Titel: | Notizen von der Weltausstellung in Philadelphia 1876; von Ingenieur Müller-Melchiors. |
Fundstelle: | Band 222, Jahrgang 1876, S. 505 |
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Notizen von der Weltausstellung in Philadelphia
1876; von Ingenieur Müller-Melchiors.
Mit Holzschnitten und Abbildungen auf Tafel XI.
(Fortsetzung von S. 418 dieses
Bandes.)
Müller-Melchiors, Notizen von der Weltausstellung in
Philadelphia 1876.
58. Indirect intermittirend wirkender
Regulator von Johann Georg Bodemer.
Die Zahl der in Philadelphia ausgestellten Regulatoren war Legion, und wir hatten
schon mehrfach, um unserer Referentenpflicht zu genügen, über besonders
eigenthümliche Constructionen berichtet, welche in der Maschinenhalle zu finden
waren.Vgl. Condé und Shive * 1876 221 198. 395. Tremper * 1876 222
103. (S. auch Maxim * 1876 222 296.) Indessen hatten alle diese, außer mehr oder weniger gelungenen
Detailconstructionen, nichts wesentlich Neues aufzuweisen und stehen weit hinter
zwei deutschen Ausstellungsobjecten zurück, von denen in folgendem zunächst der
Regulator von J. G. Bodemer in Zschopau (Sachsen)
beschrieben werden soll. Um jedoch die wesentliche Charakteristik dieser
geistreichen Construction genügend klar zu legen, möge es uns gestattet sein, vorher
einen Ueberblick über die bestehenden und überhaupt möglichen Systeme von
Geschwindigkeitsregulatoren vorausgehen zu lassen.
Die zur Bewegungsregulirung der Motoren bestimmten Apparate werden seit langer Zeit
eingetheilt in statische und astatische Regulatoren, unabhängig davon, ob sie
Centrifugal-Regulatoren seien, oder auf irgend eine andere Weise (wie Allan, Moncrieff u.a.) die veränderte
Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine zum Ausdruck bringen. Als
Unterscheidungsgrund gilt dabei, daß der statische
Regulator für jede Stellung je eine besondere Gleichgewichtsgeschwindigkeit hat, der
astatische dagegen in allen Stellungen dieselbe
Gleichgewichtsgeschwindigkeit fordert. Diese Eintheilung bezieht sich jedoch blos
auf den Geschwindigkeitsmesser, welcher nur die eine
Hälfte des Mechanismus darstellt, den man als Regulator zu bezeichnen pflegt; den
zweiten Bestandtheil constituirt das Stellzeug, welches den
Zweck hat, nach Maß der Angabe des Geschwindigkeitsmessers die Wiederherstellung der
normalen Tourenzahl zu veranlassen. Erst durch das Zusammenwirken beider Mechanismen findet die Regulirung statt; von einer
richtigen Combination derselben hängt es ab, ob der Regulator gut oder schlecht
fungirt, und dieser Gesichtspunkt muß somit die Grundlage einer rationellen
Eintheilung der Regulatoren bilden.
Hiernach ist zunächst zu unterscheiden, ob das Stellzeug
seine Bewegung ausschließlich von dem Geschwindigkeitsmesser empfängt, oder ob der letztere nur dazu dient, die
Bewegung des Stellzeuges einzuleiten, während dasselbe seinen Antrieb von einer
Kraftquelle außerhalb des Geschwindigkeitsmessers erhält. Im erstem Falle heißt der
Regulator direct wirkend, im letztern Falle indirect wirkend, oder Regulator
mit Schaltwerk.
Die Verbindung zwischen Geschwindigkeitsmesser und Stellzeug, unabhängig davon, ob
sie direct oder indirect ist, kann jedoch ferner entweder eine continuirliche oder eine intermittirende sein.
Im erstern Fall bedingt jede Bewegung des Geschwindigkeitsmessers, welche eine
Abweichung von der normalen Tourenzahl bezeichnet, eine entsprechende (aber nicht
nothwendig proportionale) Einwirkung des Stellzeuges auf den zu regulirenden Motor;
bei intermittirend wirkenden Regulatoren hingegen ist die Verbindung zwischen
Geschwindigkeitsmesser und Stellzeug zeitweise gelöst, so daß letzteres nicht im
Stande ist, die Bewegungen des erstem ununterbrochen zu übertragen.
Ein weiterer Unterscheidungsgrund liegt bis jetzt nicht vor und ist auch der Natur
der Sache nach nicht wohl denkbar, wir können daher folgende Eintheilung
treffen:
direct continuirlich wirkende
direct intermittirend wirkende
indirect continuirlich wirkende
indirect intermittirend wirkende
statischeRegulatoren,
während von astatischen Regulatoren aus später anzuführenden
Gründen nur anzuführen sind:
direct continuirlich wirkendeastatische Regulatoren.
Somit haben wir im ganzen fünf Gruppen, welche wir nun im Hinblick auf ihre
Regulirfähigkeit betrachten wollen, absehend von allen Constructionsdetails,
obgleich wohl wissend, daß grade hierin der Schwerpunkt der praktischen Bewährung
einer jeden Regulirvorrichtung liegt.
Von der ersten Klasse, direct und continuirlich wirkende
statische Regulatoren, ist es bekannt, daß bei stattfindender Verminderung
des Widerstandes und
steigender Regulatorhülse der Motor bleibend auf eine höhere Geschwindigkeit
eingestellt wird, durch welche der neue Widerstand wieder um ein gewisses vermehrt
wird und so mit der gleichzeitig verminderten Arbeitsleistung des Motors zu einem
neuen Beharrungszustand zusammentrifft.
Der Ausdruck Regulatorhülse ist hier allgemein gebraucht für jenen Theil des
Geschwindigkeitsmessers, welcher die Geschwindigkeitsänderungen auf das Stellzeug
zur Geltung bringt, und möge auch in der weitern Entwicklung in diesem Sinne
verstanden werden; ebenso sei es ein für alle Mal gestattet, bei Beschreibung der
Functionirung des Regulators stets nur die Annahme steigender Kugeln und einer Geschwindigkeitszunahme abzuhandeln, mit dem selbstverständlichen Bemerken, daß bei
Zunahme des Widerstandes und abnehmender Geschwindigkeit
das analog Entgegengesetzte stattfindet.
