Titel: | Neue Regulatoren. |
Fundstelle: | Band 287, Jahrgang 1893, S. 4 |
Download: | XML |
Neue Regulatoren.
(Patentklasse 60. Fortsetzung des Berichtes Bd.
284 * S. 49.)
Mit Abbildungen.
Neue Regulatoren.
Pendelregulator mit selbsthätiger Aenderung der Belastung der Regulatorhülse von C. Pieper in Berlin (* D. R. P. Nr. 63662 vom 6.
October 1891). Fig. 1 bis 3.
Textabbildung Bd. 287, S. 3Fig. 1.Pieper's Pendelregulator. Bei den gebräuchlichen Pendelregulatoren, welche selbsthätig den
Füllungsgrad der Dampfmaschine ändern und durch Gewichte oder Federn belastet sind,
entsprechen der untersten und obersten Stellung der Hülse, die geringste und grösste
Umdrehungszahl der Maschine, sowie die grösste und kleinste Füllung; die Beziehung
zwischen Füllungsgrad oder dem Hülsenstande und Umdrehungszahl ist für die
verschiedenen Stellungen des Regulators unveränderlich. Dieses Verhältniss zwischen
Umdrehungszahl des Regulators und Hülsenstellung oder, was dasselbe ist, zwischen
Umdrehungszahl und Füllung des Dampfcylinders selbsthätig veränderlich zu machen
nach bestimmt vorgeschriebenen Gesetzen, ist bei Dampfmaschinen von Wichtigkeit,
z.B. bei solchen, welche gewisse Arten von Dynamomaschinen betreiben.
Der angestrebte Zweck wird in folgender Art erreicht:
1) Durch Belastung des Stellhebels am Regulator mittels Gewichtes, welches sich
vergrössert beim Steigen des Regulators und sich vermindert beim Niedergange
desselben.
Fig. 1 stellt einen angenähert astatischen
Pendelregulator beliebiger Construction dar, dessen Stellhebel a seinen Drehpunkt in b
hat, den Angriffspunkt des Stellzeuges für Veränderung der Expansion in c, sowie den Angriffspunkt seiner veränderlichen
Gewichtsbelastung in d. Der Regulator ist in seiner
höchsten Stellung gezeichnet und die Stange de, welche
die Gewichte trägt, ebenfalls in ihrer höchsten Stellung. Die Stange de hat verschiedene Durchmesser bei fghikl, so dass sich an diesen Stellen Vorsprünge
bilden, auf welchen die verschiedenen tellerförmigen Gewichte f1g1h1i1k1l1 lose aufliegen. Der
auf dem Fundamente feststehende Kasten m umgibt die
Gewichte und trägt an der inneren Seite Vorsprünge f2g2 u.s.w., welche die correspondirenden Platten f1g u.s.w., die lose auf den Vorsprüngen fg u.s.w. der Stange de
liegen, tragend aufnehmen, wenn die Stange de eine
abwärts gerichtete Bewegung macht. Die Absätze fghikl auf der Stange de sind verschieden
lang und nehmen nach unten hin zu, so dass bei der Abwärtsbewegung der Stange de zunächst das Gewicht f
sich auf die Ansätze f2
legt, dort liegen bleibt und den Regulator um dieses Gewicht entlastet; sinkt die
Stange de weiter, so wird die Gewichtsplatte g1 abgehoben, welche
sich auf die Ansätze g2
legt und den Regulator weiter um das Gewicht dieser Platte g1 erleichtert; in gleicher Weise werden
alle folgenden Gewichtsplatten der Reihe nach einzeln beim weiteren Niedersinken des
Regulators abgehoben, so dass in der niedrigsten Stellung nur das Gewicht der Stange
de und das constante Gewicht n die Belastung des Stellhebels bilden.
Ist nun für diese constante Minimalbelastung und die kleinste Umdrehungszahl das
Gleichgewicht hergestellt, bei grösster Füllung der Maschine, ebenso für die
Gesammtbelastung des Regulators mit sämmtlichen losen Gewichtsplatten die grösste
Umdrehungszahl der Maschine bei kleinster Füllung der Maschine, so kann durch die
Anzahl der losen Gewichtsplatten und verschiedene Wahl der Gewichte derselben jedes
beliebige Gesetz zwischen Umdrehungszahl und Hülsenstellung bezieh. Füllung des
Dampfcylinders innerhalb der angenommenen grössten und kleinsten Umdrehungszahl
vorgeschrieben und befolgt werden.
Nehmen die Gewichtsplatten z.B. von f bis l gleichmassig einzeln im Gewichte zu, so ändert der
Regulator vom untersten Stande aus schnell die Umdrehungszahl der Maschine, während
die Füllung verhältnissmässig wenig verkleinert wird; steigt der Regulator weiter
und kommt in die höheren Lagen, so ist das Verhältniss umgekehrt, es wächst die
Umdrehungszahl der Maschine langsamer und die Füllungen werden schneller
verkleinert.
