Titel: | Neuere Regulirvorrichtungen an Dampfmaschinen. |
Autor: | Freytag |
Fundstelle: | Band 284, Jahrgang 1892, S. 31 |
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Neuere Regulirvorrichtungen an
Dampfmaschinen.
Mit Abbildungen.
Neuere Regulirvorrichtungen an Dampfmaschinen.
Der beispiellose Unfall, welcher am 25. April 1890 die Maschine des Schiffes City of Paris betroffen (1891 278 * 213), lenkte die Aufmerksamkeit der Constructeure mehr als bisher
auf diejenigen Vorrichtungen, welche dazu bestimmt sind, die Geschwindigkeit der
Dampfmaschinen den Widerständen entsprechend zu regeln bezieh. ein Durchgehen
derselben zu verhüten, und veranlasste namentlich die Schiffbauingenieure,
selbsthätig wirkende Regulirvorrichtungen zu construiren, welche im Stande sind, den
bei Wellenbrüchen in Folge Durchgehens der Maschinen entstehenden Zerstörungen
vorzubeugen. Doch auch bei stationären Dampfmaschinen wurde eine sichere und
augenblickliche Wirkung des Regulators auf die Steuerung bezieh. die zum Drosseln
und Absperren des Einströmdampfes dienenden Organe immer mehr angestrebt, und es
kann auch hier über beachtenswerte Neuerungen auf diesem Gebiete berichtet
werden.
Textabbildung Bd. 284, S. 31Fig. 1.Brown's Regulirvorrichtung für Schiffsmaschinen. Die von dem Mitinhaber der Firma Brown Brothers
und Co. in Edinburgh, dem Ingenieur A. B.
Brown erfundene selbsthätig wirkende Regulirvorrichtung für
Schiffsmaschinen veranschaulicht Fig. 1. Dieselbe
besteht nach Mittheilungen in Engineering vom 10. Juli
1891 und Invention vom 10. October 1891, S. 1124, aus
einer oscillirenden Maschine, welche mit einem Dampfcylinder A und Wassercylinder B
arbeitet; das obere
Ende der gemeinschaftlichen Kolbenstange beider Cylinder ist mit einem Hebel
versehen, welcher die Umsteuerungscoulissen der Schiffsmaschine bethätigt. Der
Regulator besteht aus einem einfachen pendelnden Hebel, welcher von der
Hauptmaschine aus bewegt wird und ein Gewicht trägt, welches sich auf eine Feder
stützt, die derart regulirt ist, dass der Hebel bei normaler Geschwindigkeit der
Schiffsmaschine nur unbedeutende, beim Wachsen derselben dagegen immer grösser
werdende Bewegungen ausführt, wodurch schliesslich die Umsteuerungscoulissen der
Schiffsmaschine in ihre Mittelstellung gebracht werden.
Der Umsteuerungshebel ist hier nicht um einen Zapfen drehbar angeordnet, sondern
greift am Ende des Hebels C an und umschliesst mit
seinem kurzen Arme D die zum Dampfcylinder A führende Schieberstange bei E; der Hebel C ist um F drehbar und mit der Kolbenstange G1 des kleinen Cylinders H verbunden, dessen Steuerschieber, solange die Schiffsmaschine mit einer
zulässigen Geschwindigkeit läuft, eine solche Lage einnimmt, dass auf dem Kolben G ein constanter Dampfdruck lastet. Unmittelbar über
dem Hebel C befindet sich ein zweiter Hebel I, der unter Zwischenschaltung der mit irgend welchem
gangbaren Theile der Schiffsmaschine verbundenen Stange j eine schwingende Bewegung von ungefähr 50 mm Ausschlag erhält und um den
Zapfen K drehbar ist; an seinem äussersten gegabelten
Ende befindet sich ein Gewicht L, welches durch eine in
dem Bügel M liegende Spiralfeder gestützt wird und auf
seinem unteren Theile mit einer ringförmigen Nuth versehen ist, in welche ein
Winkelhebel N eingreift, dessen anderer Arm bei
Ueberschreitung einer bestimmten Geschwindigkeit der Schiffsmaschine die
Schieberstange O nach aufwärts bewegt. Die Spannung der
Spiralfeder ist nämlich derart geregelt, dass, wenn die Schiffsmaschine mit normaler
Geschwindigkeit läuft, der Winkelhebel N ausser
Berührung mit der Schieberstange O bleibt;
überschreitet indess die Geschwindigkeit eine zulässige Grenze, so kommt das
hakenförmige Ende des genannten Winkelhebels, da das Gewicht L die Feder jetzt mehr als vorher zusammendrückt, mit der Schieberstange
O in Eingriff und es tritt bei der Aufwärtsbewegung
des Schiebers Dampf unter den Kolben G, während der
über demselben befindliche Dampf ins Freie entweicht. Die aufsteigende Kolbenstange
G1 veranlasst nun
eine Drehbewegung des Hebels C, und der nach unten
gehende Umsteuerungshebel bringt den Schieber der Umsteuerungsmaschine in eine
solche Lage, dass Dampf über den Kolben derselben tritt und die Coulissen der
Schiffsmaschine durch die abwärtsgehende Kolbenstange in ihre Mittelstellung oder
etwas darüber hinaus gebracht werden. Hierdurch tritt eine augenblickliche Hemmung
der Bewegung in sämmtlichen Cylindern der Schiffsmaschine gleichzeitig ein, was
durch Schliessen eines Dampfabsperrventiles nie erreicht werden kann, auch wenn
dasselbe noch so schnell bewerkstelligt wird. Nach erfolgtem Stillstande der
Maschine kann der zum kleinen Cylinder H gehörige
Schieber durch den Handhebel P wieder in seine
ursprüngliche Stellung zurückgebracht werden.