Fig. 1., Bd. 222, S. 507
Die Regulirung der erstern Gruppe ist nach obigem unvollkommen zu nennen, weil sie
die Erhaltung der normalen Geschwindigkeit unmöglich macht und bei jeder Aenderung
des Widerstandes nach einer Zahl auf- und absteigender Schwankungen eine neue
Geschwindigkeit veranlaßt, wie dies in beistehendem Holzschnitte Figur I dargestellt ist. Derselbe ist einer
Abhandlung„Beweis der Unbrauchbarkeit aller astatischen
Regulatoren“. Civilingenieur, 1873 7. Heft. Polytechnisches CentralblattCentrablblatt, 1874 S. 273. des leider so früh verstorbenen Professors Ludwig Kargl entnommen und stellt das Diagramm des Ueberganges der normalen
Geschwindigkeit v₀ auf die neue v₁ dar. Je mehr sich der Regulator einem
astatischen nähert, was durch Anordnung gekreuzter Arme oder des Großman'schen
Gewichtes geschehen kann, desto geringer ist die zulässige Differenz zwischen v₀ und v₁,
desto größer hingegen die Differenz zwischen den Uebergangsgeschwindigkeiten v
min und v
max, so daß ein solcher wenig statischer
Regulator unter Umständen gar nicht mehr zur Ruhe kommen kann. Nachdem aber diese
Schwankungen schädlicher sind als eine geringe dauernde
Abweichung von der Normalgeschwindigkeit, so verwirft Kargl alle astatischen und indirect wirkenden Regulatoren und empfiehlt
Anwendung des Watt'schen Pendel-Regulators in der ursprünglichen Gestalt, oder mit Porter'schem
Hülsengewicht; dabei ist jedoch zu bemerken, daß Kargl
die intermittirend wirkenden Regulatoren bei Abfassung seiner Abhandlung nicht im
Auge gehabt hat.
Im Anschlusse an die erste Gruppe sei zunächst der dritte, indirect continuirlich wirkender statischer Regulator, behandelt. Für die
unzähligen Variationen, welche sich hier für die Anordnung des Schaltwerkes und die
Einlösung desselben mittels des Regulators bieten, kann als Typus der bekannte
Frictionsscheiben-Mechanismus gelten, bei welchem die Regulatorhülse zwei
mitrotirende horizontale Scheiben angesetzt hat, zwischen denen die verticale
Scheibe der Schaltwerkswelle eingreift und beim Ausschlage des Regulators von einer
der beiden Scheiben in rechts- oder linksgängige Drehung versetzt wird.
Gleichfalls hierher gehört die bei Turbinen gebräuchliche Anordnung der
Riementransmission mit offenem und gekreuztem Riemen, deren abwechselnde Stellung
auf der Fest- oder Losscheibe der Schaltwerkswelle von einem mit der
Regulatorhülse verbundenen Hebel dirigirt wird.
Fig. 2., Bd. 222, S. 508
Die charakteristische Eigenschaft dieser Gruppe ist in der Entwicklung von Prof. Kargl durch das nachstehende Diagramm Figur II dargestellt, welches in der obern Hälfte das
Verhältniß zwischen Arbeitsleistung K und Widerstand W, in der untern die entsprechenden Geschwindigkeiten
anzeigt. Die Kurbelwege s sind als Abscissen, die Größen
K und W, sowie v als correspondirende Ordinaten aufgetragen; durch den
Weg s₀ herrscht der Anfangszustand: Kraft K₁ = Last W₁
bei normaler Geschwindigkeit v₀. Bei s₀ sinke der Widerstand W₁ auf W herab; in Folge dessen nimmt
die Geschwindigkeit zu, der Regulator steigt, das Schaltwerk wird eingelöst und
vermindert die Kraftabgabe des Motors, bis sie gleich dem verminderten Widerstande
W wird. Dies geschieht beim Kurbelwege s₁; gleichzeitig ist die Geschwindigkeit des
Motors vermöge des durch
die Fläche I ausgedrückten Kraftüberschusses stetig gestiegen, bis die
Maximalgeschwindigkeit v
max erreicht ist. Wenn nun im Punkte s₁ das Schaltwerk ausgelöst würde, so wäre die
Bedingung des neuen Beharrungszustandes: Kraft K = Last
W erfüllt, der Motor aber würde bei der neuen
Geschwindigkeit v
max fortrotiren.
Dies ist, wenn von dem Einflusse der Reibungswiderstände und der bewegten Massen des
Regulators abgesehen wird, die Wirkungsweise der intermittirend wirkenden Regulatoren, bei welchen nach Ueberschreitung von
v
max die Verbindung zwischen Stellzeug und
Geschwindigkeitsmesser ausgelöst wird; hiernach würde ein neuer Beharrungszustand
etwas unterhalb v
max eintreten, und auch mit Berücksichtigung
aller Nebenumstände zeigt sich, daß die intermittirend
wirkenden Regulatoren stets zu wenig reguliren,
also gleichfalls nicht vollkommen sind.
Bei den indirect continuirlich wirkenden Regulatoren dagegen bleibt auch nach dem
Herabsinken unter v
max die Verbindung zwischen
Geschwindigkeitsmesser und Schaltwerk erhalten; es wird daher auch hinter dem Punkte
s₁ in dem Diagramm Figur II im selben Sinne fortregulirt, bis bei s₂ die normale Geschwindigkeit v₀ erreicht ist. Dabei sinkt
selbstverständlich auf dem Wege von s₁ nach s₂ unter Geschwindigkeitsabnahme von v
max auf v₀
die Arbeitsleistung genau ebenso viel, als sie früher von s₀ nach s₁, unter
Geschwindigkeitszunahme von v₀ auf v
max, gesunken war; da aber bei s₁ schon K = W geworden war, so wird im Punkte s₂ zwar die normale Geschwindigkeit erzielt, aber nicht die
Bedingung des Beharrungszustandes, da in s₂ die
Kraft kleiner ist als der Widerstand – und zwar um ebenso viel, als sie
früher denselben übertraf. In Folge dessen kann v₀ nicht erhalten bleiben, die Geschwindigkeit nimmt weiter ab hinter
dem Punkte s₂, bis bei s₃ das Minimum erreicht ist, indem nun wieder durch die
Functionirung des Schaltwerkes im entgegengesetzten Sinn die Kraft zugenommen und
bei s₃ den Widerstand erreicht hat. Da jedoch die
Geschwindigkeit noch immer unter der normalen steht, so wird fortregulirt, bis bei
s₄ wieder die normale Geschwindigkeit, damit
aber auch der ursprüngliche Kraftüberschuß erreicht ist.
Daraus ergibt sich, daß bei indirect continuirlich
wirkenden statischen Regulatoren nach einmal gestörtem Gleichgewichte das Eintreten
eines neuen Beharrungszustandes unmöglich ist und ein fortwährendes Schwanken um die
normale Geschwindigkeit stattfinden muß. Thatsächlich findet, wie auch Kargl zugibt, schließlich doch eine Einstellung auf den
neuen Beharrungszustand statt, indem einerseits die stets etwas verspätete Einwirkung des
Regulators, sowie anderseits die mit variabler Geschwindigkeit gleichfalls
veränderliche Größe des Widerstandes eine Verflachung der Oscillationsperioden
bewirkt.
Deutlicher wird dies in dem Diagramm Figur III
dargestellt, welches in dieser Gestalt zum ersten Male von J. G. Bodemer entwickelt wurde und ein äußerst klares Bild der
Vorgänge liefert, welche bei der Regulirung stattfinden. Das Bodemer'sche Diagramm besteht aus zwei Geschwindigkeitscurven, welche auf
die Kurbelwege als Abscissen bezogen sind, stellt jedoch gleichzeitig auch die
wechselnden Arbeitsgrößen dar und gibt so eine Combination der in Holzschnitt Figur II
getrennt gezeichneten Kargl'schen Diagramme zu einem
Bilde.