Bei dieser Art der veränderlichen Belastung des Regulators erfolgen die Veränderungen
der Umdrehungszahl der Maschine sprungweise; soll diese Veränderung stetig sein, so
wird statt der veränderlichen Belastung mit einzelnen Platten an der
Belastungsstange des Regulators unten ein Gewicht angebracht, welches aus einem
cylindrischen Theile und einer nach einer beliebigen Curve oder geraden Linie geformten
Spitze besteht. Die Spitze des Gewichtes wird beim Heben und Senken des Gewichtes
durch den Regulatorstellhebel aus einer in einem Gefässe befindlichen Flüssigkeit
herausgehoben bezieh. in die Flüssigkeit hineingetaucht.
2) Durch Belastung des Stellhebels am Regulator mittels eigenthümlich construirter
Feder, welche bei verschiedenen Durchbiegungen andere Drucke äussert als gewöhnliche
Federn, so zwar, dass Durchbiegung und Druck in einem vorgeschriebenen Verhältniss
sich ändern.
Textabbildung Bd. 287, S. 4Fig. 2.Pieper's Pendelregulator. In Fig. 2 ist ed die Stange, an welcher die Belastung des Regulatorstellhebels ebenso
wie in Fig. 1 angebracht wird; a ist ein auf dem Fundamente feststehendes Gehäuse mit
Deckel b, in dessen Mitte eine durchbohrte Schraube c sich befindet, welche der Belastungsstange de freien Durchgang gewährt und mit ihrer unteren
ringförmigen Fläche auf den Teller d drückt zum Spannen
der Feder fghik; die letztbezeichnete Feder
findet in dem festgeschraubten Teiler d1 ihren Gegenhalt. Die cylindrische Spiralfeder fghik hat gleichmässig veränderte Querschnitte,
und ist der Querschnitt bei f am kleinsten, bei k am grössten. Diese Federbelastung ist in der Fig. 2 für die tiefste Stellung des Regulators
gezeichnet und steht dabei die Feder unter einer Spannung, welche der geringsten
Umdrehungszahl des Regulators entspricht. Bei allmählich vergrösserter
Umdrehungszahl des Regulators setzt sich dem Heben der Hülse ein allmählich
wachsender Widerstand entgegen, da zunächst der schwächere Theil der Spiralfeder
zusammengedrückt wird, und allmählich bei wachsendem Drucke die stärkeren
Theile.
Je nachdem der Unterschied der Querschnitte in der Spiralfeder am unteren und oberen
Ende grösser oder kleiner ist, je nachdem diese Veränderung in den Querschnitten
stetig oder nach einer anderen Vorschrift vorgenommen wird, ändert sich das Gesetz
der Zusammendrückung der Feder und mit diesem auch die Umdrehungszahl des Regulators
bei verschiedenem Hülsenstande.
Statt der cylindrischen Spiralfeder kann auch eine konische Spiralfeder zur Anwendung
kommen, oder auch eine cylindrische Spiralfeder mit gleichen Querschnitten, aber
verschiedener Steigung in den Windungen.
Eine stufenartig gelegte Blattfeder entspricht ebenfalls der Bedingung der beliebig
veränderlichen Hülsenbelastung.
3) Durch Belastung des Stellhebels am Regulator mittels eines selbsthätig
verschiebbaren Gewichtes auf dem Stellhebel.
In Fig. 3 ist ein Pendelregulator dargestellt, dessen
Stellhebel in a seinen Drehpunkt hat, in b sein Auflager auf der Hülse des Regulators und in c den Uebertragungspunkt der Bewegung auf den
Expansionsmechanismus der Maschine; der letzte Theil ck
dieses Hebels bildet eine schiefe Ebene nach einer besonders geformten Curve. An dem
Punkte A des Hebels ist die Zugstange d angebracht, welche an den kurzen Schenkel des
Doppelwinkelhebels efg fasst, der seinen Drehpunkt in
f hat; die langen Schenkel fg der Winkelhebel stehen so weit aus einander, dass sowohl der
Regulatorstellhebel, als auch die Zugstange d frei
zwischen denselben hindurchgehen kann; durch Schlitzführungen gg1 sind die Endpunkte
g der langen Schenkel der Winkelhebel mit der Achse
h der runden Gewichtsrolle ii verbunden und ist diese Rolle um h
drehbar. Die Rolle i ist an ihrem Umfange fein
verzahnt, so dass dieselbe auf der gekrümmten schiefen Ebene ck, welche die gleiche feine Verzahnung hat, gegebenenfalls nur eine
abwälzende Bewegung annehmen kann.
Der Regulator ist in seiner mittleren Lage gezeichnet, der Theil abk des Stellhebels steht wagerecht, der die schiefe
Ebene bildende Theil des Stellhebels hat eine Neigung von dem Regulator abwärts;
steigt jetzt die Hülse des Regulators in Folge vergrösserter Umdrehungszahl, so hebt
sich der Hebel abkc, gleichzeitig wird aber die Rolle
i durch Zugstange d,
Winkelhebel efg und Schlitzführungen gg1 von der
Regulatormitte weiter nach aussen gewälzt und somit die Hülse des Regulators
beschwert, sein Gleichgewicht für eine höhere Umdrehungszahl bei dieser
Hülsenstellung festgesetzt.
