Titel: | Neuerungen an Umsteuerungen für Dampfmaschinen. |
Fundstelle: | Band 265, Jahrgang 1887, S. 107 |
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Neuerungen an Umsteuerungen für
Dampfmaschinen.
Patentklasse 14. Mit Abbildungen im Texte und auf
Tafel 8.
Neuerungen an Umsteuerungen für Dampfmaschinen.
Unter den Umsteuerungen für Dampfmaschinen steht immer noch die Coulisse oder
Steuertasche in ihren verschiedenen Anordnungen in erster Linie, und es läſst sich
nicht leugnen, daſs sie allen Anforderungen an eine zweckmäſsige Dampfvertheilung
vollständig entspricht. Immerhin aber ist der ganze Mechanismus ein ziemlich
schwerfälliger, kostspieliger und Kraft verbrauchender; die doppelten Excenter nebst
ihren Stangen sind zudem, namentlich bei Schiffsmaschinen, oft schwer
unterzubringen; die geringe Länge, welche sie dabei meist nur erhalten können,
beeinfluſst den genauen Gang des Schiebers in schädlicher Weise, und nicht selten
hat man überhaupt groſse Schwierigkeit, die vor oder hinter der Maschine liegenden
Schieber in Zusammenhang mit den Excentern zu bringen, ohne allzuviele, Raum
versperrende und todten Gang herbeiführende Zwischentheile anzuwenden. So hat man
sich denn vielfach veranlagst gesehen, nach anderen Umsteuerungen zu suchen, und es
ist insbesondere das Prinzip, den Schieber ohne Excenter, nur durch geeignete
Benutzung der Verschiebung und des Ausschlages der Pleuelstange oder gleichartiger
anderer Bewegungen zu steuern, in der verschiedensten Weise ausgebeutet worden. Auf
Erzielung gleichen linearen Voreilens wird dabei fast stets besonderes Gewicht
gelegt, wenn auch gelegentliche Abweichungen davon vorkommen, ja unter Umständen
sogar auf alles Voreilen im Interesse der Einfachheit verzichtet wird.
Recht einfach gestaltet sich die Umsteuerung von C.
Härtung in Nordhausen (* D. R. P. Nr. 31367 vom 7. Oktober 1884), bei
welcher die bekannte Hackworth'sche Coulisse a (Fig. 1 und 2) als
Umsteuerungsmechanismus gewählt ist. Diese Coulisse besteht nur in einer drehbaren
Scheibe mit querüber verlaufendem Schlitze, in welchem sich ein Gleitstück
verschiebt, das mit einem Zapfen von der kurzen Excenterstange bei e gefaſst wird. Je nachdem die Stellung der Scheibe
verändert wird (vgl. Fig. 2), steht die Steuerung im todten Punkte, oder auf Vorwärts- bezieh.
Rückwärtsgang. Gleichzeitig ist bei dieser Umsteuerung auch eine ganz ähnliche
Expansionsvorrichtung desselben Constructeurs (D. R. P. Nr. 15808 vom 22. December
1880) in Anwendung gebracht, Die von dem Excenter bewegte Stange f gleitet nämlich mit einem an ihrem Ende angebrachten
Gleitstücke in dem Schlitze der Scheibe b, welche sich
in Folge ihrer Verbindung mit der Steuerscheibe a durch
die Stange g gleichzeitig mit a
bewegt, aber derart, daſs ihre Stellungen für gleiche Abstände von der Mittellage
der Scheibe a bei Vor- und Rückwärtsgang gleich
ausfallen. Je nach der Neigung des Schlitzes in der Scheibe b wird nun der Winkelhebel c, auf welchen
sich der Schieberanhubhebel d stützt, durch die Stange
h früher oder später in die Schluſslage
zurückgeführt, also geringere oder gröſsere Füllung gegeben. Die geringste Füllung –
Null – entspricht den äuſsersten Stellungen der Steuerscheibe.
