkung vollbracht hat, durch
den oberen Canal i' entweicht, indem er dann unter der
Schieblade hindurchziehen kann, um den Canal i'' zu
gewinnen. Diese Bewegung wird so lange in derselben Richtung fortwaͤhren, als
die Excentrica sich in Hinsicht auf die Kniee der Treibachse in derselben Stellung
befinden. Wenn hingegen, Alles in derselben Stellung gedacht, in welcher man es in
Fig. 10
sieht, das Excentricum eine halbe Umdrehung macht, so daß es ploͤzlich dem
Knie um eine Viertelumdrehung voraus ist, so wird sich die Stange I der Schieblade vollkommen eingesenkt haben, wo dann
der Dampf unter den Kolben gelangen, und der Kolben nach Aufwaͤrts
emporsteigend das Knie zuruͤktreiben wird, so daß mithin hiedurch eine
ruͤkgaͤngige Bewegung der Maschine hervorgerufen wird. Der Maschinist
ist demnach mit Huͤlfe dieser Vorrichtungen durch einen einzigen Fußtritt im
Stande den Wagen mit derselben Geschwindigkeit nach Ruͤkwaͤrts laufen
zu machen, mit der er sich fruͤher nach Vorwaͤrts bewegte.
Es genuͤgt uͤbrigens noch keineswegs, daß der Maschinist die Wirkung
der Treibwelle auf die Schiebladen nach Umstaͤnden umkehren oder auch
gaͤnzlich aufheben kann; sondern er muß auch noch direct auf die Schiebladen
wirken koͤnnen: sey es um die Maschine in Bewegung sezen, oder deren
Geschwindigkeit unter verschiedenen Umstaͤnden maͤßigen zu
koͤnnen. Dieser Zwek wird durch die beiden Mechanismen, die wir nunmehr noch
zu beschreiben haben, erreicht. Der erstere derselben besteht an jeder Schieblade
aus der Stange v''
Fig. 7, aus
dem Hebel V'', Fig. 1, 7, 10 und 15, aus der langen Stange
z'' und endlich aus dem Hebel Z'',
Fig. 6. Die
Stange v'' bildet an dem einen Ende mit einer der
Schiebestangen V', Fig. 24, und an dem
anderen mit dem horizontalen Arme des Hebels V'' ein
Gefuͤge. Die Stange z'' hingegen articulirt mit
dem senkrechten Arme des Hebels V'' und mit dem Hebel
Z''. Legt der Maschinist die Hand auf diesen
lezteren Hebel, dessen Griff man in Fig. 6 sieht, und zieht er
ihn an sich, so wird der Hebel V'' umgedreht, die Stange
v'' emporgehoben, und der Ausschnitt v' von dem am Ende des Armes x' befindlichen Zapfen, auf welchem er ruhte, befreit. Und da der andere
Hebel Z'' auf die Stange v''
der anderen Schieblade dieselbe Wirkung ausuͤbt, so sind die Schiebestangen
V' ausgehoben, wo dann die Zwinge oder Buͤchse, sie mag sich in
Ruhe oder in Thaͤtigkeit befinden, nicht mehr auf die Hebel X der Schiebladen wirken kann. Der zweite Mechanismus
besteht aus zwei Stangen X', aus zwei Hebeln X'', Fig. 6, die sich auf einer
und derselben Linie befinden, aber von einander unabhaͤngig sind, und aus den
beiden Armen oder Griffen Z, mit denen die Hebel X'' in Bewegung gesezt werden.
§. 5. Hauptresultate, den
Verbrauch und den Nuzeffect betreffend.
Der Nuzeffect einer Locomotivmaschine und das Maximum der Geschwindigkeit, die sie im
Verhaͤltnisse zu der Last, welche sie nachzieht, auf einer ebenen Bahn
erreichen kann, haͤngen hauptsaͤchlich von der Quantitaͤt Dampf
ab, welche in jedem Augenblike im Dampferzeuger hervorgebracht werden kann. Bevor
wir jedoch auf eine Berechnung der Geschwindigkeit eingehen, welche die hier
beschriebene Maschine zu erreichen im Stande ist, wollen wir hier zur Vergleichung
die directen Versuche des Hrn. N. Stephenson und die
Resultate anfuͤhren, welche sich aus der praktischen Anwendung zweier seiner
Maschinen ergaben. Diese Maschinen sind der Rocket,
welcher im Jahre 1829 bei dem auf der Liverpool-Manchester-Eisenbahn
abgehaltenen Concurse den Preis gewann, und der Arrow,
welcher auf derselben Bahn regelmaͤßig 15 Meilen in der Zeitstunde
zuruͤklegt. Wir entlehnen diese Resultate aus der im Jahre 1832 erschienenen
zweiten Ausgabe von Wood's vortrefflicher Abhandlung
uͤber die Eisenbahnen.
Hr. Stephenson ließ 38 Minuten lang Wasser in einem
kleinen, dem Kessel der Locomotivmaschine vollkommen aͤhnlichen Kessel
sieden; das Wasser, welches die Heizkammer umgab, communicirte nicht mit dem die
Roͤhren umfließenden Wasser; und der in jedem einzelnen Fache oder in jeder
Kammer erzeugte Dampf konnte frei durch Oeffnungen, welche in dem oberen Theile
angebracht waren, entweichen. Die der strahlenden Waͤrme ausgesezte
Oberflaͤche der Heizkammer betrug 6 Quadratfuß, die der Flamme und den
Producten der Verbrennung ausgesezte Oberflaͤche der Roͤhren hingegen
betrug 24 1/2 Quadratfuß. Das in der ersten Kammer verdampfte Wasser belief sich auf
6, jenes in der zweiten Kammer hingegen auf 8 Gallons. Ein Fuß durch Ausstrahlung
erhizter Heizoberflaͤche verdampft demnach in einer Zeitstunde 10/6 Gallons
Wasser, waͤhrend ein Fuß direct erhizter Heizoberflaͤche innerhalb
derselben Zeit nur 3/6 Gallons verdampft. Die Verdampfungskraft betraͤgt demnach
in lezterem Falle nur 3/10 von jener in ersterem Falle. Verwandelt man diese Masse
in Meter und Kilogrammen, so ergibt sich, daß ein Quadratmeter der strahlenden
Waͤrme ausgesezter Oberflaͤche in einer Minute 1,35 Kil. Wasser
verdampft, waͤhrend eine gleiche Oberflaͤche, die der directen
Einwirkung der Flamme ausgesezt gewesen ist, innerhalb derselben Zeit nur 0,4 Kil.
verdampft. Hr. Wood fuͤgt bei, daß das Feuer
waͤhrend dieses Versuches nur von sehr geringer Intensitaͤt war, und
daß sich, wenn man dasselbe so geschuͤrt haͤtte, wie es an den
Locomotivmaschinen gewoͤhnlich zu geschehen pflegt, leicht ein doppelt so
großes Resultat haͤtte erzielen lassen; d.h., daß man mit jedem Quadratmeter
durch Ausstrahlung erhizter Oberflaͤche in einer Minute 2,70 Kil. Wasser
haͤtte verdampfen koͤnnen.
