Titel: | Die Motoren auf der Wiener Weltausstellung 1873; von Professor J. F. Radinger. |
Fundstelle: | Band 218, Jahrgang 1875, S. 377 |
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Die Motoren auf der Wiener Weltausstellung 1873;
von Professor J. F. Radinger.Mit gef. Genehmigung aus dem officiellen Ausstellungsbericht, Heft 83. Druck und
Verlag der k. k. Hof- und Staatsdruckerei. Wien 1874.
Mit Abbildungen.
(Fortsetzung von S. 441 des vorhergehenden
Bandes.)
Radinger, über die Motoren auf der Wiener Weltausstellung
1873.
Fördermaschine der Fürst Salm'schen
Maschinenfabrik in Blansko.
Außer mehreren Proben von Maschinenguß stellte die Fürst
Salm'sche Maschinenfabrik in Blansko eine gekuppelte Fördermaschine aus,
welche wegen ihrer Umsteuerung (vergl. 1874 212 4)
beachtenswerth erscheint.
Auf je einem unten durchgehenden Doppelrahmen von I-förmigem Querschnitt lagen zwei gleiche Dampfmaschinen, auf deren
gemeinsamer 263mm dicken Welle die
Rundseiltrommeln von 4m,12 Durchmesser und
868mm Breite knapp hinter den
Kurbellagern saßen, während in der Mitte eine Bremsscheibe aufgekeilt war.
Die Dampfcylinder hatten je 553mm
Durchmesser und die Kolben 1m,58 Hub, wobei
sie die Trommeln 25 bis 30 Mal per Minute drehten (5,4 bis 6m,5 Fördergeschwindigkeit). Die Dampfrohre
von 105 und 132mm Durchmesser für
Zu- und Abströmung boten 1/27 und 1/17 der freien Kolbenfläche an
Querschnitt, was bei der hier gewählten Kolbengeschwindigkeit bis 1m,58 als zu gering erscheint, indem die
Einströmconstante 1/42 und der Dampf noch durch ungewöhnlich gekrümmte Wege geführt
wird. Die Dampfcylinder lagen in der Mitte mit jederseits einer vorspringenden,
zwischen je 2 Nasen gekeilten und an den Enden durch je eine Schraube
niedergehaltenen Pratze auf dem Rahmen, welcher unter dem seitlich tiefliegenden,
angeschraubten Schieberkasten niedergebogen war.
Die Kolbenstange fand eine hintere Stopfbuchsenführung und trieb vorn 90mm dick und mittels eines aufgekeilten
gabelförmigen Gußkreuzkopfes das weitere Gestänge.
Die Führung fand an den beiden Enden der Traversen und zwar nur unten mit jener
dieser Fabrik von jeher eigenthümlichen Plattenform statt, welche aus einer
Verticalrippe mit breiter Grundflansche auf der äußeren Seite besteht. Letztere
läuft dann entweder auf der Fußfläche einer ausgehobelten Bettrinne oder mit der
oberen Fläche unter einem überschraubten Schmiedeisenlineal. Die Führungsflächen
hatten je 92mm Breite und waren 342mm lang. Nachdem nun die Maschine mit Dampf
von höchstens 3at,5 Ueberdruck betrieben
werden soll und die Schubstange ca. 4,4 Mal so lang als die Kurbel war, so ergibt
sich hier der für nicht nachstellbare Flächen etwas ungewöhnliche Druck von 2k,9 pro 1qc.
Der Kreuzkopfzapfen mit 97 und 118mm erfuhr
88at Schalendruck.
Die Schubstange war an beiden Enden mit Bügeln geschlossen, welche durch je zwei
Quereinlagkeile und eine mitten durch diese hindurch gesteckte Schraube gehalten
waren.
In den unter 90° auf die Welle gezogenen schmiedeisernen Kurbeln steckten
Kugeln als Kurbelzapfen. Der Durchmesser derselben von 112mm bedingt einen Schalendruck von 90at und eine specifische Abnützarbeit von
0mk,61, indem sie ungefähr nur mit
100mm Länge arbeiten, wenn auch die
Länge von der Wurzel weg 118mm beträgt.