Bemerkenswerth ist an der Umsteuerungsmaschine noch die bequeme Zugänglichkeit der
Stopfbüchsen beider Cylinder, welche aus je zwei Hälften bestehen und leicht
entfernt werden können.
G. P. Spooner in Portmadoc, North Wales, schlägt
zur Regulirung der Geschwindigkeit von Schiffsmaschinen vor, zwischen der treibenden
und getriebenen Welle mehrere Spiralfedern einzuschalten, welche, solange die von
der Maschine entwickelte Arbeit den Widerständen proportional ist, zusammengedrückt
bleiben, wobei der Dampf ohne Drosselung in die Cylinder gelangt, bei einer
plötzlichen Verminderung der Widerstände dagegen, wie dies z.B. beim Bruche der
Schrauben welle auf offener See vorkommen kann, sich ausdehnen und eine
Drosselklappe bethätigen, welche die Zufuhr frischen Dampfes in die Cylinder
abschneidet bezieh. den Durchgangsquerschnitt des Einströmrohres derart verengt,
dass ein Durchgehen der Maschine nicht mehr stattfinden kann.
Textabbildung Bd. 284, S. 32Spooner's Regulator für Schiffsmaschinen. Wie die den Industries, 1891, entnommenen
Abbildungen Fig. 2 bis
4 erkennen lassen,
ist zu dem Zwecke auf der treibenden Welle B eine
Scheibe A und auf der Schraubenwelle D eine zweite Scheibe C
festgekeilt, welche je drei durch Platten G gegen
Längsverschiebungen gesicherte Bolzen E bezieh. F tragen, die in Aussparungen der Scheiben liegende und
auf ihrem unteren Theile mit vorstehenden Rändern versehene Kloben tragen. Zwischen
je zwei von Bolzen E der Scheibe A bezieh. Bolzen F der
Scheibe C getragenen Kloben liegen Spiralfedern. Die
Bolzen F sind ferner durch Hebel H mit einer Scheibe I
verbunden, die, mit einer umlaufenden Rinne versehen, sich längs der Treibwelle B verschieben lässt.
Bei normalem Widerstände bleiben die Spiralfedern;
wie bereits oben bemerkt, zusammengedrückt; ändert sich derselbe jedoch, so tritt in
Folge Ausdehnung der Federn bezieh. Verschiebung der auf den Bolzen F sitzenden Kloben durch die Hebel H eine Verschiebung der Scheibe I auf der Welle B ein, welche in folgender
Weise zur Geschwindigkeitsregulirung der Maschine benutzt wird.
In dem kleinen Cylinder J (Fig. 2) bewegt sich ein
Kolben K, dessen Stange mit einer Drosselklappe in
Verbindung steht, und im Schieberkasten desselben liegen zwei zur Steuerung des
Einströmdampfes dienende Schieber L und M; ersterer ist durch eine Stange mit einem in der
Rinne der Scheibe I liegenden Hebel und letzterer durch
einen zweiten Hebel und Stangen in der auf der Abbildung ersichtlichen Weise mit der
Kolbenstange verbunden. Bewegt sich die Scheibe I längs
der Treibwelle B, so führt auch der Schieber L eine entsprechende Bewegung aus und es tritt in Folge
dessen Dampf vor oder hinter den Kolben K, wodurch eine
Verstellung der Drosselklappe bewirkt wird; gleichzeitig verändert aber auch der
Schieber M seine Stellung und schliesst den vordem frei
gewordenen Kanal im Grundschieber wieder, so dass eine weitere Dampfeinströmung in
den Cylinder nicht stattfinden kann.