An dem Rocket hatte die durch Ausstrahlung wirkende Heizoberflaͤche der
Heizkammer 20 Quadratfuß; an den 25 3zoͤlligen Roͤhren des Kessels
betrug die direct erhizte Heizoberflaͤche 117,8 Quadratfuß. Stuͤndlich
waren 325 Pfd. Avoir dup. Kohks verbrannt, und 185
Gallons Wasser verdampft. Rechnet man nach obigem Verhaͤltnisse von 3/10 die
Oberflaͤche der Roͤhren zu jener der Heizkammer, so ergibt sich eine
Gesammtoberflaͤche von 20 + 117,8 × 0,3 = 55,3 Quadratfuß.
An dem Arrow betrug die durch Ausstrahlung erhizte Heizoberflaͤche der
Heizkammer 20 Quadratfuß; die direct erhizte Oberflaͤche der 92
2zoͤlligen Kesselroͤhren hingegen 282,7 Quadratfuß. Die
stuͤndlich verbrannten Kohks beliefen sich auf 450 Pfd., und die
Quantitaͤt des verdampften Wassers auf 275 Gallons. Die
Gesammtheizoberflaͤche nach obigem Verhaͤltnisse reducirt betrug hier:
20 + 282,7 × 0,3 = 104,8 Quadratfuß.
Diese Maaße auf franzoͤsische Maaße reducirt, ergeben sich fuͤr den
Rocket ein stuͤndlicher Verbrauch von 147,52 Kilogr. Kohks, eine Verdampfung
von 840,5 Kilogr. Wasser in der Stunde und von 14 Kilogr. in der Minute, eine
reducirte Heizoberflaͤche von 5,14 Meter, eine Verdampfung von 2,72 Kilogr.
Wasser per Minute und Quadratmeter, und 5,68 Kilogr.
Wasser, die mit einem Kilogr. Kohks verdampft werden. An dem Arrow ergaben sich ein
stuͤndlicher Verbrauch von 204,26 Kohks, eine Verdampfung von 1249,4 Kilogr.
Wasser per Stunde, und von 20,8 Kilogr. per Minute, eine reducirte Heizoberflaͤche von
9,74 Meter, eine Verdampfung von 2,14 Kilogr. Wasser per
Minute und Quadratmeter, und 6,12 Kilogr. Wasser, die mit einem Kilogr. Kohks
verdampft werden.
An den uͤbrigen Stephenson'schen Maschinen gibt ein
Kilogr. Kohks im
Allgemeinen gleichfalls 5 bis 6 Kilogr. Wasserdampf; da jedoch die
Heizoberflaͤche nicht angegeben ist, so laͤßt sich nicht ermitteln, ob
sie eben so wie der Rocket und der Arrow in jeder Minute per Quadratmeter reducirter Heizoberflaͤche beilaͤufig 2 1/2
Kilogr. Dampf erzeugen.
Nach diesen Resultaten wollen wir das Maximum der Geschwindigkeit berechnen, welche
die hier beschriebene Maschine erreichen kann; und zu diesem Behufs
vorlaͤufig die Dimensionen jener Theile angeben, mit deren Huͤlfe der
Dampf seine Wirkung ausuͤbt.
Laͤngenmaaße. Der Kolben hat 0,30 Meter im
Durchmesser; der Kolbenhub, der der doppelten Bahn der Kurbel gleichkommt, hat 0,44
Meter; der Durchmesser der Raͤder von dem Punkte aus, an welchem sie die
Schienen beruͤhren, betraͤgt 1,34 Meter; der Umfang der Raͤder
mißt 4,21 M.; der innere Durchmesser der 100 Roͤhren mißt 0,035 und der
aͤußere 0,044 Meter; deren Laͤnge belaͤuft sich auf 2,15 M.;
die Hoͤhe der Seitenplatten der Heizkammer betraͤgt 1, und deren
Breite 0,50 M.; die vorderen und hinteren Platten messen einen Meter in der
Hoͤhe und eben so viel in der Breite.
Flaͤchenmaaße. Die Durchschnittsflaͤche der
Kolben mißt 0,07068 M.; die Oberflaͤche des Rostes 0,45 M.; der innere
Durchschnitt der 112 Roͤhren 0,1077 M.; die Oberflaͤche des
Feuerheerdes oder der Heizkammer 3,1 M., und jene der 112 Roͤhren endlich 28
Meter.
Inhaltsmaaße. Jeder Cylinder faßt 31,10 Liter: alle vier
zusammen also 124,40 Lit.; die Wassermenge, welche in dem Kessel enthalten ist, wenn
derselbe bis zu dem aus Fig. 8 ersichtlichen
Niveau gefuͤllt ist, betraͤgt 1200 Liter.
Gewichte. Die Maschine selbst wiegt in metrischen Tonnen
6,5 Tonnen; mit dem im Kessel enthaltenen Wasser und mit der Kohle, die sich auf dem
Roste befindet, wenn die Maschine arbeitet, 8 Tonnen. Der Munitionswagen wiegt 4
Tonnen.
Preise. Die Maschine kostet 15,000 Fr.
Berechnung der Geschwindigkeit, wenn der Dampf die
hoͤchste Spannung, 50 Pfd. Avoir dup. per
englischen Quadratzoll, oder einen Druk von 4,4 Atmosphaͤren
erreicht.
Temperatur 148,2°; Spannung des Dampfes 4,4 Atmosphaͤren; Gewicht von
einem Liter Dampf 0,002292 Kilogr. Um die beiden Cylinder zum Behufe eines doppelten
Kolbenhubes zwei Mal zu fuͤllen, ist ein Volumen Dampf von 124,4 Liter
erforderlich, oder ein
Gewicht von 124,4 × 0,0023 = 0,286 Kilogr. Mit diesem Gewichte wird eine
Radumdrehung oder 4,21 M., mit einem Kilogr. Dampf folglich eine Streke von 14,72 M.
zuruͤkgelegt.
Die reducirte Heizoberflaͤche betraͤgt 3,1 M. + 28 M. × 0,3 =
11,5 M. Nimmt man nun an, daß per Meter in einer Minute
2,5 Kilogr. Dampf erzeugt werden, so wuͤrde der in einer Minute
hervorgebrachte Dampf 11,5 × 2,5 = 28,75 Met. betragen. Und da man mit einem
Kilogramm 14,72 Met. zuruͤklegen kann, so wird man mit den 28,75 Kilogr. in
einer Minute 14,72 × 28,75 = 423,2 Met., und in einer Stunde 25,392 Met. oder
beilaͤufig 6 Meilen zuruͤklegen.