Die Kurbellager waren an die Hauptbalken angegossen; ihre Schalen waren viertheilig
und seitlich durch je eine Druckkeilplatte von oben stellbar. Die Deckel waren nicht
übergreifend, aber durch je zwei in die Lagerwangen gekeilte Schrauben gehalten. Im
Lager maß die Welle 224mm Durchmesser und
fand 316mm Auflaglänge. Der Horizontaldruck
beträgt hier 11at und die geringe
specifische Abnützarbeit 0mk,19.
Textabbildung Bd. 218, S. 378
1/25 der natürlichen Größe.
Die Steuerung dieser Fördermaschine geschah für jeden Cylinder durch ein einziges
Excenter, dessen flache Stange ohne jedes Zwischenglied eine einzige Schieberstange
angriff. Um aber sowohl von vorwärts als rückwärts fahren zu können, wie es die Förderung
verlangt, fand sich zwischen Schiebergesicht und Schieber eine Zwischenplatte,
welche, mittels des Reversirhebels verschoben, dem Einströmdampf entweder einen
geraden oder einen gekreuzten Durchgang bot. Zu diesem Zwecke hatte die
Zwischenplatte jederseits fünf Spalten, deren erste mittelste und die vierte gerade
auf die Gegenseite durchgingen, während die zweite Spalte der Außen-
(Schieber-) in die fünfte Spalte der Innen- (Gesichts-) Seite
durch einen oben an der Zwischenplatte angegossenen Längscanal übersetzte.
Gleicherweise stand die fünfte Außen- mit der zweiten Innenspalte durch einen
unteren Längscanal in Verbindung.
Nun arbeitete der Schieber entweder auf der ersten und vierten, den geraden Spalten,
oder nach Verschiebung der Zwischenplatte durch den Umsteuerhebel, auf der zweiten
und fünften, den gekreuzten Spalten, während die mittlere Spalte stets für den
Dampfausritt bereit blieb. Bei der Einstellung der gekreuzten Spalten unterstützte
noch der vierte gerade Durchlaß den Austritt, während bei der offenen Arbeit die
Kreuzspalten, auf dem massiven Theil des Schiebergesichtes aufliegend, geschlossen
sind. Derart wurde die Umsteuerung durch einen höchst einfachen Mechanismus
erreicht, welcher, wenn auch etwas größeren schädlichen Raum bietend und keine
Expansion zulassend (was mit einem Meyer-Schieber noch immer möglich wäre),
aber auch nicht leicht in Unordnung gerathen kann und jedenfalls billig ist und
verläßlich wirkt.
Die Locomobilen.
Ueber die in Wien ausgestellte Locomobilen (a. a. O. S. 223 bis 233) bringen wir hier
auszugsweise folgendes.
Im Ganzen und Großen unterscheidet sich die Maschine der Locomobile nur wenig von
einer anderen Normalmaschine. Der Lagerung halber ist stets die gekröpfte Kurbel
verwendet und bei Effecten bei oder über 12e ein Cylinderpaar verwendet. Stärkere als sogen. 20e-Maschinen kommen in dieser Form
nicht vor, und selbst bei diesen scheint schon die Grenze der vortheilhaften
Dimensionen überschritten.
Die Normalgröße liegt zwischen 6 und 12e,
und die Mehrzahl der Ausführungen (vielleicht drei Viertel der sämmtlichen) besitzen
nominell 8e. Hierbei gibt sich durch die
Radentfernungen ein solides Stehen ohne übermäßiges Gewicht für den Transport, durch
die Kessel- und Maschinengröße, eine handliche Wartung, und nachdem der
Effect durch Heizung etc. ungefähr von der Hälfte bis vorübergehend zum Doppelten
des Nominalen geändert werden kann, so erscheint eben diese Größe des Motors am
besten verwendbar.
Die englischen Maschinen zeigten gegenüber ihren älteren
Constructionen eine wesentliche Neuerung, welche dem Kessel das Ausdehnen unter der
Wärme gestatten soll, ohne auf die direct aufgesetzte Maschine zurückzuwirken. Zu
diesem Zwecke wird der Dampfcylinder fest auf den Kessel geschraubt, während das
Kurbellager von diesem nur getragen, aber nicht steif gehalten wird. Letzteres ist
dann mit dem Cylinder durch achsiale Stangen verspannt, welche die
Constructionsdrücke auffangen und so das Princip der directen Verbindung in der
Kraftebene zur Geltung bringen.
