Die Dampfmaschinen der Weltausstellung in Chicago 1893. Von Fr. Freytag, Lehrer der Maschinenbaukunde an der königl. höheren Gewerbschule zu Chemnitz i. S. (Fortsetzung des Berichtes S. 145 d. Bd.) Mit Abbildungen. Die Dampfmaschinen der Weltausstellung in Chicago 1893. In hervorragender Weise ist die Westinghouse Machine Company in Pittsburgh, Pa., auf der Ausstellung vertreten; ausser zwei einfach wirkenden 300 pferdigen Verbundmaschinen hat die Firma acht 1000 pferdige stehende doppelt wirkende Verbunddampfmaschinen ausgestellt, deren Kurbelwellen mit je einer Westinghouse-Glühlichtdynamo zu 10000 Lampen direct gekuppelt sind; diese letzteren Maschinen weichen in Construction und Anordnung der Einzeltheile ganz wesentlich von den in Deutschland genügend bekannten Maschinen der Westinghouse Company ab. Textabbildung Bd. 290, S. 241 Fig. 45.Dampfmaschine der Westinghouse Machine Co. Die Cylinder von 546 bezieh. 940 mm Durchmesser für 560 mm Kolbenhub sind, wie Fig. 45 erkennen lässt, über einander angeordnet, und zwar der Niederdruckcylinder oben; letzterer arbeitet mit Flachschieber-, der Hochdruckcylinder dagegen mit einer Kolbensteuerung. Zur Aufnahme bezieh. Ueberwindung der Massenwirkung der schweren Steuerungstheile und Entlastung des Excenters ist ein Luftcylinder vorgesehen; in diesem bewegt sich ein Kolben mit quer durchgesteckter Traverse, die zum Betreiben des Schieberkolbens dient und mittels kurzer Lenkstangen und Hebel von einem zwischen Lager und Riemenscheibe liegenden frei beweglichen Excenter mitgenommen wird. Zum Betreiben des Flachschiebers vom Niederdruckcylinder dient ein neben dem einen Kurbelarme im Inneren des Gehäuses sitzendes festes Excenter. Der Regulator, aus zwei bügelförmigen Gewichten bestehend, deren Centrifugalkraft durch Spiralfedern entgegengewirkt wird, stellt das frei bewegliche Excenter ein; er besitzt bedeutende Abmessungen und ist in das Gehäuse der Riemenscheibe eingeschlossen, wo er vollständig in Oel schwimmt. Die Umdrehungszahl der Maschine beträgt 200 in der Minute. Die von der Westinghouse Company erbauten einfach wirkenden Verbundmaschinen veranschaulichen Fig. 46 bis 49. Die Kolbensteuerung ist bei diesen Maschinen gegenüber den Zwillingsmaschinen (Standard-Maschinen) älterer Construction (1890 276 * 397) wagerecht über die beiden zusammengegossenen Cylinder gelegt. In dem ebenfalls aus einem Stück gegossenen Schieberkasten befinden sich Aussparungen für Ein- und Ausströmung des Dampfes, sowie eine mit Durchbrechungen versehene Büchse, in welcher der Kolbenschieber hin und her geht. Auf die Vorderseite des Schieberkastens sind die Gehäuse zweier mittels Federn regelbarer Ablassventile (Fig. 48) geschraubt, welche etwaige Zerstörungen der Maschine durch Wasser verhüten sollen. Der hintere Cylinderdeckel lässt sich, wenn die Maschine in Gang ist, entfernen und damit der Zustand des Schiebers genau untersuchen. Die einzige Stopfbüchse der Maschine in dem vorderen Schieberkastendeckel hat die Schieberstange nur gegen den Ausströmdampf abzudichten. Der Kolbenschieber trägt an seinen cylindrischen Enden je zwei schmale federnde Dichtungsringe; der zwischen diesen Enden liegende Raum steht mit dem Hochdruck- und zeitweise behufs Ueberströmen von Dampf aus diesem