Da ferner fuͤr jeden doppelten Kolbenhub 0,286 Kilogr. Dampf erforderlich
sind, so sind, um obige 28,75 Kilogr. per Minute zu
verbrauchen, in jeder Minute 100 doppelte Kolbenhube noͤthig. Dieß ist das
Maximum der Geschwindigkeit, die man erreichen kann, wenn der Dampf mit seiner
ganzen Kraft oder mit einem Druke von 4,4 Atmosphaͤren arbeitet.
Berechnung der Geschwindigkeit, wenn der Dampf eine Spannung
von 3,4 Atmosphaͤren hat.
Temperatur 138,8°; Spannung des Dampfes 3,4 Atmosphaͤren; Gewicht von
einem Liter Dampf 0,0018 Kilogr. Um die beiden Cylinder zur Erzielung eines
doppelten Kolbenhubes zwei Mal zu fuͤllen, sind 124,4 Liter Dampf oder ein
Gewicht von 124,4 × 0,0018 = 0,224 Kilogr. erforderlich. Mit diesem Gewichte
laͤßt sich eine Radumdrehung oder eine Streke von 4,21 Met.
zuruͤklegen, so daß also auf ein Kilogr. Dampf 18,79 Met. kommen. Da nun in
einer Minute hoͤchstens 28,75 Kilogr. Dampf erzeugt werden koͤnnen, so
wird man 28,75 × 18,79 oder 540,2 Met. in der Minute oder 32413 Met. in der
Stunde, d.h. beilaͤufig 8 Meilen zuruͤklegen koͤnnen. Zugleich
waren aber in jeder Minute 129 doppelte Kolbenhube erforderlich.
Berechnung der Geschwindigkeit, wenn der Dampf eine Spannung
von 2 Atmosphaͤren hat.
Temperatur 121,4°; Spannung des Dampfes 2 Atmosphaͤren; Gewicht eines
Liter Dampfes 0,0011 Kilogr. Um die beiden Cylinder zur Erzielung eines doppelten
Kolbenhubes zu fuͤllen, sind 124,4 Liter Dampf oder dem Gewichte nach 124,4
× 0,0011 = 0,137 Kilogr. Dampf noͤthig. Mit diesem Gewichte wird eine
Radumdrehung oder eine Streke von 4,21 Met. zuruͤkgelegt, wonach auf ein
Kilogr. Dampf 30 Met. kommen. Da aber in einer Minute hoͤchstens 28,75 Kilogr. Dampf erzeugt
werden koͤnnen, so lassen sich in jeder Minute 862,5 Met. oder in einer
Stunde 51750 Met. oder beilaͤufig 13 Meilen zuruͤklegen. Zugleich
muͤßten aber in jeder Minute mehr als 200 doppelte Kolbenhube geschehen. Nach
diesen Beispielen wird man folgende allgemeine Formel leicht verstehen.
Allgemeine Berechnung der Geschwindigkeit der
Locomotivmaschinen.
Es sey R der Halbmesser des Cylinders in Metern
angedeutet; C der Kolbenhub in Metern; A der Rauminhalt des Cylinders = πR²C: v der
Durchmesser des Rades in Metern; F die Spannung des
Dampfes in Atmosphaͤren; V das Volumen des in
einer Minute erzeugten Dampfes in Kubikmetern ausgedruͤkt; R das Gewicht des in einer Minute erzeugten Dampfes in
Kilogr. angegeben; S die gesammte, auf obige Weise
reducirte Heizoberflaͤche; N die Zahl der Kolbenhube per Minute, und M die Zahl der Meter, welche
die Maschine in einer Minute durchlaͤuft.
Um nun einen Radumgang zu erzeugen oder um 2πr zu
durchlaufen, muͤssen die beiden Cylinder zwei Mal gefuͤllt, oder ein
Volumen Dampf verbraucht werden, welches dem viermaligen Rauminhalte des Cylinders
gleichkommt oder 4 A betraͤgt. Man kann also mit
einem Volumen 1 einen Raum von 2πr/4 A, und mit dem Volumen V,
welches in jedem Augenblike in dem Kessel erzeugt wird, den Raum 2πrV/4 A zuruͤklegen,
so daß also:
M = 2πrV/4 A, oder M = rV/2 R²C.
Da die Zahl der doppelten, in einer Minute in jedem Cylinder Statt findenden
Kolbenhube offenbar durch V/4 A ausgedruͤkt ist, so ergibt sich n =
V/4 A, oder n = V/4πR²C.
Da die Heizoberflaͤche S Quadratmeter
betraͤgt, und jeder Quadratmeter in der Minute 2,5 Kilogr. Wasser verdampft,
so ist die Zahl K der in einer Minute verdampften
Kilogramme Wasser S × 2,5, oder K = 2,5 S.
Endlich ergibt sich aus den Verhaͤltnissen, die zwischen der Spannung des
Dampfes, seiner Temperatur und seiner Dichtheit bestehen:
Textabbildung Bd. 59, S. 431
oder
Textabbildung Bd. 59, S. 431
Da S und F gegeben sind, so
laͤßt sich hienach fuͤr jeden einzelnen Fall leicht die Zahl
ermitteln, welche durch V bezeichnet ist. Substituirt
man diese Zahl in den Werthen von M und n, so erhaͤlt man die Zahl der Meter, die in
einer Minute durchlaufen werden, und die Zahl der innerhalb derselben Zeit
vollbrachten Kolbenhube.
An den drei oben gegebenen Beispielen sind als constante Quantitaͤten R = 0,15, C = 0,44, r = 0,67 und S = 11,5
angenommen, waͤhrend die veraͤnderliche Quantitaͤt F zu 4,4, zu 3,4, und zu 2 Atmosphaͤren angesezt
ist.
Man muß uͤbrigens nicht nur die Geschwindigkeit kennen, welche die Maschine je
nach dem Grade der Spannung des Dampfes erlangen kann; sondern man muß sich auch
eine Idee von dem Nuzeffecte machen koͤnnen, den dieselbe in jedem einzelnen
Falle hervorbringt. Wir wollen daher zeigen, wie man die Kraft der Maschine unter
den verschiedenen Umstaͤnden, unter denen sie arbeitet, sowohl in
theoretischen als praktischen Pferdekraͤften berechnen kann.
Allgemeine Berechnung der Kraft der Maschine.
Wenn man die oben angenommenen Zeichen beibehaͤlt, und wenn man den mittleren
Druk, welchen der Kolben von jener Seite erfaͤhrt, an der er mit der
atmosphaͤrischen Luft communicirt, mit f
bezeichnet, so laͤßt sich die Zahl der theoretischen Pferdekraͤfte der
Maschine: d.h. jene Zahl, die deren Kraft ausdruͤkt, wenn weder auf den
Verlust an Kraft, noch aus den Widerstand, noch auf die Reibung etc. etc.
Ruͤksicht genommen wird, leicht finden. Bezeichnet man diese Zahl der
theoretischen Pferdekraͤfte mit N, so ergibt
sich:
N = 2,289 (F – f) V.
