Titel: | Verbesserungen an den Locomotiven und Dampfwagen, welche zum Theile auch auf gewöhnliche Dampfmaschinen und zu anderen Zweken anwendbar sind, und worauf sich Henry Van Wart und Samuel Aspinall Goddard, beide Kaufleute zu Birmingham, auf die von einem Ausländer erhaltene Mittheilung am 22. Septbr. 1836 ein Patent ertheilen ließen. |
Fundstelle: | Band 71, Jahrgang 1839, Nr. I., S. 1 |
Download: | XML |
I.
Verbesserungen an den Locomotiven und Dampfwagen,
welche zum Theile auch auf gewoͤhnliche Dampfmaschinen und zu anderen Zweken
anwendbar sind, und worauf sich Henry Van Wart und Samuel Aspinall Goddard, beide Kaufleute zu
Birmingham, auf die von einem Auslaͤnder erhaltene
Mittheilung am 22. Septbr. 1836 ein Patent
ertheilen ließen.
Aus dem London Journal of arts. August 1838, S.
257.
Mit Abbildungen auf Tab.
I.
Van Wart's und Goddard's Verbesserungen an den Locomotiven und
Dampfwagen.
Gegenwaͤrtiges Patent betrifft gewisse Zusaͤze und Verbesserungen an
der Dampfmaschine und den zur Fortschaffung dienenden Apparaten, auf welche dem
bekannten William Church, von dem auch dermalige
Verbesserungen herruͤhren, unterm 29. Novbr. 1830, 9. Febr. 1832, 7. Septbr.
1833 und 16. Maͤrz 1835 Patente ertheilt wurden.Man findet alle diese Patente im Polytechn. Journale und zwar Bd. XLIII. S. 1, Bd. XLIX. S. 162, Bd. LIII. S. 90, Bd. LXV. S. 92. A. d. R. Es bezieht sich 1) auf die Locomotiven und Dampfwagen; 2) auf die
gewoͤhnlichen Marine-Dampfmaschinen, und 3) auf Locomotive und fixirte
Maschinen zugleich. In ersterer Beziehung beruhen sie auf einer Anordnung der
Wagentheile, gemaͤß welcher die Maschine eingeschlossen und auch am Raume
fuͤr Wasser und Brennmaterial gewonnen wird; auf dem Baue des Kessels, des
Ofens und der Laufraͤder. In zweiter Beziehung betreffen sie das Gestell der
Maschine, in Verbindung mit dem Gebaͤlke des Fahrzeuges, und den Bau der
fuͤr derlei Maschinen bestimmten Kessel. In dritter Beziehung endlich beruhen
sie auf dem Baue und dem Spiele der Ventile, des Wasser- und Dampfmessers,
der Methode die Zapfen und andere der Reibung ausgesezte Theile schluͤpfrig
zu erhalten, und auf der Erzeugung von Dampf durch den Verdichtungsproceß, um
dadurch secundaͤre Maschinen in Bewegung zu sezen.
In den zur Erlaͤuterung beigegebenen Zeichnungen ist Fig. 1 ein seitlicher
Aufriß der Locomotive. Fig. 2 und 3 sind Endansichten
derselben. Fig.
4 ist ein horizontaler Durchschnitt, an dem man den Kessel und die
Maschine ersieht. Fig. 5 ist ein Laͤngenaufriß in einem durch die Mitte des
Kessels und des Ofens genommenen Durchschnitte. Fig. 6 ist ein vor dem
Kessel und Ofen genommener Querdurchschnitt. Fig. 7 ist ein
aͤhnlicher Durchschnitt durch die Achse der hinteren Laufraͤder, von
dem hinteren Theile der Maschine her gesehen.
Das Gestell oder Gehaͤuse a, a besteht aus
Eisenplatten, die mit den Kanten in runde Staͤbe eingelassen sind. b, b ist der Wasserbehaͤlter, und c, c der die Heizstelle d
umschließende Kessel. Die Kammer e, in der die Kohlen in
Kohks verwandelt werden, ist mit Wasser umgeben, und die Feuerzuͤge des Ofens
endigen sich in Roͤhren f, f, welche in den
Schornstein fuͤhren. g, g sind die Kammern
fuͤr das Brennmaterial. Die Cylinder h, h
erhalten den Dampf durch die Einlaßroͤhren i, i,
waͤhrend die Canaͤle k, k dem Dampfe zum
Austritte dienen. Bei l, l sieht man das
Gestaͤnge der Maschine und einige andere Theile, die spaͤter noch
ausfuͤhrlicher beschrieben werden sollen. m ist
der Plaz fuͤr den Maschinisten oder Heizer.
Der Bau des Kessels erhellt aus dem Laͤngendurchschnitte Fig. 8, aus dem
horizontalen, durch den Ofen und die roͤhrenfoͤrmigen
Feuerzuͤge genommenen Durchschnitte Fig. 9, und aus dem
Fronteaufrisse Fig.
10. Zur Bezeichnung der Theile an diesen Figuren sind die fruͤher
gewaͤhlten Buchstaben beibehalten. Jede der Dampfkammern n, n hat wie gewoͤhnlich ein Sicherheitsventil.
