Titel: | Ueber neue Dampfmaschinen-Steuerungen; von Ingenieur Müller-Melchiors. |
Autor: | Müller‐Melchiors |
Fundstelle: | Band 220, Jahrgang 1876, Nr. , S. 385 |
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Ueber neue
Dampfmaschinen-Steuerungen; von Ingenieur Müller-Melchiors.
Mit Abbildungen auf Taf. VII.
(Fortsetzung von S. 383 des vorhergehenden
Bandes.)
Müller-Melchiors, über neue
Dampfmaschinen-Steuerungen.
Als dritte Unterabtheilung der Doppelschieber-Steuerungen wurden
eingangs (Bd. 219 S. 377) die Expansionssteuerungen bezeichnet,
welche die Variation des Füllungsgrades durch Veränderung von
Voreilung und Hub des Expansionsexcenters erzielen. Am
vollendetsten geschieht dies durch Anwendung einer von zwei
Excentern bewegten Coulisse zur Bewegung des
Expansionsschiebers, welche in ihren verschiedenen Stellungen
einen solchen Einfluß auf den Gang des Schiebers nimmt, als ob
derselbe von einem Excenter mit
wechselnder Voreilung und variablem Hube bewegt würde. Findet
gleichzeitig hiermit Entlastung der Expansionsplatte statt, so
ist es leicht, die Expansion direct von der Regulatorhülse aus
zu verstellen und auf diese Weise eine Steuerung zu erhalten,
die in ihrer guten Dampfvertheilung, Einfachheit und Solidität
speciell für schnellgehende Dampfmaschinen allen andern Systemen
überlegen ist.
Eine Bestätigung dieser Ansicht findet sich darin, daß die auf
der Weltausstellung in Wien 1873 ausgestellte und in unsrem
damaligen Berichte (vgl. *1874 212
261 ff.) eingehend besprochene Expansionssteuerung von L. Guinotte, welche auf demselben Principe
basirt, in der Zwischenzeit bei zahlreichen Maschinen angewendet
wurde und fortwährend an Verbreitung gewinnt. Und obwohl die
nach Guinotte's System construirten
Reversirsteuerungen für den ersten Anblick complicirt genug
aussehen und das abfällige Urtheil des Praktikers geradezu
herausfordern (wir erinnern nur an die ungünstige Kritik in dem
englischen Fachblatte Engineering,
Jahrg. 1873), so haben sie sich dennoch in angestrengtestem
Gebrauche bei Fördermaschinen und Locomotiven vollständig
bewährt. Denn hier macht der complicirte Mechanismus allerdings
die erste Herstellung theurer als bei
einer einfachen Doppelschiebersteuerung, die Erhaltung jedoch nicht, nachdem alle
Theile nur in günstiger Weise beansprucht sind, der
Beaufsichtigung zugänglich bleiben und in vollendeter Weise
hergestellt werden können.
Es ist hier nicht erforderlich, auf dieses s. Z. erschöpfend
dargestellte System weiter einzugehen, nachdem sich dasselbe in
keiner Beziehung verändert hat; nicht unerwünscht ist vielleicht
die Mittheilung, daß vortreffliche und complete Zeichnungen über
eine nach Guinotte's System ausgeführte große Fördermaschine in
Armengaud's Publication
industrielle, Vol. 22 Taf. 32 bis 34 enthalten sind.
Wesentlich einfacher, aber auch von constructivem Gesichtspunkte
aus minder vollkommen, sind die gleichfalls unter die
vorliegende Klasse rangirenden Doppelschieber-Steuerungen, mit
Bewegung des Expansionsschiebers durch nur ein Excenter, dessen
Hub oder Voreilung, oder beides zusammen verändert werden
können. Als Beispiel dieser Disposition war auf der Wiener
Weltausstellung die Expansionssteuerung von Friedrich erschienen, angebracht an einer
Sigl'schen Locomobile (*1874 212 185); an diese ist nun hier
Rigg's neue Expansionssteuerung zu
reihen, welche in Figur 1
[a/1] dargestellt ist. Dieselbe ist
gleichfalls, wie Friedrich's
Steuerung, direct mit dem Regulator verbunden, und scheint für
kleine Maschinen und speciell Locomobilen ganz verwendbar zu
sein, obwohl die Variation der Füllung hier nur durch
Veränderung des Hubes geschieht, während bei Friedrich sowohl Hub als Voreilung
veränderlich und damit weitere Füllungsgrenzen erreichbar
waren.
