Titel: | Dreifache Expansions-Dampfmaschinen. |
Fundstelle: | Band 261, Jahrgang 1886, S. 443 |
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Dreifache Expansions-Dampfmaschinen.
Dreifache Expansions-Dampfmaschinen.
Ueber den Bau von Dreicylinder-Expansions-DampfmaschinenVgl. Seaton u.a. 1885 257 121. 258 * 341. , welche
seit einigen Jahren die Central Engine Works zu
West-Hartlepool, der Central Marine Engineering Company
gehörig, als besondere Constructionsart ausführen, gibt Iron, 1886 Bd. 27 * S. 221 bezieh. Engineering, 1886 Bd. 41 * S. 8 folgende beachtenswerthe
Mittheilungen.
Die genannten Werkstätten haben für ihre Maschinen neue Modelle entworfen und hierbei
durch geschickte Anordnung eine so gedrungene Dreicylinder-Dampfmaschine zu Stande
gebracht, daſs dieselbe in dem gleichen Maschinenraume Platz findet wie eine
gewöhnliche „Compound“-Maschine. Dabei sind aber nicht etwa die Zapfenlängen
der Kurbelwelle verringert, sondern sogar noch vergröſsert worden, so daſs also die
Maschine alle Wahrscheinlichkeit einer langen Dauer dieses wichtigen Theiles für
sich hat. Die Maschinen des Dampfers Cleveland, die
vierte derartige Maschine, welche in den Central Engine
Works gebaut wurden und kürzlich unter Dampf geprobt worden sind, geben ein
gutes Bild von den Mitteln, wodurch möglichste Genauigkeit der Arbeit und damit
zuverlässiger Gang erreicht worden sind.
Diese Maschinen sind nach den Patenten des Oberingenieurs Th.
Mudd erbaut und sollen 900 Pferd indiciren. Die 3 Cylinder besitzen 534,
889 und 1448mm Durchmesser bei 990mm Hub. Der Arbeitsdruck ist 10at. Die Cylinder liegen neben einander und
arbeiten an drei besonderen, um je 120° gegen einander versetzten Kurbeln. Die
Mittellinien des Nieder- und Mitteldruckcylinders sind so nahe an einander, als dies
die Cylinderdeckel erlauben; die Mittellinie des Hochdruckcylinders besitzt den
gleichen Abstand vom mittleren Cylinder. Die dreifach gekröpfte Kurbelwelle ist aus
3 Stücken zusammengesetzt, die von ganz gleicher Gestalt und unter sich
auswechselbar sind; jeder Theil besteht aus einzeln durch Warmaufziehen
zusammengesetzten Stücken, die Kurbelzapfen aus hohl geschmiedetem Stahl. Die ganze
Welle wird von 4 Lagern anstatt der üblichen 5 bis 6 unterstützt; diese sind aber
alle von ungewöhnlicher Länge und die beiden inneren erstrecken sich sogar von
Kurbelarm zu Kurbelarm.
An Stelle von Vertheilungsschiebern sind nur entlastete Kolbenschieber angewendet,
welche vom Dampfe getragen werden, und deshalb sehr wenig Abnutzung in der äuſseren
Steuerung hervorbringen. Die letztere ist möglichst einfach und mit Vermeidung aller
überflüssigen Gelenke construirt. Alle bewegten Theile haben groſse Reibungsflächen;
die Stangen sind alle der Länge nach verstellbar, die Gelenke erlauben die Abnutzung
auszugleichen. Die gleichen Theile sind bei allen 3 Cylindern unter sich
vertauschbar. Jeder Cylinder besitzt eine Regulirvorrichtung mit Schraube und
Handrad, um unabhängig von den anderen Maschinen den Punkt der Dampfabsperrung
während des Ganges regeln zu können. Zur Umsteuerung und Geschwindigkeitsregulirung
im Hafen dient eine schwingende Umsteuerungsmaschine, welche in jedem Punkte der
Umdrehung wirkt, mit der Hand oder mit Dampf betrieben und ganz von dem Stande des
Maschinisten aus gelenkt wird. Mit Hilfe derselben läſst sich binnen 5 Secunden von
voller Kraft vorwärts zu voller Kraft rückwärts übergehen. Auſserdem ist noch eine
Handumsteuerung mit Schraube ohne Ende und Handrad angebracht.
