Titel: | Verbesserungen in der Construction der Dampfmaschinen für die Schifffahrt, worauf Joseph Maudslay und Joshua Field, in Lambeth, Grafschaft Surrey, am 7. Mai 1839 ein Patent erhielten. |
Fundstelle: | Band 78, Jahrgang 1840, Nr. XXXIII., S. 161 |
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XXXIII.
Verbesserungen in der Construction der
Dampfmaschinen fuͤr die Schifffahrt, worauf Joseph Maudslay und Joshua Field, in Lambeth, Grafschaft Surrey, am
7. Mai 1839 ein Patent
erhielten.
Aus dem London Journal of arts. Sept. 1840, S.
1.
Mit Abbildungen auf Tab.
II.
Maudslay's und Field's Verbesserungen in der Construction der
Dampfmaschinen fuͤr die Schifffahrt.
Die Verbesserungen der Patentträger beziehen sich auf Maschinen mit niederem Druk,
und zwar solche der größten Classe; es soll dadurch mehr Kraft gewonnen werden, ohne
daß das Gewicht der ganzen Maschinerie größer wird.
Die erste Verbesserung besteht darin, daß sie zwei Dampfcylinder an einer Maschine
anbringen, so daß der Dampf auf beide Kolben zugleich wirkt und dieselben
gleichzeitig auf- und niedersteigen, indem beide Kolbenstangen an demselben
horizontalen Querhaupte befestigt sind; es wirken also beide Kolben mit einander auf
die Kurbel der Ruderradachse.
Die zweite Verbesserung bezieht sich speciell auf Dampfmaschinen für die
Flußschifffahrt, und besteht in der Anwendung eines Kolbens mit zwei Stangen, der
sich in einem Dampfcylinder von großem Querschnitt befindet; beide Kolbenstangen
sind mit einem über ihnen befindlichen Querhaupte verbunden, welches die unter ihm
befindliche Kurbel mittelst einer einfachen Verbindungsstange umtreibt.
Die dritte Verbesserung besteht in einer Methode die Expansionsventile verbundener
Maschinen zu adjustiren, wodurch die Periode der Dampfabsperrung an jedem Theile des
Kolbenhubes bei beiden in Gang befindlichen Maschinen zugleich durch eine einfache
Bewegung regulirt werden kann.
Die vierte Verbesserung ist eine eigenthümliche Construction der Theile des
Gestelles, welche die Anwellen der Kurbelachse stüzen, an welcher die Ruderräder
angehängt sind. Diese Gestelltheile sind durch Verbindung von schmiedeisernen
Platten mit vierekigen aufgebogenen Eisenstangen (in ähnlicher Art, wie man die
Dampfkessel verfertigt) hohl hergestellt, so daß sie eine mehr als hinreichende
Stärke bei verhältnißmäßig nicht bedeutendem Gewichte besizen.
Fig. 1 ist ein
Längenaufriß einer Maschine mit zwei Cylindern nach der ersten Verbesserung; Fig. 2 ein
senkrechter Durchschnitt derselben, durch die Cylinder genommen; Fig. 3 ist eine
horizontale Ansicht eines Paars Maschinen, woraus man die in Fig. 1 abgebildete
Maschine von Oben betrachtet ersieht; Fig. 4 ist eine
entsprechende, an der anderen Seite des Schiffes angebrachte Maschine, und zwar in
einem Durchschnitt horizontal durch die Cylinder; Fig. 5 ist ein senkrechter
Durchschnitt, quer durch ein Dampfboot genommen, welcher die Stellung von zwei
Maschinen wie in Fig. 3 und 4 zeigt, wovon die eine im
Durchschnitt, die andere in der äußeren Ansicht abgebildet ist; Fig. 6 ist ein Grundriß
oder eine horizontale Ansicht eines Theiles des Dampfboots mit den Maschinen und
ihrem Zugehör, so wie dem Gestell für die Kurbelwellen des Ruderrades. Gleiche
Buchstaben bezeichnen dieselben Theile in allen diesen Abbildungen.
Die zwei verbundenen Dampfcylinder zeigt a, a; ihre
Kolben b, b und die Kolbenstangen c, c; die oberen Enden dieser lezteren sind durch Schließen an das
Querhaupt d befestigt. Vier senkrechte, oben am
Querhaupte d befestigte Stangen e, e, e, e sind unten mit einem Führungsstüke f verbunden, welches sich an den Leitrippen g,
g auf der äußeren Oberfläche der Cylinder auf und nieder bewegen kann. Au
dieses Stük f ist das eine Ende einer Verbindungsstange
h angehängt, deren anderes Ende mit der Kurbel i der Treibwelle verbunden ist.