Der Regulator der Rigg'schen Expansionssteuerung wird gebildet
durch einen starren Bügel, der über ein auf der Maschinenwelle
aufgesetztes Vierkant gleitet, am einen Ende das Schwunggewicht
trägt, am andern Ende Spiralfeder enthält, welche der bei der
Drehung entstehenden Fliehkraft des Schwunggewichtes theilweise
entgegenwirkt. Normal zu dieser Führung des Regulatorbügels ist
für das Expansionsexcenter gleichfalls eine Führung auf der
Maschinenwelle angebracht, selbstverständlich mit dem
entsprechenden Voreilungswinkel vor der Kurbel. Wenn sich nun
der Regulatorbügel unter dem Einflüsse der Fliehkraft bewegt,
ist er im Stande den Hub des Excenters zu ändern, dadurch daß
zwei auf der Außenseite des Bügels angebrachte schiefe Flächen
von entsprechenden Führungen des Expansionsexcenters umfaßt
werden. Bei vergrößerter Geschwindigkeit wird dann der Hub des
Excenters vergrößert und die Füllung verkleinert, bei
verminderter Geschwindigkeit und verkleinertem Hübe größere
Füllung gegeben. Bei der Construction des Diagrammes, welches
sich am günstigsten bei einem Winkel von 90° zwischen
Kurbel und Expansionsexcenter gestaltet, darf nicht übersehen
werden, daß hier zwei
Expansionsplatten angewendet sind, welche die Dampfcanäle des
Vertheilungsschiebers in ihrer mittlern Stellung überdecken, während diese gewöhnlich bei
Doppelschiebersteuerungen für die mittlere Schieberstellung offen bleiben (vgl. die Anmerkung auf S.
83, Bd. 212).
Statt durch Veränderung des Hubes, wie es hier geschieht,
bewirken die beiden zunächst hier zu besprechenden Steuerungen
von Biffar und Beer die variable Füllung durch Veränderung des
Voreilungswinkels des Expansionsexcenters.
Zu diesem Zwecke wird bei der Steuerung von Biffar, dargestellt in Figur 2
[b. d/1], das Expansionsexcenter auf
einer eigenen Vorgelegewelle angebracht, welche mittels
Schraubenradübersetzung von der Regulatorhülse aus angetrieben
wird, ebenso wie die zur Regulatorspindel führende Querwelle w gleichfalls durch Schraubenräder von
der Schwungradwelle ihren Antrieb erhält. Solange die
Umdrehungszahl der Maschine constant bleibt, findet auch die
Bewegung des Expansionsexcenters durch Vermittlung der
Regulatorhülse in unveränderlicher Weise statt; bei erhöhter
Geschwindigkeit wird die Regulatorhülse gehoben und dadurch das
Voreilen des Expansionsexcenters vergrößert, somit die Füllung
vermindert, umgekehrt bei Mehrbelastung der Maschine die Füllung
erhöht. Die Einwirkung des Regulators ist somit möglichst
direct; gleichzeitig wird derselbe jedoch auch durch die
Zahndrücke fortwährend belastet, und es muß daher sehr fraglich
erscheinen, wie die Regulirung unter diesen Umständen die
wünschenswerthe Empfindlichkeit bewahren soll.
Von unzweifelhaftem Werthe ist jedoch ein kleines Detail, das an
dem Regulator dieser Maschine angebracht wird. Bekanntlich
werden die Regulatoren, um demselben eine gewisse Stabiliät zu
gewähren und das continuirliche Springen derselben zu vermeiden,
häufig mit einem kleinen Oelkatarakt verbunden, welcher
gewöhnlich am einen Ende eines die Regulatorhülse umfassenden
doppelarmigen Hebels zur Wirkung gelangt. Eine derartige
Vorrichtung erschien wohl speciell für die vorliegende Steuerung
erforderlich; statt aber dieselbe in der bekannten Weise
anzubringen, wurde sie ins Innere des Hülsengewichtes eines
Porter'schen Regulators verlegt und so das unschöne Hebelwerk am
Regulator glücklich vermieden. Wie aus Figur 2
ersichtlich, ist auf der Regulatorspindel ein Kolben
angeschmiedet und mit zwei Ventilen versehen, von denen das eine
nach aufwärts, das andere nach abwärts sich öffnet und mittels
Spiralfeder und Schraube beliebig gespannt werden kann. Der
Kolben läuft in dem cylindrisch ausgebohrten Theil des
Hülsengewichtes, welches vollkommen mit Oel gefüllt ist, das
sich somit bei einer Verschiebung der Hülse über dem
Kolben durch eines der beiden Ventile durchdrängen muß. Durch
entsprechende Spannung der Ventilfedern kann daher die
Stabilität des Regulators erhöht oder vermindert werden.
Die ganze Einrichtung ist äußerst nett und compendiös; bei
Anwendung derselben ist nur zu bemerken, daß der Durchmesser des
Oelkolbens möglichst klein gewählt werden soll, damit nicht die
Variationen des Hülsengewichtes, welche durch die wechselnde
Vertheilung des Oeles entstehen, störend auf die Regulirung
einwirken. Es ist nämlich klar, daß nur das unterhalb des
Kolbens befindliche Oel die Hülse belastet, oberhalb des Kolbens
aber dasselbe von der festgelagerten Spindel getragen wird.