Da der wirkliche auf den Kolben ausgeuͤbte Druk eine durch F – f
ausgedruͤkte Zahl von Atmosphaͤren ist, und da die Oberflaͤche
des Kolbens πR² in Quadratmetern
betraͤgt, so belaͤuft sich das Gesammtgewicht, welches der Kolben
emporzuheben vermag, in Kilogrammen auf 10300 (F
– f) πR²; denn das Gewicht einer Atmosphaͤre betraͤgt per Quadratmeter 10300 Kilogr.
Hienach wuͤrde das von den beiden Kolben emporgehobene Gewicht 10300 (F – f) . 2πR² seyn.
Da aber jeder Kolben einen Hub oder eine Bahn C hat, so
ist der von einem Doppelhube durchlaufene Raum 2 C; und
da die Zahl der
Doppelhube in jeder Minute n ist, so betraͤgt der
Raum, welcher von jedem Kolben in einer Secunde durchlaufen wird: 2 Cn/60.
Die theoretische Kraft einer Maschine wird aber durch die Zahl der Kilogr., welche
sie emporhebt, multiplicirt mit der Zahl der Meter, auf welche sie erstere in einer
Secunde hebt, ausgedruͤkt; und hienach ergibt sich hier:
10300 (F – f) 2πR² . 2
Cn/60.
Die Kraft eines Pferdes betraͤgt aber 75 Kilogr., welche in einer Secund.
einen Meter gehoben werden; und folglich braucht man obiges Product nur durch 75 zu
theilen, um die Zahl der theoretischen Pferde, welche die Kraft der Maschine
ausdruͤkt, zu erhalten. Es ergibt sich also hienach:
N = 10300/75 (F – f) 2πR² . 2 Cn/60.
Da uͤbrigens, wie oben gezeigt worden ist:
n = V/4 A, oder n = V/4.πR²C'
so ist 4πR²Cn = V; folglich N =
10300/(75 × 60) (F – f) V, oder endlich N = 2,289 (F – f) V.
Dieß ist der allgemeine Ausdruk der Zahl der theoretischen Pferdekraͤfte,
welche bei dem in einer Minute erzeugten Volumen Dampf in Thaͤtigkeit sind,
und des Drukes, der auf beide Seiten des Kolbens ausgeuͤbt wird. Fuͤr
jeden einzelnen Fall genuͤgt es, die Werthe von F
und f, welche direct gegeben sind, und den Werth von V, der durch die Gleichung
Textabbildung Bd. 59, S. 432
gegeben ist, zu substituiren.
Wendet man nunmehr diese Formel auf die drei obigen Hypothesen an, fuͤr welche
die Geschwindigkeiten berechnet wurden, so erhaͤlt man: K = 28,75 Kilogr., und ferner F = 4,4
Atmosphaͤren, F = 3,4 Atmosph., und F = 2 Atmosph. Und nimmt man andererseits an, daß der
mittlere Widerstand des Kolbens an der entgegengesezten Seite 1 4/10
Atmosphaͤre betraͤgt (was der Wahrheit ziemlich nahe kommen
duͤrfte, indem der Dampf zur Bewirkung des gehoͤrigen Zuges im
Rauchfange mit großer Geschwindigkeit entweichen muß), so erhaͤlt man f = 1,4; und mithin nach einander F – f = 3, F – f = 2, F – f = 0,6. Nach diesen Berechnungen
ergeben sich die in folgender Tabelle enthaltenen numerischen Resultate.
Textabbildung Bd. 59, S. 433
Reducirte Heizoberflaͤche;
Gewicht des Dampfes, den 1 Meter in 1 Min. erzeugt; Totalgewicht des in 1 Min.
per Quadratmeter verb. Wassers; Absolute Spannungen oder Werthe von F; Wirkliche
Spannungen oder Werthe v. F bis f; Volumen des Dampfes per Kubikmeter in 1 Min.
erzeugt; Zahl der theoretischen Pferdekraͤfte; Kilogr.; Atm.
Wenn nun auch die Zahl der theoretischen Pferdekraͤfte leicht zu berechnen
ist, so ist dieß doch bei der Bestimmung der Zahl der praktischen
Pferdekraͤfte, welche die wirkliche Kraft der Maschine bezeichnet, ganz
anders. Wir besizen naͤmlich fuͤr die Maschinen dieser Art noch nicht
genug genaue Beobachtungen, um mit hinreichender Genauigkeit das Verhaͤltniß
jener Dampfkraft ermitteln zu koͤnnen, welche einerseits durch das
Entweichen, und durch den Unterschied in der Spannung, der zwischen dem Dampfe im
Kessel und jenem in den Cylindern besteht, verloren geht, und welche andererseits
ohne Nuzeffect bloß zur Ueberwaͤltigung der Reibung, die zwischen den Kolben
und den Cylindern, den Schiebladen und ihren Falzen, der Last und den Achsen etc.
Statt findet, verwendet werden muß.
Nach den von Wood angefuͤhrten Versuchen scheint es
jedoch, daß man der Wahrheit so ziemlich nahe kommen duͤrfte, wenn man
annimmt, daß die Zahl der praktischen Pferdekraͤfte den dritten Theil der
Zahl der theoretischen betraͤgt. Hienach waͤre also die Zahl der
praktischen Pferdekraͤfte N' durch folgende
Formel ausgedruͤkt:
N'
=
0,763 (F –
f) V,
und
folglich
29
fuͤr
F = 4,4
Atmosph.
und
F – f = 3,
24
„
F = 3,4
–
–
F – f = 2,
12
„
F = 2
–
F – f = 0,6.
Dieß ein Mal festgesezt und angenommen, laͤßt sich die Last, welche die
Maschine kraft ihres Nuzeffectes auf einer horizontalen Bahn fortzuschaffen vermag,
leicht berechnen.
Es ist naͤmlich bekannt, daß auf den Eisenbahnen der gewoͤhnliche
Widerstand der Lastwagen (wagons) 1/200, ihres Gewichtes
betraͤgt. Bezeichnet man also das Gewicht der Lastwagen und ihrer Fracht,
woraus die von der Maschine fortzuschaffende Last besteht, in metrischen Tonnen mit
T, so wird der zu uͤberwindende Widerstand
offenbar T/200 betragen, d.h. man wird eines T/200 gleichkommenden Gewichtes beduͤrfen, um T fortzuschaffen. Um daher T
eine Geschwindigkeit von
M Meter in einer Minute oder M/60 in einer Secunde mitzutheilen, wird eine Anzahl von Pferden
erforderlich seyn, welche durch
T/200 × M/60 ×
1000 × 1/75 oder durch T.M/900
ausgedruͤkt ist. Es ist dieß das Product des Gewichtes in Kilogrammen mit dem
in einer Secunde durchlaufenen Raume in Metern, getheilt durch 75 oder durch das
Gewicht, welches ein Dampfpferd in einer Secunde auf einen Meter emporzuheben
vermag.