Ein in der Fronte der Verkohlungskammer e befindlicher
Rost o laͤßt die zur Befoͤrderung der
Verbrennung noͤthige Luft eintreten. Das Aschenloch p ist an dem vorderen Ende dem Zutritte der Luft zugaͤnglich; an
seinem unteren Theile befindet sich eine zweite Reihe von Rost- oder
Feuerstangen q, Fig. 5, welche viel enger
gestellt sind, als die gewoͤhnlichen. Auf diesem zweiten Roste sammelt sich
das von Oben herabfallende unverbrannte Brennmaterial, damit es daselbst durch die
Luft, welche zwischen den unteren Roststangen in die am Ende der Aschengrube
befindliche Kammer v eintritt, vollkommen verbrannt
werde. Der Scheitel dieser Kammer ist mit einem Schieber versehen, dessen Griff sich
bis an den vorderen Theil des Ofens erstrekt. Ueber dieser Kammer r befindet sich eine genau schließende, hohle
Thuͤre s, welche die Aschengrube von dem
Feuerzuge trennt. Ist diese Thuͤre, sowie man sie in der Zeichnung sieht,
geschlossen, so bildet der in ihr befindliche hohle Raum einen Canal, der von der
Kammer r an eine in dem Stege des Ofens bei t befindliche Oeffnung fuͤhrt. Es wird demnach
auf solche Art von der Aschengrube aus erhizte Luft an den hinteren Theil des Ofens
gefuͤhrt und dadurch die Verbrennung belebt und die Verzehrung des Rauches in
hohem Grade beguͤnstigt. Wenn eine, hinreichende Menge Gluth oder
unverbrannten Brennstoffes aus dem Ofen herabgefallen, so kann man die Thuͤre oͤffnen, und die
heiße Luft an den Steg treten lassen. Dasselbe laͤßt sich uͤbrigens
auch durch eine Reihe von Roͤhren, welche an dem einen Ende dem Zutritte der
Luft offen stehen, waͤhrend sie an dem anderen in die Kammer r einmuͤnden, erzielen. Die Luft wird
naͤmlich auf ihrem Durchgange durch die Roͤhren durch die zwischen den
Roststangen herabgefallene Gluth erhizt. Auch kann man Roststangen und
Roͤhren abwechselnd neben einander anbringen.
Die Laufraͤder der Locomotive, welche uͤbrigens auch an anderen Wagen
anwendbar sind, sind zum Theile nach dem Muster der
Patent-Scheibenraͤder des Hrn. Benjamin Hicks gebaut; doch sind Verbesserungen daran angebracht, in Folge deren
sie nicht nur leichter zu verfertigen sind, sondern die ihnen bei groͤßerer
Staͤrke noch groͤßere Leichtigkeit geben. Sie sind ganz von Eisen, und
haben Speichen, welche aus duͤnnen Eisenstaͤben bestehen. Leztere sind
an ihren inneren Enden dadurch in der Buͤchse oder Nabe befestigt, daß die
Metallenden schwalbenschwanzfoͤrmig geformt und in die Nabe eingelassen sind.
Die aͤußeren Enden der Speichen stoßen an einen eisernen, die Felgen
bildenden Ring. In Fig. 11 sieht man eines dieser Raͤder in vollendetem Zustande;
Fig. 12
zeigt ein solches mit abgenommener aͤußerer Scheibe; Fig. 13 ist eine Ansicht
des Rades von der schmalen Seite; Fig. 14 ist ein
diametraler Durchschnitt. Fig. 15 ist eine einzelne
Speiche. Die Speichen a, a, a sind zu beiden Seiten von
einer kreisrunden Scheibe Eisenblech b, b eingefangen;
und diese Scheiben werden zum Theile durch Zapfen, die an den Raͤndern der
Speichen bei c, c, c gebildet sind, und welche man, wenn
sie durch entsprechende Zapfenloͤcher in den Scheiben gestekt worden, außen
vernietet, an Ort und Stelle erhalten. Jede der Scheiben ist aber ferner dadurch mit
der Nabe des Rades verbunden, daß ihre inneren Raͤnder
schwalbenschwanzfoͤrmig aufgebogen sind, und daß man sie in erhiztem Zustande
in leichte Fugen, welche an den um die Nabe herumlaufenden,
schwalbenschwanzfoͤrmigen Schultern angebracht sind, versenkt, und durch
Umnieten befestigt. Die aͤußeren Raͤnder der Scheiben sind gleichfalls
schwalbenschwanzartig aufgebogen, und mit diesen Raͤndern werden sie in Fugen
der Felge eingelassen, indem man diese erhizt uͤber die Scheibe anlegt, und
nach dem Abkuͤhlen durch eine Vernietung damit verbindet.
Der auf die Marine-Dampfmaschinen bezuͤgliche Theil der Erfindung
besteht, wie schon oben gesagt, in einer eigenthuͤmlichen Anordnung des
Gestelles der Maschine in Verbindung mit dem Gebaͤlke des Fahrzeuges; in
einer Anordnung der arbeitenden Theile der Maschine selbst, und endlich auch in
einem verbesserten Baue der fuͤr derlei Maschinen bestimmten Kessel. Der Zwek ist Ersparniß
an Raum, so daß die Maschine sammt Zugehoͤr nur einen kleinen Raum einnimmt.
Zugleich soll aber auch große Staͤrke und Festigkeit erzielt werden, indem
die auf das Fahrzeug wirkende Gewalt mehr uͤber dessen ganzen Bau
ausgebreitet wird, als dieß an den gewoͤhnlichen Dampfbooten, deren Rumpf von
der Maschine ganz unabhaͤngig gezimmert zu werden pflegt, der Fall ist.
Gewoͤhnlich wird der Rumpf der Boote an einem anderen Orte gebaut als die
Kessel und die Maschinerie, und die Verbindung aller Theile zu einem Ganzen
geschieht nur mit Vorkehrungen, wie man sie eben fuͤr noͤthig
haͤlt, um dieselben an den ihnen angewiesenen Orten zu erhalten. Der neuen
Methode gemaͤß soll aber das Gestell der Maschine und der Kessel gleichsam
mit dem Rumpfe identificirt werden, so daß sie nur eine und dieselbe Grundlage haben
und nur einen Bau ausmachen.