In gleicher Weise wie die Biffar'sche Steuerung erzielt die von
Ingenieur Ch. Beer in Jemeppe
(Belgien) construirte Steuerung (Fig. 3 bis
6 [d/2]) die Variation des
Füllungsgrades durch Veränderung des Voreilungswinkels beim
Expansionsexcenter. Die Einflußnahme des Regulators auf die
Steuerung erfolgt hier zwar auf etwas complicirtere Weise, und
es ist klar, daß in dieser Richtung noch unzählige
gleichwerthige Constructionen erdacht werden könnten; doch hat
sich eine nach diesem Systeme erbaute Maschine auf der Grube
Hazard bei Lüttich vorzüglich bewährt und bietet auch in anderer
Richtung interessante Punkte, so daß eine kurze Besprechung wohl
gerechtfertigt erscheint.
Die Maschine ist zweicylindrig, von 650mm
Cylinderdurchmesser, 1180mm Hub und macht bei normalem
Betriebe 31 Umdrehungen pro Minute. Die Dampfvertheilung erfolgt
für jeden Cylinder durch vier Schieber, davon je zwei durch
gemeinsame Schieberstange verbunden für den Dampfeintritt, und
zwei für den Austritt; die schädlichen Räume werden durch diese
Einrichtung auf ein Minimum reducirt. Die Schieberstange der
oben liegenden Vertheilungsschieber theilt sich, um der
centralen Expansionsschieberstange auszuweichen, in zwei
seitlich angeordnete Stangen A,
welche durch gesonderte Stopfbüchsen (Fig. 5)
aus dem Schieberkasten austreten und hier von den zwei Armen
einer oscillirenden Welle a bewegt
werden. Ebenso wird die Schieberstange C der Dampfaustrittschieber durch einen auf der
oscillirenden Welle c aufgekeilten
Hebelsarm angetrieben (Fig. 3 und
5). Die Welle a steht direct
mit dem auf der Maschinenwelle aufgekeilten Excenter in
Verbindung, während e durch
Zugstange und Hebel mit a gekuppelt
ist. Die vier Vertheilungsschieber sind einfache geschlitzte
Platten, deren Schiebergesicht mit zwei Schlitzen versehen ist,
um bei kleinem Hub größere Oeffnungen zu gewähren; der innere
dieser beiden Schlitze wird allerdings an den Hübenden
von dem Kolben verdeckt; doch übt dies bei der hier
stattfindenden geringen Kolbengeschwindigkeit keinen schädlichen
Einfluß aus. Noch ist zu bemerken, daß die unten liegenden
Austrittschieber nicht direct auf dem Cylinderkörper aufsitzen,
sondern auf einer eigenen, an denselben angeschraubten
Schleifplatte (Fig. 3),
welche durch einen Langschlitz dem mit der Schieberstange C verbundenen Bolzen des Schiebers den
Durchgang gestattet. Dadurch wird, bei nur unbedeutender
Vergrößerung des schädlichen Raumes, der wesentliche Vortheil
erzielt, daß die Austrittschieber bei stattfindender Compression
nicht von ihrem Sitze entfernt, sondern nur stärker an denselben
angepreßt werden.
Um nun zur Darstellung des Expansionsmechanismus überzugehen, so
besteht derselbe zunächst, wie aus Figur 3
ersichtlich ist, aus zwei Flachschiebern e und e′, welche auf
dem Rücken der Admissionsplatten gleiten und durch eine
gemeinschaftliche Schieberstange B
verbunden sind. Dieselbe wird von einem auf der Welle b aufgekeilten Hebel in hin- und
hergehende Bewegung versetzt und bewirkt so, je nach der
wechselnden Voreilung der Oscillationen der Welle b, frühern oder spätern Dampfabschluß in
bekannter Weise. Es erübrigt somit nur die Darstellung, wie die
Oscillationen der Welle b von dem
Regulator abhängig gemacht sind.
Die Welle b empfängt ihre schwingende
Bewegung von einem Excenter aus, dessen Stange an dem in Figur
5 dargestellten Hebel b′ angreift. Dieses Excenter ist jedoch nicht wie
das Vertheilungsexcenter auf der Kurbelwelle aufgekeilt, sondern
auf einer zwischen den beiden Cylindern im Regulatorständer
gelagerten Querwelle w (Fig.