Diese Zahl muß der Zahl der Pferdekraͤfte, welche die Kraft der
Locomotivmaschine bezeichnen, gleich seyn, wonach sich also ergibt:
T.M/900 = 0,763 (F – f) V.
Da aber, wie oben gezeigt worden ist,
Textabbildung Bd. 59, S. 434
so erhaͤlt man:
T = 686,7 (F – f) (2 R²C)/r;
oder fuͤr die Maschine, die wir oben beschrieben
haben: R = 0,15 Meter, C
= 0,44 und r = 0,67. Hieraus folgt: 2 R²C/r = 0,029; mithin
ist T = 19,9 (F – f) oder approximativ T = 20
(F – f).
Mithin betraͤgt fuͤr die drei Spannungen von 4,4; 3,4 und 2
Atmosphaͤren mit f = 1,4 die Zahl der metrischen
Tonnen, welche die Maschine fortschaffen kann: 60 metr. Tonn., 40 metr. Tonn. und 12
metr. Tonn.
Aus diesen Beispielen erhellt auffallend, um wie viel die Last in dem Maaße, als die
Geschwindigkeit zunimmt, abnehmen muß; denn eine und dieselbe Maschine kann bei
gleichem Verbrauche an Brennmaterial und an Dampf bei einer Geschwindigkeit von 13
Meilen in der Zeitstunde nur 12 Tonnen fortschaffen, waͤhrend sie bei einer
Geschwindigkeit von 6 Meilen in der Zeitstunde 60 Tonnen fortzubewegen vermag. Da
nun die Maschine mit ihrem Munitionswagen selbst beinahe 12 Tonnen wiegt, so folgt
hieraus, daß ihr bei einer Geschwindigkeit von 14 bis 15 Meter per Secunde oder von 13 Meilen per Zeitstunde nur eine sehr unbedeutende Last aufgeladen werden kann.
Die Last, welche eine Locomotivmaschine auf einer Eisenbahn fortzubewegen im Stande
ist, haͤngt uͤbrigens nicht bloß von der durch diese Maschine
ausgeuͤbten Kraft, sondern auch noch von der Adhaͤsion der
Raͤder an den Schienen ab; denn wenn z.B. eine Maschine kraft dieser
Adhaͤsion nur 30 bis 40 Tonnen fortzuschaffen vermoͤchte, so
waͤre es ganz unnuͤz, ihr eine Kraft zu geben, welche 50 und 60 Tonnen
fortzubewegen faͤhig ist. Hr. Wood hat
uͤber diesen Punkt mehrere merkwuͤrdige Versuche angestellt, aus denen
hervorgeht, daß die groͤßte Adhaͤsion dann Statt findet, wenn die
Schienen entweder ganz troken oder ganz naß sind; daß die Adhaͤsion hingegen
geringer ist, wenn die Schienen nur etwas feucht oder mit Reif oder Koth bedekt
sind. In lezterem Falle, der der unguͤnstigste ist, schlaͤgt Hr. Wood
die Adhaͤsion dennoch auf den zwanzigsten Theil des Totalgewichtes der
Maschine an, wenn alle vier Raͤder verbunden sind; auf den
fuͤnfzehnten Theil aber, wenn man nur die beiden Treibraͤder arbeiten
laͤßt, und die Last so vertheilt, daß auf diese Treibraͤder 3/5
derselben kommen.
Nach diesen Daten ist es leicht zu berechnen, welche Zahl von metrischen Tonnen die
Maschine kraft der Adhaͤsion der, Raͤder hoͤchstens als Last
fortschaffen kann, und zwar sowohl auf einer ebenen Bahn, als auf einer solchen,
welche irgend eine Neigung hat.
Es sey t die Tonnenzahl, welche das Gewicht der Maschine,
T die Tonnenzahl, welche das Gewicht der Last
repraͤsentirt, und i die Neigung der Bahn, so
wird, wenn man annimmt, daß nur die Treibraͤder allein arbeiten und mit 3/5
der Last beladen sind, die Adhaͤsion 1/15 . 3/5 . t oder 0,04. t betragen.
Der zu uͤberwindende Widerstand besteht:
1) aus der Reibung der Lastwagen, welche T/200 ist;
2) aus der Seitenkraft des Gewichtes der Lastwagen, welche t.
sin i ist;
3) aus der Seitenkraft der Maschine selbst, welche t . sin
i ist.
Man erhaͤlt daher: T/200 + T . sin i + t . sin i = 0,04. t; und hieraus T = 2 t (400 – H)/(100 + 2
H);
wobei zu bemerken, daß der sin i
der Hoͤhe der schiefen Flaͤche getheilt durch deren Laͤnge
gleich ist; und wobei die einer Laͤnge von 10000 entsprechende Hoͤhe
mit H bezeichnet ist, so daß H
= 1 bedeutet, daß der Fall der schiefen Flaͤche auf 10000 Meter
Laͤnge einen Meter betraͤgt etc. etc.
Fuͤr die hier beschriebene Maschine ist t = 8; man
erhaͤlt daher fuͤr eine ebene Bahn, an der H = 0, T = 64; d.h. die Maschine kann bei
schlechtester Witterung bloß durch ihre Adhaͤsion bis gegen 64 Tonnen
fortschaffen, ohne daß die Raͤder glitschen, indem sie sich an Ort und Stelle
bleibend umdrehen.
Folgende Tabelle zeigt die Ladungen, welche die Maschine je nach der Neigung der
schiefen Flaͤche fortzuschaffen vermag.
Neigung der Bahn.
Zahl der metrischenTonnen, welche
dieMaschine mit Einschlußdes Munitionswagensfuͤhren
kann.
Zahl der metrischenTonnen, welche
dieMaschine außer ihremGewichte u. jenemdes Munitionswagens
fuͤhren kann.
0
64
60
2 in
10000
61,23
57,23
4 –
58,67
54,67
6 –
56,28
52,28
8 –
54,07
50,07
10 –
52,00
48,00
12 –
50,06
46,06
14 –
48,25
44,25
16 –
46,54
42,54
18 –
44,94
40,94
20 –
43,43
39,43
22 –
42,00
38,00
24 –
40,65
36,65
26 –
39,37
35,37
28 –
38,15
34,15
30 –
37,00
33,00
32 –
35,90
31,90
34 –
34,86
30,86
36 –
33,86
29,86
38 –
32,92
28,92
40 –
32,00
28,00
42 –
31,13
27,13
44 –
30,30
26,30
46 –
29,50
25,50
48 –
28,73
24,73
50 –
28,00
24,00
60 –
24,73
20,73
70 –
22,00
18,00
80 –
19,69
15,69
90 –
17,71
13,71
100 –
16
12
Alle diese Berechnungen der Geschwindigkeit der Maschine, ihrer Kraft in
Pferdekraͤften, und der Ladung, welche sie fortschaffen kann, beruhen auf
einigen Grundannahmen, die wir hier wiederholen wollen:
1) eine reducirte Heizoberflaͤche von einem Quadratmeter verdampft in einer
Minute 2,5 Kilogr. Wasser.