Fig. 16 bis
23*
dienen zur Erlaͤuterung der in dieser Absicht getroffenen Einrichtungen. Fig. 16 ist
ein Laͤngendurchschnitt, senkrecht durch ein hauptsaͤchlich zum
Personen-Transporte bestimmtes Dampfboot gefuͤhrt. Fig. 17 ist ein Grundriß
oder eine horizontale Ansicht des oberen Verdekes. Fig. 18 ein
Laͤngendurchschnitt horizontal an dem Hauptdeke genommen, um die Anordnung
der Cajuͤten und sonstigen Theile zu zeigen. Fig. 19 ein
aͤhnlicher Durchschnitt in der Linie des unteren Dekes. Fig. 20 ein
Querdurchschnitt, senkrecht hinter dem Maschinenraume herabgefuͤhrt. Fig. 21 ein in
groͤßerem Maaßstabe gezeichneter Querdurchschnitt, aus welchem das
Quergebaͤlke der Maschinen erhellt. Fig. 22 ein theilweiser
Laͤngendurchschnitt in der Linie des Kieles oder des Weges, der vom
Vorder- zum Hintertheile durch die ganze Laͤnge des Bootes
laͤuft. Man sieht hier zwei Kessel und eine Maschine. Fig. 23 ein Grundriß oder
eine horizontale Ansicht der beiden Maschinen und ihrer Kessel. Fig. 23* zeigt die
arbeitenden Cylinder und die Luftpumpen einzeln fuͤr sich. An allen diesen
Figuren beziehen sich gleiche Buchstaben auf gleiche Theile.
Das Hauptgebaͤlke A, A der Maschine ist an den
unteren Theilen durch Bolzen mit starken Balken verbunden, welche laͤngs der
Kielschwinne gelegt sind, und an den Seiten mit den
Haupt-Scheidewaͤnden B, B, welche durch
das ganze Boot laufen, und die unten gleichfalls an starke parallele Balken, oben
hingegen an die Balken des Hauptdekes gebolzt sind. Diese
Haupt-Scheidewaͤnde B, B bestehen aus
Eisenplatten a, a, die in das aus den Eisenstangen b, b zusammengesezte Gerippe eingesezt sind. Sie bilden
den Raum D, Fig. 19, welcher durch
die ganze Laͤnge des Bootes oder durch eine beliebige Streke laͤuft
und zur Aufbewahrung von Kohlen bestimmt ist. Sie sind auf solche Art mit dem
Gestelle der Maschinen und der Kessel verbunden, daß sie gleichsam als
Ruͤkgrat des Bootes betrachtet werden koͤnnen. Die zu beiden Seiten
derselben bleibenden Raͤume sind wie gewoͤhnlich zur Aufnahme der
Ladungen bestimmt. Die Kessel E, E, welche
spaͤter noch besonders beschrieben werden sollen, sind mit einem
Gehaͤuse oder Mantel umgeben und der Raum zwischen diesem und dem Cylinder
ist mit einem schlechten Waͤrmeleiter ausgefuͤllt. F, F sind die Dampfroͤhren; G, G die Schiebventil-Buͤchsen; H, H die Cylinder; I, I die
Kolbenstangen, mit den an ihnen festgemachten Querhaͤuptern K, K, von denen zu beiden Seiten des Cylinders an den
Kasten oder an die Parallelbewegung bei L, L die Arme
J, J* herabsteigen. Diese Arme stehen an ihren
unteren Enden durch Gefuͤge mit den Gabelarmen M,
M der Verbindungsstangen N, N in Zusammenhang.
O, O sind die Kurbeln; P,
P die Wellen der Ruderraͤder, die in dem Maschinengestelle in
entsprechenden Anwellen laufen; Q, Q die
Ruderraͤder; R, R die Luftpumpe, an welche der
aus den Verdichtern S, S austretende Dampf gelangt; T, T die Kuͤhlapparate zum Abkuͤhlen des
verdichteten Wassers, damit dasselbe wiederholt zur Verdichtung des Dampfes
verwendet werden kann, wie dieß in dem Patente des Hrn. Church vom 15. Maͤrz 1836 beschrieben ist.
Die Luftpumpen werden durch die gabelfoͤrmigen Hebel U,
U, die durch die Gefuͤge und Zapfen c, c
mit den gabelfoͤrmigen Enden der Querhaͤupter K, K der Kolbenstangen verbunden sind, in Bewegung gesezt. Jeder dieser
Hebel hat seinen Stuͤz- oder Drehpunkt an dem Schwung- oder
Schuͤttelhebel d, dessen Zapfenlager sich in e, e befinden. Die anderen Enden der Hebel U, U sind mit den Kolbenstangen der Luftpumpen
verbunden, und erhalten durch den Hebel d und die
Baͤnder f, f, welche einerseits an dem Balancier
der Luftpumpe und andererseits an fixen Zapfen festgemacht sind, eine
Parallelbewegung mitgetheilt. Die Heißwasserpumpen, welche die Kessel mit Wasser
speisen, werden von den Balanciers der Luftpumpen her in Bewegung gesezt und
befinden sich bei W, W. Das fuͤr die
Condensatoren erforderliche Kuͤhlwasser liefern die Ruderraͤder; und
es ist zu diesem Zweke innerhalb ihrer Kasten auf gehoͤriger Hoͤhe ein
Behaͤlter angebracht, der das durch das Umlaufen der Raͤder
emporgehobene Wasser aufnimmt. Das auf solche Art uͤber die
Wasserflaͤche gehobene Wasser kann in Roͤhren an die tiefer liegenden
Condensatoren geleitet werden, und das von diesen kommende Wasser kann wie
gewoͤhnlich an der Seite des Bootes austreten.