Das äussere Stück des Stellhebels ck ist als schiefe
Ebene nach einer solchen Curve construirt, dass bei dem Ausweichen des
Regulatorstellhebels nach oben oder unten die Mitte der Rolle i stets in derselben Horizontalen bleibt, trotz der
Verschiebung dieser Rolle nach innen oder aussen.
Textabbildung Bd. 287, S. 4Fig. 3.Pieper's Pendelregulator. Soll nun die Beziehung zwischen Umdrehungszahl und Hülsenweg nach einem
anderen Gesetze erfolgen, als wie in der bisher beschriebenen Construction liegt, so
wird entweder der Weg der beweglichen Gewichtsrolle i
im Verhältnisse zum Hülsenwege geändert durch andere Wahl der Schenkellängen des
Winkelhebels efg und Verlegung des Angriffspunktes A der Zugstange d, oder es
wird der Rolle i durch Aussparung eines Hohlraumes im
Inneren ein excentrischer Schwerpunkt gegeben, und je nach der Lage dieses
Schwerpunktes in der mittleren Stellung des Regulators bei ss1s2s3 übt das Rollengewicht nach anderen Gesetzen seinen
Einfluss auf die Beziehung „Umdrehungszahl zum Hülsenwege“ aus.
Der kleine Schenkel des Winkelhebels ef kann auch auf
die andere Seite des Drehpunktes p gelegt werden und
der Angriffspunkt der Zugstange d an dem
Regulatorstellhebel A entsprechend nach aussen, so dass
die punktirte Stellung A1dle1 entsteht; bei einer
solchen Anordnung wirkt in den oberen Stellungen der Regulatorhülse das
verschiebbare Gewicht i vermindernd auf die
Umdrehungszahl, in den unteren Stellungen vermehrend.
Centrifugalregulator mit veränderlicher Pendellänge von L. Rushworth und J. Moorhouse Livsey in
Ashtonunder-Lyne (* D. R. P. Nr. 62941 vom 4. October 1891). Fig. 4 und 5.
Textabbildung Bd. 287, S. 5Regulator von Rushworth und Moorhouse Livsey. Die Hauptspindel b des Regulirapparates,
welche auf gewöhnlichem Wege in rotirende Bewegung versetzt wird, ist theilweise
hohl und mit einem excentrisch gelegenen Drehpunkt c
gebildet, in welchem der pendelartige hohle Regulirarm d zweckmässig durch das hülsenartige Verbindungsstück c1 gelagert ist. Am
freien Ende des Armes d ist ein Kolben e befestigt, an welchem der Cylinder f gegen den Drehpunkt des Armes d verschiebbar angeordnet ist. Der Cylinder f, dessen Aeusseres auch kugelartig gebildet sein kann, ist zweckmässig mit
einer durch den Arm d gehenden Stange g verbunden und der Wirkung einer daran sich
befindlichen Spiralfeder h ausgesetzt. Das untere Ende
der letzteren drückt gegen den Kolben e und das obere
Ende gegen eine Büchse h1, welche sich an der Stange g durch die
darauf wirkenden Muttern g1 verstellen lässt, behufs Regulirung der Längsverschiebung des Cylinders
f am Arm d. Für den
gleichen Zweck wird der Cylinder f mit einer passenden
Flüssigkeit angefüllt, welche beim Verschieben desselben sich von einer Seite des
Kolbens e zur anderen drückt und dadurch eine
selbsthätige Längsverschiebung des Cylinders f und
Verlängerung oder Verkürzung des Armes d hervorruft,
gemäss der sich ändernden Kraftabgabe des Motors.
Durch das Gelenkstück i, welches in dem Verbindungsstück
e1 und dem Querarm
j1 sitzt, ist der
Arm d mit dem in der Spindel b sich bewegenden Federkolben j verbunden.
Durch die am Querarm j1
befestigten Stangen b1
ist der Federkolben j ebenfalls mit einem Gegengewicht
m verbunden, welches an der Spindel b geführt ist. Die Wirkung des Armes d kann vom oberen Ende k
des Federkolbens j, von j1 aus oder vom unteren Ende desselben
durch eine damit in Verbindung gebrachte Hebelvorrichtung l und Kette n1 auf den Contactschieber n übertragen
werden. Der Schieber n, mit zwei gezahnten
Contactstücken o versehen, ist in einem anderen, durch
die Stange s rechtwinklig dazu geführten Schieber p senkrecht bewegbar angeordnet. Letzterer wird
wagerecht bewegt durch den Schieber n und die mit
Zähnen oder Spitzgewinde versehene Spindel q, welche
durch die Arme q1 an
der Stange r1 befestigt
ist. Die Stange r1 wird
mittels eines Excenters r in wagerechte Bewegung
versetzt, so dass die Spindel q oben und unten
abwechselnd mit den Stücken o in Contact kommt und
dadurch den Schieber n beim Hin- und Hergang bewegt,
gemäss der Contact- oder relativen Stellung der Stücke o und Spindel q. Der Unterschied in der
Stellung derselben, welcher von der Laständerung herrührt, wird durch die
Stange s auf die Drosselklappe oder
Expansionsvorrichtung übertragen.
Regulator mit veränderlichem Belastungsgewicht von F.