in den Niederdruckcylinder auch mit letzterem in Verbindung. Die Schieberstange geht durch ein inmitten des Kolbenschiebers liegendes Rohr und ist mittels Mutter am hinteren Kolbenende befestigt; eine Drehung des Schiebers auf der Stange wird durch einen schmalen Keil verhütet, der leicht entfernt werden kann, wenn die Voreilung geändert werden soll. Die Bewegung des Schiebers regelt ein von einem Schwungradregulator eingestelltes Excenter, dessen äussere Fläche ein Kugelsegment bildet, über welches ein Bügel sorgfältig aufgepasst ist. Das obere Ende der Excenterstange ist in ein mit Babbitmetall ausgefüttertes Kopfstück geschraubt, welches mit dem angreifenden Winkelhebel ein Kugelgelenk bildet; das andere Ende des Winkelhebels bethätigt durch ein Paar Stahlbänder direct die Schieberspindel. Die Schmierung sämmtlicher Einzeltheile der Maschine ist eine selbsthätige und erfolgt für den Winkelhebel und das Excenter durch Rohre, die der hohlen Excenterstange von einem über den Stahlbändern des Winkelhebels liegenden Schmierbehälter aus. Das inmitten der einen Riemenscheibe concentrisch liegende Gehäuse für den Regulator ist beiderseits mittels aufgeschraubter Deckel geschlossen und vollständig mit Oel angefüllt; der Regulator hat dieselbe Construction, wie bei den doppelt wirkenden Verbundmaschinen der Firma und bewegt sich in dem mit Oel angefüllten Gehäuse. Der mit seitlichen und oberen Aussparungen versehene Hochdruckkolben trägt ebenso wie der Niederdruckkolben gewöhnliche gusseiserne Dichtungsringe; der letztere ist noch mit einer Plungerführung versehen, welche behufs Aufnahme von Stössen beim Hubwechsel zur Zusammendrückung und Ausdehnung von Luft in dem ringförmigen Raum unterhalb des Kolbens dient. Die Luftspannung in dem ringförmigen Raum lässt sich durch ein kleines Ueberströmventil a (Fig. 47), welches Fig. 49 in grösserem Maasstab veranschaulicht, von aussen regeln. Textabbildung Bd. 290, S. 242Verbundmaschinen der Westinghouse Co. Die Maschinen werden in neun Grössen für 35 bis 300 und den aus nachstehender Tabelle ersichtlichen Abmessungen gebaut; letztere sind auf Millimeter abgerundet. Cylinderdurchmesser Hub MinutlicheUmdrehungen Kolben-geschwindrgkeit Hochdruck Niederdruck mm mm mm m 205 330 205 375 2,56 230 380 230 350 2,68 255 460 255 320 2,72 280 485 280 300 2,80 305 510 305 300 3,05 330 560 330 290 3,19 355 610 355 280 3,31 405 685 405 250 3,37 460 760 405 250 3,37 Für kleinere Leistungen von 5 bis 75 baut die Firma in den letzten Jahren eine als Junior-Maschine bezeichnete Zwillingsmaschine, welche sich durch einfachere Construction und grössere Billigkeit von den bisherigen einfach wirkenden Maschinen unterscheidet. Die Kolbensteuerung liegt auch hier wagerecht über den beiden zusammengegossenen Cylindern von gleichem Durchmesser und wird wieder durch einen Winkelhebel mit Kugellager von einem excentrischen Zapfen des Regulators betrieben, der offen an der Aussenseite des Schwungrades angebracht ist. Die aus gebogenen Kröpfungen bestehende Kurbelwelle ruht nur in zwei Aussenlagern, während die Kurbelwelle der einfach wirkenden Verbundmaschine und Standard-Maschine in der Mitte noch durch ein drittes Lager unterstützt ist. In neuester Zeit wird dieser Motor auch für Verbundbetrieb