Sollte man nach dieser Methode nicht im Stande seyn, sich Wasser in genuͤgender Menge zu
verschaffen, so koͤnnte man auch eine Pumpe anwenden, oder die Luftpumpe mit
einer Kaltwasser-Drukpumpe in Verbindung bringen, wie dieß in Fig. 24 gezeigt ist. Hier
ist a der Stiefel der Luftpumpe, b ihr Kolben; c der Eintritt- und d der Austrittscanal. Die Kaltwasserpumpe ist durch den
hohlen Kolben e und den hohlen Theil der Kolbenstange
der Luftpumpe f, f gebildet. Das kalte Wasser tritt bei
g, g ein, steigt in den hohlen Theilen empor, und
wird beim Herabsteigen des Kolbens durch den Canal h
getrieben. Es versteht sich, daß an diesen Canaͤlen fuͤr entsprechende
Ventile gesorgt seyn muß.
Fig. 25, 26 und 27 dienen zur
Erlaͤuterung des Baues des Kessels mit seiner Feuerstelle, seinen
Feuerzuͤgen und Kohlenkammern, fuͤr Dampfboote eingerichtet. Fig. 25 ist
ein senkrechter Querdurchschnitt; Fig. 26 ein
Laͤngendurchschnitt; Fig. 27 ein horizontaler
Durchschnitt. An allen diesen Figuren sind a, a die
Wasserkammern des Kessels; b ist die Feuerstelle; c welche sich in die Roͤhren e endigen, und durch den Canal f in den Rauchfang fuͤhren. Die Thuͤren g, g, welche geoͤffnet oder geschlossen werden
koͤnnen, dienen zum Reinigen und Ausbessern der
roͤhrenfoͤrmigen Feuerzuͤge. Die Kammern i, i werden nach Bedarf mit Brennmaterial gefuͤllt, und aus diesen
gelangt dasselbe in den Canal k herab, wo es verkohkst
wird. Die hiezu noͤthige Luft erhaͤlt ihren Zutritt durch den kleinen
Rost bei l. Das Thuͤrchen m dient zum Schuͤren des Feuers. Wenn man will, kann man auch hier
an dem Ende des ersten Steges die im Eingange bei den Locomotiven beschriebene
Vorrichtung anbringen, um heiße Luft in das Innere des Heizapparates
einzuleiten.
Die eigenthuͤmliche Construction des Schiebventiles und des zu dessen Bewegung
dienenden Apparates erhellt aus Fig. 28, wo ein Theil des
Wagens mit dem arbeitenden Cylinder, dem Schiebventile, dem Kolben, der Drukpumpe,
den Laufraͤdern, der Kurbel, den Verbindungsstangen, der Parallelbewegung,
der Bewegung des Schiebventiles und der Umkehr- und Handsteuerung im Aufrisse
und zum Theile im Durchschnitte dargestellt ist, waͤhrend Fig. 29 eine horizontale
Ansicht hievon gibt. In dem Cylinder a bemerkt man den
Kolben b mit seiner Stange c. An lezterer ist der Arm d angebracht, der mit
dem in dem Stiefel der Drukpumpe spielenden Kolben e
verbunden ist. Die Einlaßroͤhre f communicirt mit
den in der Dampfbuͤchse angebrachten Canaͤlen g, h, von denen der eine an dieser, der andere an der entgegengesezten
Seite des Kolbens in den Cylinder fuͤhrt. Die Auslaßwege i, j communiciren auf aͤhnliche Weise mit diesen
Canaͤlen g, h. Zur Absperrung der Communication
zwischen den Wegen f, i, j und den Canaͤlen g, h dient eine Schiebeplatte k, k, welche die
Stelle eines Schiebventiles vertritt, und in der man die drei Oeffnungen 1, 2, 3
bemerkt. In jener Stellung, in der das Schiebventil in der Zeichnung abgebildet ist,
kann der Dampf von der Roͤhre f her durch die
Oeffnung 2 in den Canal g und durch diesen in den
Cylinder eintreten, waͤhrend gleichzeitig die Oeffnung 3 den Dampf von dem
entgegengesezten Cylinderende her durch den Canal h in
den Austrittsweg j entweichen laͤßt. Wird dagegen
das Schiebventil nach Vorwaͤrts bewegt, so wird die Oeffnung 2 die
Dampfcommunication von der Roͤhre f her an den
Canal g verschließen, und dagegen die Communication von
f her durch den Canal h
an das andere Ende des Cylinders eroͤffnen, indem das Schiebventil den
Auslaßweg j schloß und den Weg i dafuͤr durch die Oeffnung 1 zum Behufe des Austrittes des Dampfes
aus diesem Cylinderende eroͤffnete. Mir dem Ende der Kolbenstange c ist durch ein Gefuͤge, an welchem sich eine
Leitrolle befindet, eine Stange l, l verbunden, deren
entgegengeseztes Ende mit einem an der vorderen Flaͤche des Laufrades
befestigten Krummzapfen m in Verbindung steht. An der
Seite dieser Verbindungsstange bemerkt man einen Zapfen n. Die Stange selbst ist in der Zeichnung gebrochen dargestellt, damit der
hinter ihr befindliche Mechanismus deutlicher sichtbar wird. p, q sind ein Paar sogenannter halbelliptischer Tummler, welche sich an
den fixirten Zapfen r, r schwingen, und die mit Fugen
oder Spalten ausgestattet sind, welche zur Aufnahme des in ihnen spielenden, aus der
Seite der Stange l hervorragenden Zapfens n dienen. Diese Tummler stehen mittelst verzahnter
Kreissegmente in einer solchen Verbindung, daß, wenn sich der eine um seine Achse
dreht, der andere sich durch einen entsprechenden Bogen, jedoch in entgegengesezter
Richtung bewegen muß.