Eine andere Regulirvorrichtung für Schiffsmaschinen von J. D.
Churchill in London veranschaulichen die den Industries vom 15. Mai 1891 entnommenen Abbildungen Fig. 5 und 6.
Textabbildung Bd. 284, S. 33Churchill's Regulirung für Schiffsmaschinen. Es sind, wie auch Engineering vom 8. Mai 1891
berichtet, A, B und C die
Cylinder (Hoch-, Mittel- und Niederdruckcylinder) einer Dreifach-Expansionsmaschine,
D und E zwei durch ein
Rohr F mit einander verbundene Ventile, welche am
Niederdruckcylinder angebracht sind und im geöffneten Zustande das obere und untere
Ende desselben mit einander in Verbindung bringen, so dass der Niederdruckkolben in
diesem Falle vollständig entlastet ist.
G ist ein verbesserter Regulator nach Durham'sS. Busley, Die Schiffsmaschinen, 1886 S. 276 und
Taf. 150, sowie Engineering vom 12. Juni 1891,
S. 715. System, welcher durch Stange G1 einen dreiarmigen Hebel H bethätigt, an dessen zweitem Arm eine nach der
Drosselklappe bei J führende Stange I und an dem dritten Arme eine in Lagern O geführte Stange K
angreift, welche letztere durch einen Hebel M mit der
senkrechten Welle L verbunden ist, die zur Regulirung
der beiden Ventile D und E
dient. Fig. 6 lässt
erkennen, dass das eine Ende der Stange K mit einem
kleinen Zapfen versehen ist, der sich in einem Schlitze des Hebels M führt, wodurch verhindert werden soll, dass der
Regulator, wenn er mittels Stange I die
Drosselklappe bethätigt, nicht auch gleichzeitig auf die Ventile D und E einwirkt, sondern
erst dann, wenn die Drosselklappe den Durchgangsquerschnitt des Einströmdampfes um
einen bestimmten Betrag verengt hat; es verrichtet demnach der in den
Niederdruckcylinder strömende Dampf erst in dem Falle keine Arbeit mehr, wenn die
Geschwindigkeit der Maschine aussergewöhnlich ansteigt, was nur selten vorkommen
wird. Geht der Regulator in seine ursprüngliche Stellung wieder zurück, so werden
die geöffneten Ventile D und E durch die Stange K sofort geschlossen, da
sich der an dem Ende der letzteren befindliche Zapfen in eine cylindrische
Erweiterung im oberen Theile des Schlitzes vom Hebel M
legt, so dass der Niederdruckcylinder gleichzeitig mit dem Hochdruckcylinder wieder
in Wirksamkeit tritt und die Maschine einen ruhigen Gang annimmt.
Auch andere Einrichtungen lassen sich behufs Bethätigung der beiden Ventile am
Niederdruckcylinder treffen.
Fig. 7 zeigt einen Hebel
N, dessen daumenartiges Ende auf einer konischen
Muffe O ruht, welche auf der Stange K befestigt ist; der Hebel N dreht sich um einen am Maschinengestelle befestigten Zapfen und wirkt
bei genügender Verschiebung der Stange K wieder auf die
Ventile D und E ein. Die
Muffe O kann durch Zug an einer Schnur P ausgelöst werden. Die Construction der am
Niederdruckcylinder sitzenden Ventile D und E geht aus Fig. 8 hervor. Q ist eine mit Durchbrechungen versehene, mit dem
Flansche B zwischen oberen und unteren Theil des
Ventilgehäuses S festgeklemmte konische Büchse, in
welcher sich ein ebenso gestaltetes, auf der Spindel V
befestigtes Ventil T bewegt.
Ueber einen mit Differentialgeschwindigkeit arbeitenden Regulirungsapparat von G. H. Firth in Manchester berichten Industries, 1891 S. 191.