2) der mittlere Druk auf den Kolben von jener Seite, wo er dem
atmosphaͤrischen Druke ausgesezt ist, betraͤgt 1 4/10
Atmosphaͤren.
3) die Zahl der praktischen Pferdekraͤfte betraͤgt nur den dritten
Theil der theoretischen.
4) der Widerstand des Wagenzuges belaͤuft sich auf 1/200 seines Gewichtes.
5) die Adhaͤsion der beiden Treibraͤder betraͤgt 1/15 des
Gewichtes der Maschine, wenn diese Raͤder 3/4 des Gesamtgewichtes tragen.
Diese Hypothesen oder Annahmen duͤrfen uͤbrigens nur als
Durchschnittsresultate der gewoͤhnlichen Praxis betrachtet werden. So wird es
unter den guͤnstigsten Umstaͤnden und eine kurze Zeit uͤber
zwar allerdings moͤglich seyn in jeder Minute auf jeden Quadratmeter der
reducirten Heizoberflaͤche mehr als 2,5 Kilogr. Wasser zu erzeugen; allein
unter unguͤnstigen Umstaͤnden wird man auch hinter diesem Resultate
zuruͤkbleiben. Eben so geben Maschinen, an denen sich saͤmmtliche
Theile in bestem Zustande befinden, zwar allerdings eine groͤßere Anzahl von
praktischen Pferdekraͤften, als hier angenommen wurde; auch betraͤgt
der Widerstand der Lastwagen nicht immer 1/100 ihres Gewichtes, sondern manchmal nur
1/200; und eben so betraͤgt die Adhaͤsion der Treibraͤder nur
dann 1/15 des Gewichtes der Maschine, wann sich die Schienen in dem moͤglich
schlechtesten Zustande befinden. Bringt man endlich auch noch die von der Maschine
und dem Wagenzuge erreichte Geschwindigkeit, so wie die Abhaͤnge, welche die
Bahn allenfalls darbietet, in Anschlag, so wird man finden, daß der Verbrauch an
Dampf laͤngere oder kuͤrzere Zeit uͤber bedeutend geringer seyn
kann, und daß sich die Geschwindigkeit der Maschine dann von 13 bis auf 18 oder 20
Meilen in der Zeitstunde treiben laͤßt. Uebrigens geht aber aus obiger
Tabelle doch immer so viel hervor, daß die verschiedenen Neigungen an den Bahnen
jederzeit große Nachtheile mit sich bringen, indem man entweder die Lasten so
vermindern muß, daß sie den staͤrksten vorhandenen Neigungen entsprechen;
oder indem an diesen Stellen Huͤlfsmaschinen in Anwendung kommen
muͤssen.
Erklaͤrung der Abbildungen.
A, Fig. 8 und 10, die Bodenplatte der
Heizkammer, in welcher sich zur Aufnahme von 112 Roͤhren eine gleiche Anzahl
von Loͤchern befindet.
A', Fig. 10, eine Platte,
welche den Boden des Cylinders des Dampfkessels bildet, und das Wasser von der
Rauchfangkammer trennt; sie ist gleichfalls durchloͤchert, und ihre
Loͤcher entsprechen jenen der vorhergehenden Kammer.
A'' der Rauchfang.
a, Fig. 10 und 21, der Rost
mit dem Aschenloche a' dessen Seite a'' zum Behufe des Zutrittes der Luft zu dem Roste offen
gelassen ist.
B, Fig. 6 und 10, die Platte, welche
den Kessel gegen den Maschinisten hin schließt, und welche sich 7 bis 8 Centimeter
vor der Heizkammer befindet. Eine aͤhnliche Platte von gleicher Form B' befindet sich 7 bis 8 Centimeter hinter der
Heizkammer.
B'', Fig. 8, die seitliche
Platte, welche die beiden vorhergehenden mit einander verbindet.
b, Fig. 6 und 10, das Thuͤrchen
zur Heizkammer.
h', Fig. 8, 112 Oeffnungen von
0,04 Met. im Durchmesser, welche zur Aufnahme messingener Roͤhren von
gleichem aͤußeren Durchmesser und einem inneren Durchmesser von 0,035
bestimmt sind.
b'',Fig. 9,
eiserne Ringe, weche in das Innere dieser Roͤhren eingesezt, und sowohl an
diese, als an die Raͤnder der Oeffnungen b'
genietet sind.
C, C', Fig. 10, ein blechener
Cylinder, welcher die 112 Roͤhren umgibt, und zur Aufnahme der
groͤßten Wassermenge bestimmt ist. Er ist in der Beschreibung die mittlere
Kammer des Kessels genannt.
c, Fig. 7 und 10, das Thuͤrchen,
welches zum Reinigen der Rauchfangkammer dient.
c', c'',Fig. 8 und
10, neun
Bolzen zur Verbindung der Platten A' und B.
c'', Fig. 1 und 15, eiserne Reifen zur
Verstaͤrkung des hoͤlzernen Fasses, womit der Cylinder des Kessels
umgeben ist.
D, Fig. 15, 18 und 19, die Speisungspumpe,
dergleichen an der anderen Seite symmetrisch gleichfalls eine angebracht ist. D' ist ihr Kolben.
D'' ein mit Schraubenmuttern befestigter Ring, der das
Werk der Stopfbuͤchse gegen den Kolben draͤngt.
d ein Hahn zum Oeffnen oder Schließen der
Saugroͤhre; und d' ein gleicher Hahn zum Oeffnen
oder Schließen der Drukroͤhre der Pumpe.
d'' die Oeffnung des Ringes D'', durch welche die Schmiere an den Kolben D' gelangt.
E das Einsteigloch des Kessels, und E',
Fig. 10, eine
diesem entsprechende Oeffnung, welche zur Reinigung bestimmt ist.
E'' eine kupferne Kuppel, die sich uͤber die
Seitenwand B'' erhebt, und von der der Dampf ausgeleitet
wird.
e, Fig. 18, das Saugventil,
und e' das Drukventil der Speisungspumpe.
e'', Fig. 15 und 19, ein Band,
wodurch die Dampfkolbenstange die Bewegung an den Kolben der Speisungspumpe
fortpflanzt.
F, Fig. 10 und 15, das
Feder-Sicherheitsventil, und F' ein gleiches
Ventil.
F'' eine Roͤhre auf dem Ventile F' zum Austritte des Dampfes bestimmt.
f, Fig. 1, ein Hahn zur
Ermittelung der Hoͤhe des Wasserstandes, welcher beim Oeffnen immer Dampf
geben muß, waͤhrend beim Oeffnen des zu gleichem Zweke bestimmten Hahnes f' stets Wasser ausfließen muß. f'' die Niveauroͤhre.
G, Fig. 10 und 15, eine
senkrechte Roͤhre, durch welche der Dampf aus der Kuppel E'' eintritt.