Wenn sich der Kolben b in dem Cylinder a hin und her bewegt, so bewegen sich auch die Stangen
c und l hin und her; und
sowie der Krummzapfen m mit dem Laufrade
umlaͤuft, wird sich der Zapfen n durch eine durch
punktirte Linien angedeutete elliptische Curve bewegen. Gesezt, der Kolben b bewege sich gegen das rechte Ende des Cylinders, so
wird der Zapfen n nothwendig laͤngs des oberen
Theiles der Fuge der Tummler p und q hingefuͤhrt werden; und wenn der Kolben beinahe
am Ende seines Hubes angelangt ist, so wird der Zapfen n
in die in der Zeichnung ersichtliche Stellung gelangt seyn, und auf dem Punkte
stehen, in den unteren Theil der elliptischen Curve uͤberzugehen.
Waͤhrend er dieß thut, wird er auf den in der Naͤhe des Endes der Fuge
befindlichen Schnabel druͤken und den Tummler q
in die durch Punkte angedeutete Stellung herabtreiben; und waͤhrend er von dem
Ende der elliptischen Curve in die untere Fuge uͤbergeht, wird der andere
Tummler p in eine entsprechende Stellung gelangen, so
daß die unteren Fugen beider Tummler zusammen passen. Hierauf wird der Zapfen n sich bei der Ruͤkkehr des Kolbens laͤngs
der unteren Fuge der Tummler bewegen, bis er an den an dem Tummler p befindlichen Schnabel gelangt und diesen auf gleiche
Weise in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung emporhebt; wo dann der Zapfen
n wieder aus dem Ende der elliptischen Curve in die
obere Fuge der Tummler uͤbergeht und das beschriebene Spiel von Neuem
beginnt.
An dem oberen Theile des Tummlers q befindet sich ein
kleiner Vorsprung s, der durch ein Gefuͤge mit
einer Stange t verbunden ist, die an ihrem anderen Ende
auf gleiche Weise mit dem unteren Ende des Hebels u In
Verbindung steht. Dieser Hebel, der sich mittelst eines Zapfens o, welcher aus einem an dessen Ruͤken
befindlichen Knaufe hervorragt, in einer in dem Gestelle fixirten Scheide dreht,
besteht aus zwei parallelen, durch Zapfen miteinander verbundenen Platten, zwischen
deren oberen und unteren Enden sich sogenannte Distanzstuͤke befinden. Mit
diesem Hebel ist das eine Ende der Stange v verbunden,
deren entgegengeseztes Ende an dem Schiebventile k
festgemacht ist. Diese Verbindung der Stange v mit dem
Hebel u ist durch einen Zapfen w vermittelt, welcher an seinen Enden abgeplattet ist, damit er sich in
Spalten oder Fenstern des Hebels u bewegen kann. Hieraus
ergibt sich also, daß, wie der Tummler q in Folge der
beschriebenen Bewegung des Zapfens n emporsteigt oder
herabsinkt, die Stange v mit dem Schiebventile k hin und her bewegt wird, wodurch die Ein- und
Auslaßwege fuͤr den Dampf auf die oben angegebene Art und Weise
geoͤffnet und geschlossen werden.
Zum Behufe der Umkehrung der Bewegung ist an der Ventilstange v ein Kniehebel x angebracht, und zwar
mittelst eines Zapfens, der in eine lange, in der Naͤhe des Endes dieser
Stange befindliche Spalte eingesezt ist. Der andere Arm dieses Hebels x, der seinen Drehpunkt an einem in das Gestell
eingelassenen Zapfen hat, steht durch eine Stange mit einem anderen Hebel y in Verbindung, der von einer nach der Quere gestellten
Welle, an welcher der Griff z angebracht ist,
auslaͤuft. Wenn die Bewegung des Kolbens umgekehrt werden soll, so hebt der
Maschinist, indem er den Griff z in die durch Punkte
angedeutete Stellung zieht, das Ende der Ventilstange v
an den oberen Theil des Hebels u empor, wodurch das
Ventil k eine solche Verschiebung erleidet, daß die
Stellungen der zum Ein- und Austritte des Dampfes bestimmten Oeffnungen
dadurch veraͤndert werden; d.h. daß der Dampfweg von f durch die Oeffnung 2 in den Canal h und von dem Wege h durch die Oeffnung 1 in den Canal i eroͤffnet wird. Es ist nur noch zu bemerken,
daß, wenn der Griff z in senkrechte Stellung gebracht
wird, saͤmmtliche Dampfwege geschlossen sind, waͤhrend, wenn man ihn
hin und her bewegt, die Maschinen gesteuert oder gehandhabt werden. Erinnert muß
ferner werden, daß fuͤr Mittel gesorgt seyn muß, womit die
Dampfbuͤchse je nach Bedarf auf das Schiebventil angezogen werden kann. Es
kann dieß durch Umdrehen der Schrauben 4, 5, 6 und 7 oder auf irgend andere
geeignete Weise geschehen.
Das neue Instrument zum Messen des Wasserstandes erhellt aus Fig. 30. Dasselbe
gehoͤrt zu jenen Instrumenten, an denen die Hoͤhe des Wassers im
Kessel durch eine Glasroͤhre angedeutet wird. Der Hauptzwek des Erfinders
war, das in Folge des Temperaturwechsels haͤufig entstehende Brechen der
Glasroͤhre und die Verstopfung derselben durch den aus dem Wasser sich
bildenden Bodensaz zu verhuͤten. Das Wesen der Erfindung beruht hier auf
einer Einrichtung und Anordnung der Theile, gemaͤß welcher das in dem
Instrumente enthaltene Wasser zu jeder Zeit kuͤhl bleibt oder wenigstens eine
verhaͤltnißmaͤßig niedrige Temperatur beibehaͤlt, und
gemaͤß welcher, wenn die Glasroͤhre aus irgend einer Veranlassung
bricht, das Entweichen von Dampf und Wasser augenbliklich verhindert wird. Ferner
ist aber mit dem Instrumente auch noch ein Thermometer mit Scala in Verbindung
gebracht, welcher nicht nur die Temperaturgrade, sondern auch den im Kessel
stattfindenden Druk andeutet.