E. Stückrath in Limburg a. d. Lahn (* D. R. P. Nr. 26596
vom 5. Oktober 1883) benutzt zur Umsteuerung von Dampfmaschinen die Versetzung des
angewendeten einfachen Excenters auf der Kurbelwelle in der Art, daſs es abwechselnd
gegen die Kurbel den Winkel 90° + δ nach der einen oder
anderen Seite einschlieſst. Dies wird dadurch bewirkt, daſs das Excenter, bezieh.
bei Zwillingsmaschinen beide Excenter, mittels steiler Gewinde auf besondere Muffe
aufgesetzt sind, die sich mit Nuth und Feder auf der Welle verschieben können. Die
Excenter sind an Längsverschiebung gehindert, müssen sich also bei einer
Verschiebung der Schraubmuffe drehen, und können nur in drei Stellungen, nämlich mit
den Voreilungswinkeln + (90° + δ) und – (90° + δ), sowie 180° gegen die Kurbel versetzt durch den
Riegel i an dem Stellhebel d (vgl. Fig. 3 und 4), welcher sich in die
Einschnitte des Bogens RV legt, festgestellt werden.
Die letztere Stellung entspricht also dem sogen. todten Punkte der Coulisse. Die
Verschiebung der Schraubmuffen von dem Hebel d aus
erfolgt durch die Stange e in bekannter Weise mittels
Rückhebeln, welche in eingedrehte Nuthen der Muffen eingreifen.
Mit dieser Umsteuerung ist noch in eigenthümlicher Weise eine verstellbare Expansion
verbunden, derart, daſs derselbe Handhebel c zur
Verstellung derselben verwendet werden kann, welcher auch die Umsteuerung bewirkt.
Mit diesem Hebel c ist das Zahnsegment k verbunden, welches auf ein Rädchen l an einer Welle m
einwirkt, durch deren Drehung dann die Verstellung der Expansionsvorrichtung
erfolgt.
Der Expansionsschieber ist dabei als Rider-Schieber oder
von einer verwandten Construction gedacht.
Die Anordnung ist nun so getroffen, daſs der Hebel c in
der Stellung Null 70 Proc., dagegen in den Stellungen V
= Vorwärts und R = Rückwärts 0 Proc. Füllung
gibt, und zwar wird dies durch richtige Wahl des Uebersetzungsverhältnisses zwischen
k und l erreicht.
Soll umgesteuert werden, so zieht man den Riegel h nur
so hoch, daſs er die Einschnitte des Führungsbogens am Steuerbocke verläſst, aber
noch mit dem etwas über diesen hervorragenden Ende des Hebels d in Eingriff bleibt. Um letzteres festzustellen, zieht
man den Riegel h ganz hoch; nunmehr kann der am Hebel
d angebrachte Riegel i
in die Einschnitte an der Unterseite des Führungsbogens eintreten und so die
Stellung des Hebels d und des Excenters sichern. Der
Hebel c aber ist gleichzeitig vollständig frei geworden, und man kann
nun mittels desselben die Expansion nach Belieben reguliren.
Wie man sieht, kann also die Umsteuerung nicht vollzogen werden, ohne daſs man dabei
gleichzeitig auch die Expansion verändert; das ist aber ohne irgend einen Belang.
Denn steht das Vertheilungsexcenter auf Null, so ist abgeschlossen und das
Expansionsexcenter kann dann auf 70 Proc. Füllung stehen, da doch kein Dampf
eintreten kann. Wird dagegen d mit c nach R oder V gebracht, so steht in beiden Fällen die Expansion auf
0 Proc., so daſs auch jetzt kein Dampf eintreten kann. Erst durch Bewegen des Hebels
zwischen R oder V und Null
können beliebige Füllungen nach Bedarf gegeben werden.
Als Vortheil dieser Anordnung wird angeführt, daſs der Maschinist nur einen Hebel zu
bedienen habe und auſser der Bremse bei Fördermaschinen keine Drosselklappe mehr
brauche, um die Maschine beliebig reguliren zu können.
Die Umsteuerung von Wheatley und Mackenzie in London,
welche Engineering vom 3. December 1886 mittheilt, ist
speciell für solche rasch gehende schwingende Maschinen bestimmt, bei welchen der
Cylinder quer in einen cylindrischen Block ausgebohrt ist, dessen äuſsere Fläche
dann gleich als Schieberfläche dient. Fig. 5 zeigt solch eine
Maschine im Durchschnitte. Der Cylinder ist in einem cylindrischen Blocke B ausgebohrt, welcher selbst – nebst allen anderen
Cylindern – in ein ausgebohrtes Gehäuse c
eingeschlossen ist. Der Dampf tritt durch die Kanäle bb
ein und durch die Kanäle dd wieder aus; diese Kanäle
münden in zwei besondere Dampfkammern zu beiden Seiten des Gehäuses, und zwar in
besonderen, parallel zur Drehungsachse der Cylinder verschiebbaren Schlitten D und N. In diesen
Schlitten sind mehrere Durchlaſsöffnungen derart gegen einander versetzt angebracht,
daſs bei der gleichzeitigen Verschiebung der beiden Schlitten, wozu irgend passende
Mittel verwendet werden können, die Umsteuerung der Maschine erfolgt. Auf dem
Schlitten für den Dampfeinlaſs D liegt noch ein
rotirendes Absperrventil F.