Fig. 3., Bd. 222, S. 510
Bis zum Punkte O herrscht Gleichgewicht zwischen Arbeit
und Widerstand; hier aber sinkt der Widerstand, und es entsteht ein
Arbeitsüberschuß, welcher, wenn keine Regulirung
erfolgte, schließlich eine erhöhte Geschwindigkeit v' hervorbringen müßte, bei welcher neuerdings Beharrungszustand eintritt,
indem der bei v₀ verkleinerte Widerstand durch
die erhöhte Geschwindigkeit v' wieder auf seine
ursprüngliche Größe erhöht worden ist. Diese Thatsache ist bekannt und findet
praktischen Ausdruck bei der Berechnung des Widerstandes von Eisenbahnfahrzeugen,
dessen Formel z = a + bv + cv²
ersten Glieds die constanten, im zweiten Gliede den mit der einfachen
Geschwindigkeit wachsenden Widerstand ausdrückt, während das dritte Glied den
Luftwiderstand darstellt.
Wenn somit bei der Geschwindigkeit v₀ die
constanten und variablen Widerstände vermindert werden, so können doch mit
wachsender Geschwindigkeit die variablen Widerstände so viel zunehmen, daß zuletzt
deren Summe ihren ursprünglichen Werth vor der Reducirung
noch um den Betrag der Reduction der constanten Widerstände übertrifft. Dann findet
wieder Gleichgewicht zwischen Kraft und Last statt, und ein neuer Beharrungszustand
bei erhöhter Geschwindigkeit tritt ein. Diese Geschwindigkeit ist es, welche in dem Diagramme
Figur III durch die punktirte Ordinate v' bezeichnet ist, und die wir die im Punkte O herrschende ideelle
Geschwindigkeit nennen wollen; sie gibt, wie aus dem Diagramm hervorgeht,
gleichzeitig ein Bild des im Punkte O stattfindenden
Kraftüberschusses.
Thatsächlich steigt jedoch die Geschwindigkeit nicht sofort auf v', sondern beginnt nur, mit der Tendenz v' zu erreichen, vom Punkte O an stetig anzuwachsen, während v' sowie der
bestehende Kraftüberschuß unverändert bleibt und durch die Parallele zur
Abscissenachse durch o ausgedrückt wird. Beim Punkte P kommt erst, in Folge der zur Massenbeschleunigung
desselben erforderlichen Zeit und Kraft, der Regulator zur Wirksamkeit und löst das
Schaltwerk ein; die Kraft wird vermindert, und dem entsprechend sinkt die Curve der
ideellen Geschwindigkeit vom Punkte p ab, während die
Curve der wirklichen Geschwindigkeit bei dem noch immer herrschenden Kraftüberschuß
fortwährend steigt. Im Punkte S schneiden sich beide
Curven, d.h. die Kraft ist so weit reducirt und die Geschwindigkeit so weit
gestiegen, daß der durch letztere erhöhte Widerstand der Kraft das Gleichgewicht
hält; wird die Kraft noch weiter vermindert, so muß die Geschwindigkeit sinken, da
nun ein Lastüberschuß entsteht, aber sehr langsam sinken, da gleichzeitig mit der
Geschwindigkeit auch die Widerstände abnehmen. Im Punkte S herrscht somit das Maximum der reellen Geschwindigkeit, und hier würde
daher die Auslösung des Stellzeuges beim intermittirend wirkenden Regulator
erfolgen. Beim indirect continuirlich wirkenden Regulator
dagegen bleibt das Schaltwerk noch in Thätigkeit und vermindert die Kraft, so daß
die ideelle Geschwindigkeitscurve weiter sinkt und im
Punkte Q die normale
Geschwindigkeit schneidet – zum Zeichen, daß sich hier Kraft und Last bei normaler Geschwindigkeit das Gleichgewicht halten würden.
Da aber für diesen Punkt die wirkliche Geschwindigkeit
noch immer höher ist, so dauert die Kraftabnahme fort; die wirkliche Geschwindigkeit
erreicht endlich im Punkte T die normale, muß aber
weiter fallen, da hier schon der Widerstand die Kraft übertrifft. Im Punkte T sollte nun das Schaltwerk im entgegengesetzten Sinne
eingelöst werden; der thatsächliche Eingriff desselben verzögert sich jedoch bis zum
Punkte R, hinter welchem nun die Kraft, und damit die
ideelle Geschwindigkeit, wieder zu steigen beginnt. Im Punkte S' schneiden sich beide Curven, und die reelle Geschwindigkeit beginnt nun
gleichfalls wieder zuzunehmen. Der negative Ausschlag ist jedoch schon bedeutend
kleiner, als der ursprüngliche war, und es wird nach kurzer Zeit wieder die
Normalgeschwindigkeit eintreten, da der indirect continuirlich
wirkende Regulator,
wenn er überhaupt zur Ruhe gelangt, nur auf die Normalgeschwindigkeit
einstellen kann.
Während somit das theoretische Diagramm Kargl's
Figur II für diese Gruppe von Regulatoren endlose
Schwankungen gleicher Amplitude nach einmaliger Störung des Beharrungszustandes
erwarten läßt, ist in dem Bodemer'schen Diagramm Figur III gezeigt, daß unter Umständen, bei langsamer Einwirkung des Schaltwerkes, eine
Wiederherstellung der normalen Geschwindigkeit erfolgen kann; durch ein anderes
Diagramm hingegen läßt sich zeigen, daß bei rascher Einwirkung
des Schaltwerkes die Amplitude der Schwingungen fortwährend zunimmt, und
damit der ruhige Gang durch den Regulator selbst immer mehr gestört wird, ohne daß
jemals die Normalgeschwindigkeit wieder erreicht würde. Aehnliches ergab sich Seite
507 für die direct continuirlich wirkenden statischen Regulatoren, wenn sie sich den
astatischen nähern, und dieser Umstand erklärt vollständig die überraschende
Thatsache, daß ganz ähnliche Regulatormechanismen im einen Falle vortrefflich, im
andern gar nicht functioniren.
Im besten Falle können somit die Regulatoren der dritten Gruppe eine langsame
Wiederherstellung der normalen Geschwindigkeit erzielen, müssen jedoch gerade
deshalb einen großen Ausschlag der Regulatorhülse und eine hohe
Maximalgeschwindigkeit gestatten, ehe sie zur vollen Wirkung gelangen. Dies zu
beschleunigen und das „Zuviel-Reguliren“, welches nach
Figur III stets stattfinden muß, zu beheben, war
der Zweck eines auf der Weltausstellung in Wien 1873 ausgestellten, äußerst
sinnreichen Regulators (Denis * 1876 219 384), bei welchem die indirecte Einwirkung des
statischen Geschwindigkeitsmessers mit directem Angriffe desselben auf die
Drosselklappe verbunden war, so daß beim Rückgange der Kugeln von der
Maximalgeschwindigkeit das Schaltwerk fortfuhr, zuzudrehen, das direct verbundene
Stellzeug dagegen theilweise wieder öffnete und so eine Correctur bewirkte. Dieser
Regulator wurde allgemein, und auch in diesem Journal, sehr gelobt, und ist
allerdings in der Idee als erstes Auftreten einer Correcturvorrichtung vortrefflich
zu nennen, sowie die Versuche zeigten, daß thatsächlich eine rasche
Wiederherstellung der Normalgeschwindigkeit nach geringen Schwankungen erfolgte.