Knüttel und der Berliner Actiengesellschaft für
Eisengiesserei und Maschinenfabrikation in Charlottenburg (* D. R. P. Nr.
62715 vom 8. October 1891). Fig. 6 und 7.
Der vorliegende Regulator lehnt sich insofern an den in Patent Nr. 45706 erläuterten
(1889 272 * 341) an, als die beiden Gefässe desselben ins
Innere der Birne verlegt sind, und zwar wird der Boden des einen durch einen Kolben
an der Spindel gebildet, so dass die in demselben befindliche Flüssigkeit nur die
Spindel belastet, während das zweite Gefäss ringförmig oder in anderer Weise um
dieses in der Birne angeordnet ist. Beide Gefässe sind durch einen oder mehrere
Schlitze, durch welche bei Aenderung der Regulatorstellung die Flüssigkeit
hindurchtritt, mit einander verbunden.
Die Schlitze müssen eine solche Weite haben, dass der Ausgleich der
Flüssigkeitsoberfläche eine gewisse geringe Zeit beansprucht, damit der Regulator
einen für die gute Functionirung nothwendigen Ungleichförmigkeitsgrad behält.
In der tiefsten Stellung enthält das ringförmige Gefäss die meiste Flüssigkeit; diese
tritt bei der Aufwärtsbewegung des Regulators mehr und mehr in das innere Gefäss und
entlastet in demselben Maasse die Birne, während bei der Abwärtsbewegung des
Regulators das Entgegengesetzte eintritt.
Textabbildung Bd. 287, S. 5Regulator von Knuttel. Der wagerechte Querschnitt der Gefässe ist abhängig von der Energie des
Regulators, dem Ungleichförmigkeitsgrade und dem specifischen Gewichte der
Flüssigkeit, oder mit anderen Worten: die Querschnitte der Gefässe werden so
gewählt, dass in jeder Höhenlage des Regulators das Gewicht der Birne der normalen
Umdrehungszahl des Regulators entspricht. Fig. 6 zeigt die tiefste,
Fig. 7 die höchste
Stellung des Regulators. Für diese Figuren ist angenommen, dass der Regulator in
jeder Höhenstellung denselben Ungleichförmigkeitsgrad und also auch die gleiche
Energie besitzt. Hat dagegen der Regulator in der tiefsten Stellung den kleinsten
Ungleichförmigkeitsgrad, so dass derselbe beim Steigen des Regulators stetig wächst,
so muss das ringförmige Gefäss eine solche Form haben, dass der Querschnitt nach
oben enger wird.
Der Regulator von H. Beck in Chemnitz (* D. R. P.
Nr. 60445 vom 17. Februar 1891) dient zur Regelung der Einlassventile an Dampf-,
Gas-, Erdöl-, Heissluft- und ähnlichen Kraftmaschinen und wird an einem hin und her
gehenden Organ, wie z.B. Schieber-, Excenterstange u.s.w., direct befestigt oder für
sich in einer Schlittenführung gehalten und von einem solchen Organ hin und her
bewegt.
Zur Erreichung veränderlicher Füllungsgrade wird die besondere Gestaltung des
Einlassventilkegels mit zu Hilfe genommen.
Das System ist in fünf verschiedenen Constructionen beschrieben.
In Fig. 8 ist A der
Hauptkörper des Regulators; er ist in seinem unteren Theil rinnen- oder trogartig
ausgebildet und die Sohle A1 ist gleich mit eingegossen oder als besonderes Stück eingelegt und kann
in letzterem Falle mittels der Stellschraube A2 steiler oder flacher gelegt werden.
Textabbildung Bd. 287, S. 6Fig. 8.Regulator von Beck. In die so gebildete Rinne oder Rollbahn ist die Regulirrolle B so eingepasst, dass sie leicht und ungezwungen hin
und her kann, beim Stillstand des Körpers A aber von
selbst den tiefsten Punkt in der Bahn sucht.
Der Regulatorkörper A ist ferner in seinem nach oben
gehenden Theil zur Aufnahme des Führungsstückes C
ausgebohrt und nimmt im angegossenen Arm den Drehzapfen E auf, an welch letzterem die beiden Hebel D
und F befestigt sind. Hebel F trägt wieder das nach unten gehende Anschlagstäbchen G und das auf seine Verlängerung aufgeschobene
Regulirgewicht H. In das Führungsstück C ist der Stossknaggen J
befestigt und das Ganze in geeigneter Stellung zu dem Einlassventil V montirt.
Das leicht spielende System der beweglichen Theile wird nun mittels Laufgewichtes H so ausbalancirt, dass das Anschlagstäbchen G im Zustand der Ruhe die im tiefsten Punkt der
Rollbahn befindliche Rolle B kaum berührt oder von
derselben noch etwas absteht. Stossknaggen J steht dann
in seiner höchsten Stellung und das Ventil V bleibt
ausser beim Stillstand auch bei einem sehr langsamen Gang geschlossen, weil J über den Ventilstift v3 hinweggeht.