Die Aufstellung der Maschine ist nach dem bekannten Hammertypus angeordnet. Jeder
Cylinder besitzt auf der Rückseite einen Ständer, welcher die Führung für das
Querhaupt trägt, und unten hinreichend weit zurücktritt, um der Kurbelstange Raum zu
geben. Auf der Vorderseite besitzt der mittlere Cylinder keinen Ständer; die der
beiden seitlichen Cylinder aber sind unten gegabelt, um den Kurbeln Raum zu lassen,
wodurch diese letzteren sehr leicht zugänglich und zugleich die Maschine nach der
Seite trefflich versteift wird.
Die Stopfbüchsendeckel sind alle mit einem innen verzahnten Ringe versehen, welcher
in die mit kleinen Getrieben ausgerüsteten Schraubenmuttern eingreift; eine
Schneckenradanordnung an der Auſsenseite erlaubt diesen Ring zu drehen und so
gefahrlos während des Ganges der Maschine die Stopfbüchsen anzuziehen.
Die Cylinder sind gesondert gegossen und der ganzen Länge nach mit Flanschen
zusammengeschraubt. Dieselben sind, ebenso wie die cylindrischen Schiebergehäuse,
mit Futtern aus hartem Guſseisen versehen, wodurch ein vollständiger Dampfmantel
gebildet wird. Die „schädlichen Räume“ betragen beim Hochdruckcylinder 8,6,
beim Mitteldruckcylinder 7,7, beim Niederdruckcylinder 8,1 Procent der betreffenden
Cylinderräume. Jeder Dampfmantel ist mit besonderem Dampfzulaſsrohr und
Absperrventil versehen, so daſs jeder Mantel nach Belieben benutzt oder auſser Dienst gestellt, ebenso
auch mit Dampf von beliebigem Drucke, unabhängig von den anderen, gespeist werden
kann.
Beachtenswerth sind auch die mechanischen Einrichtungen, welche behufs möglichst
genauer Bearbeitung und Aufstellung dieser Maschinen in Anwendung kamen. Um eine
durchaus zuverlässige Unterlage zu schaffen, wurde im Erdgeschosse der
Montirungswerkstätte auf einen Pfahlrost eine dicke Schicht von Beton gelegt und auf
dieser sodann vier lange guſseiserne Träger festgeschraubt, deren Oberfläche
gehobelt und mit ⊥-Nuthen versehen ist. Quer über diese
sorgfältig in eine wagerechte Ebene eingestellten Träger kamen nun 4 breite
guſseiserne Kastenträger zu liegen, welche sich auf den ersteren Trägern verschieben
und mit Schrauben in beliebiger Stellung befestigen lassen. Auf der Oberfläche
derselben, welche wieder gehobelt ist, befinden sich querüber ⊥-Nuthen, um die nöthigen Schrauben zum Befestigen der Arbeitstücke
anbringen zu können. Auf diese Art erhält man eine vollständig ebene, wagerechte
Fläche zur Aufstellung der Maschinen, welche so fest und unnachgiebig ist, daſs man
auch bei hohen, schweren Maschinen noch überall sich auf die Angaben der Wasserwage
völlig verlassen kann, einerlei, welches Gewicht auf die Unterlage aufgesetzt worden
sein mag.
Die Grundplatte der Maschine wird unten gehobelt, so daſs beim Aufschrauben auf die
beschriebene Unterlage keinerlei Spannungen entstehen können. In dieser Stellung
werden nun mit Hilfe einer 8m,23 langen und 216mm dicken stählernen Bohrstange, die mit einer
empfindlichen Wasserwage und stellbaren Hilfslagern genau eingestellt werden konnte,
alle Hauptlager auf einmal ausgebohrt. Dadurch wird vollste Genauigkeit in der
Achsenrichtung der Lager erzielt, was in Anbetracht der dreifach gekröpften Welle
besonders wichtig erscheint. Dieser Umstand, in Verbindung mit der auſsergewöhnlich
groſsen Länge der Lager und der Güte des Lagermetalles (Weiſsguſs) bewirkte auch,
daſs bei einer Probefahrt, wobei die Maschine 60 bis 61 minutliche Umdrehungen
machte, alle Lager völlig kalt blieben.