6), die von der Kurbelwelle aus durch die Längswelle o mittels Kegelräder in Drehung versetzt
wird. Auf derselben Welle o sitzt
noch eine Frictionsscheibe S, auf
welcher die am Ende der Regulatorspindel befestigte Scheibe D aufliegt und somit, durch das ganze
Regulatorgewicht angepreßt, an der Rotation der Scheibe S theilnehmen muß. Wäre nun die Welle
w fest mit ihrem Antriebsrade F verbunden, so müßte auch, unabhängig
von den verschiedenen Regulatorstellungen, stets gleiches
Voreilen der auf ihr befestigten Excenter (je eines für die
beiden Cylinder) und damit fixe Expansion stattfinden. Statt
dessen ist dieselbe durch den Einfluß des vom Regulator bewegten
Hebels L in ihrer Längsachse
verschiebbar, und hierdurch die Expansion zu reguliren. Zu
diesem Zwecke sind zunächst die in Figur 6
nicht ersichtlich gemachten Excenter durch einen Laufkeil mit
der Welle w verbunden, selbst aber
durch einen Lagerhals in unverschiebbarer Stellung gehalten, so
daß sie nur an der Drehung der Welle theilzunehmen gezwungen
sind; das Antriebsrad F aber,
gleichfalls durch einen Lagerhals in unverschiebbarer Stellung
gehalten, steht nur durch eine viergängige Schraube, die auf der
Welle geschnitten ist, und zu welcher die Radnabe das
Muttergewinde enthält, mit w in
Verbindung. Jede Verschiebung des vom Regulator bewegten Hebels
L bewirkt somit eine Verdrehung der
Excenterwelle w in ihrem
Umtriebsrade F und damit
vergrößertes oder vermindertes Voreilen der Expansionsexcenter.
Um schließlich den Regulator für verschiedene Geschwindigkeiten
der Maschine einstellen zu können, ist die Frictionsscheibe S auf der Welle o durch Hebel und Griffrad verstellbar, so daß das
Uebersetzungsverhältniß der Frictionsscheiben S und D
beliebig geändert werden kann.
Unter den Schleppschieber-Steuerungen,
welche bisher ausschließlich durch die Farcotsteuerung und ihre
verschiedenen Modificationen repräsentirt waren (vgl. *1874 212 357 ff), ist nunmehr ein neuartiges
Steuerungssystem anzuführen, welches den Ingenieur Molard in Lunéville (Frankreich) zum
Erfinder hat. Doch bevor dasselbe hier näher beschrieben werden
soll, ist noch die Adaptirung der Farcotsteuerung für Reversirmaschinen, wie sie die Firma
Farcot et ses fils in St. Ouen bei
Paris speciell an ihren Fördermaschinen anwendet, zu besprechen.
Wir entnehmen die Zeichnungen Figur 7
bis 9 [a, c/2]) einer ausführlichern
Darstellung dieser interessanten Maschine, welche in Armengaud's
Publication industrielle, 1875 vol. 22 p.
335 enthalten ist, gewissermaßen als Gegenstück zu der oben
erwähnten Fördermaschine von Guinotte. Figur 7
zeigt den Querschnitt durch die beiden Dampfcylinder, Figur
8 den Umsteuerungsmechanismus in der Seitenansicht, Figur
9 endlich den in Fig. 7
beim linken Cylinder angedeuteten Schnitt x x durch den Schieberkasten. Aus letzterer Skizze ersieht
man in der untern Hälfte klar die Anordnung der mit zwei Spalten
versehenen Expansionsplatten e,
sammt dem centralen Anschlag, durch dessen Verstellung die
Veränderung der Expansion stattfindet; ferner erscheint der
Grundschieber g —
durchschnitten oberhalb der Muschel für den Dampfaustritt
— mit den zwei horizontal schraffirten Spalten, welche
die Dampfeintrittsöffnungen zum Cylinder darstellen. Mit diesen
verbunden sind zwei seitliche Erweiterungen i des Grundschiebers g, auch im Querschnitt Figur 7
ersichtlich, welche auf zwei gesonderten Spalten des
Schiebergesichtes gleiten, die nicht zu dem Dampfcylinder,
sondern mittels des Canales i′ unter den Drehschieber h (Fig. 9)
führen. Dieser hat den Zweck, für gewöhnlich die Communication
zwischen den Schiebercanälen i und
dem Schieberkasten abzusperren, so daß nur
durch Vermittlung der Expansionsplatten e Dampf in den Cylinder gelangen kann; soll aber die
Maschine umgesteuert und zu diesem Zwecke directer Dampf und
ohne Expansionswirkung in den Cylinder gelassen werden, so wird
der Drehschieber h geöffnet, und der
im Schieberkasten befindliche Dampf findet durch den Canal i′ und die Schieberöffnungen i seinen Weg ins Innere des
Vertheilungsschiebers und von da in den Dampfcylinder. Um
endlich den Dampfzutritt völlig abzusperren, enthält der
Schieberkasten noch einen Absperrschieber s, welcher in der aus Figur 9
ersichtlichen Weise durch ein Zahnsegment bewegt wird, dessen
Verbindung mit dem auf der Welle A
befestigten Absperrhebel a in Fig.
7 und 8
angedeutet ist.
Nachdem somit die ziemlich complicirte Anordnung des
Schieberkastens dargestellt würde, kann zur Disposition der
äußern Steuerung übergegangen werden. Zunächst der
Vertheilungsschieber erhält durch eine Stephenson'sche Coulisse
seinen Antrieb und wird durch Verstellung derselben mittels der
Welle B und des Handhebels b reversirt (Fig. 7 und
8).