Textabbildung Bd. 284, S. 33Regulirvorrichtung mit Differentialgeschwindigkeit von Firth. Der Apparat ist, wie Fig. 9 und 10 ersichtlich, auf einer mit röhrenförmigem Ansätze A1 versehenen
Grundplatte A montirt, welche in geeigneter Weise
unterstützt ist; zwei mit der Platte A
zusammengegossene Lager B1 tragen eine Welle B, auf welcher die mit
dem Schneckenrade C in Eingriff stehende Schnecke B2 aufgekeilt ist. Die
Welle B wird von der Schwungradwelle der Maschine aus
betrieben und das mit verminderter Geschwindigkeit rotirende Schneckenrad C stützt sich auf eine Flansche D1 der hohlen Büchse D, welche mittels einer in dem röhrenförmigen Ansätze
der Grundplatte A sitzenden Schraubenmutter D2 (Fig. 9) auf der letzteren
befestigt ist. Das konische Rad E ist mit dem
Schneckenrade C zusammengegossen und ferner am oberen
Ende der Büchse D ein zweites konisches Rad F lose drehbar angeordnet, welches mit Vorsprüngen F1 versehen ist,
zwischen welche sich entsprechend geformte Vorsprünge G1 der beweglichen Muffe G legen. Durch die hohle Büchse D geht eine Welle H, deren oberes Ende mit
einem Querstücke I verbunden ist, welches sich mittels
Bolzen I1, sowie Träger
M auf die Grundplatte stützt und eine ebenfalls mit
Vorsprüngen versehene Scheibe H1 trägt, welche in derselben Weise wie vordem mit
der Muffe G in Eingriff ist, wenn letztere durch die in
einer Nuth Ns
der Muffe G liegenden Schrauben N1 des gegabelten Hebels N in die auf der Abbildung (Fig. 9) ersichtliche Lage
kommt. Die Welle H empfängt ihre gleichförmige Bewegung von einem besonderen Motor aus,
der unabhängig von der Maschine, deren Regulirung mittels des Apparates bewirkt
werden soll, arbeitet, und ertheilt durch die Klauenkuppelung G1, G2 dem konischen Rade
F eine in Bezug auf das Rad E entgegengesetzt gerichtete Drehbewegung mit einer constanten
Geschwindigkeit, übereinstimmend mit derjenigen des Rades E, wenn die Maschine mit normaler Umdrehungszahl läuft. Zwischen den
Rädern E und F befindet
sich auf der Büchse D noch ein drittes Rad L, welches mit einer Oeffnung und zwei Lagern für ein
in demselben laufendes Rad L1 versehen ist; letzteres steht, wie die Abbildungen erkennen lassen, mit
den beiden Rädern E und F
in Eingriff und dreht sich einfach um seine Achse, solange die Räder E und F bei
entgegengesetzter Drehbewegung mit gleicher Geschwindigkeit rotiren, d.h. es
veranlasst in diesem Falle keine Ortsveränderung des Rades L. Wenn jedoch die Geschwindigkeit der Maschine und des Rades E wächst, so rollt das Rad L1 auf F und
das Rad L bewegt sich in Folge dessen in demselben
Sinne wie F, während bei abnehmender Geschwindigkeit
der Maschine L1 auf E rollt und L sich in
demselben Drehsinne wie E bewegt. Diese Bewegungen
werden durch das in einer Nabe der Stütze M laufende
Rad K und die Kuppelung K1
K2 auf die Welle O übertragen, welche eine Drosselklappe oder
selbsthätige Expansionssteuerung bethätigt, so dass der Dampf beim Wachsen der
Geschwindigkeit der Maschine entweder mit geringerer Spannung oder grösserer
Expansion im Cylinder zur Wirkung kommt. Um eine Drehbewegung der Welle O bezieh. ein Abbrechen derselben beim Stillstande der
Maschine zu verhüten, ist das Rad K auf der Welle O lose drehbar angeordnet und mit einer gezähnten
Scheibe K1 verbunden,
gegen welche eine zweite ähnliche Scheibe K2, die auf der Welle
O gleitet ohne zu rotiren, durch eine Feder O1 gepresst ist. Wenn
demnach O stehen bleibt und K sich ununterbrochen fortbewegt, werden K1 und K2 ausser Eingriff sein. Um die Maschine von irgend
welchem Punkte der Fabrik aus plötzlich abstellen zu können, ist noch ein
Elektromagnet P angeordnet, der auf einer Unterstützung
P1 ruht und beim
Passiren des Stromes den Anker R anzieht; letzterer
stützt den um N2
drehbaren Hebel N, dessen anderes Ende auf dem Rade F liegt und von einer kräftigen Feder S nach abwärts gedrückt wird. Sobald der Hebel N nach dem Anziehen des Ankers B frei wird, drückt die Feder S die mit dem
Hebel N verbundene Muffe G
nach unten, so dass diese ausser Eingriff mit der Scheibe H1 und damit auch das Rad F zum Stillstande kommt.
Bei der Regulirvorrichtung von Schäffer und Budenberg in
Magdeburg-Buckau (D. R. P. Nr. 54449) wird durch die Wirkung einer in den
Steuerungsmechanismus eingeschalteten Pendelmasse eine selbsthätige Regulirung
des Einströmdampfes durch Drosselung oder Expansion erreicht.