Auf demselben Prinzipe der Umkehrung von Dampfeintritt und Austritt beruht auch die
Umsteuerung von W. Pepper zu Stockton-on-Tees, deren
Skizze Engineering vom 10. April 1885 S. 380 gibt. Fig. 6 zeigt
die angewendete Construction. Der Schieberspiegel des Cylinders ist dabei neben den
üblichen Kanälen noch mit einem 4. Kanäle D1 versehen, und der Hohlschieber mit doppelten
Oeffnungen greift über diesen weg, und zwar mit einer derart erweiterten Mündung,
daſs die Kanalöffnung D1 immer in Verbindung mit dem Schieberkanale a bleibt. Die Umsteuerung geschieht nun einfach dadurch, daſs man durch
Verstellung eines passenden Schiebers oder Ventiles den Dampf entweder durch die
Oeffnung D1 oder D eintreten läſst, während der Austritt durch D bezieh. D1 erfolgt. Damit der Schieber nicht von dem Spiegel
abgehoben wird, ist
derselbe in ein Gehäuse eingeschlossen, in welches Dampf zugelassen wird.
William Clarke in Victoria Works, Gateshead on Tyne (*
D. R. P. Nr. 30893 vom 18. Mai 1884), benutzt bei seiner Umsteuerung für Dampfwinden
Schieber von cylindrischem Querschnitte, welche aber im Längsprofile die Gestalt
gewöhnlicher C-Schieber darbieten. Der cylindrische Schieberspiegel besitzt zwei
neben einander liegende Systeme von Kanälen, über welche sich der Schieber durch
einfache Drehung um seine Achse bringen läſst; die Anordnung dieser Kanäle bewirkt
den Vor- oder Rückwärtsgang der Maschine. Eine Zwischenstellung des Schiebers
verschlieſst alle Kanäle, bringt also die Maschine zum Stillstande.
Fig. 7 und 8 geben eine
Vorstellung von der Anordnung der Maschine. In den beiden cylindrischen, zu den
Dampfcylindern parallelen Schieberkasten A bewegen sich
die cylindrisch abgedrehten Schieber B, von den Stangen
O durch einfache Excenter getrieben, hin und her.
Aus jedem Gehäuse führen zwei Paare von Eintrittskanälen D und D1, C und C1 nach beiden Cylinderenden, aber in
entgegengesetzter Anordnung, während für beide Paare eine gemeinsame
Austrittsöffnung E vorhanden ist. Der Schieber B ist mit zwei Durchgangsöffnungen F für den Dampfeinlaſs versehen; zwischen diesen ist
seine Wandung eingezogen, so daſs er das Längsprofil annimmt. Bei H tritt der Dampf in den Schieberkasten ein, bei J aber aus den Cylindern wieder aus.
In den Figuren sind die Schieber in Mittelstellung dargestellt, wobei die Maschine
stillsteht. Um dieselben behufs Anlassen links oder rechts drehen zu können, gehen
durch die Rückwand der Schieberkasten in der Achse derselben zwei Spindeln K, welche mit vierkantigen Zapfen in entsprechende
centrale Oeffnungen am Schieber eingreifen. Auf den Enden dieser Spindeln stecken
kurze Hebelarme y, welche beide durch eine gemeinsame
Zugstange an einen Handhebel angeschlossen sind, durch dessen Bewegung nach links
oder rechts die Schieber in die gewünschte Stellung gebracht werden können.