Der Kamm für den Expansionsschieber wird durch die Welle C und den auf derselben aufgekeilten
Handhebel c verdreht, und zwar bei
zunehmender Expansion stets im selben Sinne — unabhängig,
ob die Maschine vor- oder rückwärts geht. Der Maschinist hat
somit bei der Regulirung der Expansion keine weitere Vorsicht zu
beobachten, und nimmt, sobald der Reversirhebel b umgestellt ist, sofort wieder den auf
Maximalfüllung rückgestellten Expansionshebel in der gewohnten
Weise zur Hand.
Insofern wäre demnach kein weiterer Mechanismus zur Umsteuerung
erforderlich; nachdem es aber vorkommen kann, daß die
Umsteuerung gerade dann erfolgt, ehe noch die betreffende
Expansionsplatte durch den am Ende des Schieberkastens
befindlichen Anschlag von den Canälen des Vertheilungsschiebers
weggeschoben ist, so muß in diesem Falle für directe Füllung des
Vertheilungsschiebers, ohne Vermittlung der Expansionsplatten,
vorgesorgt werden, und diesem Zwecke dient nun die oben
besprochene Anordnung des Drehschiebers h. Die Welle desselben ist außerhalb des Schieberkastens
mit einem Hebel versehen, an welchem eine Zugstange z angreift (Fig. 8),
die an ihrem andern Ende mit einem auf der Welle B aufgekeilten Hebel in Verbindung
steht. Beim Reversiren dreht sich somit die Welle des
Drehschiebers um den punktirt angedeuteten Bogen, öffnet dabei
in der Mittelstellung des Reversirhebels den Canal i′, welcher ins Innere des
Schiebers führt, und läßt so directen Dampf zum Cylinder
strömen, schließt aber, sobald der Reversirhebel vollends
zurückgelegt ist, den Dampfzutritt wieder ab, so daß nur diese
einmalige Cylinderfüllung durch Vermittlung des Drehschiebers
stattfindet. Doch genügt dieselbe zum Zwecke der Reversirung
vollkommen, nachdem die betreffende Expansionsplatte, ehe die
zweite Füllung auf dieser Seite stattfinden soll, durch den
Anschlag bereits von den Eintrittsspalten des
Vertheilungsschiebers entfernt worden ist.
Ein zweiter auf der Reversirwelle w
aufgekeilter Hebel hat den Zweck, mittels der Zugstange t den Wasserzutritt in den Condensator
abzusperren, da während der Reversirung die Luftpumpe einen
Moment zu functioniren aufhört. Sobald jedoch der Reversirhebel
völlig umgelegt ist, rückt die Absperrklappe gleichfalls wieder
auf ihre alte, aus Figur 8
ersichtliche Stelle.
Auf diese Weise sind die zum Reversiren erforderlichen Handgriffe
thunlichst vereinfacht und bestehen nur mehr in dem Umlegen des
Expansionshebels auf Maximalfüllung und in der unter allen
Umständen nothwendigen Verstellung des Reversirhebels. Dennoch
scheint uns, ungeachtet dieser geistreichen Auskunftsmittel, die
Farcotsteuerung entschieden ungeeignet zur Anwendung bei
Reversirmaschinen — schon aus dem einen Grunde, als sie,
außer voller Füllung, nur Maximalfüllungen von 35 bis 40 Proc.
erreichen läßt. Daß auch noch andere Umstände gegen die
Anwendung der Farcotsteuerung sprechen, haben wir früher (vgl.
1874 212 357) genügend erörtert.
Aehnliche Einwände können auch gegen die nun zu besprechende
Schleppschieber-Steuerung von Molard
erhoben werden, welche in den Figuren
10 bis 14 [a.b/3] dargestellt ist, und zwar in Fig.
10 bis 12 in
ihrer Anwendung für Dampfmaschinen mit automatischer
Expansionsregulirung, in Figur 13
und 14 für
Locomotivcylinder eingerichtet.
Der Vertheilungsschieber ist hier, wie aus Figur 10
ersichtlich, von einem Rahmen umgeben, der zwei Schieberplatten
e und e′ mit einander verbindet, welche auf demselben
Schiebergesichte wie der Vertheilungsschieber gleiten. Die
Schraube s, welche die Verbindung
dieser Platten bildet und dieselben enger oder weiter zu stellen
ermöglicht, gleitet über einer vierkantigen Stange und gestattet
somit die hin- und hergehende Bewegung der Platten unter der
Einwirkung des Vertheilungsschiebers, welcher abwechselnd an
eine derselben anstößt und beide dann für den Rest seines
Ausschlages gemeinschaftlich mitnimmt. Dadurch wird, wenn wir
uns nach der Figur 10
den Schieber und Kolben in rechtsgängiger Bewegung denken, die
Platte e über den
Dampfeintrittscanal gezogen, ehe noch der Rücklauf des Schiebers
beginnt; somit erfolgt der Beginn der Expansion bedeutend
früher, als es ohne Anwendung dieser Platten möglich wäre.