Textabbildung Bd. 284, S. 34Regulirvorrichtung von Schäffer und Budenberg. Von irgend einem hin und her gehenden Theile der Maschine aus (Excenter)
wird der in Fig. 12 und
13 mit a bezeichnete Doppelhebel in eine schwingende Bewegung
versetzt und diese auf den Vertheilungsschieber b
übertragen, welchem der Dampf indess nicht direct aus dem Schieberkasten, sondern
erst nach Passiren eines entlasteten Schiebers c
zuströmt.
Beide Schieber sind unter sich durch die Feder o
elastisch verbunden und ferner ist c noch mit einer
trägen Masse d versehen, welche der die Bewegung
übertragenden Feder e bei zunehmender Geschwindigkeit
einen wachsenden Widerstand entgegensetzt und so den Ausschlag des Schiebers c verkleinert; hierdurch wird für grössere
Geschwindigkeiten ein früheres bezieh. für geringere Geschwindigkeiten ein späteres
Dampf abschneiden erzielt und damit die Geschwindigkeit der Maschine geregelt.
Fig. 12 und 13 zeigen beide Schieber
in einem Gehäuse vereinigt, doch lässt sich der Schieber c auch getrennt vom Vertheilungsschieber b
und die ganze Vorrichtung bei bereits vorhandenen Maschinen anordnen, ohne dass es
nothwendig ist, deren Steuerungen deshalb umzuändern.
E. C. Mills in Manchester benutzt zur Regulirung von
Dampfmaschinen einen unter Mitwirkung gespannten Dampfes functionirenden
pneumatischen Apparat, welcher mit Hilfe des Regulators ein Regulirventil oder das
Absperrventil der Maschine bethätigt.
Textabbildung Bd. 284, S. 34Mills' pneumatische Regulirvorrichtung. Nach den Industries vom 14. November 1890
entnommenen Abbildungen Fig.
14 und 15 ist
A der pneumatische Cylinder mit Kolben B; ersterer ist auf seinem oberen Ende von einem
ringförmigen Gefässe C umgeben, welches zur Aufnahme
und Abgabe der Flüssigkeit in den Cylinder dient. Der untere Theil des Cylinders A steht zu dem Zwecke durch ein Rohr F mit dem Gefässe C in
Verbindung, und zwar wird der Zu- und Abfluss der Flüssigkeit durch einen im Gehäuse
E gleitenden Schieber D geregelt, welcher den Eintrittskanal G des
Rohres F abwechselnd öffnet oder schliesst, so
dass durch den Kanal H Flüssigkeit aus und in den
Cylinder treten kann oder aber das Austreten derselben verhindert wird. Der Schieber
D ist mit krummlinigen Oeffnungen D1 (Fig. 16) versehen und
wird von einer Spindel I bewegt, welche in geeigneter
Weise mit dem Regulator der Maschine in Verbindung steht; durch die Vertiefungen D2 wird eine
ungezwungene Verbindung der Räume des Schieberkastens ober- und unterhalb des
Schiebers erreicht. Der Cylinder A unterhalb des
Kolbens, der Schieberkasten E, die Oeffnungen G und H, das Rohr F, sowie endlich das Gefäss C sind sämmtlich mit Flüssigkeit angefüllt. Irgend welcher Quelle
entnommener gespannter Dampf drückt nun auf die Oberfläche der in C enthaltenen Flüssigkeit und wirkt so durch
Fortpflanzung auf die untere Fläche oder aber auch direct auf die obere Fläche des
Kolbens B; die Ein- und Ausströmung dieses Dampfes
regeln Kolbenschieber J, J1, welche durch die im Schieberkasten K
liegenden Hebel M und Spindeln N gesteuert werden. Der Schieberkasten K ist
mit einer Zwischenwand versehen, durch welche zwei Abtheilungen K1 bezieh. K2 gebildet werden
(Fig. 15); in
ersterer mündet das Dampfeintrittsrohr L, in letzterer
das Ausströmrohr. Die Spindeln N sind durch einen
ausserhalb ihrer Stopfbüchsen angreifenden kräftigen Bügel mit einander verbunden
und werden durch den vom Regulator der Maschine bethätigten Hebel O hin und her bewegt. Die Kolbenschieber gestatten dem
Dampfe, je nach dem Sinne, in welchem sich der Regulator beim Verlassen seiner
normalen Stellung bewegt, entweder den Eintritt in das Gefäss C oder in den oberen Theil des Cylinders A durch die Kanäle P, P1 bezieh. den Austritt desselben durch die Kanäle
Q, Q1, d.h. der
Kolben B bewegt sich durch den Dampfdruck beim Fallen
des Regulators in dem einen, beim Steigen desselben im entgegengesetzten Sinne, und,
da diese Bewegungen augenscheinlich von der Grösse der Oeffnung im Schieber D abhängen, wird durch diese auch die Entfernung des
Regulators aus seiner normalen Lage überhaupt bestimmt, wobei indess zufolge der
krummlinigen Oeffnungen D1 im Schieber D ein beliebiges Zunehmen der
Regulatorbewegung erreicht werden kann. Die Bewegung des Kolbens B lässt sich mittels Stange und Hebel auf ein
Drosselventil (Drosselklappe) übertragen oder zur Regulirung des Absperrventiles
einer mit Meyer'scher Expansionssteuerung arbeitenden
Maschine benutzen.