Bei dem gleichzeitigen Auf- und Niedergehen der zwei Kolben b, b in ihren Cylindern a, a
müssen nun die Stangen c, c bewirken, daß sich das
Querhaupt zwischen seinen Leitstangen j, j auf-
und niederbewegt und somit auch das Führungsstük f hebt
und senkt, welches durch seine Verbindungsstange h die
Kurbel i und durch diese die Ruderradwelle k umtreibt. Eine mit dem Stük f verbundene Stange l treibt zugleich den
Hebel m, an welchen die Stange der Luftpumpe n angehängt ist.
Aus Fig. 3 und
4 sieht
man am besten, wie das Dampfventil der verbundenen Cylinder a, a angebracht ist; der Dampf wird denselben nämlich durch eine Röhre n (Fig. 5) zugeführt, von
welcher er durch ein beiden Cylindern gemeinschaftliches Schiebventil o von gewöhnlicher Construction und durch die gekrümmten
Röhren p, p in die Cylinder gelangt. Es ist ferner eine
enge Communication bei q
angebracht, die immer offen bleibt und durch welche der Dampf von einem Cylinder in
den anderen gelangen kann, damit sein Druk in beiden Cylindern stets gleich
bleibt.
Das Expansionsventil befindet sich auf der Dampfröhre n
am Eintritte zum Schiebventil; der Schieber wird auf gewöhnliche Art durch ein
Excentricum bewegt und das Expansionsventil durch einen unten (bei der dritten
Verbesserung) näher beschriebenen Mechanismus regulirt.
Die Vortheile der vorgeschlagenen Anordnung bestehen in der Vereinfachung der
Construction, der directeren Wirkung auf die Kurbel, mit Ersparniß an Raum und
Gewicht, so daß man dem Cylinder leicht einen größeren Durchschnitt geben und eine
gegebene Quantität Dampf expansiver als bisher benuzen, also mehr Kraft mit weniger
Brennmaterial erzielen kann; man hat endlich auch zur See den Vortheil, daß, wenn
die Maschine bei starkem Kohlenvorrathe, z.B. am Anfang der Fahrt, weniger
Kolbenhube macht, den Cylindern dann mehr Dampf gegeben und also auch die
Geschwindigkeit des Schiffs erhöht werden kann.
Unsere zweite Verbesserung bezieht sich auf Dampfmaschinen, wobei zwei Kolbenstangen
in einem einzigen Cylinder arbeiten; man sieht sie in Fig. 7, 8, 9, 10, 11 und 12 abgebildet. Fig. 7 ist ein
Aufriß der Maschine; Fig. 8 ein Durchschnitt derselben senkrecht durch den Cylinder zum
Schiebventil und der Luftpumpe; Fig. 9 ist eine
horizontale Ansicht des Obertheils der Ventilbüchse und Luftpumpe; Fig. 10 ein horizontaler
Durchschnitt durch den Cylinder einer solchen Maschine auf der anderen Seite des
Fahrzeuges; Fig.
11 ist ein Durchschnitt quer durch ein Dampfboot, welcher die Stellung der
zwei Maschinen im Aufriß zeigt; der Cylinder der einen ist darin im senkrechten
Durchschnitt, der andere in der äußeren Ansicht abgebildet; Fig. 12 ist eine
horizontale Ansicht der zwei Maschinen und ihres Zugehörs von Oben. Gleiche
Buchstaben bezeichnen gleiche Theile in allen sechs Figuren.
a, a sind die weiten Cylinder; b ihre Kolben; c, c zwei senkrechte, in jeden
Kolben eingelassene Stangen, welche durch Stopfbüchsen in der Liederung des
Cylinders gehen. d ist ein Querhaupt, an welchem die
zwei Kolbenstangen befestigt sind, und e, e sind die auf
gußeisernen Trägern befestigten Führstangen, worauf das Querhaupt d auf und nieder gleitet. Die Verbindungsstange f ist oben an das Querhaupt und unten an die Kurbel g, g der Ruderradwelle angehängt. Die anderen Theile der
Maschine bedürfen keiner näheren Beschreibung.
Bei dieser Einrichtung wird also die Kurbelwelle unter dem Querhaupte durch eine
einzige Verbindungsstange in Bewegung gesezt, was den Vortheil mit sich bringt, daß
eine in gegebener Höhe vom Boden des Fahrzeugs angebrachte Ruderradwelle einen viel
längeren Kolbenhub empfangen kann, als bei den bisherigen Constructionen; daß ferner
der Cylinder mit den Anwellen der Kurbelachse fester verbunden ist und ein Cylinder
von viel größerem Durchmesser angewandt werden kann, so daß man aus der Expansivkraft
des Dampfes mehr Nuzen zieht.