gebaut. Sämmtliche Ausstellungsmaschinen der Westinghouse Company arbeiten mit Condensation, und zwar theilweise mit Oberflächencondensatoren der Wheeler Condenser and Engineering Co. in New York (vgl. 1889 275 * 540). Die als „Wheeler Standard“ bezeichneten Condensatoren der letztgenannten Firma liegen unmittelbar über der zugehörigen Luft- und Wassercirculationspumpe; der von der Maschine kommende Abdampf tritt bei A (Fig. 50) in den Condensator und trifft hier auf eine Platte O, welche eine gleich-massige Vertheilung desselben über die Kühlflächen bewirken soll. Die Condensationsproducte treten bei B aus dem Condensator in den Saugraum der Luftpumpe. Das Kühlwasser wird durch den Stutzen C in die Kammer F des Condensators gedrückt und tritt von hier in Rohre, welche, wie Fig. 51 in grösserem Maasstabe veranschaulicht, zu je zwei in einander geschoben sind. Das enge Rohr M erstreckt sich im Innern des weiteren Rohres L bis nahezu an dessen hinteres, mittels Messingkappe Qgeschlossenes Ende. Sämmtliche Rohre sind aus Messing gefertigt und mit ihren vorderen, verstärkten und mit Gewinde versehenen Enden in die Wandungen I1 und K des Condensators eingeschraubt; die hinteren Rohrenden sind nur so weit unterstützt (die Aussenrohre durch eine Platte P), dass sich die Rohre nach einer Richtung frei ausdehnen können. Textabbildung Bd. 290, S. 243 Oberflächencondensator der Westinghouse Co. Das Wasser strömt aus der Kammer F zunächst in die inneren Rohre des unteren Rohrbündels nach den hinteren Enden der Aussenrohre zu und dann in den durch je zwei Rohre gebildeten ringförmigen Räumen in die Kammer G zurück; aus dieser letzteren tritt das Wasser durch eine Oeffnung E und die Kammer H in die Innenrohre des oberen Rohrbündels und- schliesslich nach erfolgter Circulation in letzterem durch die Kammer I und Oeffnung D aus dem Condensator. Die Saugventile der doppelt wirkenden Luft- und Circulationspumpe sind mit S, die Druckventile mit V bezeichnet. Die Ball Engine Co. in Erie, Pa., stellte eine 450 pferdige Verbundmaschine mit neben einander liegenden, aus einem Stück gegossenen Cylindern von 495 bezieh. 914 mm Durchmesser für 457 mm Kolbenhub aus, die, wie Fig. 52 ersichtlich, freischwebend an dem der Länge nach getheilten Maschinenrahmen befestigt sind. Die Constructionen der Einzeltheile dieser Maschine entsprechen grösstentheils denjenigen der bereits beschriebenen Ball and Wood Co. in New York mit Ausnahme der Steuerung des Niederdruckcylinders; letztere geschieht nicht mittels Drehschiebers, sondern mittels eines durch zwei Entlastungskolben theilweise entlasteten Flachschiebers, dessen Gleitflächen jedoch nicht quer zur Cylinderachse und wagerecht wie beim Hochdruckcylinder angeordnet sind, sondern, wie gewöhnlich, in Richtung der Cylinderachse liegen. Die Construction des Hochdruckschiebers, wie er sich in derselben Ausführung auch bei den Maschinen der Ball and Wood Co. vorfindet, ist 1892 285 57 in Fig. 92 zu erkennen. Das Dichthalten der in einander gesteckten Hohlcylinder beider Schieberplatten wird durch drei Sprengringe gesichert; im Uebrigen sei auf die früher gegebenen Erläuterungen verwiesen. Textabbildung Bd. 290, S. 243 Fig. 52.Verbundmaschine der Ball Engine Co. Die Maschine arbeitet mit einem Worthington-Condensator und dient, ebenso wie eine daneben montirte 400 pferdige eincylindrige Maschine von Armington and Sims, deren Construction den bisherigen Ausführungen entspricht (vgl. D. p. J. 1892 285 * 57 bezieh. 