Textabbildung Bd. 284, S. 35Fig. 17.Regulirung von Sullivan, Hughes, Chemery und Brown.T. Sullivan, W. Hughes, W. Chemery und S. Brown in London ist nach Engineering vom 16. October 1891 in England unter Nr. 15464 die in der
Abbildung (Fig. 17) ersichtliche Vorrichtung zur
Regulirung der Geschwindigkeit grösserer Dampfmaschinen patentirt worden.
Eine mit zwei gleichen Cylindern arbeitende Hilfsmaschine ist mit einem
Regulator A versehen, der unter Zwischenschaltung von
Hebel und Stange einen Vierwegehahn B so bethätigt,
dass derselbe, wenn die Hauptmaschine still steht, nach vorherigem Oeffnen des
Absperrventiles den Eintritt von Dampf in die Schieberkasten der Hilfsmaschine
zulässt, wodurch dieselbe in Gang kommt; letztere steht durch konische Räder E mit einer Drosselklappe D in Verbindung und gestattet nach erfolgtem Oeffnen derselben dem
Kesseldampfe Zutritt zur Hauptmaschine. Wenn die letztere ihre normale
Geschwindigkeit erreicht hat, stellt der mittels Riemen Q von der Hauptmaschine betriebene Regulator A den Hahn B so ein, dass die
Dampfeinströmung in die Schieberkasten der Hilfsmaschine aufhört und diese stehen
bleibt; tritt nun in Folge der Ab- oder Zunahme von Widerständen eine Vermehrung
oder Verminderung der Geschwindigkeit der Hauptmaschine ein; so kommt durch die veränderte Stellung des
Regulators A auch der Hahn B sofort in eine solche Lage, dass eine abermalige Dampfeinströmung in die
Schieberkasten der Hilfsmaschine stattfinden kann und diese je nach dem Fallen oder
Steigen der Regulatorkugeln ihre Bewegung in dem einen oder anderen Sinne wieder
aufnimmt, wodurch eine Vergrösserung oder Verringerung des Durchgangsquerschnittes
im Dampfeinströmrohre durch die Drosselklappe erreicht wird.
Einen durch Whitmore und Binyon, Wickham Market, in
England eingeführten selbsthätig wirkenden Expansionsregulator amerikanischen
Ursprunges (System Nordberg) veranschaulicht die, Engineer vom 18. September 1891 S. 229 entnommene
Abbildung (Fig. 18).
Derselbe besteht aus einem Doppelsitzventile A, welches
vor Beginn des Kolbenhubes um einen gewissen Betrag geöffnet ist und unter
Mitwirkung einer Spiralfeder B, sowie eines Luftpuffers
C schnell und geräuschlos auf seinen Sitz
zurückfällt. Der Kolben D des Luftbuffers wird durch
die Hebel E und E1, welche unabhängig
von einander auf den Spindeln F und F1 frei beweglich sind,
abwechselnd angehoben, und zwar erfolgt dies durch Knaggen G und G1,
sobald dieselben mit ihren unteren, durch Stahlplatten armirten Enden gegen die in
Einschnitten der Hebel E, E1 liegenden Mitnehmer treffen. Die Knaggen schwingen um denselben
Mittelpunkt wie die letztgenannten Hebel und sind um die in den oberen Armen der
Vertheiler J und J1 sitzenden Bolzen H
und H1 drehbar; die
Vertheiler sind auf den Spindeln F, F1 befestigt, durch kurze Glieder gelenkig mit
einander verbunden und werden mittels Excenter, Stange und Kurbelarm von der
Kurbelwelle der Dampfmaschine aus bewegt. Um die Berührung der Knaggen G, G1 mit den Hebeln
E, E1 zu sichern,
werden die Enden derselben durch kleine Spiralfedern K
und K1 beständig nach
unten gedrückt. Treffen die Knaggen bei ihrer Bewegung mit den Mitnehmern der Hebel
E, E1 zusammen, so
werden die letzteren so lange um ihre Achsen gedreht; bis eine Berührung der oberen
Knaggenenden mit der Auslösscheibe M erfolgt, welche
letztere mit der Regulatorspindel O durch ein
Gleitstück N verbunden ist und sich je nach dem Fallen
oder Steigen der Regulatorkugeln der Geschwindigkeit der Maschine entsprechend
einstellt, so dass durch ein früheres oder späteres Auslösen der Klappen ein
veränderlicher Füllungsgrad erreicht wird. Die zusammengedrückte Spiralfeder B
bewegt nach
erfolgtem Auslösen die Hebel E, E1 wieder nach unten, und zwar wird deren Mitnahme
durch die Schrauben L und L1 begrenzt.