Unsere dritte Erfindung besteht in einer Methode die Expansionsventile verbundener
Maschinen zu adjustiren; man ersieht sie aus Fig. 13, 14, 15 und 16. Fig. 13 zeigt den
mittleren Theil der doppelten Kurbelwelle eines Dampfboots mit den zugehörigen
Theilen im Aufrisse. Fig. 14 ist eine
horizontale Ansicht derselben, und Fig. 15 ein Aufriß
rechtwinklich auf Fig. 13, worin man die Welle im Durchschnitt sieht. Fig. 16 ist ein Aufriß,
ebenfalls rechtwinklich auf Fig. 13, worin man ein
Excentricum auf der Welle, welches den Hebel und die Stange des Expansionsventils
treibt, im Durchschnitt sieht; in allen diesen Figuren bezeichnen dieselben
Buchstaben gleiche Theile.
Den mittleren Theil einer doppelten Kurbelwelle sieht man bei a, a an einem Maschinenpaar angebracht; b, b
ist eine Röhre oder Hülse, welche horizontal auf der Welle gleitet, sich aber nicht
darauf umdrehen kann, indem eine Rippe auf der Welle in eine lange Kerbe in der
Hülse greift. An diese Hülse sind zwei kleine schraubenförmige Excentrica c und d befestigt oder
angegossen und in der Mitte zwischen denselben befindet sich auch eine Reihe von
Zähnen rings um die Hülse e, e. Eine rechtwinklich auf
die Kurbelwelle angebrachte Spindel hat ein Getrieb f,
dessen Zähne in die ringförmigen Zähne e, e (die man
besonders in Fig.
15 sieht) eingreifen, und wenn diese Spindel und das Getrieb f umgedreht werden (was durch ein Spillenrad g geschehen kann), gleitet die Hülse b, b mit ihren Schnekengängen auf der großen Kurbelwelle
zur Rechten oder Linken, wie man es wünscht.
Auf der Peripherie der Schneken c und d laufen die in den Hebeln h
und i befindlichen Frictionswalzen (wie man dieß
besonders in Fig.
16 sieht); die Stangen von diesen Hebeln h und
i sind mit den Expansionsventilen der zwei unten
befindlichen Maschinen verbunden und durch die Wirkung der Excentrica c und d gegen die Hebel h und i werden daher beim
Umlaufen der Welle a die Expansionsventile geöffnet und
geschlossen. Angenommen, es sey durch Umdrehen des Getriebes f die Hülse b, b (Fig. 13 und 14) so weit
als möglich zur Linken geschoben, so wird beim Umgehen der großen Welle die
ununterbrochene kreisförmige Peripherie der Excentrica c
und d gegen die Hebel h und
i wirken und sie in ihren erhöhten Stellungen
erhalten, daher die Expansionsventile unter diesen Umständen offen bleiben. Ist es
hingegen wünschenswerth, während eines Theiles der Umdrehung der großen Welle den
Dampf abzusperren, so
dreht man das Getrieb f so, daß die Röhre b, b mit den Schneken c und
d zur Rechten gleitet; es kann dann nur ein Theil
der Peripherie jedes Excentricums die Hebel aufgehoben erhalten, indem beim Umlaufen
der Welle mit den Schneken die Walze jedes Hebels h oder
i ihren Hebel fallen läßt, wenn die Schneke unter
die Walze kommt, dadurch das Expansionsventil schließt und den Dampf vom Cylinder
absperrt, bis die Walze wieder zu den entgegengesezten Rändern der Schneke aufsteigt
und beim größeren Radius der Schneke anlangt, worauf der Hebel gehoben und das
Expansionsventil geöffnet wird, so daß der Dampf frei Passiren kann. Auf diese Art
kann man die Schneken sich immer weiter zur Rechten schieben und einen so kleinen
Theil von dem größeren Radius der Schneken gegen die Hebel wirken lassen, daß der
Dampf während des größeren Theils einer Wellenumdrehung abgesperrt wird.
Durch diesen Apparat sind wir im Stande, den gleichzeitigen Zufluß des Dampfes in
beide Maschinen mittelst einer einfachen Bewegung der Spindel und des Getriebes zu
reguliren, ohne daß der Gang der Maschinen einen Augenblik unterbrochen wird, was
sehr wichtig ist, wenn man bei der expansionsweisen Benuzung des Dampfes den
möglichsten Nuzeffect erzielen, Brennmaterial ersparen und die Kraft der Maschinen
den verschiedenen, zur See obwaltenden Umständen anpassen will.
Die bei der vierten Verbesserung erwähnte eigenthümliche Construction der die
Kurbelachsen tragenden Gestelltheile führt man auf die Art aus, daß man lange flache
Platten von gewalztem Eisen mit langen, rechtwinklich aufgebogenen Eisenstangen
durch Nietnägel verbindet. Solche Gestelltheile lassen sich in jeder Länge und
beliebiger Form ausführen und anwenden, wie man es z.B. bei m, m, m in Fig. 1, 2, 5 und 6 sieht.