Erlangt die Maschine durch Andrehen oder durch eine besondere Bethätigung des Ventils
eine gewisse Geschwindigkeit, so wird beim Rechtsgang des Regulators (beim Entfernen
vom Ventil V) der an A
angegossene oder befestigte Anschlag K oder die an der
linken Seite steil ausgebildete Rollbahn den Ablauf der Rolle nach rechts
begünstigen; bei der Bewegungsumkehr des Regulators von rechts nach links
drängt die Rolle vermöge ihres Beharrungsvermögens das Anschlagstäbchen G noch weiter nach rechts und bewirkt ein Sinken des
Stossknaggens J in den Bereich des Ventilstiftes v3.
Beim weiteren Linksgang öffnet J das Ventil V, das mit Federspannung rückwärts drängende Ventil
verursacht in der Führung zwischen C und A so viel Reibung, dass die fast ausbalancirten
Gegenstände JCD und FGH in
dieser Stellung verharren, und die gegen das Ende der Linksbewegung sich in Bewegung
setzende Rolle B verlässt das Anschlagstäbchen, ohne
die sämmtlichen sonstigen leicht empfindlichen Regulatortheile zu irritiren.
Mit Beginn der Rechtsbewegung des Regulators wird Rolle B wieder von der linksseitigen steilen Bahn oder von dem Anschlag K zu einem ferneren Rücklauf genöthigt, und es ist
klar, dass, je schneller die Maschine geht, um so weiter auch die Rolle B nach rechts auslaufen und um so tiefer den
Stossknaggen J stellen wird. Letzterer ist nun nach
oben, schief nach rechts zurückgefeilt und wird beim schnelleren Lauf der Maschine
das Ventil zunächst weniger öffnen, bei einer noch grösseren Geschwindigkeit sich
aber noch tiefer stellen und unter v3 durchgehen.
Das Ventil V wird dann nicht mehr geöffnet und die
Maschine macht so lange Aussetzer, bis die normale Geschwindigkeit eingetreten
ist.
Ein Ventilkegel v1 von
gewöhnlicher Form würde gleich zu Anfang zu weit öffnen und die Verschiedenheit der
Füllungsgrade, welche durch die Schräge des Stossknaggens J bedingt wird und erst in die letzte Strecke des Ventilkegelweges fällt,
würde sich mit einem solchen Ventilkegel weniger gut erzielen lassen. Deshalb ist
der Ventilkegel v1 mit
einem verlängerten Konus v2 in passenderer Erzeugungscurve versehen, oder er ist nach seinem Stift
zu mit einem hohlcylindrischen Ansatz v2 verlängert, welcher wieder mit Schlitzen oder
kleinen Bohrungen versehen ist.
Das Kraftmittel muss diese Schlitze oder Bohrungen passiren und kann man die
Durchgangsquerschnitte für die verschiedenen Ventilstellungen durch die Weite und
Stellungen dieser Schlitze oder Bohrungen anpassen.
Textabbildung Bd. 287, S. 6Achsenregulatoren von Kummer, Fischinger und Leck. Der 283 * 27 beschriebene Achsenregulator (D.
R. P. Nr. 57994) von O. L. Kummer und Co., E.
Fischinger und H. Leck in Niederredlitz bei
Dresden hat die folgende Abänderung (Zusatz D. R. P. Nr. 60832 vom 23. August 1891)
erfahren.
Die Abänderung bestellt darin, dass die Trägheitsmasse durch eine Nabe mit der
Excenterscheibe g (Fig. 9 und 10) verbunden ist,
welche ebenfalls lose auf der Schwungradwelle angeordnet ist.
Die Excenterscheibe g ist von den zwei Hälften eines
Ringes g1 umgeben und
dieser Ring ist wiederum von dem Ring g2 der Schieberstange g3 umschlossen. Um nun den Excenterring
g1 in seiner
normalen Bewegung nicht von der Drehung der Trägheitsscheibe H abhängen bezieh. sie durch Scheibe H nicht
antreiben zu lassen, ist neben jeder Excenterscheibe ein Mitnehmerarm m auf die Schwungradwelle aufgekeilt, dessen radial
stehendes Langloch einen Bolzen n umfasst, welcher
seitlich von dem Ring g1 absteht.
Die umlaufende Schwungradwelle ertheilt durch Arm m und
Bolzen n dem Ring g1 eine zwangläufige Drehung, während die Verbindung
zwischen Mitnehmerarm m und Ring g1 nicht hindert, dass
durch Scheibe H eine Verschiebung der Excenterscheibe
g und ihres Ringes g1 und dadurch eine Veränderung in der
relativen Schieberstellung erfolgt.
Textabbildung Bd. 287, S. 7Achsenregulator von Pyle. Der Achsenregulator für schnell gehende Dampfmaschinen mit rotirenden
Schiebern von G. C. Pyle in Indianopolis, Nordamerika (D. R. P. Nr. 61872 vom 20. Januar 1891), ist in Fig. 11 bis 13 dargestellt.
Die Steuerung derartiger Maschinen wird zweckmässig mittels eines in excentrische
Umdrehung versetzten Rotationsschiebers bewirkt. Wenn man dann durch grössere oder
geringere Excentricität des Rotationsschiebers zur Achsenmitte die
Dampfeinströmungsöffnungen je nach der Geschwindigkeit der Maschine verändert, so
ist man durch nachstehend beschriebenen Regulator in der Lage, die Maschine mit
stets gleichbleibender Geschwindigkeit laufen zu lassen, was für den Antrieb
elektrischer Maschinen von hoher Bedeutung ist.