Dagegen ist an der Construction zu tadeln, daß sie, trotz der immerhin complicirten
Anwendung eines Schaltwerkes, in Folge des gleichzeitig beibehaltenen direct
wirkenden Stellzeuges nur für minimale Kraftäußerungen ausreicht, für welche ein
direct intermittirend wirkender Regulator einfacher und wohl ebenso gut wäre.
Von continuirlich wirkenden Regulatoren ist nach Erledigung der ersten und dritten Gruppe
unserer Eintheilung nur mehr der direct continuirlich wirkende
astatische Regulator zu besprechen.
Die astatischen – parabolischen und pseudoparabolischen – Regulatoren
haben die Eigenthümlichkeit, daß sie, sobald die Geschwindigkeit das Normale
überschritten hat, fortwährend nach aufwärts steigen, selbst noch, nachdem die
Geschwindigkeit von dem Maximum zurückgeht, bis das Normale erreicht ist, wo sie zur
Ruhe kommen und erst bei einer unter das Normale sinkenden Geschwindigkeit
gleichfalls zu sinken beginnen. Sie scheinen somit zunächst in ihrer Wirkungsweise
vollkommen mit dem indirect continuirlich wirkenden statischen Regulator der dritten
Gruppe zusammen zu fallen, und dies ist auch der Grund, daß eine besondere Gruppe,
indirect continuirlich wirkende astatische Regulatoren,
nicht aufgestellt wurde, da bei continuirlichem indirectem Antrieb deren
charakteristische Eigenthümlichkeit gänzlich wirkungslos bleibt.
Bei näherer Betrachtung ergibt sich jedoch, daß der direct
continuirlich wirkende astatische Regulator noch
wesentlich ungünstiger arbeitet, als der indirect
continuirlich wirkende statische. Dies ist dadurch
begründet, daß der astatische Regulator, sobald er zu steigen begonnen hat, durch
die zunehmende Kraft des Austriebes der Kugeln eine Acceleration erhält, welche
fortwährend die Intensität der Einwirkung auf die Regulirungsvorrichtung erhöht,
während dieselbe bei einem Schaltwerk constant bleibt.
Fig. 4., Bd. 222, S. 513
Kargl hat dies in dem Diagramme Figur IV dargestellt. Beim Kurbelweg s₀ tritt der Kraftüberschuß P₁ = K₁ – W ein, in
Folge dessen Beschleunigung der Normalgeschwindigkeit v₀ auf v
max; dabei würde unter gleichmäßiger
Regulirung durch ein Schaltwerk der Kraftüberschuß P₁ nach der punktirten Linie abnehmen. Beim astatischen Regulator, dessen
Massenbeschleunigung Zeit erfordert, findet dies zunächst langsamer statt, bis die
Maximalgeschwindigkeit erreicht wird. Hier ist unter allen Umständen Kraft gleich
Last, weil sonst die Zunahme der Geschwindigkeit noch fortfahren müßte; hier beginnt
auch die Acceleration der Regulatorkugeln durch die fortwirkende Kraft des Ausfluges
und dem entsprechend eine Erhöhung der Einwirkungsintensität über diejenige des
Schaltwerkes, welche durch die punktirte Linie bezeichnet ist. Statt daher vom
Punkte s₁ an nach der punktirten Linie bis zu P₁ abzunehmen, nimmt die Kraft rascher ab, nach
dem durch die ausgezogene Diagrammlinie dargestellten Gesetze, so daß bei Erreichung
der normalen Geschwindigkeit im Punkte s₂ nicht
der ursprüngliche Kraftüberschuß P₁ (der Größe
nach mit negativem Zeichen), sondern eine noch größere Differenz P₂ auftritt, die sich noch auf P₃ erhöht, ehe der Regulator dem Einflusse der
nunmehr abnehmenden Geschwindigkeit folgt und die Kraft wieder vermehrt. Hieraus
resultirt dann neuerdings eine Erhöhung der Kraftdifferenz auf P₅ und P₆, so
daß Professor Kargl zum Schlusse gelangt:
„Jeder astatische Regulator beantwortet eine Differenz von Kraft und
Last durch eine noch größere; ein neuer Beharrungszustand ist undenkbar, der
Regulator unbrauchbar.“
Thatsächlich findet allerdings der extreme Fall fortwährend erhöhter Schwankungen
nicht statt, da der Hub der Regulatorhülse begrenzt ist; außerdem werden die
Differenzen theilweise durch Reibungswiderstände ausgeglichen und um so geringer, je
mehr sich der Regulator einem statischen nähert, da ja die wenigsten vollkommen
astatisch sind. Dennoch dürfte man wenige astatische Regulatoren finden, deren Hülse
nicht an dem obern oder untern Anschlagringe ansteht.
Es ist nun auch nach früher gesagtem sofort einleuchtend, daß für intermittirend
wirkende Regulatoren der astatische Geschwindigkeitsmesser vollkommen unbrauchbar
ist, da deren Wirkung darauf beruht, daß beim Rückgange der Geschwindigkeit von der
maximalen herab die Verbindung des Stellzeuges ausgelöst wird. Nachdem aber der
astatische Regulator auch nach Erreichung der Maximalgeschwindigkeit die
Regulatorhülse noch fortwährend hebt, so läßt sich bei Anwendung desselben die
gewünschte intermittirende Verbindung zwischen Geschwindigkeitsmesser und Stellzeug
nicht construiren.
Intermittirend wirkende Regulatoren können daher nur statische – und zwar entweder direct oder indirect wirkende
sein, mit deren Besprechung die zweite und vierte Gruppe unserer Eintheilung
erledigt und damit der Kreis aller überhaupt möglichen Regulirungsvorrichtungen
geschlossen ist.
Der erste direct intermittirend wirkende Regulator, dessen
Construction überhaupt veröffentlicht wurde, ist der vor einiger Zeit von Hagen (* 1875 217 1)
patentirte, und in den hier reproducirten Holzschnitten Fig. V und VI dargestellt.