1890 276* 402), zum Betreiben zweier Edison-Generatoren zu je 2500 Lampen. Eine 60 pferdige, ohne Condensation arbeitende Eincylindermaschine der Ball Engine Co. ist bereits seit ungefähr 2 Jahren auf dem Ausstellungsplatze in Betrieb. Die 350 pferdige Eincylindermaschine der Sioux City Engine Works in Sioux City, Iowa, dient zum Betreiben eines Wellenstranges in dem Anbau der Maschinenhalle und fällt besonders dadurch auf, dass alle bearbeiteten Theile, einschliesslich der mächtigen Kurbelstange, des Regulators, Dampfcylindermantels u. dgl. mit Nickel plattirt sind; sie arbeitet mit einem Cylinder von 610 mm Durchmesser für 1220 mm Kolbenhub, dessen Dampfvertheilung eine Corliss-Steuerung regelt. Die Maschine hat doppelte Schwingscheiben, von denen die vordere mit dem Excenter, die hintere mit den Schiebern in der gewöhnlichen Weise verbunden ist; beide Scheiben werden vor dem Ingangsetzen der Maschine durch einen Riegel zusammengekuppelt. Textabbildung Bd. 290, S. 244 Fig. 53.Tandeinmaschine von Ide and Son. Der Regulator ist mit einer selbsthätigen Vorrichtung versehen, welche ein gefahrloses Anlassen der Maschine ohne besonderes Zuthun des Maschinisten gestattet. Bei der gewöhnlichen Corliss-Maschine ist bekanntlich, um ein Durchgehen der Maschine bei einem Defect des Regulators zu verhüten, ein kleiner Ansatz auf einer vom Regulator eingestellten Scheibe angebracht (vgl. 1892 285 80), welcher sich in derartigen Fällen gegen die Klinke legt und damit verhindert, dass dieselbe mit dem Anschlage des auf der Hahnspindel festgekeilten Hebels zusammentrifft; die Hähne werden dann nicht mitgenommen und es kann kein Dampf in den Cylinder treten. Während dies z.B. bei einem Reissen des Regulatortreibriemens eintritt, wird ein Einströmen von Dampf in den Cylinder ebenfalls aufhören, sobald der Regulator aus irgend einem anderen Grunde in die untere Endstellung gelangt. Soll die Maschine dann wieder angelassen werden, so muss der Maschinist den Regulatormuff um einen gewissen Betrag anheben und es werden dann besondere Einschaltvorrichtungen – ein Bolzen o. dgl. – nöthig, damit der Regulator nicht wieder herunterfällt. Wenn diese Vorrichtungen, nachdem die Maschine in Gang gekommen ist, an Ort und Stelle bleiben, kann der Regulator bei etwaigen Unfällen seine untere Endstellung nicht erreichen und demzufolge auch kein Abschneiden des Arbeitsdampfes durch die Steuerungsorgane stattfinden. Im vorliegenden Falle ist deshalb eine unter dem Drucke des im Schieberkasten befindlichen Dampfes stehende Bourdon'sche Feder angeordnet, welche, sobald der Dampf von der Maschine abgeschnitten ist, in Folge ihrer Bewegung eine Klinke veranlasst, unter den Regulatormuff zu treten und diesen so weit anzuheben, dass ein Einströmen von Dampf in den Cylinder, selbstverständlich bei geöffnetem Einlassventil, jederzeit stattfinden kann; herrscht jedoch, wie es beim Anlassen der Maschine der Fall ist, irgend welche Spannung im Schieberkasten, so entfernt sich die Klinke in Folge Ausdehnung der Feder wieder von