In Fig. 11 ist der neue
Regulator in Verbindung mit einer viercylindrigen Maschine dargestellt.
Der Schieber 1 befindet sich auf der Wand des Gehäuses,
in der sich die Dampfein- und Dampfauslassöffnungen 2
befinden, und wird von der Hauptwelle 3 aus mittels des
Bügels 4 in excentrische Umdrehungen versetzt. Der
frische Dampf ist von dem Abdampf durch eine Scheidewand 5 und durch den Schieber 1 selbst getrennt,
er befindet sich auf der Aussenseite des Schiebers und gelangt von hier durch die
Oeffnungen 2 in die Cylinder 8. Zur Abdichtung befindet sich auf dem Schieber 1 der Dichtungsring 7. Während der Wirkung
des Dampfes auf den Kolben wird der Schieber so verschoben, dass dessen innere
Höhlung über die vorher als Einströmungsöffnung dienende Oeffnung 2 tritt. Der Abdampf gelangt dann durch Oeffnungen 9 des Schiebers in den eigentlichen Abdampfraum, in
welchem der Regulator angeordnet ist. Auf die Hauptwelle 3 der Maschine ist ein Doppelarm 10
aufgekeilt, an dessen Enden die Gewichtshebel 11 bei
12 drehbar aufgehängt sind. Die beiden
Gewichtshebel 11 sind einerseits bei 13 durch einen Arm 14 und
andererseits bei 15 durch den die excentrische Rotation
des Schiebers 1 bewirkenden Bügel 4 gelenkartig verbunden. Die freien Enden des
Doppelarmes 10 tragen Ansätze 16, von denen je eine Spiralfeder 17 ausgeht,
deren anderes Ende bei 18 an die Gewichtshebel 11 angeschlossen ist.
Wenn die Maschine in Umdrehung versetzt ist, so werden die Federn 17 durch die Centrifugalkraft der Gewichtsarme 11 gespannt. Die Excentricität der Mitte des Bügels 4 von der Achsenmitte besitzt dann für die
Normalgeschwindigkeit eine bestimmte Grösse, für welche die Federn justirt werden
können. Bei zunehmender Geschwindigkeit der Maschine wird dann die Stellung des
Bügels 4 so verändert, dass die Einströmungsöffnungen
so lange kleiner werden, bis die Maschine ihre normale Geschwindigkeit wieder
erreicht hat. In analoger Weise werden die Dampfeinströmungsöffnungen bei
abnehmender Geschwindigkeit grösser. Zur Regulirung der Geschwindigkeit ist stets
nur eine geringe Veränderung der Excentricität des Bügels 4 von der Achsenmitte erforderlich.
Die Erfindung von E. Zimmer in Wiener-Neustadt (* D. R.
P. Nr. 61291 vom 15. September 1891) betrifft einen hydraulischen Regulator, welcher
für jede beliebige Normalgeschwindigkeit einstellbar, genau den Zufluss des
Betriebsmittels bis zur gänzlichen Absperrung regelt und astatisch ist. Dieser
Regulator wird hierdurch für Betriebe, welche grosse Gleichförmigkeit des
Maschinenganges erfordern, besonders geeignet. Er beruht auf folgenden
Grundsätzen:
Der Wasserspiegel in einem gefüllten Gefäss bleibt unverändert, solange in dasselbe
genau so viel Wasser einfliesst, als ihm durch eine Abflussöffnung fortdauernd in
gleichen Mengen entströmt, er wächst und fällt mit dem grösseren oder geringeren Zu-
und Abfluss.
Da die Abflussmenge von der Grösse der Abflussöffnung und der Druckhöhe abhängt, so
muss, da die Grösse der Abflussöffnung eine sich nicht verändernde ist, die
Abflussmenge von der Druckhöhe unabhängig gemacht werden.
Diese Bedingungen werden bei vorliegendem Regulator dadurch erfüllt, dass einem
Gefäss, dessen oberer Abschluss ein durchbohrter, schwimmender Kolben bildet,
mittels von der Welle der Kraftmaschine bethätigter Förderungsmittel jene
Flüssigkeit wieder zugeführt wird, welche ihm durch die Durchbohrung des
Verschlusskolbens entströmt.
Der Schwimmerkolben wird, solange die Kraftmaschinenwelle ihre Normalgeschwindigkeit
beibehält, in unveränderter Höhenlage bleiben, da durch seine Durchbohrung dem
Gefäss oben genau so viel Flüssigkeit entströmt, als in das Gefäss von unten
eindringt. Umgekehrt bewirkt eine unter das Normale sinkende Drehungsgeschwindigkeit
der Maschinenwelle eine Verminderung der in der Zeiteinheit in das Gefäss von unten
eintretenden Flüssigkeitsmenge und in Folge dessen eine Senkung des
Schwimmerkolbens.
Die von der Kraftmaschinenwelle bethätigten Förderungsmittel für die
Regulatorflüssigkeit können sich entweder ausserhalb oder innerhalb des Regulators
befinden. Im ersten Fall muss der Zu- und Abfluss der Flüssigkeit durch
Rohrleitungen vermittelt werden, welche im zweiten Fall unnöthig sind. Im übrigen
verweisen wir auf die Patentschrift.