Fig. 5., Bd. 222, S. 515
Fig. 6., Bd. 222, S. 515
Auf der Regulirungswelle a sind
zwei Sperrräder b und b'
hinter einander aufgekeilt, welche hier der Deutlichkeit halber getrennt gezeichnet
sind. In b greift die Klinke c ein, in b' die Klinke c'; beide sitzen auf einem um o drehbaren
Hebel h, an dessen Ende die Regulatorzugstange z angreift. Beim Steigen der Kugeln nimmt c das Rad b mit, bis die
Maximalgeschwindigkeit erreicht ist; beim Rückgange bis zur normalen schnappt c über die Zähne von b, ohne
einzuwirken, während die Klinke c' beim Steigen des
Hebels h ganz ausgelöst wurde, da sie der Anschlag d' an einer weitern Drehung nach rechts hindert, so daß
sie erst von der Mittelstellung nach abwärts zum Eingriffe kommen kann. Hier ist
wieder die Klinke c durch den Anschlag d wirkungslos gemacht, so daß das Stellzeug stets nur
beim Ausgange der Regulatorhülse bewegt wird, beim Rückgange in die Mittelstellung
aber unverändert bleibt. Dadurch wird thatsächlich erreicht, daß die Regulirung
aufhört, sobald die Kraft gleich der reducirten Last ist; daß aber auch dadurch noch
nicht die normale Geschwindigkeit erreicht wird, wurde schon oben Seite 509
angedeutet und geht noch deutlicher aus dem Bodemer'schen Diagramme Figur III hervor. Hier schneiden sich die reelle und
die ideelle Geschwindigkeit im Punkte S, oberhalb der
normalen Geschwindigkeit v₀, woraus hervorgeht,
daß in diesem Punkte die verminderte Kraft und der mit der Geschwindigkeit erhöhte
Widerstand sich das Gleichgewicht halten. Sofort hinter S sinkt die reelle Geschwindigkeit, und es wäre somit bei dieser etwas
gesunkenen Geschwindigkeit ein neuer Beharrungszustand möglich, wenn der Regulator
thatsächlich schon hier außer Eingriff käme. In Folge des Beharrungsvermögens
dagegen wird der Regulator noch eine Zeit hinter S auch
bei abnehmender Geschwindigkeit in Thätigkeit bleiben und die Kraft weiter
reduciren. Ist die Regulirungseinwirkung sehr kräftig, d.h. fällt die Curve der
ideellen Geschwindigkeit sehr steil nach abwärts, so kann sie noch die Linie der normalen
Geschwindigkeit erreichen, ehe der Regulator außer Thätigkeit kommt, und somit eine
Einstellung auf die Normalgeschwindigkeit erzielen. Geht jedoch die Regulirung
langsam vor sich, wie dies durch die punktirte Linie des Diagrammes Figur III angedeutet ist, so fällt die ideelle
Geschwindigkeit nur noch ein kurzes Stück hinter S, etwa
bis q, und geht dann, bei ausgelöstem Regulator,
parallel zur Abscissenlinie v₀ weiter. Wenn dann
die reelle Geschwindigkeit bis s gesunken ist, so ist
Gleichgewicht zwischen Kraft und Widerstand eingetreten und der Motor rotirt in
einem neuen Beharrungszustand mit der falschen Geschwindigkeit v₀' weiter.
Während somit beim indirect continuirlich wirkenden Regulator eine langsame Einwirkung des Schaltwerkes erforderlich ist
(vgl. S. 512), bedingt der intermittirend wirkende eine möglichst rasche Thätigkeit desselben; dann sind die eventuellen
Abweichungen von der Normalgeschwindigkeit nur unbedeutend und jedenfalls weniger
nachtheilig als die großen Schwankungen, welche die continuirlich wirkenden
Regulatoren bedingen, ehe sie die Normalgeschwindigkeit wieder herstellen.
Allerdings ist in Folge dieses Umstandes der direct intermittirend wirkende
Regulator durchaus nicht vollkommen zu nennen, um so weniger als eine Steigerung
seiner Energie zur Expansions- oder Schützenregulirung unmöglich, oder gewiß
nur auf Kosten der Empfindlichkeit erreichbar wäre.
Um diesem Mangel zu begegnen, hat Bodemer zum ersten Male
in der Maschinentechnik einen Regulator der vierten Gruppe indirect und intermittirend wirkend construirt und denselben endlich noch
mit einer CorrecturvorrichtungCorrecturvorichtung versehen, welche den principiellen Fehler intermittirender Regulatoren,
zulässige Abweichung von der Normalgeschwindigkeit, behebt.
Nachdem letzterer Uebelstand für eine Mehrzahl von Anwendungen der Maschinenkraft
wenig Beachtung verdient, empfiehlt Bodemer im
Allgemeinen den einfachen indirect intermittirend
wirkenden Regulator und gibt für denselben mehrere äußerst gelungene Constructionen
an, wie der Erfinder auch in seiner Spinnerei einen derartigen Regulator schon zwei
Jahre lang, allen Anforderungen genügend, im Betriebe hat. Von wesentlicher
Bedeutung und nicht so einfach, als es auf den ersten Anblick scheint, ist dabei
auch die Erfüllung der Anforderung, daß der Regulator, wenn während des Rückganges abermals eine Kraft- und
Geschwindigkeitszunahme erfolgt, beim neuerlichen Aufsteigen sofort die
Schaltvorrichtung wieder einlöst.
Als vollkommene Lösung des Problems der
Motoren-Regulirung, sowie als eine der wenigen epochemachenden Neuerungen,
welche in Philadelphia erschienen waren, verlangt jedoch die neueste Erfindung J. G. Bodemer's, der indirect
intermittirend wirkende Regulator mit Correcturvorrichtung eingehende
Erörterung. Nachdem hier gleichzeitig einige der Mechanismen angewendet sind, welche
Bodemer für das einfachere System ohne Correctur
empfiehlt, so können wir näheres Eingehen auf dieses füglich unterlassen.
Von den zwei in Philadelphia ausgestellten Regulatoren ist der einfachere, welcher
speciell für Dampfmaschinen zur Regulirung der Expansion bestimmt ist, in Fig. 1 und 2 Tafel XI
dargestellt, während eine complicirtere Anordnung zur Schützenregulirung für
Turbinen und Wasserräder bestimmt ist und später besprochen werden soll.
Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, wird als Geschwindigkeitsmesser ein Buß'scher
Regulator angewendet, der allgemein als astatisch gilt und daher nach unserer obigen
Entwicklung (Seite 514) für den hier angestrebten Zweck intermittirender
Stellzeugverbindung unbrauchbar wäre. Der Buß'sche Regulator kann nun allerdings
annähernd astatisch gemacht werden; sein Hauptvorzug ist jedoch die Empfindlichkeit
und Energie seiner Wirkung, und aus diesem Grunde wird er hier angewendet, um das
Schaltwerk ein- oder auszulösen. Dieses ist in Figur 1 auf der linken
Seite im Schnitt, rechts in der Ansicht dargestellt. Beiderseits ist über der
durchgehenden Spindel s je eine Hülse h, beziehungsweise h' frei
beweglich gelagert, welche mittels der Schnurrollen r,
R, sowie r', R' und einer offenen und gekreuzten
Schnur in entgegengesetzter Richtung angetrieben werden. Die verticale
Regulatorspindel erhält ihren Antrieb mittels der Kegelräder k und K; auf letzterm ist eine Riemenscheibe
angegossen, durch welche die Welle S, auf der K, R und R' aufgekeilt sind,
von der Schwungradwelle ihren Antrieb erhält. Die Spindel s ist für gewöhnlich in Ruhe und hat am linken Ende eine Schnecke
aufgekeilt, die in ein Schneckenrad eingreift; – beim Steigen des Regulators
rotirt dieses Rad nach rechts, beim Sinken nach links. Wird dasselbe mit der
Expansionsschieberstange einer Meyersteuerung durch Laufkeil verbunden, wie dies in
Figur 1
angedeutet ist, so findet im ersten Falle Verminderung, im zweiten Vermehrung der
Füllung statt; selbstverständlich läßt sich die Bewegung der Spindel s in ähnlichem Sinne auf jede andere Steuerung oder
Drosselklappe übertragen.