Von sehr einfacher Art ist die Umsteuerung, welche Robert
Duncan zu Glasgow für kleine Dampfmaschinen construirt hat, und welche von
der Firma Ross und Duncan (Engineering vom 24. August
1883 S. 167) für die Maschinen von Dampfyachten angewendet wird. Dieselbe bedarf
weder einer Coulisse noch eines zusammengesetzten Gestänges; sie beruht einfach auf
dem Umstände, daſs ein gewöhnlicher D-Schieber sofort die Umkehrung des Ganges
ergibt, wenn man unter Beibehaltung seiner Verbindung mit dem Vorwärtsexcenter bloſs
die Kanäle für Ein- und Austritt des Dampfes vertauscht. Die ganze Umsteuerung
besteht also nur in einem Ventile, durch welches die Richtung des Dampfstromes
umgeändert wird. Dabei ist allerdings erforderlich, daſs der Schieber keine Deckung
besitzt und das Excenter ohne Voreilen im rechten Winkel mit der Kurbel aufgekeilt
ist, was wieder Dampfeinströmung während des vollen Hubes bewirkt. Die mit Volldampfbetrieb
verbundene wenig vortheilhafte Dampfbenutzung mag nun bei manchen Maschinen, wie
Steuerapparaten, Dampfkrahnen u.s.w., die nur zeitweilig in Gang sind, durch die
Einfachheit der Construction aufgewogen werden; aber bei fortwährendem Gange,
namentlich auf Dampf booten, wird ökonomische Dampfverwendung, also Expansion,
durchaus erforderlich.
Auch für diese hat Duncan seine Steuerung in einfachster
Weise dadurch geeignet gemacht, daſs er die Maschine als Verbundmaschine mit einer
Kurbel Versetzung von 180° gebaut hat; der Dampf wirkt nun zunächst mit Hochdruck
und voller Füllung im ersten Cylinder und dehnt sich dann im zweiten aus. Fig. 9 bis 11 zeigen die
Anordnung der Steuer- und Umkehrschieber für eine solche Maschine. S1, S2 sind die beiden
Steuerschieber (runde Kolbenschieber) für den Hochdruckcylinder A und den Niederdruckcylinder B; dieselben sind, abgesehen vom Durchmesser, ganz gleich, und werden
beide durch dieselbe Excenterstange bewegt. Neben jedem Steuerschieber liegt noch
ein ganz ähnlich construirter Umkehrschieber R1 bezieh. R2; beide können gleichzeitig durch einen Hebel
gehoben oder gesenkt werden. Fig. 10 zeigt einen
Schnitt durch Umkehr- und Steuerschieber des Hochdruckcylinders, Fig. 11 durch die beiden
Umkehrschieber. Bei der gezeichneten Stellung tritt der Dampf durch das Rohr D ein und gelangt nach dem Innenraume des Schiebers R1 (Fig. 10) und von hier
durch den Kanal M nach dem Innenraume des
Steuerschiebers S1,
durch welchen er abwechselnd nach beiden Enden des Hochdruckcylinders geleitet wird.
Der Abdampf von diesem Cylinder geht an den beiden Enden des Schiebers S1 vorüber in das
Gehäuse, tritt durch den Kanal L (Fig. 11) in das Gehäuse
des zweiten Umkehrschiebers R2 ein, und wird nun durch den Steuerschieber S2, welcher wie ein gewöhnlicher Schieber
wirkt, in den Niederdruckcylinder vertheilt. Beim Austritte geht er durch die
Höhlung der Schiebermitte nach der Mitte des Umkehrschiebers, und von hier in das
Rohr E und nach dem Condensator oder in die freie
Luft.
Unter diesen Umständen folgt das Excenter der Kurbel nach; werden aber die
Umkehrventile niedergeschoben, bis der bei D
eintretende Dampf in das Schiebergehäuse statt in den Schieberzwischenraum
einströmt, dann wird die Bewegungsrichtung der Maschine geändert und das Excenter
geht, wie üblich, der Kurbel voran. Der Hochdrucksteuerschieber S1 läſst dann den Dampf
an seinen Enden eintreten und in der Mitte ausströmen, während der
Niederdruckschieber S2
genau entgegengesetzt wirkt.
Bei der Umsteuerung für schwingende Dampfmaschinen von W. H.
Martin zu Vlissingen erhält nach Industries
vom 17. December 1886 der Schieber seine endgültige Führung durch eine Combination
von 3 Einzelbewegungen, deren eine vom Cylinder ausgeht, während eine zweite
rechtwinkelig dazu erfolgt, und endlich die dritte dazu dient, die Dampfabschluſspunkte
gleichmäſsig zu machen. Die Schieberstange greift dabei (vgl. Fig. 12) mit einem
Gleitstücke in den zur Cylinder-Schwingungsachse concentrischen Schlitz eines
Quadrantrahmens N, welcher durch ein System von Hebeln
und Stangen in Bewegung gesetzt wird. Zunächst dem Mittelpunkte des Quadranten ist
die Excenterstange G eingelenkt, mittels welcher das
eine angebrachte Excenter F den Quadrantrahmen zwischen
den Führungen E hin und her zieht. Bei B1 sind zwei Ohren
befindlich, von welchen aus Zugstangen D nach dem
Doppelhebel B gehen, welcher mit dem Umsteuerhebel B2 fest verbunden ist.