Wie bei derartigen Maschinen üblich, ist der Condensator auf der Rückseite derselben
angebracht. Eine Neuerung aber ist insofern getroffen worden, als derselbe durch
eine wagerechte Fuge getheilt und die untere Hälfte mit der Bettplatte
zusammengegossen ist, wodurch letztere eine ausnehmende Verstärkung erhält. Mit dem
Obertheile des Condensators sind wieder die hinteren Ständer für die Cylinder (die
Führunggeleise enthaltend) aus einem Stücke, wodurch auch diese eine Steifigkeit
erhalten, welche sich durch bloſses Aufbolzen auf das Bett nicht erreichen
läſst.
Das Kammlager, welches im Wesentlichen aus einer Anzahl guſseiserner, mit Weiſsmetall
gefütterter Sattelplatten von hufeisenförmiger Gestalt gebildet wird, die in einem
langen guſseisernen Troge an zwei parallelen Schrauben mit Hilfe von Muttern
eingestellt werden, ist in der Art eingerichtet, daſs besondere Platten für den
Vorwärts- bezieh. Rückwärtsgang vorhanden sind. Es ermöglicht diese Anordnung die
Vermeidung jedes todten Ganges und gewährt weiterhin noch den Vortheil, bei
allfälliger Beschädigung einer Sattelplatte sofort eine Platte des anderen Satzes
einfügen zu können, da alle Platten völlig gleich ausgeführt sind. Auch das
Sternlager ist mit besonderer Sorgfalt und in sehr groſser Länge hergestellt.
Besonders gerühmt wird die geringe innere Reibung und die gute Gewichtsausgleichung
der Maschine, welche es beispielsweise möglich machte, im Dock mit bloſs 8
Umdrehungen in der Minute anstandslos zu fahren. Man schreibt die geringe Reibung
insbesondere der Anwendung der entlasteten Steuerkolben zu.
Ueber die Reibungsverhältnisse wird Folgendes mitgetheilt: Bei einem
Leergangsversuche in der Fabrik, wobei die Maschinen mit Dampf aus den
Fabrikskesseln gespeist wurden, welcher 5at,6
Spannung besaſs, aber durch das Drosselventil noch herabgezogen wurde, während die
Maschinen auf 10at Spannung berechnet sind, und
bei einer Länge der Dampfleitung von 76m machten
die Maschinen 63 minutliche Umdrehungen und die Luftleere im Condensator betrug
635mm. Die indicirten Leistungen in Pferd
ergaben sich, wie folgt, bei zulässig höchster und geringster Expansion:
Kleinste Expansion
Höchste Expansion
Hochdruckcylinder
21,4
16,1
Mitteldruckcylinder
3,29
5,13
Niederdruckcylinder
22,9
23,1
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–––––––
Im Ganzen
47,59
44,33.
Diese Zahlen betragen, wenn man die indicirte Leistung der Maschine bei voller Kraft
zu 900 Pferd annimmt, etwa 5 Procent der Gesammtleistung. Dabei ist aber zu
berücksichtigen, daſs in dem angeführten Falle die Kühlwasserpumpe ihr Wasser aus
dem Dock mit einer Saughöhe von 5m,95 entnahm und
durch ein Rohr von 137m Länge mit vielen
Krümmungen herbeizuführen hatte, eine Arbeit, die man recht wohl mit 5,5 Pferd für
das Ansaugen und mit der gleichen Höhe für die Reibung in den engen Röhren in
Anschlag bringen kann. Zieht man diese 11 Pferd ab, so verbleibt für die innere
Reibung unter gewöhnlichen Umständen etwa 34 Pferd oder 3,8 Proc., wobei zu
berücksichtigen ist, daſs die Kolbenschieber auch bei höherem Dampfdrucke keine
gröſseren Bewegungswiderstände darbieten, während die Zapfenreibungen nach
mehrmonatlichem Gange jedenfalls sich gegen ihre Höhe in völlig neuem Zustande der
Maschinen noch etwas ermäſsigen.