Es ist nunmehr zu erklären, in welcher Weise die beiden Schaltwerke eingelöst und mit
der Spindel s verbunden werden, um dieselbe im einen
oder andern Sinne zu verdrehen. Zu diesem Zwecke hat die Spindel auf beiden Seiten
von der verticalen Mittelachse (Fig. 1) je ein
cylindrisches Führungsstück aufgebolzt, über welches die Metallconusse
c, c' aufgeschoben sind und, durch Schlitze geführt,
freie Längsverschiebung haben, bei einer Drehung jedoch das betreffende
Führungsstück und damit die Welle s mitnehmen
müssen.
Unmittelbar über den Conussen sind beiderseits die conisch ausgedrehten Muffe d, d' angebracht, deren nach rückwärts verlängerte Naben
auf der Spindel s frei aufliegen, aber mit den Hülsen
h, h' durch Laufkeil verbunden sind. Hierdurch
erhalten die Muffe d, d' die continuirliche Drehung der
Schnurrollen r, r' mitgetheilt und übertragen dieselbe
im einen oder andern Sinne auf die Spindel s, sobald der
eine oder andere Conus c, c' in die betreffende Muffe
d, d' eingepreßt wird. Dies geschieht durch den
doppelarmigen Hebel p, welcher in der Ruhelage vertical
am Regulatorständer herabhängt und mit dem untern Arme die zu einem Stücke
verbundenen Conusse c, c' umgreift, mit dem obern Arme
durch den Zapfen f in der Coulisse b geführt wird.
Beim Steigen der Regulatorkugeln wird die mit der Regulatorhülse verbundene Coulisse
b gehoben, in Folge dessen der Zapfen f nach rechts und der linksseitige Conus c in die darüber befindliche Muffe d gedrückt. Sofort nimmt die Spindel s Theil an der Drehung der Schnurrolle r und schraubt das Schneckenrad des Expansionsschiebers
auf geringere Füllung; wäre nun die Muffe d mit der
angetriebenen und fest gelagerten Hülse h aus einem
Stücke, so würde selbst bei größter Geschwindigkeitsänderung der Regulator nur einen
minimalen Ausschlag machen können, bis die Kupplung zwischen Conus und Muffe
erfolgt. Die Tendenz des Regulators, höher zu steigen, hätte nur vermehrtes
Anpressen zur Folge; ebenso würde, beim Rückgange der Kugeln, zwar ein vermindertes
Anpressen, aber immer noch Kupplung und Functionirung des Schaltwerkes erfolgen, so
daß eine continuirliche Regulirung stattfinden würde. Deshalb ist die Muffe d mit der Hülse h nur in der
Rotation gekuppelt, hat aber freie Längsverschiebung gestattet und wird an derselben
nur verhindert durch den Hebel t, welcher im Ständer
seinen Aufhängepunkt hat, durch das Gewicht Q und eine
über die Rolle q laufende Schnur nach einwärts gezogen
wird und mit seinem untern Ende die Muffe d umgreift.
Eine unterhalb q befindliche Stellschraube begrenzt das
Spiel des Hebels und hindert die Muffe, dem Conus c bis
in die Mittelstellung zu folgen; bei steigenden Kugeln dagegen weicht d gegen den Druck des Hebels nach auswärts zurück, und
wird von dem auf den Conus c wirkenden Regulatorhebel
p, unter fortwährender Kupplung mit der Spindel s, in die Hülse h
hineingeschoben, bis die Maximalgeschwindigkeit erreicht ist. Beim Rückgange der
Kugeln dagegen wird die Kupplung dadurch ausgelöst, daß der Conus c mit dem Regulatorhebel
p nach rechts zurückgeht, die Muffe d dagegen zu folgen verhindert wird. Während nämlich der
Gewichtshebel t durch den Einfluß des Regulatorhebels
p nach links verschoben wurde, hatte sich
gleichzeitig eine am untern Ende von t angelenkte
Sperrstange z über ein Sperrrädchen weggeschoben, dessen
Zähne so geformt sind, daß sie eine Bewegung der Sperrstange nur nach links
gestatten. Es wird somit dem Ausgange der Hülse d kein
Widerstand entgegengesetzt, dagegen der Rückgang unmöglich gemacht, so lange das
Sperrrädchen fest in seiner Stellung bleibt, und hiermit die gewünschte
intermittirende Wirkung erzielt.
Damit aber der Regulator nach der Rückkehr in die Normalstellung zu neuer
Functionirung geeignet sei, muß schließlich auch die Muffe d wieder in ihre Anfangsstellung, unmittelbar über dem Conus c, gebracht werden. Dies geschieht dadurch, daß das
erwähnte Sperrrädchen, welches die Sperrstange z
arretirt, mittels einer auf h aufgekeilten Schnecke eine
continuirliche langsame Rückdrehung in der Richtung des Pfeiles der Figur 1 erhält, welche es
dem Gewichtshebel t und der Hülse d möglich macht, langsam wieder nach rechts in die Anfangsstellung
zurückzukehren, bis der Hebel t an die Stellschraube
anschlägt, worauf sich das Sperrrädchen unter der federnden Sperrstange weiter
dreht, ohne Einfluß auszuüben.
Ist aber der Fall eingetreten, daß sich die rückkehrenden Regulatorkugeln auf einen
neuen Beharrungszustand mit übernormaler Geschwindigkeit einstellten, so findet
durch die rückkehrende Muffe d neuerdings Kupplung mit
der Spindel s und dadurch weitere Kraftverminderung
statt, bis endlich bei normaler Geschwindigkeit Beharrungszustand eintritt.
Fig. 7., Bd. 222, S. 519
Dieser Fall kann selbst bei rascher Functionirung des Schaltwerkes, wie sie durch die
punktirte Linie pS der ideellen Geschwindigkeit im
Bodemer'schen Diagramm, Figur VII, angedeutet ist,
eintreten, wenn die ideelle Geschwindigkeit zwar thatsächlich im Punkte Q mit der normalen zusammenfällt, – dann jedoch,
ehe die reelle Geschwindigkeit so weit gesunken ist, bei R neuer Kraftüberschuß entsteht, welcher gerade so groß ist, um die ideelle
Geschwindigkeit mit der bestehenden reellen zusammenfallen und dadurch einen neuen
Beharrungszustand eintreten zu lassen. Wenn dieser jedoch bis zum Punkte S' gedauert hat, kommt die Correcturvorrichtung zur
Geltung und veranlaßt neuerliche Einlösung des Schaltwerkes, durch welche dann der
Kraftüberschuß abermals reducirt wird. Die Geschwindigkeit sinkt neuerdings, und im
Punkte Q' wird das Schaltwerk wieder ausgelöst; –
sollte die ideelle Geschwindigkeit hier noch nicht die normale erreicht haben, so
kommt abermals nach Verlauf einer kurzen Zeit die Correcturvorrichtung zur Wirkung,
bis Beharrungszustand bei normaler Geschwindigkeit eintritt.