So lange der Quadrant die in vollen Linien ausgezogene Stellung einnimmt, hängt die
Schieberbewegung nur von dem Excenter ab, welches nur so viel Hub hat, um dem
Schieber das erforderliche lineare Voreilen zu geben. So wie aber der Quadrant nach
irgend einer Seite gedreht wird, muſs das Gleitstück bei der seitlichen
Ausschwingung des Cylinders in dem Bogenschütze steigen und fallen, und so den Weg
des Schiebers vergröſsern. Dreht man den Quadranten nach der entgegen gesetzten
Richtung, so wird die Maschine umgesteuert, das Voreilen aber bleibt bei allen
Stellungen des Quadranten das gleiche, da im todten Punkte der Kurbel das Gleitstück
stets in Mitte des Bogenschlitzes steht.
Franz Fröbel in Constantinhütte bei Freiberg in Sachsen
benutzt in seiner Umsteuerung für Expansionsdampfmaschinen (* D. R. P. Nr. 26594 vom
13. September 1883) im Wesentlichen die durch Heusinger von
Waldegg eingeführte Methode, das Voreilen des Schiebers von der Bewegung
des Querhauptes oder einer ihr ähnlichen Bewegung abzuleiten. Als solche ist hier
die des Expansionsexcenters benutzt, welches um 180° gegen die Kurbel versetzt
steht.
Fig. 13 zeigt
die Anordnung der Steuerung; dieselbe besitzt nur 2 Excenter G und E, von welchen das
Grundschieberexcenter G den Gleitrahmen H in Schwingung versetzt, welcher im Punkte i am Gestelle drehbar gelagert ist. Der Stein desselben
wird je nach der Bewegungsrichtung der Maschine mittels geeigneter Hebel gehoben und
gesenkt. Das Expansionsexcenter ist um 180°, das Grundexcenter um 90° gegen die
Kurbel verstellt. Das Grundexcenter wirkt durch den Gleitrahmen und die Stange s auf den kurzen Hebelarm a des Armes A, während das Expansionsexcenter
(dessen Stange abgebrochen gezeichnet ist) mittels der am Ansätze d des Excenters angebrachten Treibstange f den langen Arm b des
Hebels A bewegt.
Durch diese Doppelbewegung des Hebels A und das
Verhältniſs seiner Hebelarme a und b resultirt aus beiden in gewissen Perioden einander
entgegen gesetzten Bewegungen der Excenter G und E eine Grundschieberbewegung, welche bei jeder Lage des
Coulissensteines ein richtiges constantes Voreilen bedingt, gleichviel ob die
Maschine rückwärts oder vorwärts gesteuert wird.
Die Handhabung dieser Steuerung soll eine besonders leichte sein.
Die Bryce-Douglas-Umsteuerung, nach Industries, 28. Januar 1887 S. 79, besitzt in der Form,
wie sie an den neuesten Schiffen des Norddeutschen Lloyd angebracht worden ist, die
gröſste Aehnlichkeit mit der Steuerung von Kirk (Fig. 14). Auch
hier sitzt die als ⊥-förmiger Hebel gestaltete Coulisse
drehbar auf dem Zapfen eines Hebels C, des sogen.
„Voreilungshebels“ (lap and lead lever), welcher durch das Querhaupt Q in Schwingung versetzt wird. Die Bewegung der
Coulisse um diesen Zapfen aber wird durch eine Hebelzusammenstellung herbeigeführt,
welche folgendermaſsen angeordnet ist: Von dem Arme der Coulisse aus ist die
Zugstange H zunächst nach dem fest gelagerten Lenker
L geführt. Eine Zugstange G führt von dem Gelenkpunkte dieser beiden nach einem Punkte B des Hebels AB1, dessen Ende A an die
Pleuelstange D angeschlossen ist, und von dieser in der
bekannten eiförmigen Bahn bewegt wird, während das andere Ende B1 in einer
horizontalen Schlitzführung hin und her gleitet. Hierdurch erhält auch der Hebel der
Coulisse eine entsprechende Hin- und Herbewegung. Die Verstellung der
Schieberlenkstange in der Coulisse erfolgt durch die Zugstange K von dem Steuerhebel J
aus.