Bei dem nun folgenden Rückgänge des Schiebers aber bleiben die
Expansionsplatten zunächst einen Moment lang unverrückt stehen,
dann stößt der Vertheilungsschieber an die innere Kante von e und führt beide Platten nach links
zurück Um höhere Füllungen zu ermöglichen, vergrößert man die
Distanz der Expansionsplatten, so daß beispielsweise beim
Rechtsgange des Vertheilungsschiebers die Platte e den Eintrittscanal nur zum Theil
verdeckt und derselbe erst ganz geschlossen wird, sobald beim
Rückgänge des Schiebers die linke Kante desselben an die rechte
Kante von e anschlägt; es lassen
sich somit, wie leicht ersichtlich, ohne Schwierigkeit alle
Füllungen von ca. 10 bis 100 Proc. erzielen und durch Verdrehung
der vierkantigen Welle, über welche die Schraube s gleitet, in einfachster Weise
reguliren. Wie leicht sich ferner die Molard'sche
Expansionsvorrichtung an bestehenden Maschinen anbringen läßt,
zeigt die in Figur 13
und 14
dargestellte Adaptirung eines Locomotivcylinders für dieselbe,
wobei nur eine verlängerte Schiebergesichtsplatte aufzusetzen
ist. Die Verbindung der Expansionsplatten geschieht hier durch
einen fixen Bügel, welcher in die gegabelten Erhöhungen der
Expansionsplatte eingreift und zum Zwecke der Führung durch
zwischengelegte Blattfedern an den Schieberdeckel angepreßt
wird. Welchen Nutzen zwar eine derartige fixe Expansionsvorrichtung bei Locomotiven haben soll, wo
sie entweder die absolut erforderlichen hohen Füllungen
beeinträchtigt, oder im andern Falle bei hohen Expansionsgraden
ohne Nutzen bleibt, ist schwer erklärlich; anderseits ist die
Molard'sche Erfindung unstreitig von einer überraschenden und
bestechenden Einfachheit. Bei näherer Untersuchung ergibt sich
allerdings außer den unvermeidlich schädlichen Einflüssen jeder
Anschlagsteuerung zunächst der Zweifel, ob überhaupt die an
einander stoßenden Kanten des Vertheilungsschiebers und der
Expansionsplatte einen dampfdichten Abschluß bilden können
— ein Zweifel, welcher um so mehr gerechtfertigt ist,
nachdem diese Kanten durch keinen äußern Druck zusammengepreßt
werden und sich jedenfalls im Betriebe durch angesetzten
Kesselstein oder ungleiche Abnützung rasch verändern müssen.
Ferner ergibt sich, daß die Minimalfüllung durch den Kolbenweg
bestimmt wird, der zurückgelegt werden muß, bis die äußere Kante
des Vertheilungsschiebers die Canalöffnung verlassen hat, so daß
selbst bei engsten Dampfcanälen und großem linearen Voreilen
höchstens 90 Proc. Expansion erreicht werden können. Es dürfte
daher die Molard'sche Steuerung trotz ihrer geistreichen
Combination kaum eine weitere praktische Anwendung finden.
Der eigenthümliche Apparat, welchen Molard zur automatischen Regulirung anwendet, und der in
Figur 10 bis 12
dargestellt ist, möge noch kurz beschrieben werden. Wie aus
Figur 10 ersichtlich, steht die vierkantige Stange,
welche die Expansionsregulirungsschraube trägt, durch Kegelräder
und Zwischenwelle z mit einer Welle
o in Verbindung, die von der
Kurbelwelle aus in continuirliche Drehung versetzt wird. Auf
dieser Welle o sitzen zwei
Kegelräder a und b (vgl. Fig. 11),
welche auf beiden Seiten des auf der Zwischenwelle z befindlichen Kegelrades angreifen, so
daß sie, je nachdem das eine oder andere derselben zum Antriebe
gelangt, die Welle z nach
verschiedenen Richtungen zu drehen im Stande sind. Dadurch wird
die Expansionsregulirungsschraube nach rechts oder links
gedreht, so daß die Expansionsplatten e und e′ näher
zusammen, oder weiter aus einander rücken. Dies ist nun auf
folgende Weise von dem Regulator abhängig gemacht. Mit dem
Kegelrade a steht eine
Frictionsscheibe A in fester
Verbindung, mit dem zweiten Kegelrade b eine Scheibe B. Vor beiden
freibeweglichen Scheiben sind in einer auf der Welle o aufgekeilten Platte H zwei halbe Schwungringe S und S′ gelagert, welche sich, um die Zapfen d und d′ drehend (Fig. 12),
bei vermehrter Geschwindigkeit nach auswärts bewegen, bei
verminderter Umdrehungszahl aber durch die Wirkung der Feder f nach einwärts gezogen werden. Dadurch
werden die mit den Scheiben S und
S′ verbundenen Segmente s und s′ entweder an die Scheibe B oder an A angepreßt, nehmen
so eines der beiden Kegelräder b
oder a mit, und reguliren hierdurch
in leicht erklärlicher Weise den Füllungsgrad der Steuerung. In
der Mittelstellung der Segmente s
und s′, bei normaler
Tourenzahl der Maschine, wird keine der beiden Scheiben A und B in
Bewegung gesetzt und die Steuerung bleibt unbeeinflußt. Bei
dieser Einrichtung ist es möglich, den Regulator zum großen
Theile zu entlasten, und gleichzeitig eine vollkommene
astatische Regulirung zu erzielen, so daß diese Disposition vor
vielen ähnlichen den Vorzug verdient und wohl auch bei andern
Steuerungsmechanismen angewendet werden könnte.