Vereinigter Geschwindigkeits- und Leistungsregulator von der Sangerhauser Actien-Maschinenfabrik und Eisengiesserei vorm. Hornung und
Rabe in Sangerhausen (* D. R. P. Nr. 63192 vom 21. November 1891). Fig. 14.
Der früher (1891 280 * 220. * 241) beschriebene Regulator
für Arbeitsdampfmaschinen mit veränderlicher Expansion von F. J. Weiss in Basel (D. R. P. Nr. 54922), ist zwar vermöge der durch die
Zusatzpatente Nr. 58300 und 58304 geschützten Vorrichtungen in den Stand gesetzt,
das Durchgehen der Maschinen bei stark sinkenden Arbeitswiderständen zu verhindern,
indem er durch Auslösen eines Mechanismus den Dampf so weit absperrt, dass die
Maschine zum Stillstand gelangt, ist jedoch, da die Maschine erst durch den
Maschinisten wieder in Gang gesetzt werden muss, bei solchen Pumpwerksmaschinen
nicht verwendbar, welche ohne besondere Aufsicht bleiben sollen und deshalb nicht
zum Stillstand gelangen dürfen. Diesem Umstande wird nun in der Weise abgeholfen,
dass dem stark statischen Leistungsregulator ein anderer, annähernd astatischer,
sogen. Geschwindigkeitsregulator zugeordnet wird, der auf die Expansion einwirkt,
wenn die Maschine eine oberhalb des Bereiches des Leistungsregulators liegende
Geschwindigkeit erreicht. Die Maschine steht also bis zur Erreichung dieses Punktes
nur unter der Wirkung des Leistungsregulators, während der Geschwindigkeitsregulator
ausser Verbindung mit dem Expansionsschieber ist, dann aber auf diesen Einfluss
erlangt, so dass die Maschine besagte Tourenzahl nur um etwa 3 bis 4 Touren
überschreiten kann. Der Leistungsregulator ist währenddessen ausser Verbindung mit
dem Expansionshebel.
In Fig. 14 ist a der
bereits patentirte Leistungsregulator, b der auf
derselben Welle sitzende Geschwindigkeitsregulator, welche beide dieselbe Tourenzahl
machen; c ist ein Regulirapparat nach D. R. P. Nr.
54922.
Die Hebel d und e der
beiden Regulatoren sind durch eine Zugstange f
verbunden, welche sich mittels Handrades g und Gewindes
h, dessen Mutter im oberen Hebelwerk drehbar
angebracht ist, zur Veränderung der Füllung verlängern und verkürzen lässt,
während sie im Querstück k des unteren Hebelwerkes
verschiebbar ist und nur unten mit einem Bund l
anliegt.
Der obere Regulator b hat eine verlängerte Muffe m. Der in derselben schleifende Ring n hat zwei gegenüberstehende senkrechte Schlitze o, in welche die Zapfen des Hebels eingreifen und sich
in gewissen Grenzen darin bewegen können. Durch diese beiden Einrichtungen wird die
alternirende Einwirkung der Regulatoren auf den Expansionsschieber erreicht. Die
Regulatoren selbst können also nur eine Hebung des Gestänges und Drehung des
Schiebers nach oben bewirken, während das Senken und somit die entgegengesetzte
Drehung des Expansionsschiebers durch das Uebergewicht des automatischen Apparates
bewirkt wird. Dieses Uebergewicht kann durch Verschieben eines Laufgewichtes r am oberen Hebelwerk vermehrt werden.
Textabbildung Bd. 287, S. 8Fig. 14.Sangerhauser Regulator. Damit der nahezu astatische obere Regulator b
bei der Ungleichförmigkeitsgrösse, den derartige Maschinen haben, nicht tanzt, ist
der Schleifring n desselben mit einem Oelkatarakt p verbunden.
Der automatische Regulirapparat hat in Verbindung mit dem Leistungsregulator die in
Patentschrift Nr. 54922 bereits beschriebene Aufgabe, bei über die normale Höhe
steigenden Arbeitsdrücken die Füllung vorübergehend zu verkleinern und der Maschine
einen langsameren Gang zu geben und umgekehrt dieselbe durch vorübergehende
Vergrösserung der Füllung wieder schneller laufen zu lassen. Die Wirkungsweise des
zugeordneten Regulators ist nun folgende:
Da das untere Hebelwerk d mit dem Regulatorschleifring
fest verbunden ist, so hat dasselbe in der Ruhelage stets die der tiefsten Stellung
der Muffe entsprechende Lage, das obere Hebelwerk e
liegt jedoch nur dann auf der unteren Begrenzung des Schlitzes o in dem Schleifring n
auf, wenn die Verbindungsstange f ihre grösste Länge hat. Verkürzt
man die Stange, so verbleibt das untere Hebelwerk d in
seiner Lage, während sich die rechte Seite des oberen Hebels e hebt und mit ihm der Expansionsschieber, der nun kleinere Füllung
gibt.