Eine andere ebenfalls von Bryce-Douglas herrührende
Umsteuerung zeigt Fig. 15. Es ist dies eine Steuerung mit nur einem Excenter, und von der
Fairfield Ship Building and Engineering Comp. vor
Kurzem an dem Dampfer Ormuz der Oriental Steam Navigation Comp. angebracht worden. Auch bei dieser
Steuerung erhält der Schieber ein constantes Voreilen durch den Hebel C, welcher einerseits an das Querhaupt, andererseits an
die Schieberstange angeschlossen ist; sein Drehpunkt sitzt aber an dem einen Arme
eines kurzen doppelarmigen Hebels B, welcher von dem
Excenter aus in regelmäſsige Schwingung versetzt wird. Es geschieht dies in der Art,
daſs die Excenterstange in der Coulisse D ein
Gleitstück hin und her schiebt, an welches die von dem Hebel B ausgehende Zugstange angelenkt ist. Steht die Coulisse zu dieser
Zugstange in normaler Stellung, so bewirkt das Excenter natürlich keine
Schieberbewegung; neigt man aber dieselbe durch den Umsteuerhebel J nach der einen oder anderen Seite, so wird die
Schieberbewegung erfolgen, und zwar je nach der Stellung der Coulisse im Sinne des
Vorwärts- oder Rückwärtsganges. Bezüglich zweckmäſsiger Anordnung der Schieber und
guter Ausnutzung des Raumes scheint auch diese Steuerung wesentliche Vortheile zu
gewähren.
Die Umsteuerung von Kirk,
welche zuerst an einigen Dampfern mit Dreifach-Expansions-Maschinen von Napier und Sons zu Glasgow angebracht wurde, gehört
ebenfalls zur Klasse derjenigen Steuerungen, bei welchen der Schieber von der
Pleuelstange aus zwei Bewegungen erhält, deren eine vom Querhaupte abgeleitet wird
und das Voreilen bewirkt, während die andere, von dem Ausschlage der Pleuelstange
nach beiden Seiten abhängig, sich bald zur ersteren addirt, oder auch davon abzieht – es ist dieses
die hin und her schwingende Bewegung, welche der Coulisse oder Steuertasche um ihren
Drehpunkt ertheilt wird. Derartige Steuerungen sind gerade für Schiffsmaschinen von
groſser Wichtigkeit, da bei diesen die Raumfrage in erster Linie zu berücksichtigen
ist; namentlich bei 3-Cylinder-Maschinen sind die Excenter oft kaum unterzubringen,
abgesehen davon, daſs dieselben jedenfalls recht schwer zugänglich werden. Auſserdem
gestaltet sich die Anordnung der Steuerung noch wesentlich einfacher als bei der
üblichen Excenterbewegung.
Textabbildung Bd. 265, S. 114Die nebenstehende Textfigur stellt die Steuerung von Kirk schematisch dar. A
ist die Mitte der Kurbelwelle, B der Kurbelzapfen, C der Zapfen des Querhauptes. TRS ist der Balancier zur Bewegung der Luftpumpe, welcher um den festen
Zapfen R schwingt, und durch die kurze Lenkstange CT vom Querhaupte aus bewegt wird. An diesem Balancier
ist unweit von R die Coulisse MO in einem Zapfen N gelagert, um welchen sie
frei schwingen kann, während der Zapfen selbst in einem kurzen Bogen um R auf und ab schwingt. Mit der Coulisse ist der radiale
Arm NL verbunden, durch welchen dieselbe in folgender
Weise in Schwingung versetzt wird: Von L aus geht eine
Stange LF nach dem Ende eines doppelarmigen, an der
Pleuelstange mit dem Zapfen E gelagerten Hebels FED, dessen anderer Arm D
durch den Lenker DG an dem festen Punkte G angehangen ist, P ist
das Gleitstück in der Coulisse, von welchem aus durch die Stange PQ der Schieber bewegt wird; eine bei K angreifende, nach dem Arme I der Steuerwelle H gehende Stange dient in
bekannter Weise zur Verschiebung des Gleitstückes in der Coulisse. Fig. 16 und 17 zeigen die
Einzelheiten der Coulisse und Schieberlenkstange. Erstere besitzt einen ⊢⊣-förmigen
Querschnitt, und ist aus zwei Theilen zusammengesetzt, die bei a und b durch angegossene
Lappen und Schrauben verbunden sind. Die Lagerung der Coulisse erfolgt in doppelten
Zapfen N, für welche die Lager einerseits mit dem
Condensatorbalancier direkt, andererseits aber mit einem in letzteren fest
eingesetzten -förmigen Arme S verbunden
sind; eine solche zweiseitige Lagerung ist bei den bedeutenden Kräften und dem
raschen Gange durchaus erforderlich. Das Gleitstück P
der Coulisse ist äuſserlich cylindrisch gestaltet, und bildet zugleich den Zapfen der Lenkstange;
es besteht aus zwei gegen einander verstellbaren Theilen. Auch das Lager für den
Zapfen K der Steuerstange ist verstellbar
angeordnet.