G', G'',Fig. 10 und
7, eine
horizontale Roͤhre, welche den Dampf in die Speisungsbuͤchsen
leitet.
g, Fig. 6 und 10, zwei zum Entleeren
des Kessels dienende Haͤhne.
g' zwei Roͤhren, durch welche der Dampf von den
Roͤhren G' G'' her
durch die Oeffnungen H' in die Speisungsbuͤchsen
gelangt.
H, Fig. 10, 16, 17, ein zur Vertheilung
des Dampfes dienender Hahn, der sich da befindet, wo die beiden Roͤhren G und G' G''
zusammentreffen. Der Maschinist kann denselben mit dem Hebel oder Schluͤssel
h umdrehen.
h' ist die Stange oder Achse dieses Hahnes, und h'',Fig. 16 und
17, eine
seitliche, in dem hohlen Kegel, der den Hahn bildet, angebrachte Oeffnung.
H', Fig. 12, eine Oeffnung,
durch welche der Dampf von den Roͤhren g' her in
die Speisungsbuͤchsen tritt. H'' eine
aͤhnliche Oeffnung, durch die der Dampf, nachdem er seine Wirkung vollbracht
hat, aus den Buͤchsen austritt, um dann durch die Roͤhren K, K' in den Rauchfang zu entweichen.
I, Fig. 11 und 14, eine
durch eine Stopfbuͤchse gehende Stange, womit die Rahmen k, k und ihre Schiebladen i,
i hin und her bewegt werden.
I', Fig. 11 und 12, die obere
oder Eintrittskammer des Dampfes in die Speisungsbuͤchse; I'' die untere oder Austrittskammer.
i, i die Schiebladen.
i', i'' zwei Canaͤle, von denen sich der eine am
oberen Ende, der andere aber an der Basis des Cylinders befindet, und durch die der
Cylinder bald mit der Eintrittskammer I', bald mit der
Austrittskammer I'' communicirt.
i', i'' zwei Canaͤle, welche die Canaͤle
i' mit der Austrittskammer I'' in Communication bringen; sie wirken beide abwechselnd und nie
gemeinschaftlich.
K, K' Roͤhren, die den aus den Buͤchsen
austretenden Dampf in den Rauchfang leiten.
k, k,Fig. 14,
eiserne Rahmen, die an den kupfernen und mit vorspringenden Raͤndern versehenen Schiebladen
angebracht werden, und welche zur Regulirung ihrer Entfernung und auch dazu dienen,
ihnen die Hin- und Herbewegung mitzutheilen.
k' eine Schraubenmutter, womit die an den Rahmen k, k angebrachten, und nach entgegengesezten Richtungen
mit Schraubengewinden versehenen Spindeln oder Stangen mehr oder minder
genaͤhert werden.
L, Fig. 5, die gußeiserne
Nabe der Raͤder im Aufrisse und Querdurchschnitte.
Durch deren Mitte ist eine cylindrische Oeffnung L'
gebohrt, welche zur Aufnahme der Achse bestimmt ist.
L'' ein gußeiserner Reifen mit vorspringendem Rande,
womit das Rad auf der Schiene ruht.
l die zwoͤlf Speichen der Raͤder.
l' vier Falzen, die zur Aufnahme eben so vieler
staͤhlerner Keile dienen, durch deren Druk das Rad an der Achse befestigt
ist.
l'' Bolzen, welche an beiden Enden vernietet sind.
M, M, Fig. 21, die gerade oder
vordere Wagenachse; M', M' die gekniete oder Treibachse
mit ihren beiden Knieen M'', M''. Die durch diese Kniee
und die Achse der Radachse gelegten Flaͤchen sind senkrecht gegen einander
gerichtet; auch sieht man das eine Knie im Grundrisse, das andere hingegen im
Aufrisse.
m, m, Fig. 21 und 26, zwei
charnierfoͤrmig getheilte Halsringe, deren beide Theile man in Fig. 26
einzeln sieht. Diese Halsringe, welche vollkommen unbeweglich an der Achse
angebracht seyn muͤssen, werden zuerst mit einer Schraube, welche die beiden
freien, einander gegenuͤber liegenden Enden an dem Charniergelenke vereinigt,
und dann auch noch mit einer Drukschraube, welche durch dieselben geht, angezogen.
An den inneren Seiten dieser Halsringe bemerkt man einen kleinen vorspringenden Kopf
u, der der eigentliche wirksame Theil ist, und womit
sie nach Belieben angeschirrt werden koͤnnen.
N, N, N, N,Fig. 21, ein
hoͤlzerner Rahmen, dessen große Seiten innen und außen mit Eisenplatten n, n, n verstaͤrkt sind, wie dieß aus Fig. 13 und
7
erhellt.
N', Fig. 1 und 2, die von den unteren
Verlaͤngerungen n', n', der Eisenplatten n, n gebildete Gabel. Vier solcher entsprechender
Verlaͤngerungen bilden eine Gabel, und an jedem Ende der Achse ist eine
solche Gabel angebracht.
N'', Fig. 1, 2 und 3, Federn, welche sich
uͤber jeder der Gabeln N' befinden.
n'' Stuͤzen, womit die Federn N'' mit dem Rahmen verbunden sind.
P eine durch die Feder N''
gehende Spindel, welche oben mit einer Schraubenmutter angezogen wird, unten einen
Absaz hat, der auf dem unteren Theile der Feder aufruht, und welche so
verlaͤngert ist, daß sie immer unter dem Holze hervor in die Gabel N' ragt.
P', Fig. 2, 3 und 4, die obere, die eine
Haͤlfte der Achse umfassende Pfanne, welche in der Mitte ihrer oberen
Flaͤche bei p zur Aufnahme des unteren Endes der
Spindel P ausgehoͤhlt ist. P'' die untere Pfanne, welche in die seitlichen Verlaͤngerungen der
oberen Pfanne einpaßt, und durch Bolzen damit verbunden ist.
p' eine staͤhlerne Platte mit einem Loche, durch
welches die Spindel P geht; sie wird wie ein Dekel auf
der oberen Pfanne angebracht, und schließt die Schmiere ein, die sich uͤber
dieser Pfanne befindet.
p'', Fig. 4 bis, eines der
beiden Stuͤke, welche zur Bildung eines Falzens oder einer Coulisse
fuͤr die Pfanne P' nach Innen und Außen zwischen
den gegenuͤber liegenden Fortsaͤzen n',
n'' angebracht werden.
Q,Fig. 1, drei
starke Brazen, die den Rahmen an dem Kessel festhalten, und dergleichen an der
gegenuͤber liegenden Seite drei aͤhnliche angebracht sind.