dem Muff des Regulators und letzterer kann nun jede beliebige Stellung einnehmen. A. L. Ide and Son in Springfield, III., stellten eine 250 pferdige liegende Tandemmaschine und verschiedene Eincylindermaschinen gleicher Bauart aus, die sämmtlich nach dem Namen der Erbauer als „Ideal“-Maschinen bezeichnet sind. Textabbildung Bd. 290, S. 244Fig. 54.Steuerung der Maschine von Ide and Son. Die mit Condensation arbeitende Tandemmaschine veranschaulicht Fig. 53; sie hat Cylinder von 330 bezieh. 559 mm Durchmesser, 406 mm Kolbenhub und treibt mit 260 minutlichen Umdrehungen zwei Dynamomaschinen. Die behufs selbsthätiger Schmierung aller arbeitenden Theile mit geschlossenem Rahmen ausgeführte Maschine diente bereits vor Eröffnung der Ausstellung zu Installationszwecken und soll bei einer Gelegenheit 740 Stunden ununterbrochen (?) in Betrieb gewesen sein, ohne dass es nöthig gewesen wäre, das unterhalb der Kröpfung im Rahmen angeordnete Oelbad, in welches Kurbelzapfen und Schubstangenkopf bei jeder Umdrehung eintauchen, um das Oel gegen die betreffenden Theile des Triebwerkes zu schleudern, mit neuem Schmiermaterial zu versehen. Ueber eine derartige Schmierung finden sich übrigens bereits 1892 285 * 58 einige Angaben. Die Steuerungsorgane der ohne Einschaltung eines Zwischenstückes mit einander verbundenen Cylinder stehen unter dem Einflüsse desselben Regulators und werden mittels gemeinschaftlicher Stange hin und her bewegt, die nur am Schieberkasten des Niederdruckcylinders eine Stopfbüchse erhält. Der durch eine Säule mit regulirbarer Schraube unterstützte Hochdruckcylinder arbeitet mit einer Kolbensteuerung (Fig. 54), wie sie bei allen Ideal-Maschinen anzutreffen ist (vgl. 1892 285 * 58, Fig. 96), nur mit dem Unterschiede, dass bei den Verbundmaschinen behufs Erzielung hinreichender Querschnitte bei Beginn des Kolbenhubes die Einströmung doppelt ist. Zur Steuerung des Niederdruckcylinders dient ein entlasteter Flachschieber, der, um den Gegendruck auf den Kolben des Hochdruckcylinders möglichst herunterzubringen, in Folge des Durchlasskanales in der mittels Spiralfedern auf den Rücken des Schiebers gedrückten Entlastungsplatte eine vierfache Einströmung zulässt. Die Verbindung der Schieberstange mit der Excenterstange erfolgt durch ein Kugelgelenk; irgend welche besondere Führung der Schieberstange ist nicht vorhanden. Textabbildung Bd. 290, S. 245Fig. 55.Sicherheitsventil für Dampfcylinder. Der aus Gusstahl gefertigte Kreuzkopf hat Gleitschuhe von bedeutender Länge aus Phosphorbronze, welche in Führungen gleiten, die auf denselben Durchmesser wie der Hochdruckcylinder ausgebohrt sind. Die zwischen Hoch- und Niederdruckcylinder liegende Stopfbüchse aus Antifrictionsmetall ist behufs Dichthaltens mit inneren Nuthen versehen, in denen sich Wasser ansammelt. Die Kolben beider Cylinder sind als Hohlkörper ausgebildet und in gewöhnlicher Weise mit der durchgehenden Kolbenstange verbunden. Die über den Kolben liegenden Dichtungsringe bestehen aus je zwei Theilen, von denen der obere, aus Gusseisen gefertigte Theil ⅞ des Kolbenumfanges einnimmt und auf einen grösseren Durchmesser, als die Bohrung des zugehörigen Cylinders beträgt, abgedreht ist, während der untere aus Bronze hergestellte Theil ⅛ vom Umfange des