Der doppelarmige Hebel FED ist mit einer langen Achse
versehen, und mit dieser in einer quer durch die ganze Breite der
Pleuelstangen-Gabel gehenden Bohrung gelagert, in welcher zu beiden Seiten durch
eingesetzte Büchsen genaue und auswechselbare Lager gebildet sind.
Als ein besonderer Vortheil dieser Steuerungsanordnung für Schiffsmaschinen wird nach
dem Engineering 1885 S. III noch betrachtet, daſs die
Steuerung der gewöhnlichen Anordnung der Condensatoren in den hinteren Ständern der
Hammermaschinen nicht störend in den Weg tritt, sowie daſs die Schieber nach hinten
zu liegen kommen, so daſs über dem Stande des Maschinisten der Raum für den
Luftumlauf frei bleibt und keinerlei Lager und Stopfbüchsen sich darüber befinden,
von welchen Oel und heiſses Wasser herabtropfen.
In ganz ähnlicher Weise, wie Kirk, hat J. Thom zu Barrow-in-Furness nach Industries vom 17. December 1886 S. 652, die Aufgabe zu
lösen versucht. Seine Steuerung für Schiffsmaschinen verwendet eine Coulisse, welche
gerade wie bei Kirk, auf einen Hebel A gelagert ist, welcher durch das Querhaupt in
Schwingung versetzt wird (Fig. 18). Eine Stange D, die an die Pleuelstange angelenkt ist, versetzt nun
mittels eines an der Coulisse befindlichen Hebelarmes dieselbe in regelmäſsige
Schwingung um ihren Drehzapfen C. Ein wesentlicher
Unterschied besteht aber zwischen beiden Steuerungen darin, daſs bei Kirk die Achse der Coulisse nahe an dem Zapfen des
Condensator-Balanciers angebracht ist, und somit bei dessen Bewegung neben der Auf-
und Niederbewegung nur eine sehr geringe Seiten Verschiebung erfährt, während Thom den Hebel A direkt an
das Querhaupt anschlieſst, so daſs der Drehzapfen B
desselben und natürlich auch die Coulisse in Folge dessen sich sehr erheblich in
horizontaler Richtung hin und her bewegt. In demselben Maſse schwankt natürlich auch
bei jedem Hube das Gleitstück in derselben hin und her, was sowohl bezüglich der
Dampfvertheilung, wie der Abnutzung nur als ein groſser Uebelstand bezeichnet werden
kann.
Abraham Hill in Marlborough (England) (* D. R. P. Nr.
31615 vom 7. November 1884) leitet bei seiner Umsteuerung für
Zwillingsdampfmaschinen die Bewegung des Schiebers, unter Vermeidung aller Excenter,
von der Bewegung der Querhäupter ab, und zwar in einer Weise, von welcher er sich
besonders vorzüglichen Erfolg in Bezug auf rasches Oeffnen der Dampfkanäle und
Vermeidung aller bei Excentersteuerungen vorhandenen Uebelstände verspricht. Fig. 19 zeigt
diese Steuerung für eine Locomotive, die ja als Grundform aller umsteuerbaren
Zwillingsmaschinen angesehen werden kann.