Q', Fig. 15 und 21, vier große
eiserne Stuͤke, welche an dem Punkte q
charnierfoͤrmig an die an den Kessel befestigten Brazen gegliedert sind,
waͤhrend sie mit ihrem anderen, gleichfalls gabelartig geformten Ende in die
Falzen q' eindringen, die eben so an dem Kessel
festgemacht sind. Jedes dieser vier großen Stuͤke umgibt die beiden Achsen
mit messingenen Pfannen.
q' die Falzen oder Coulissen, in denen die Stuͤke
Q' die senkrechte Bewegung vollbringen
koͤnnen, welche aus ihrer Elasticitaͤt folgt.
q'', Fig. 1, eine lange, an den
Enden der großen Seiten des Rahmens N befestigte Stange,
welche durch die Bolzen geht, womit die gegenuͤber stehenden Fortsaͤze
n' verbunden sind.
R, Fig. 10, 13 und 15, der Kolben des
Dampfcylinders, an welchem die Reibung an drei, schief abgeschnittenen Ringen Statt
findet.
R'' Fuͤhrer fuͤr das Gelenk, welches das
Ende der Kolbenstange mit dem Ende der Schiebestange i''
bildet.
r, Fig. 10 und 15, die
Kolbenstange.
r' die Schiebestange, welche die Bewegung des Kolbens an
die Radachse fortpflanzt.
r'' Schieberstuͤke in den Fuͤhrern R''.
S, Fig. 1 und 21, eine an dem Ende der
geraden Achse festigte
Kurbel; S' eine aͤhnliche, an der Treibwelle
angebrachte Kurbel; und S'' eine Schiebestange, welches
mit den beiden eben erwaͤhnten Kurbeln articulirt.
T, Fig. 21, 27 und 28, eine Buͤchse
oder Zwinge, welche an der Achse fixirt oder beweglich ist, je nachdem sie an einen
der Halsringe m, m geschirrt ist oder nicht. Die beiden
Theile, aus denen sie besteht, sieht man in Fig. 28 einzeln
abgebildet. Es erhellt hieraus, daß sie in der Mitte mit einer vierekigen, mit der
Achse concentrischen Kehle und gegen die beiden Enden hin mit zwei Excentricis V, V ausgestattet ist.
T', Fig. 27, eine Stange, die
in ihren Halsstuͤken gleiten kann.
T'', Fig. 22, 23 und 27, ein Hebel mit einem
senkrechten Arme t'' und mit einem horizontalen Arme U'.
t, Fig. 25 und 27,
staͤhlerne Scheiben, welche an den beiden Enden der Zwinge T angebracht werden.
t', Fig. 28, eine an dem
Stuͤke T' befestigte Gabel, welche die vierekige
Kehle der Zwinge umfaßt.
U, Fig. 7, 10, 22 und 27, das Pedal, mit dessen
Huͤlfe der Maschinist die Zwinge oder die Buͤchse T nach Belieben bald an den einen, bald an den anderen
der Halsringe m, m schirrt, oder sie auch
gaͤnzlich davon losmacht, so daß sie in der Mitte zwischen den beiden
Halsringen verbleibt.
u, Fig. 26, der
vorspringende Kopf an den Halsringen m, m.
u', Fig. 7 und 22, die Feder, welche das
Pedal U emporzuheben strebt.
V, Fig. 24, Pfannen, welche
die Koͤpfe der Schiebestangen der Schiebladen V'
bilden, und die Excentrica der Zwinge T umfassen. Diese
Pfannen bestehen aus zwei halbkreisfoͤrmigen, durch Schrauben verbundenen
Theilen, von denen man den einen im Grundrisse und den anderen unterhalb im
Durchschnitte ersieht.
V', Fig. 21 und 24, die mit
den Excentricis articulirenden Stangen der Schiebladen.
V'', Fig. 1, 7, 10 und 15, ein Hebel, womit der
Maschinist die Uebertragung der Bewegung der Achse und der Stangen V' an die Schiebladen verhindert.
v, Fig. 24, eine der Pfannen
V nach dem Gefuͤge betrachtet.
v', Fig. 24, eine Auskerbung
an den Schiebestangen V'.
v'', Fig. 1, 7, 10 und 15, Stangen, die mit den
Schiebestangen V' und den Hebeln V'' articuliren.
X, Fig. 7, einer der beiden
Hebel der Schiebladen; er hat drei Arme, von denen der eine x'' mittelst des Ausschnittes v' mit der Schiebestange V' articulirt, waͤhrend der andere X mit der Stange I der
Schieblade ein Gefuͤge bildet, und waͤhrend der dritte x' mit der langen Stange X'
zusammengefuͤgt ist.
X', Fig. 1 und 15, eine lange Stange,
die mit dem Arme x' des Hebels X und mit dem Arme des Hebels X'', Fig. 6,
articulirt.
X'', Fig. 1 und 6, einer der beiden Hebel,
womit der Maschinist die Schiebladen mit der Hand und mit Huͤlfe der beiden
Griffe X dirigiren kann.
Y, Fig. 1 und 10, ein
Vorstekzapfen.
Y Tampons zur Verhuͤtung der Stoͤße der
Wagen gegen einander.
Zusaz der Redaction.
Der Dampfwagen, welchen Hr. Stephenson fuͤr die
Nuͤrnberg-Fuͤrther-Eisenbahn lieferte, ist nach seinem
neuesten Patente gebaut. Der Wagen hat naͤmlich sechs Raͤder, von
welchen die beiden mittleren groͤßer sind und aus den in der
Patenterklaͤrung angegebenen Gruͤnden keinen Spurkranz haben. Leztere
sind die eigentlichen Treibraͤder, welche von der Maschine in Bewegung gesezt
werden und das Fortschaffen des Wagens bewirken, waͤhrend die anderen vier
Raͤder bloß zum Tragen der Last bestimmt sind. Die Construction des gedachten
Wagens ist von dem hier abgebildeten wenig verschieden und weicht nur in einigen
Details von demselben ab. So liegen z.B. die beiden Dampfcylinder mit ihren
Schiebventilen, dann die Speisepumpen, ganz horizontal, und der Mechanismus zum
Bewegen der Schiebventile ist zu groͤßerer Sicherheit unter dem Kessel
angebracht, waͤhrend er sich bei dem hier abgebildeten vorne am Wagen
befindet und also der Gefahr, beschaͤdigt zu werden, mehr ausgesezt ist.
Die Raͤder an diesem Dampfwagen bestehen aus Gußeisen; die Speichen sind
Roͤhren aus Schmiedeeisen, welche mit dem aͤußeren Radringe
strebenfoͤrmig zusammengefuͤgt sind. Lezterer hat an seinem Umfange
eine Vertiefung, welche mit Holz ausgefuͤttert ist, auf welchem dann der
gewalzte Spurkranz aufgezogen ist, der Alles mit einander verbindet. Auf diese Weise
besizen die Raͤder eine ungemeine Festigkeit, und sind dadurch der Gefahr des
Zerbrechens nur wenig ausgesezt.
Die uͤbrigen Abweichungen im Baue des Wagens sind so geringfuͤgig, und
bringen in dem ganzen Mechanismus so wenig Veraͤnderung hervor, daß wir die
Beschreibung derselben fuͤglich unterlassen zu koͤnnen glauben.