Während des Ganges variable Expansion erscheint noch selten verwendet, was der
verlangten Einfachheit wegen auch nicht überall am Platze wäre.
Die Umkehrung der Bewegung ist meist durch das an einer Nebenscheibe festgeklemmte,
aber nach Lüftung einer Mutter verdrehbare Excenter ermöglicht, wenn nicht, wie es
für Förderlocomobilen etc. geschieht, eine Coulisse vorkommt.
Die Regulatoren greifen meist in die Drossel und reguliren den Gang nur grob.
Die Detailconstruction der Maschine, die Dampfwegsweiten, Zapfenbeanspruchung,
Formgebung etc., weicht nur wenig oder gar nicht von den bei den Stabilmaschinen
erörterten Principien und Größen ab.
Sämmtliche Locomobilen haben heute eiserne Räder, wobei die Arme aus Flacheisen in
zwei gegen einander stehenden Kegelflächen untergebracht sind. Die Innenenden sind
dann in einer langen gußeisernen Nabe vereinigt, während außen entweder ein
aufgenieteter Kranz aus zwei Winkeleisen und einer Bandage, oder ein die Arme
eingegossen haltender Gußring das Rad vollendet. Die hölzernen Räder sind fast
gänzlich verschwunden, was wegen des Losewerdens der Speichen durch die wechselnden
Temperatureinflüsse und wegen des Auswalzens der Reifen geschah. Die Unterbringung
der Hinterachse geschieht meist in der Mitte des Heizmantels, wobei die Achse um
diese herumgehend gekröpft werden muß.
Ausgestellt hatten fast sämmtliche Firmen, welche überhaupt Locomobilen erbauen.
Clayton und Shuttleworth. Die
Kessel dieser größten Firma im Locomobilenbau wurden bereits im Kesselberichte
ausführlich behandelt. Die Maschinen sind tonangebende Vorbilder, nach welchen sich
eine große Zahl von übrigen Firmen hält oder halten sollte, denn es sind Muster
einfacher und zweckentsprechender Construction.
Der Cylinder ist doppelwandig im Guß und sitzt wenig seitlich auf der runden Decke des
Heizmantels, um die Kurbelwelle etwas tiefer lagern zu können, als es in Folge ihrer
Kröpfung geschehen könnte, falls sie über der Mitte des Kessels rotirt.
Die Cylinderdurchmesser der Maschinen
zu
6e
8e
10e
betragen
197
228
254mm
die Kolbenhube
305
305
356mm
die Umdrehungen
120
140
126 pro Min.,
was die Kolbengeschwindigkeit
1,2
1,4
1,5m pro Sec. gibt.
Die Dampfwege für Zu- und Abströmung sind in jeder Maschine gleichweit und
besitzen 57mm Durchmesser in den 8e-Maschinen und 63mm,5 Durchmesser in den 10e-Locomobilen was je 1/16
Cylinder-Querschnittsfläche entspricht und bei den verwendeten
Kolbengeschwindigkeiten für die Einströmung reichlich genügt.
Der Cylinder ist in normaler Weise auf den Kessel gesetzt. Er ist auf der Seite gegen
die Kesselmitte zu mit einem angegossenen Schieberkasten versehen, von welchem genau
in der höchsten Linie des Heizmantels ein runder Anguß durch einen Ausschnitt des
Bleches in den Dampfraum des Kessels niederreicht. Dieser enthält nach innen und
abwärts gekehrt die Einströmspalte, welche durch den metallenen
„Regulator“, d. i. den ebenen Anlaßschieber geöffnet und
geschlossen wird. Die Spaltenöffnung ist mit einer Bronzeplatte armirt und der
Schieber in einem aufgeschraubten Rahmen geführt, der sein Herabfallen hindert, aber
auch den Drehpunkt für den von außen kommenden Regulatorhebel enthält, welcher mit
einem kurzen angeschmiedeten Arm und Lenkglied die schließende Platte verschiebt. Wo
die Regulatorstange aus der Stirnwand des Kessels austritt, ist außen der
Vordertheil der Stopfbüchse zu einer großen Kreisplatte erweitert, an welcher sich
in geschmackvoller Weise die Firma und die Nummer der Maschine eingegossen befindet,
welche aber auch die Anschläge für den Regulatorhebel trägt.