Die letzte Klasse von Doppelschieber-Steuerungen, welche nach der
oben aufgestellten Reihenfolge zu behandeln ist, umfaßt die
Doppelschieber-Steuerungen, deren Expansionsgrad durch
Vermittlung von Auslösungsmechanismen bestimmt wird. Hierdurch
wird bedingt, daß für jedes der beiden Cylinderenden ein
besonderer Expansionsschieber vorhanden ist; ferner müssen diese
beiden Schieber mit einem Mechanismus versehen sein, der sie,
sobald die Auslösung erfolgt ist, sofort zur ursprünglichen
Stellung zurückführt. Es unterscheiden sich somit diese
Doppelschieber- von den Corliß-Steuerungen, die ja auch
Flachschieber anwenden können, nur dadurch, daß statt vier
gesonderter Schieber, wovon zwei für den
Austritt und zwei für den Dampfeintritt sind, hier nur drei
Schieber benützt werden, und zwar ein Grundschieber zur
Bestimmung des Dampfeintrittes und Austrittes, und zwei
Rückenplatten zur Erzielung des Dampfabschlusses. Im übrigen
theilen sie alle Vorzüge und Nachtheile der Corlißsteuerung und
sind auch gleich diesen nur für langsam gehende Maschinen
verwendbar.
Während von diesen Mechanismen auf der Weltausstellung in Wien
kein einziger erschienen war, sind hier zwei derselben
anzuführen, die Expansionssteuerung von Allcock, welche zuerst 1874 auf der Peel Park Exhibition
in Manchester erschienen war, und die im December 1874 in der
Revue industrielle veröffentlichte
Steuerung von Ochwadt. Mit der
Besprechung dieser beiden Steuerungen sind gleichzeitig alle
erwähnenswerthen Novitäten auf dem Gebiete der
Doppelschiebersteuerungen erledigt.
Die Steuerung von Allcock ist in Figur 15 [d/4] in der
Ansicht, in Figur 16
im Horizontalschnitte dargestellt; wie aus letzterm hervorgeht,
erfolgt die Dampfvertheilung durch einen Langschieber A; auf welchem die Expansionsplatten B gleiten. Die letztern tragen auf ihrer
Verbindungsstange einen Kolben E,
der in einen mit A verbundenen
Cylinder F geführt wird, und in
seiner Mittelstellung die Expansionsplatten über den
Dampfcanälen des Vertheilungsschiebers hält. Sobald aber die
Schieber B über dem Grundschieber
durch eine äußere Kraft verschoben werden, wird der auf der
einen Seite des Kolbens E
befindliche Dampf comprimirt und führt daher, wenn die äußere
Kraft zu wirken aufgehört hat, die Expansionsplatten in ihre
Mittelstellung zurück, welche den Beginn der Expansion
bezeichnet.
Der Vertheilungsschieber wird nun auf gewöhnliche Weise durch ein
Excenter e bewegt, die
Expansionsschieber durch ein Excenter e′, dessen Stange an einer Gabel s angreift. Von dieser wird mittels des
Anschlages c die Schieberstange l der Expansionsplatten mitgenommen,
solange bis der Anschlag ausgelöst wird und die Schieber in ihre
Mittelstellung zurückkehren. Zu diesem Zwecke bewegt sich
unterhalb der Gabel s eine Stange
r, auf welcher eine Nase sitzt, die
zur Auslösung Anschlages c bestimmt
ist, sobald er an dieselbe anstößt. Um aber die Expansion zu
reguliren, ist diese Stange r nicht
fest gelagert, sondern wird von der mit dem Vertheilungsschieber
in Verbindung stehenden Coulisse m
in Bewegung gesetzt. Ist die Schubstange p, welche den Antrieb der Stange r besorgt, im obern Theile der Coulisse m, da wo dieselbe durch eine Zugstange
mit dem Vertheilungsschieber in Verbindung steht, so macht der
Auslöser mit dem Anschlag c gleichen
Weg
vor und zurück, so daß gar keine Auslösung stattfinden kann; ist
aber die Schubstange p nach dem
untern Ende der um ihren festen Mittelpunkt schwingenden
Coulisse geschoben, so gehen s und
r in gerade entgegengesetzten
Richtungen, und die Auslösung findet sofort beim Beginn des
Hubes statt. Demnach ist auch die Verbindung der Schubstange p mit dem Regulator derart angeordnet,
daß bei höchster Stellung desselben die Schubstange am tiefsten,
bei tiefster Stellung die Schubstange am höchsten Punkte in der
Coulisse sich befindet. Der Erfinder gibt an mit dieser
Steuerung Füllungen von 0 bis 75 Proc. erzielen zu können, und
es unterliegt keinem Zweifel, daß dies auch thatsächlich
erreichbar ist.