Die Länge des Schlitzes im oberen Schleifring ist so bemessen, dass das Hebelwerk
sich so weit verstellen kann, dass, wenn der Leistungsregulator in seiner höchsten
Lage kleinste Arbeitsfüllung gibt und der obere Regulator sich noch in tiefster Lage
befindet, das Hebelwerk den oberen Anschlag der Schlitze gerade berührt. Fängt der
in Ruhelage befindliche Leistungsregulator an, sich zu erheben, so nimmt er, da der
Bund l an dem Querstück k
anliegt, das obere Hebelwerk mit bis in seine höchste Lage. Geht die Tourenzahl noch
höher hinauf, so steigt der obere Regulator schnell und nimmt das obere Hebelwerk
mit bis zur kleinsten Füllung, die erforderlich ist, um die fast leer gehende
Maschine in Gang zu halten. Der Bund der Verbindungsstange verlässt dabei das
Querstück des unteren Hebelwerkes, wodurch das obere Hebelwerk ausser Verbindung mit
dem Leistungsregulator ist.
Textabbildung Bd. 287, S. 9Regulator von Lees. Die Einstellung des Füllungsgrades, sowie die Wirkung des automatischen
Apparates in Verbindung mit dem Leistungsregulator erfolgen ebenso, wie im Patent
Nr. 54922 beschrieben. Hört die Flüssigkeitsentnahme fast ganz auf, so drückt die
Pumpe, um vollständigen Stillstand zu vermeiden, den noch bei der geringsten
möglichen Tourenzahl bleibenden Ueberschuss durch ein Sicherheitsventil wieder in
den Saugraum zurück.
Der Vortheil beschriebener Erfindung besteht also darin, dass man die
Regulirfähigkeit des Leistungsregulators, welcher der Maschine gestattet, bei voller
Ausnutzung der Expansion durch automatische Veränderung der Tourenzahl constanten
Arbeitsdruck zu halten, auch für solche Arbeitsdampfmaschinen verwenden kann, welche
ohne stete Beaufsichtigung bleiben, also nie zum Stillstand gelangen dürfen, bei
denen aber die Arbeitswiderstände zeitweise fast bis auf Null herabgehen können.
Vom Regulator stellbare Expansionsvorrichtung von T. Lees, R.
Lees und W. Lees jr. in Hollinwood bei Manchester (* D. R. P. Nr. 60833 vom 30. August 1891). Fig. 15 bis 17.
Fest auf der von der Kurbelwelle der Maschine, etwa durch ein Kettenrad und
Kette a1 bezieh. a2 getriebenen Welle
a, ist ein konisches Rad b angebracht, und demselben gegenüber, aber ganz unabhängig davon, sitzt
ein konisches Rad c von gleicher Grösse auf der Achse
des Excenters oder der Excentercurvenscheibe g.
Zwischen den konischen Rädern bc liegt ein
Uebertragungsrad d, welches drehbar auf einer Achse h sitzt, die in einem um die Achse der Räder bc schwingenden Gestell e
montirt ist.
Der Regulator F von beliebiger Construction wird von
einem in den oberen Theil des festen Kegelrades b
eingreifenden zweiten konischen Getriebe f1 in Umdrehung versetzt. Durch die Regulatorstange
f2 ist das
schwingende Gestell e mit der Regulatorhülse verbunden,
wodurch das Zwischenrad d je nach der Geschwindigkeit
des Regulators gehoben und gesenkt wird.
Steht das Gestell e still, so dient das Rad d nur dazu, die Drehungen des Kegelrades b auf das Kegelrad c zu
übertragen, beide Kegelräder drehen sich dann mit gleicher Geschwindigkeit. Schwingt
aber das Gestell e mit dem Rad d in der Richtung, in welcher das Kegelrad c
läuft, so wird letzteres in einem Grade vorgeschoben, welcher der Schwingung des
Rades d entspricht, und umgekehrt, schwingt letzteres
in entgegengesetzter Richtung, so wird das Kegelrad c
um einen entsprechenden Winkel zurückgedreht.
Mit dem Kegelrad c ist das Excenter oder die eine
excentrische Curve enthaltende Scheibe g fest
verbunden, in welche mit einer Rolle g1 das Ende des Expansionshebels g2 eingreift. Letzterer
ist mittels eines der Art und Construction der Maschine entsprechenden Hebel-
bezieh. Stangenwerkes mit dem Expansionsventil verbunden.
Die Curven des Excenters g und der Hub des
Expansionsschiebers sind selbstverständlich so eingerichtet, dass während eines
Theiles der Umdrehung des Excenters das Expansionsventil offen ist und während des
Restes der Umdrehung das Expansionsventil geschlossen bleibt.
Durch die unter dem Einfluss des Regulators hervorgebrachte Schwingung des Zwischen-
oder Uebertragungsrades d um die Achse der Kegelräder
bc und in Folge der dadurch entstehenden Versetzung
des konischen Rades c wird nun der Punkt des Excenters,
dessen Lage den Augenblick des Schliessens des Expansionsventils bestimmt, vorwärts
bezieh. rückwärts von seiner normalen Stellung verlegt, je nachdem die
Geschwindigkeit der Maschine zu- oder abnimmt.