Die Einströmungsspalte geht nun in den kurzen Dampfweg über, welcher nach schwacher
Krümmung nach vorn in den Schieberkasten, und zwar unmittelbar hinter den
Vorderstopfbüchsen der Schieberstangen, mündet. Dort ist aber der umschließende Guß
des Dampfweges noch dünnwandig, bis ungefähr auf 1/3 der Höhe des Schieberkastens,
fortgesetzt, um die Drosselklappe aufzunehmen, deren Welle unter den Schieberstangen
hereinführt.
Um die Wände dieses Drosselansatzes bohren und den Kern beim Guß des Dampfmantels
tragen zu können, sind noch einige passende Löcher eingegossen, welche theils wie
ersteres mit einem Conus von innen oder die drei letzteren mit Gewindschrauben
geschlossen werden.
Die Kolben sind zweitheilig, mit zwei Gußringen und einer einzigen Stahlbandunterlage
ausgestattet, und ihr Deckel hält nur durch die Hinterschraube allein, mit welcher
das conische Ende der Kolbenstange schließt. Vorn am Cylinderdeckel beginnen vier
schmiedeiserne Führungslineale, welche knapp neben dem Gabelkreuzkopfe hinlaufen und
dessen zwei Führungsbacken aufnehmen. Diese liegen mit der unteren Fläche direct
auf, während die obere Fläche mit einer Bronzeplatte und einem Längskeil armirt ist,
der durch zwei äußere Schrauben stellbar ist. Die Maschine arbeitet demnach für
gewöhnlich verkehrt, um die Eigengewichte zur Entlastung der Führung zu
benützen.
Die Schubstange trägt an beiden Enden offene Bügelköpfe mit Innenkeilen. Die Borten
des Kurbelendes sind stark verlängert, um größere Auflagflächen zu gewähren. Die
Kurbelwelle ist aus bestem sehnigen Eisen und mit runden Uebergängen abgebogen,
wodurch die Sicherheit gegen einen Bruch besser als bei geschmiedeten Kurbeln
gewahrt wird; sie liegt in zwei Lagern, wovon jenes auf der Schubstangenseite mit
einer Stellschraube in der Außenwange, und jenes beim Schwungrad mit einem Bodenkeil
und zwei vom Deckel aus stellbaren Keilschrauben regulirt werden kann. Die Schalen
des ersten Lagers sind einfach zweitheilig mit verticaler Fuge, und jene des zweiten
Lagers unterscheiden sich von diesen noch durch die eingelegte Bodenplatte.
Die Lager selbst sind nun von jederseits 9mm
dicken Stehblechen getragen, welche flachkantig gegen die Druckrichtung auf den
Kessel genietet sind. Die Stehbleche sind völlig concruent und parallel und halten
den oben aufsitzenden gußeisernen Lagerkörper durch jederseits zwei Schrauben an
zwischen einhängenden Lappen. Schönheitshalber ist vorn der weite Raum unter den
Lagern durch je eine dünne und gefensterte Blechplatte gedeckt, wodurch das Ganze
fast wieder das Aussehen eines Gußständers bekommt. An den Fuß des Lagerkörpers ist
rund herum eine Oelrinne angegossen; die Deckel sind schwach übergreifend, oben eben
und mit jederseits einer Stockschraube niedergehalten, deren sechseckige Außenköpfe
je ein aufgelegter, gemeinsamer Blechschlüssel vor dem Aufgehen bewahrt.
Diese Lager sind nun mit Spannstangen gegen die Maschine gestützt. Die Stangen sind
ca. 36mm dick und einfach in passende
Angüsse der Lagerwange ohne Gegenmutter eingeschraubt. Eine der Stangen läuft
horizontal zum Cylinder, wo sie sich in den Vorderboden des Dampfmantels
verschraubt, während die zweite schief zum Heizmantel reicht und an dessen
beginnender Wölbung durch ein angenietetes Auge und eine Hintermutter gehalten ist.