In dem in Fig.
30 ersichtlichen Durchschnitte durch dieses Instrument ist a, a die cylindrische, dem Wasser im Kessel
gegenuͤberliegende Kammer, die durch gehoͤrige Stopfbuͤchsen
mit der Glasroͤhre b verbunden ist. Leztere ist
ihrerseits auf aͤhnliche Weise mit der Roͤhre c in Verbindung gebracht, die in die in den Kesselboden eingesezte Kammer
d fuͤhrt. Von dem aus einer hohlen Kugel
bestehenden, und auf dem in der Kammer a enthaltenen
Wasser schwimmenden Schwimmer f steigt in die
Glasroͤhre ein aus Holz oder einer anderen leichten Substanz bestehender Stab
herab, dessen unteres Ende den Zeiger bildet, welcher die Hoͤhe des
Wasserstandes im Kessel andeutet. Man kann diese Hoͤhe von der Scala g ablesen, deren Eintheilung nach Zollen des
Wasserstandes im Kessel genossen ist. Die Verbindung der Kammer d mit dem Kesselboden ist durch einen an dem kurzen
Halse h befindlichen Randvorsprung vermittelt. Zwischen
diesen Randvorsprung und den Kessel wird ein Kranz i,
der aus einem schlechten Waͤrmeleiter, z.B. aus Holz, Papier oder einer
anderen derlei Substanz besteht, gelegt, damit sich die Hize des Kesselmetalles
nicht an die Roͤhre c fortpflanzen kann. An der
Kammer d
bemerkt man einen Hahn
k, durch den man, wenn man ihn oͤffnet, allen
Bodensaz entfernen kann, indem das Wasser durch den auf dasselbe druͤkenden
Dampf hindurch getrieben wird. Es erhellt hieraus, daß das Wasser im Instrumente zu
jeder Zeit verhaͤltnißmaͤßig kuͤhl seyn wird, indem die Hize
weder von dem Kessel herab in die Kammer d, noch von dem
uͤber dem Wasser in der Kammer a befindlichen
Dampfe so herabsteigen wird, daß die Glasroͤhre dadurch bedeutend erhizt
werden koͤnnte. Der große und ploͤzliche Temperaturwechsel, welcher an
den gewoͤhnlichen derartigen Instrumenten unvermeidlich ist, faͤllt
demnach hier zum groͤßten Theile weg.
Sollte die Glasroͤhre durch irgend einen Zufall brechen, so wird das
Entweichen von Dampf und Wasser sogleich verhindert, und zwar auf folgende Weise. An
der unteren Seite des Schwimmers e befindet sich ein
Ventil l, welches, wenn das Wasser durch den Druk des
Dampfes aus der Kammer a ausgetrieben wird, mit der
Kugel c herabsinkt, und indem es auf den Siz m zu liegen kommt, die Muͤndung der Roͤhre
verschließt. Gleichzeitig wird aber auch der Druk des im Kessel befindlichen Dampfes
das Kugelventil n in den Ausschnitt o emportreiben, und dadurch das Entweichen von Wasser
aus dem Kessel verhindern. Wenn man den an der Wasserroͤhre befindlichen Hahn
p und den Hahn q der
Dampfroͤhre schließt, so kann man die Theile abschrauben, und ohne daß man
die Maschine anzuhalten brauchte, sogleich zum Einsezen eines neuen Glases
schreiten.
Anstatt des hohlen Schwimmers und seiner Roͤhre kann man zur Andeutung der
Hoͤhe des Wasserstandes in der Glasroͤhre auch Oehl oder irgend eine
andere, auf dem Wasser schwimmende Substanz anwenden, in welchem Falle dann die
Linie, welche diese Substanz von dem Wasser scheidet, an der graduirten Scala die
Hoͤhe des Wassers andeuten wird.
Der Thermometer ist bei r angebracht. Seine Roͤhre
ist durch geeignete Stopfbuͤchsen gefuͤhrt, so daß die Kugel in der
Kammer a dem Dampfe ausgesezt ist. Das Steigen und
Fallen des Queksilbers deutet an der einen Seite der Scala die Temperatur des
Dampfes, an der anderen dagegen den Druk des Dampfes in Zollen an. Die hiezu
eingerichtete Scala sieht man in Fig. 31 in
groͤßerem Maaßstabe gezeichnet.
Die verbesserte Methode die Wellen, Achsen und uͤbrigen Theile der
Dampfmaschinen schluͤpfrig zu erhalten, ersieht man aus Fig. 32, 33 und 34. Sie ist bloß an
solchen Orten anwendbar, an denen sich innerhalb gewisser Theile der Maschinerie,
wie z.B. in den hohlen Wellen, Verbindungs- und Kolbenstangen, Krummzapfen
etc., Oehlkammern anbringen lassen, aus denen das Oehl in kleinen Roͤhrchen,
die, wenn es
noͤthig seyn sollte, mit Baumwolldochten oder anderen durch
Capillaritaͤt wirkenden Substanzen ausgestattet seyn koͤnnen, an die
schluͤpfrig zu erhaltenden Theile stroͤmt.