Die Regulatorspindel O stützt sich auf das Gleitstück
N und trägt auf ihrem oberen Ende das Kopfstück P, welches mit einem Oelcylinder und seitlichen
Oeffnungen für die kurzen Hebel der Kugelarme des Regulators versehen ist, so dass,
wenn die Kugeln steigen, die Regulatorspindel, das Gleitstück und die Auslösscheibe
nach unten gedrückt werden. Q ist ein kleiner Kolben,
welcher in dem beweglichen Oelcylinder liegt und wie ein Oelbuffer wirkt. Das
Gleitstück N wird von einem Hebel V, auf dem sich behufs Regelung der Geschwindigkeit der
Maschine ein Gegengewicht S verschieben lässt, nach
oben gepresst gehalten.
Auch beim Gleiten und Reissen des Regulatortreibriemens bietet dieser
Expansionsregulator eine genügende Sicherheit und verhütet in diesen Fällen ein
etwaiges Durchgehen der Dampfmaschine.
Textabbildung Bd. 284, S. 36Fig. 18.Expansionsregulator nach Nordberg von Whitmore und
Binyon. Solange der Treibriemen nämlich mit der nöthigen Spannung auf der
Antriebscheibe des Regulators aufliegt, befindet Sich der Gegengewichtshebel V mit einem zweiten durch ein Gewicht T belasteten Hebel im Gleichgewichte; reisst oder
gleitet indess der Riemen auf der Scheibe, so sinkt das Gewicht T nach unten, während der mit dem Gewichte S belastete Hebel V sich
aufwärts bewegt und das innere Ende desselben das Gleitstück N so weit nach unten drückt, dass eine Bethätigung der Hebel E, E1 durch die Knaggen
nicht mehr stattfinden kann und die Maschine in Folge dessen zum Stillstande
kommt.
Die bedeutenden Reibungen, welche bei den in der Regel vom Regulator direct
beeinflussten Doppelschiebersteuerungen zwischen den beiden Schiebern auftreten,
verringern die Genauigkeit der Regulirung, sowie die Empfindlichkeit des Regulators
nicht unwesentlich und veranlassten G. Jalsoviczky in
Budapest, eine Expansionsregulirvorrichtung zu construiren, welche die genannten
Uebelstände vollständig beseitigen soll; dieselbe bewirkt an Stelle des zweiten
Schiebers die Dampfvertheilung selbsthätig und ohne nennenswerthe Reibung.
Textabbildung Bd. 284, S. 36Fig. 19.Jalsoviczky's Expansionsregulator. Die in Fig. 19 ersichtliche
Regulirvorrichtung besteht nach Mittheilungen in Industries vom 26. Juni 1891 bezieh. Engineering vom 19. Juni 1891 aus einem Vertheilungsschieber A und einem als cylindrischer Rundschieber
ausgebildeten, mit vier dreieckigen Oeffnungen versehenen Abschlusschieber D, der sich in dem mit einem Metallcylinder G ausgebüchsten Gehäuse B
bewegt. Der Metallcylinder besitzt ebenfalls vier Oeffnungen, welche denjenigen im
Schieber D entsprechen; letzterer ist mit der Stange
E verbunden und wird vom Regulator in eine drehende
Bewegung versetzt, sowie auch gleichzeitig sammt der Stange E in einer Hohlwelle längs der Achse des Cylinders C verschoben, und zwar erfolgt diese Verschiebung durch ein mit der
Regulatormuffe in Verbindung gebrachtes Gestänge der Geschwindigkeit der Maschine
entsprechend, so dass die dreieckigen Oeffnungen sich bald ganz, bald mehr oder
weniger nur mit den Spitzen decken und dadurch der Füllungsgrad bestimmt wird. Bei
den vier Oeffnungen im Schieber D muss das mit der
Hauptwelle der Maschine in gleichem Sinne drehende Regulatorgetriebe bei zwei
Doppelhüben des Kolbens eine Umdrehung vollführen oder
sich mit der halben Geschwindigkeit der Hauptwelle drehen. Damit dies genau
geschieht, ist die zur Bewegung des Vertheilungsschiebers A dienende Schieberstange mit einer senkrechten Stange versehen, welche
ihre Bewegung durch eine Pleuelstange der Kurbel G
mittheilt. Die Umdrehung der Kurbel überträgt sich dann mittels konischer Räder auf
den Regulator in der Weise, dass die Spindel E halb so
viel Umdrehungen macht, als die Kurbel. Zum Ausgleiche der todten Punkte der Kurbel
dient übrigens noch die Riemenscheibe H.