Dadurch bleibt die Stangenrichtung parallel, aber auch der Schieberkasten und die Vorderseite
des Cylinders zugängig.
Was die Beanspruchung dieser Mechanismen und der Zapfen betrifft, so ist diese mäßig
wie in einer Stabilmaschine. Beispielsweise berechnen sich aus den oben angegebenen
Dimensionen der Dampfcylinder und bei dem Maximaldruck von 4at, mit welchen die Arbeit erfolgt, die
Kolbendrücke der 8e- und 10e-Maschinen mit 1600k und 2000k.
Die Abmessungen sind für 8e-Maschinen
für 10e-Maschinen
Führung
Breite 2mal
35
Länge
146
Breite 2mal
47
Länge
152
Kreuzkopfzapfen
Durchmesser
45
„
50
Durchmesser
47
„
57
Kurbelzapfen
„
66
„
90
„
76
„
101
Lagerzapfen
„
76
„
134
„
82
„
152
Berechnet man ferner aus diesen Dimensionen die Auflagerdrücke und berücksichtigt
beim Kurbellager der zweiten Stützung wegen nur 2/3 des Druckes, so ergeben sich für
beide Maschinen die fast gleichen Drücke, nämlich:
at
Druck
auf
die Führungen
3–3,1
„
am
Kreuzkopfzapfen
73–74
„
„
Kurbelzapfen
26–27
„
„
Lagerzapfen
28–29
Die specifischen Abnützarbeiten sind in beiden Maschinen wieder gleich und betragen
0mk,62 an der Kurbel und 0mk,29 im Kurbellager. Der etwas höhere
Druck in den Führungen bedingt die Möglichkeit der Nachstellung, welche schon oben
erwähnt ist.
Die Steuerung geschieht bei den kleineren Maschinen durch ein bei den größeren
Maschinen durch zwei Excenter. Im ersten Falle ist dieses an einer festen Scheibe
verstellbar, um innerhalb enger Grenzen die Füllungsgröße zu ändern; im zweiten
Falle kommt aber eine Meyer-Steuerung zur Verwendung, bei welcher das
einfache Detail für die Verdrehung erwähnenswerth erscheint. Die Expansionsstange
tritt rückwärts durch eine Stopfbüchse aus dem Schieberkasten und geht in eine
Vierecksstange über. Die Flausche des Preßtheiles der Stopfbüchse trägt nun mit
einem längeren Stehbolzen den Rand einer Kreisplatte, in deren Mitte die
Viereckshülse für die Expansionsstange eingelagert ist. Die Hülse hat ein äußeres
Sechseck und unter diesem eine sechsmal eingesägte Verdickung angegossen, in welch
letztere ein kleiner Riegel fällt, der in einem Lappen am Rand der Kreisplatte
gehalten ist. Die Drehung der Viereckshülse erfolgt nun mit einem gewöhnlichen
Schraubenschlüssel und ihre Stellung wird durch den Riegel arretirt. (Einen Index
hat Verfasser nicht bemerkt.) Ein Watt'scher Regulator greift noch in die Drossel,
deren Platz bereits besprochen ist.
Die übrigen der englischen, in großer Zahl ausgestellten Locomobilen schließen sich
im Wesentlichen den oben beschriebenen an, so daß von einer näheren Vorführung in
diesem Journal abgesehen werden kann.
Von den französischen Locomobilen bemerkt der Verfasser,
daß sie im Allgemeinen bei gleicher nomineller Stärke weit schwächer wie die
englischen (sowohl im Cylinderdurchmesser als in der Heizfläche) sind, dennoch aber
durch Verwendung eines schweren gußeisernen Bettrahmens sowie überhaupt häufigerer
Verwendung von Gußeisen ebenso schwer wie dieselben sind. Deutsche und österreichische Locomobilen
schließen sich (mit theilweise vollendeter Ausführung) fast durchgängig an englische
Muster an.