Fig. 32 ist
ein Durchschnitt eines Endes einer hohlen Welle, an der die neue Vorrichtung
angebracht ist. Fig. 33 ist ein aͤhnlicher Durchschnitt derselben Welle, jedoch
nachdem dieselbe einen halben Umgang vollbracht hat. Hier ist a, a die hohle Welle, welche in den Anwellen b,
b, die schluͤpfrig erhalten werden sollen, laͤuft. c ist eine kleine, an beiden Enden offene Roͤhre,
welche in die Welle eingesezt ist, und die in die hohle, das Oehl enthaltende Kammer
d hineinragt. Die Fuͤllung dieser Kammer mit
Oehl geschieht bei dem mit einem Hahne versehenen Trichter e. Zum Behufe des Austrittes der beim Fuͤllen verdraͤngten
Luft dient das kleine Luftloch f. – Das Spiel
dieser Vorrichtung geht auf folgende Art von Statten. Beim Umlaufen der Achse 2
taucht die Muͤndung der Roͤhre c zeitweise
in daß Oehl ein, wodurch eine kleine Quantitaͤt des lezteren aufgenommen und
in der Roͤhre an die Anwellen oder Zapfenlager geleitet wird, damit diese in
gehoͤriger Schluͤpfrigkeit erhalten werden.
In Fig. 34
sieht man dieselbe Vorrichtung auf eine Kurbel- oder Verbindungsstange oder
auf den Krummzapfen eines Laufrades angewendet. a ist
die Verbindungsstange; b der Krummzapfen; c das Verkuppelungsband; d
die in dem hohlen Theile der Verbindungsstange angebrachte Oehlkammer; e die Roͤhre, welche das Oehl aus dieser Kammer
an jene Theile leitet, zwischen denen die Reibung Statt findet. Durch die ganze
Laͤnge dieser Roͤhre muß ein Baumwolldocht gefuͤhrt seyn, der
mit dem einen Ende in das in der Kammer d enthaltene
Oehl eintaucht, waͤhrend sein anderes Ende mit der Oberflaͤche des
Krummzapfens b in Beruͤhrung steht.
Die Methode, nach welcher der Dampf verdichtet, und destillirtes Wasser zur Speisung
der Kessel der Locomotiven und anderer Dampfgeneratoren, gewonnen werden soll,
findet ihre Anwendung hauptsaͤchlich auf Verdichtung des aus den
Hochdrukmaschinen entweichenden, oder des einer hohen Temperatur theilhaften
Dampfes. Sie besteht zum Theil in Verbesserungen jener Methode, nach welcher W. Church dem Patente vom 7. Sept. 1833 gemaͤß aus
dem ausgelassenen Dampfe destillirtes Wasser gewinnen will; insbesondere aber soll
gegenwaͤrtigem Patente gemaͤß der bei der Verdichtung des
ausgelassenen Dampfes entbundene Waͤrmestoff von dem Kuͤhlwasser
aufgenommen werden, so daß dieses, erhizt und in Dampf verwandelt wird, und daß also
dieser Waͤrmestoff neuerdings wieder in Anwendung kommt, um Dampf aus dem
Kuͤhlmittel zu erzeugen. Der auf diese Art erzeugte Dampf geht in einen
weiteren Kuͤhlapparat uͤber, und gibt seinen Waͤrmestoff auf
gleiche Weise an sein Kuͤhlwasser ab, wodurch dieses gleichfalls wieder in
Dampf verwandelt wird, u.s.f., bis der Waͤrmestoff endlich eine so niedrige
Temperatur erlangt hat, daß er keinen Dampf mehr aus dem Kuͤhlwasser zu
erzeugen vermag. Welche Form und Groͤße die Verdichtungs- und
Dampferzeugungs-Apparate haben moͤgen, so muß aller durch Ausstrahlung
bedingte Verlust an Waͤrme sorgfaͤltigst vermieden werden, damit der
bei den auf einander folgenden Processen erzeugte Dampf stets die moͤglich
hoͤchste Temperatur erlange. Der Verdichtung unterliegende Dampf darf keinem
Druke ausgesezt seyn, vielmehr soll bei dem niedrigsten Stande der Temperatur ein
Vacuum entstehen. Das in Dampf zu verwandelnde Kuͤhlwasser dagegen soll in
einem geschlossenen Behaͤlter einem Druke ausgesezt seyn, wie er erforderlich
ist, damit der aus ihm entwikelte Dampf auf eine genuͤgende Temperatur
gebracht werde.