Außer diesem speciell für Dampfmaschinen bestimmten Regulator hatte Bodemer noch einen zweiten, zur Schützenregulirung
hydraulischer Motoren ausgestellt, da ersterer für so große Kräfte ohne
Beeinträchtigung der Empfindlichkeit nicht verwendbar wäre. Statt daher die Bewegung
der Regulatorhülse direct zur Herstellung der Frictionskupplung zu benützen, wird
dieselbe hier durch den Geschwindigkeitsmesser nur veranlaßt, ohne irgend welche
Arbeitsleistung von demselben zu verlangen. Dann aber wird, durch Einschaltung eines
neuen Zwischengliedes, die ganze Anordnung ziemlich complicirt; wir haben es daher
vorgezogen, zur Erklärung dieses Regulators die vom Erfinder zu diesem Behufe
entworfenen principiellen Skizzen Fig. 3 bis 9, und nicht die Details
der wirklichen Ausführung, auf Tafel XI abzubilden.
Die Construction zerfällt in drei streng zu sondernde Theile: Schaltwerk, Einlösungsvorrichtung für dasselbe und Correcturapparat.
Als Schaltwerk zur Schützenbewegung ist im
Regulatorständer eine Welle gelagert mit zwei Losscheiben, die durch Riemenantrieb
in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden; zwischen denselben ist ein
verschiebbarer Frictionsconus, um die eine oder andere Scheibe mit der
Regulirungsspindel zu kuppeln. Zur Verschiebung des Muffes dient die Excenterstange
E, Fig. 3 und 8. Das Excenter x ist auf eine Welle t
festgekeilt, die für gewöhnlich arretirt ist; wird die Arretirung aufgehoben, so
drückt der Hebel y (Fig. 8) auf den Stift z der gleichfalls mit der Welle t verbundenen Scheibe w', und beginnt dieselbe
dadurch in der Richtung des Pfeiles sich zu bewegen, bis sie vollkommen mit der
Scheibe w in Contact kommt und von dieser mitgenommen
wird, so lange die Spindel t nicht neuerdings arretirt
wird. Die Scheibe w ist auf der Regulatorspindel
aufgekeilt und rotirt continuirlich, steht aber für gewöhnlich nicht mit der Scheibe
w' in Eingriff, da letztere an vier Punkten des
Umfanges, ihren Ruhestellungen entsprechend, ausgenommen ist.
Die Einlösungsvorrichtung hat die Function, die
Schaltwelle t in den entsprechenden Stellungen des
Ruhezustandes, Oeffnens und Schließens der Schütze je nach Bedarf arretirt zu
halten. Es geschieht dies durch den Anschlag d (Fig. 3 oben)
und die Flügel u bis u₃ auf der Schaltwelle t. Von diesen
Flügeln sind u und u₂
in gleicher Höhe angebracht und entsprechen den beiden Mittelstellungen des
Excenters x, bei welchen Auslösung der Kupplung auf der
Regulirungswelle stattfindet; der Flügel u₁ ist
oberhalb derselben und bringt, wenn er auf den fixen Anschlag d schlägt, das Excenter x in extreme
Linksstellung, wobei Zudrehen der Schütze und Kraftverminderung erfolgt, während
beim Anschlagen des unten liegenden Flügels u₃ an
die Kante d das Excenter x
in die extreme Rechtsstellung gelangt, bei welcher Kraftvermehrung erfolgt. Nachdem
die Schaltwelle t die Tendenz hat, sich in der Richtung
des Pfeiles der Figur 3 zu drehen, so genügt die Bewegung des Anschlages d um die Dicke eines Flügels u, um das Schaltwerk in Gang zu bringen. Der Anschlag d ist mit dem Regulator verbunden; der einzige
Kraftaufwand, welchen dieser leisten muß, besteht in Ueberwindung der Reibung
zwischen Anschlag d und Flügel u, und der geringste Ausschlag bewirkt die volle Einlösung des
Schaltwerkes. Nachdem jedoch der Regulator den Anschlag d um eine Flügeldicke gehoben hat, wäre eine weitere Verschiebung
wirkungslos; der Anschlag d ist daher nicht fest mit der
Regulatorhülse verbunden, sondern nur durch die Reibung der mit d aus einem Stücke hergestellten Schiene c, welche in einem schwalbenschwanzförmigen Schlitze der
Regulatorhülse b (Fig. 9) geführt und durch
die Feder i angepreßt wird. An ihrem untern Ende greift
die Schiene c in einen Winkelhebel h ein (Fig. 3), dessen nach
aufwärts gerichteter Arm mit dem Zapfen f (Fig. 3 und 9) in einer
Coulisse einspielt, die gleichfalls mit der Regulatorhülse b auf und nieder geht. Die beiden innern Kanten dieser Coulisse (die linke
der obern Hälfte und die rechte der untern in Figur 3) sind um die Weite
des Zapfens f von einander entfernt; die äußern Kanten
dagegen so weit ausgebogen, daß der Winkelhebel h grade
eine der Flügelbreite u entsprechende Bewegung machen
kann.
Beim Aufsteigen der Regulatorhülfe aus der Mittelstellung kann daher die Schiene c so weit mitgehen, daß der Anschlag d den mittlern Flügel u oder
u₂ passiren läßt und u₁ zum Anschlag kommt; eine weitere Bewegung von d ist aber bei der Verbindung zwischen Schiene c und Hebel h dadurch
verhindert, daß sich der Bolzen f des letztern auf die
linke Seite des untern Schlitzes der gehobenen Coulisse anlegt. Bei dem weitern
Aufgange der Regulatorhülse schleift dann die Schiene c
in der schwalbenschwanzförmigen Nuth, ohne weiter mitzugehen; beim Rückgange dagegen legt
sich der Bolzen f auf die rechte Seite des untern
Coulissenschlitzes, und die Schiene kann für einen Moment der Abwärtsbewegung des
Regulators folgen, bis der Anschlag d in die
Mittelstellung gelangt und das Schaltwerk mit u₂
ausgelöst ist. Beim weitern Sinken des Regulators bleibt d unverändert, bis unterhalb der Mittelstellung der Bolzen f in den obern Schlitz kommt, sich an dessen rechte
Seite anlehnt und den weitern Niedergang des Anschlages d um eine Flügeldicke gestattet.
Wenn beim Rückgange oberhalb der Mittelstellung die Regulatorkugeln neuerdings zu
steigen beginnen, wird sofort wieder der Anschlag d
gehoben, die Schaltwelle t dreht sich – um drei
Viertel Drehung, bis wieder der Flügel u₁
anschlägt und weitere Kraftverminderung stattfindet; wenn jedoch beim Rückgange der
Regulator auf einer Geschwindigkeit über der normalen verharrt, so ist der bis jetzt beschriebene Mechanismus nicht im Stande,
eine Aenderung herbeizuführen.