Dasselbe Resultat wird auch bei der Ochwadt'schen Steuerung
erreicht (Fig. 17
und 18),
obwohl hier außer dem zur Bewegung des Vertheilungsschiebers
erforderlichen Excenter kein zweites erforderlich ist. Die
Expansionsplatten e und e′ sind hier vollkommen von
einander unabhängig und oberhalb des Schieberkastens durch je
einen Bügel und eine Druckstange mit dem Anschlage a resp. a′ verbunden, welche sich im normalen Zustande
wider die Klauen k und k′ anstemmen. Wie sich nun der
Vertheilungsschieber bis zur gezeichneten extremen Stellung
rechts bewegte, hat er mittels des Ansatzes m die Expansionsplatte e′ vor sich hergeschoben und den
Ansatz a′ aus der
Mittelstellung in die gezeichnete Stellung unterhalb der Klaue
k′ gebracht, bei welcher die
betreffende Spiralfeder aufs äußerste gespannt ist. Die Platte
e blieb dagegen, nachdem sie die
Klaue k an der Rechtsbewegung
hinderte, unverändert stehen und gestattete so den Dampfeintritt
durch den Vertheilungsschieber zum linken Cylinderende. Wenn
aber nun der Vertheilungsschieber zurück geht und hierbei die
Klaue k emporhebt, so wird e sofort nach einwärts schnellen und den
Dampfeintritt schließen; bei der weitern Linksbewegung des
Vertheilungsschiebers aber neuerdings gespannt werden, bis die
Klaue k wieder einfällt und der
linksseitige Mechanismus zu neuer Action bereit ist. Auf diese
Weise ist leicht ersichtlich, wie sich die Vorgänge im Innern
des Schieberkastens gestalten, und es erübrigt nur die
Darstellung des Auslösemechanismus. Zu diesem Ende ist jede der
beiden Klauen mit zwei Hebeln a und
b, resp. a′ und b′ (Fig.
18) versehen, die Schieberstange S aber trägt in zwei Bügeln q
eine mit entgegengesetzten Gewinden versehene Spindel s, auf welcher mittels des Griffrades
g zwei Auslöser p und p′ enger oder weiter gestellt werden können. Die in
Figur 18 gezeichnete engste Stellung entspricht voller
Füllung, die weiteste Stellung der Auslöser von einander der
Füllung Null.
Nachdem nun die Auslöser die Bewegung des Vertheilungsschiebers
mitmachen müssen, dieser aber bei ca. 40 Proc. des Kolbenweges
seinen Rückgang antritt, so ist klar, daß die Auslösung bei den
ersten 40 Proc. auf andere Weise erfolgen muß als bei den höhern
Füllungsgraden. Bei letztern erfolgt die Auslösung erst beim
Rückgänge des Schiebers, und geschieht somit für den
gezeichneten Fall der Linksbewegung des Schiebers, sobald der
Auslöser p den Hebel a, resp. beim Rückgänge der Auslöser p′ den Hebel a′ berührt und dadurch die Klauen
k resp. k′ anhebt. Soll aber höher expandirt werden, so muß
schon beim Ausgange des Schiebers ausgelöst werden, und dies
geschieht dann bei Rechtsbewegung des Schiebers durch den
Auslöser p′, welcher mittels
der Nase n den Hebel b hinabdrückt, sowie umgekehrt der
Auslöser p mittels der Nase n′ den Hebel b′ bewegt und damit die Klaue k auslöst. Bei höhern Füllungsgraden
kommt p′ auch in der
extremsten Stellung nicht bis zu n,
ebenso wie p stets von n′ entfernt bleibt; umgekehrt
bleiben bei niedern Füllungen die Auslöser stets außer Contact
mit den Hebeln a und a′, so daß eine sichere und
ungestörte Functionirung für alle Füllungsgrade ermöglicht
wird.
Nur an der Grenze der Bewegungsumkehr des Schiebers, zwischen 35
und 45 Proc. der Füllung, mag die Auslösung etwas unsicher
werden; doch dürfte dies kaum als wesentlicher Nachtheil
erscheinen, nachdem bei höhern Füllungsgraden die Differenzen in
der Expansionswirkung überhaupt nicht mehr so bedeutend sind,
und es kann sonach mit voller Begründung die Ochwadt'sche
Steuerung als die vollendetste unter den jetzt bekannten
Doppelschiebersteuerungen mit Auslösemechanismen erklärt
werden.
(Fortsetzung
folgt.)