In Fig. 35
sieht man einen senkrechten Durchschnitt und Fig. 36 einen Grundriß
eines zu diesem Zweke bestimmten Apparates, an den sich jedoch die
Patenttraͤger, weder was dessen Form, noch was dessen Dimensionen betrifft,
ausschließlich binden. Sie haben daher auch in der Zeichnung, durch welche sie bloß
den Zwek ihrer Erfindung anzudeuten gesonnen waren, alle die kleineren Details
moͤglichst beseitigt. A, B, C sind drei
verschiedene Apparate, welche Condensatoren und Dampfgeneratoren zugleich sind. Der
erste A erhaͤlt durch eine Roͤhre D den aus einer Hochdrukmaschine austretenden Dampf oder
irgend anderen Dampf zugefuͤhrt, dessen Temperatur so hoch ist, daß er durch
den Waͤrmestoff, den er abgibt, aus dem zu seiner Verdichtung dienenden
Wasser selbst wieder Dampf zu erzeugen im Stande ist. Er besteht aus einem
dampfdichten Gehaͤuse a, a, a, welches durch die
dampfdichten Scheidewaͤnde b, c in drei Kammern
F, G, H abgetheilt ist. Der zwischen dem Apparate
und seinem Mantel befindliche Raum ist mit irgend einem schlechten
Waͤrmeleiter d, d, d auszufuͤllen. Der
Dampf gelangt zuerst in die Kammer F, und steigt dann in
den Kuͤhlroͤhren e, e, e herab, deren
oberes, gegen die Kammer F zu offenstehendes Ende durch
die obere Scheidewand b gefuͤhrt ist,
waͤhrend ihre unteren Enden auf dieselbe Weise durch die Scheidewand c gefuͤhrt sind und sich in die Kammer H oͤffnen. Leztere communicirt durch einen Canal
f mit der Roͤhre I, welche an die bei K befindliche
Luft- und Wasserpumpe fuͤhrt. Das Kuͤhlwasser gelangt durch die
Roͤhre g, in die es mit einer Drukpumpe getrieben
wird, in den Apparat. Das andere Ende dieser Roͤhre ist mit einem Ventile
oder Dekel ausgestattet, damit man allen sich in ihr ansammelnden Bodensaz entfernen
kann. Das Wasser gelangt
durch die Roͤhre h, h in die Kammer i, um von hier aus durch die kleinen
Vertheilungsroͤhren k, k in die Kammer C zu treten, daselbst die Kuͤhlroͤhren zu
umstroͤmen, und durch den Waͤrmestoff, der von dem in diesen
Roͤhren enthaltenen Dampf abgegeben wird, in Dampf verwandelt zu werden. Der
auf diese Weise erzeugte Dampf stroͤmt durch die Roͤhre M, (die mit einem Ventile ausgestattet ist, welches in
einem der Temperatur, auf die der Dampf gebracht werden soll, entsprechenden Grade
berechnet werden muß) in den naͤchsten Apparat B,
um daselbst ganz demselben Processe zu unterliegen, den der aus der Maschine in den
Apparat A getretene Dampf hieselbst durchmachte. Ebenso
geht der aus dem Kuͤhlwasser in B erzeugte Dampf
in den naͤchsten Apparat C uͤber, u.s.f.,
bis der aus dem lezten Apparate entweichende Dampf endlich in den Wassercanal I, I gefuͤhrt wird.
Zu weiterer Erlaͤuterung dieses Theiles der Erfindungen der
Patenttraͤger dient, daß, wenn der Dampf mit einer Temperatur von 300°
F. in den Apparat A eintritt, und das Kuͤhlwasser
eine Temperatur von 52° F. hat, der Dampf auf seinem Durchgange durch die
Kuͤhlroͤhre so viel von seinem Waͤrmestoffe abgeben wird, daß
seine Temperatur beilaͤufig auf 100° herabsinkt, und daß er in Form
von destillirtem Wasser in der Kammer H und in der
Roͤhre I erscheint. Zugleich wird aber die
Temperatur des Kuͤhlwassers in dem oberen Theile der Kammer bis auf
250° F. gestiegen seyn, wo es dann als Dampf erscheint, und als solcher das
einer derlei Temperatur gemaͤß belastete Ventil in der Roͤhre M uͤberwaͤltigt, um in den zweiten Apparat
B zu gelangen und daselbst denselben
Veraͤnderungen zu unterliegen: mit dem Unterschiede jedoch, daß die
Temperatur hier eine niedrigere seyn wird. Der aus dem zweiten Apparate B in den dritten C
uͤbergehende Dampf wird z.B. nur eine Temperatur von 200° F. haben,
und aus lezterem nur mehr mit einer Temperatur von 150° uͤbergehen,
u.s.f.
All das in den einzelnen Verdichtungsapparaten gewonnene destillirte Wasser sammelt
sich in der Roͤhre oder in dem Canale I, von dem
es in den Behaͤlter K fließt, aus dem es durch
eine Pumpe in einen anderen Behaͤlter geschafft wird, um aus diesem entweder
mit einer Drukpumpe in den Kessel der Maschine getrieben, oder in den
Wasserbehaͤlter einer Locomotive geleitet, oder uͤberhaupt zu allen
Zweken, zu denen man reines Wasser bedarf, verwendet zu werden. Auf Dampfbooten
koͤnnte man sich eines derlei Apparates z.B. auch bedienen, um fuͤr
den Gebrauch der Mannschaft und der Passagiere destillirtes Wasser zu erzeugen.
Ferner kann man den nach dem angegebenen Verfahren aus dem Kuͤhlwasser
genommenen Dampf auch zum
Betriebe einer zweiten Dampfmaschine verwenden, obschon der Dampf keinen so hohen
Druk haben wird wie in der ersten Maschine. Namentlich koͤnnte man diesen
Dampf in einer Condensationsmaschine benuzen, da er fuͤr eine solche keine so
hohe Temperatur und keinen so hohen Druk zu haben braucht, wie fuͤr
Hochdrukmaschinen. In solchen Faͤllen endlich, in denen man die Kraft einer
Dampfmaschine zur Verfuͤgung haben will, ohne der Gefahr eines Feuers oder
Ofens ausgesezt zu seyn, wie z.B. an Werften und in Magazinen, duͤrfte die
neue Betriebsweise sehr empfohlen werden, da sich der Ofen und Kessel in diesem
Falle in irgend einer fuͤr noͤthig erachteten Entfernung von den
Magazinen befinden, und der Dampf in hoͤlzernen Roͤhren oder in
Roͤhren, die mit einem schlechten Waͤrmeleiter umgeben sind, von einem
Hochdrukkessel her durch die Mauern der Gebaͤude gefuͤhrt werden
koͤnnte, um innerhalb dieser eine Maschine von niederem Druke in Bewegung zu
sezen.
Schließlich ist zu bemerken, daß, wenn man den aus dem Kuͤhlwasser erzeugten
Dampf nicht zum Erhizen eines zweiten Kuͤhlwassers verwenden will, dieser
Dampf direct durch die Roͤhre M aus dem Apparate
in den Canal I geleitet werden kann, damit der Druk,
welcher sonst in der Kammer G Statt finden
wuͤrde, verhuͤtet wird. Eine derlei Anordnung sieht man in dem in Fig. 37 und
38
abgebildeten einfachen Verdichtungs- und Dampferzeugungs-Apparate.