Als Hauptorgane der Steuerung dient für jede Maschine ein ⊤-förmiger Hebel, welche beide um eine Achse d drehbar sind. Die
Querbalken cc, c1
c1 der ⊤-Hebel sind gebogen und geschlitzt, und zwar der eine
nach oben, der andere nach unten; in diese Schlitze greifen zwei Gleitstücke b und b1 ein, welche drehbar auf die verlängerten Zapfen
der beiden Querhäupter aufgesteckt sind. Durch den Hin- und Hergang der Querhäupter
kommen also die beiden ⊤-Hebel in eine schwingende
Bewegung, welche durch Zugstangen ee1, die an die senkrechten Arme c2 der ⊤-Hebel angeschlossen sind, auf die Arme ff1 an der Welle g übertragen wird. Die Welle g besteht übrigens aus zwei concentrischen Wellen, die sich gegenseitig
als Achsen dienen; auf dem massiven Theile sitzt einerseits der Arm f1, an der anderen
Seite aber der zweiarmige Hebel h1, und auf der hohlen Welle der Arm f1, sowie auf der
anderen Seite, neben f, der zweiarmige Hebel h. Damit dies möglich ist, muſs die hohle Welle
entsprechend ausgeschnitten sein, um den Hebel h1 durch sich hindurch gehen und frei schwingen zu
lassen. Fig.
20 zeigt diese Hebel und ihre Wellen im Grundriſs. Die oberen und unteren
Enden dieser Hebel h und h1 stehen nun mittels Stangen ii1 bezieh. jj1 mit den beiden
Hängetaschen ck, c1
k1 in Verbindung, deren
Gleitstücke in üblicher Weise die Steuerschieber regieren. Die Hängetaschen sind
nach dem Schieber zu hohl geformt, da sie nicht von radial gegen die Kurbelwelle
gerichteten Stangen bewegt sind, vielmehr der Schnittpunkt der Stangen (der
Krümmungsmittelpunkt des Taschenschlitzes) nach rechts zu liegen würde.
Als beste Ueberdeckung der Schieber wird 3mm auf
der Auſsen- und 1mm auf der Innenseite angegeben;
übrigens soll gar keine Deckung erforderlich sein.
Wenn die Theile die in Fig. 19 dargestellte Lage
haben, d.h. der vordere Cylinder A gerade auf halbem
Hube steht, so wird derselbe beim Oeffnen des Dampfventiles vollen Druck erhalten
und die Kurbel nach der Richtung des Pfeiles drehen. Der Schieber der hinteren
Maschine steht in diesem Momente in mittlerer Stellung. Sowie sich aber das vordere
Querhaupt nach rechts bewegt, wirkt es durch die Welle g und die Hebel f und h1 auf diesen Schieber ein, und bringt
denselben rasch in die Stellung, wobei er am weitesten offen ist. Es geschieht dies
sehr rasch, theils weil das Querhaupt einer Maschine die gröſste Geschwindigkeit in
der Mitte seines Hubes hat, und theils, weil der Zapfen des Querhauptes in seiner
mittleren Stellung mit dem kürzesten Arme auf den ⊤-Hebel
einwirkt. Sobald das Querhaupt am Ende seines Hubes angekommen ist, wirkt es auf den
gröſsten Hebelarm des ⊤-Hebels, weshalb die Bewegung des
Schiebers an den Enden seines Hubes, wenn die Dampfwege ganz offen sind, am
langsamsten wird.
Nach diesen Angaben müſste die Steuerung also, wenn die Pleuelstangen unendlich lang
wären, auf beiden Kolbenseiten ein gewisses Zurückbleiben des Schiebers statt eines
Voreilens bewirken. Der Einfluſs der endlichen Länge der Pleuelstange bewirkt aber, daſs
die Kurbel B, welche den todten Punkt bereits
überschritten hat, wenn A den der Mittelstellung des
Kolbens entsprechenden Platz einnimmt, noch nicht bis zum todten Punkte gelangt ist,
wenn A und B in die
Stellungen A1 und B1 eingetreten sind
(etwa 180° später). In diesem Falle ist also der Schieber für die hintere Maschine
noch nicht im todten Punkte, wenn der ihn regierende ⊤-Hebel seine Mittelstellung einnimmt. Das Nacheilen wird also in diesem Falle
ein geringeres, bezieh. es wird sich dasselbe bei der kleinen Deckung und der
verhältniſsmäſsig raschen Bewegung des Gleitstückes im ⊤-Hebel wahrscheinlich in ein Voreilen verwandeln, während auf der anderen
Kolbenseite sich aus gleichen Gründen das Nacheilen noch vermehrt. Dieser Umstand
muſs als ein groſser Fehler der vorbeschriebenen Steuerung angesehen werden.