Die Grundidee dieser Anordnung ist nicht neu, denn bereits die in Paris 1889
ausgestellt gewesenen Dampfmaschinen von Sautter, Lemonnier
und Co. und Olry, Granddemange und Coulanghon (vgl. 1890 276 *
242) besassen ähnliche Regulirvorrichtungen.
Um das stossweise Functioniren der auf ein Drosselorgan arbeitenden Regulatoren bei
plötzlicher Zu- oder Abnahme von Widerständen, welche die Dampfmaschinen zu
überwinden haben, in Fortfall zu bringen und eine möglichst sichere und
augenblickliche Wirkung derselben zu erzielen, gab Raffard demselben nach Bulletin de la Société
d'Encouragement pour l'industrie nationale, 1891 S. 63, die in der
Abbildung (Fig. 20) ersichtliche Gestalt einer
entlasteten Hülse B, welche in der Büchse eines
entsprechend gehaltenen Gehäuses genau eingepasst und ebenso wie diese mit mehreren
Bohrungen a für den durch die Oeffnungen AA des Gehäuses ein und aus tretenden Dampf versehen
ist. Die Hülse ist durch die Hebel FF mit dem Regulator
E verbunden und ändert seine Stellung in der Büchse
derart, dass die Durchgangsöffnungen für den in den Schieberkasten tretenden Dampf
mehr oder weniger verengt werden. Behufs Beseitigung schädlicher Reibungen befestigt Raffard auf der zur Hülse B gehörigen Spindel C ausserhalb der
Stopfbüchse eine kleine mit Spurrinne versehene Scheibe D, welche mittels Schnur von der Schwungradwelle aus beständig in schnelle
Umdrehungen versetzt wird, so dass nur noch durch eine zur Spindel normal gerichtete
unbedeutende Einzelkraft geringe Reibungen hervorgerufen werden und sich die Hülse
auch bei der kleinsten vom Regulator ausgehenden Kraft sofort einstellt.
Textabbildung Bd. 284, S. 37Fig. 20.Raffard's Regulator mit entlasteter Hulse. Auch diese Anordnung ist nicht neu, sondern wurde vor längerer Zeit
bereits von Eugen Bourdon, dem Erfinder des nach ihm
benannten Röhrenmanometers, an einer Maschine zur Ausführung gebracht, welche er zum
Zwecke der Prüfung der für hohe Drucke bestimmten Manometer construirte. In dieser
Maschine wird die Spannung mit Hilfe des auf den Kolbenkopf einer hydraulischen
Presse ausgeübten Druckes gemessen, und um die hierbei auftretende Reibung der
Manschettenliderung zu vernichten, bewirkte Bourdon mit
Hilfe von Zahnrädern eine Drehbewegung der Presse um ihre Achse.
Eine derartige, zur Berichtigung von Manometern bis zu 1000 k für 1 qc und darüber
dienende Maschine war auf der Pariser Weltausstellung 1889 vertreten und erregte
allgemeine Bewunderung.
Textabbildung Bd. 284, S. 37Fig. 21.Knowles' Regulator. Bei dem Regulator von W. H. Knowles in
Burnley, Lancaster (Englisches Patent Nr. 11931 vom 27. Juli 1889), dreht nach
Mittheilung in Uhland's Technischer Rundschau, 1890 Nr. 8 S. 63, die mit Riemenscheibe d (Fig. 21) versehene
Antriebswelle mittels konischen Getriebes eine Hülse c,
die oben eine halbkreisförmige Rinne c1 trägt, in welcher zwei Kugeln liegen, die je nach
der Umfangsgeschwindigkeit der Hülse bezieh. der Maschine mehr oder weniger in der
Rinne emporsteigen und dadurch den auf ihnen liegenden Teller e mehr oder weniger anheben; letzterer ist mit der
Verlängerung a der Drosselventilspindel a1 verbunden und
bethätigt auf diese Weise das Ventil a2 derart, dass nur entsprechende Dampfmengen durch
b nach b1 gelangen können. Der Regulator soll besonders bei
schnell laufenden Maschinen Verwendung finden.
Freytag.