Dies zu leisten, ist die Aufgabe des Correcturapparates
Der Regulator sei aus seiner höchsten Stellung zurückgegangen und rotire nun in
neuem Beharrungszustande oberhalb der Mittelstellung fort. Der Anschlag d ist in seiner Mittelstellung und arretirt den Flügel u₂u der Schaltwelle t, und der Bolzen f liegt an der rechten Kante des gehobenen untern
Schlitzes. Gleichzeitig mit der Coulisse des Bolzens f
ist jedoch an der andern Seite b' (Fig. 4 und 9) der Regulatorhülse eine
zweite Coulisse gehoben worden, in welcher der Bolzen f'
eines zweiten Winkelhebels k einspielt. Diese Coulisse
gibt in der Mitte dem Bolzen f' geringes Spiel in verticalerhorizotaler Richtung, so daß bei minimalen Geschwindigkeitsdifferenzen keine Einlösung
des Correcturapparates erfolgt; – wie jedoch die Regulatorhülse höher gehoben
ist, wird t' nach links verschoben, so daß das
Zahnrädchen n, dessen Welle in dem horizontalen Arme des
Winkelhebels k gelagert ist (Fig. 7), mit der Schnecke
r in Eingriff kommt, bei unternormaler Tourenzahl
mit r'. Die Schnecken r und
r' erhalten durch die Stirnräder q, q' und die Schnurrolle p
continuirlichen Antrieb in entgegengesetzter Richtung. Beim Eingriffe vom n mit r dreht sich das
Rädchen nach links und theilt diese Bewegung durch ein zweites Zahnrädchen o, welches sich auf der Welle m befindet (Fig. 5), dem Rädchen o' einer unterhalb m
liegenden Welle m' (Fig. 6 und 3) mit. Auf letzterer
endlich ist das mit zwei Anschlägen d₁ und d₂ versehene Segment s befestigt, von welchem bei dem hier angenommenen Drehungssinne des
Rädchens n der Anschlag d₁ in der Richtung des Pfeiles (Fig. 6 unten)
fortschreitet und nach kurzer Zeit einen Daumen e der
Schiene c anhebt.
In Folge dessen legt sich der Bolzen f an die linke Seite
der gehobenen Coulisse, der Anschlag d läßt den
anliegenden Flügel u₂ frei und die Schaltwelle
t macht drei Viertel Drehung, bis der Flügel u₁ anschlägt und das Schaltwerk auf weitere
Kraftverminderung eingelöst ist. Gleichzeitig muß aber die Correcturvorrichtung
ausgelöst werden, da eine weitere Aufwärtsbewegung der Schiene c unmöglich ist. Dies geschieht durch Lösen des
Eingriffes der Rädchen o und o', bezieh. der Wellen m und m', worauf letztere frei beweglich wird, und das Segment
s durch sein Uebergewicht wieder nach abwärts in die
Stellung Figur
6 fällt. Während die Welle m' festgelagert
ist, und das beim Rädchen n befindliche Ende der Welle
m vom Winkelhebel k
gehoben und gesenkt werden kann, ist das andere Ende der Welle m beim Rädchen o in einen
zweiten Hebel l gelagert (Fig. 3 und 5), dessen geschlitzes
Ende in die Kammscheibe v eingreift, welche mit der
Schaltwelle t verbunden und so geformt ist, daß für die
Ruhelagen der Schaltwelle der Hebel l nach abwärts
gedrückt und damit das Rädchen o und o' in Eingriff und die Correcturvorrichtung in
Thätigkeit ist, während bei der um 90 oder 270° verdrehten Stellung der Welle
t der Hebel l in die
höchste Lage und damit der Correcturapparat, entsprechend der Einlösung des
Schaltwerkes, ausgelöst ist. Beide Enden der Welle m
müssen somit eine auf- und abwärtsgehende Bewegung unabhängig von einander
gestatten und sind daher in Spitzen gelagert.
Die Wirkungsweise des Correcturapparates ist somit wohl ersichtlich; als Vorzug der
hier gewählten Anordnung gegenüber der erst beschriebenen ist noch anzuführen, daß
die Einlösungsvorrichtung gänzlich unabhängig vom Correcturapparate ist und daher
das Schaltwerk auch beim Rückgange in die Mittelstellung sofort zur Wirkung kommt, sowie die Geschwindigkeit wieder zunimmt.
Auf diese Weise ist ein Regulator geschaffen worden, dessen Schaltwerk jeder
Kraftentwicklung fähig ist, während der Geschwindigkeitsmesser vollkommen entlastet
bleibt, – welcher bei der kleinsten Geschwindigkeitsdifferenz zur Wirksamkeit
kommen kann und zum ersten Male die Möglichkeit einer vollkommenen
Geschwindigkeitsregulirung zeigt, durch die bei gestörtem Gleichgewicht zwischen
Kraft und Last in kürzester Frist und ohne störende Schwankungen ein neuer
Beharrungszustand bei normaler Tourenzahl mit absoluter Sicherheit herbeigeführt
wird.
Aus unserer Kritik der verschiedenen Regulatorsysteme hat sich außer der
vollständigen Unbrauchbarkeit wirklich astatischer Regulatoren ergeben, daß von den statischen Regulatoren die direct
continuirlich
wirkenden große Schwankungen und eine neue, weit von der normalen
entfernte Geschwindigkeit zulassen; bei den indirect
continuirlich wirkenden, welche zu viel reguliren, ist die endliche
Wiedererreichung eines neuen Beharrungszustandes mit normaler Geschwindigkeit nur
nach großen Schwankungen und bei sehr langsamer Einwirkung des Schaltwerkes
denkbar.
Von den intermittirenden Regulatoren dagegen ist der direct wirkende für kleine Widerstände, der indirect wirkende Bodemer'sche Regulator auch für die größten Widerstände,
bei der Regulirung von Dampfmaschinen selbst ohne Correcturvorrichtung mit hohem
Nutzen verwendbar. Unübertrefflich in seiner Vollendung dagegen erscheint der Bodemer'sche Regulator mit
Correcturapparat, und wir bezweifeln nicht, daß sich derselbe, sobald
einmal seine Vorzüge genügend erkannt sind, rasch verbreiten wird.
Wohl ist die Einrichtung dieser Regulatoren ungewöhnlich complicirt und macht daher
speciell die Beschreibung äußerst umständlich. Bei der fertigen Construction fällt
dies kaum auf, so vollendet und durchdacht ist die Ausführung bis ins kleinste
Detail. Es kann eben etwas rationell, streng wissenschaftlich, präcis und doch
praktisch sein, und das wird im vollsten Maße durch die Regulatoren von Johann G.
Bodemer bewiesen.
Der zuletzt beschriebene Regulator, jedoch ohne die Correcturvorrichtung, welche
zuerst am Ausstellungsregulator angebracht war, fungirt seit zwei Jahren in der
Spinnerei des Erfinders in Zschopau und in verschiedenen andern Fabriken der
Umgebung ohne jeden Anstand; welchen immensen Werth aber eine correcte Regulirung
des Motors für manche Industrien hat, geht daraus hervor, daß Bodemer seit Einführung seines Regulators die Geschwindigkeit aller
Transmissionen um 6 Proc. erhöhte, und daß beispielsweise die Trommelschnüre der
Selfactors, welche früher nur 2 bis 3 Wochen hielten, jetzt 6 Wochen laufen, ohne zu
reißen, ebenso wie die Zahl der Fadenbrüche bedeutend abgenommen hat. Wir sehen
somit als Resultat rationeller Regulirung: erhöhte Leistungsfähigkeit, geringere
Productionskosten, verbessertes Product – Erfolge, welche bahnbrechend für
diese Erfindung wirken müssen, wenn sich auch deren Mechanismus nicht ganz der
schmucklosen Einfachheit erfreut, welche den 100 jährigen Pendelregulator und die
Drosselklappe auszeichnet.
(Fortsetzung folgt.).