Kolbens umspannt und eine solche Stärke besitzt, dass, wenn er das Gewicht des Kolbens vollständig aufzunehmen hat, der letztere sich inmitten des Cylinders bewegt; beide Theile stossen unter einem solchen Winkel zusammen, dass das Dichthalten der Berührungsstelle unabhängig von der Abnutzung des oberen Ringtheiles bleibt. Um die Cylinder gegen Wasserschläge zu schützen, sind an den Enden derselben Sicherheitsventile (Fig. 55) angebracht, welche mit Kapseln verschraubt sind, deren untere dünn gehaltene Wandungen bei einer Anhäufung von Wasser in den Cylindern zerspringen; das von aussen mittels Handrad regulirbare Ventil ist doppelsitzig und schliesst bei einer Linksdrehung der Ventilspindel die mit den Kapseln in Verbindung stehende Durchlassöffnung, so dass ohne Störung eine neue Kapsel aufgeschraubt werden kann, welche dann nach erfolgter Rechtsdrehung der Spindel, wobei sich das Ventil auf die nach aussen führende Ablassöffnung legt, mit dem Cylinderinnern in Verbindung tritt. Der Regulator (Fig. 56) ist in eines der beiden Schwungräder eingebaut und besitzt die charakteristische Eigenthümlichkeit, dass, behufs vollständig gleichförmiger Regulirung der Geschwindigkeit der Maschine die Feder derart mit dem gekrümmten Gewichtshebel verbunden ist, dass sie mit diesem einen spitzen Winkel bildet. Dieser Winkel wird bei jedem einzelnen Regulator für eine festgesetzte Geschwindigkeit durch Versuche ermittelt, und es ist zu dem Zwecke das freie Ende der Feder mit einem Gleitstück verbunden, welches sich in einem Support führt und mittels Schraubenspindel in diesem verstellbar ist. Um plötzlichen Bewegungen des Gewichtshebels bezieh. heftigen Schwankungen der Geschwindigkeit der Maschine vorzubeugen, ist ein Oelbuffer angeordnet. Textabbildung Bd. 290, S. 245Fig. 56.Regulator für Ide's Maschine. Die von der Firma ausgestellte 175 pferdige Eincylindermaschine zeigt 406 mm Cylinderdurchmesser, 406 mm Kolbenhub und läuft mit 250 minutlichen Umdrehungen. Bei Bestimmung der Leistung der Maschine ist eine Anfangsspannung des Dampfes von ungefähr 5,6 at (80 Pfund auf 1 Quadratzoll engl.) und ein Expansionsverhältniss von ungefähr ¼ zu Grunde gelegt. Diese Maschine war ebenfalls längere Zeit vor Eröffnung der Ausstellung Tag und Nacht in Betrieb. Die Dampfvertheilung regelt ein Kolbenschieber mit Inneneinströmung, wie er sich 1892 285 58 in Fig. 96 vorfindet. Die übrigen Einzeltheile der Maschine stimmen mit denjenigen der Tandem-Verbundmaschine nahezu überein. Textabbildung Bd. 290, S. 246Fig. 57.Dampfmaschine „Ideal“ von Ide and Son. Ausser diesen beiden Maschinen haben Ide and Son noch eine liegende Dampfmaschine von 356 mm Cylinderdurchmesser für 356 mm Kolbenhub, die zum Betreiben einer Edison-Dynamo dient, und ferner eine ebensolche Maschine von 152 mm Cylinderdurchmesser für 152 mm Kolbenhub, die mit 500 minutlichen Umdrehungen zum directen Betreiben einer unmittelbar daneben montirten Dynamo eingerichtet ist, in der Maschinenhalle ausgestellt. Die äussere Ansicht der letztgenannten Maschine veranschaulicht Fig. 57. Ein Riemen ohne Ende läuft über zwei unterhalb der Riemenscheibe des Motors liegende Scheiben, von denen die kleinere als Antriebscheibe der Dynamomaschine dient, die grössere von einem gabelförmigen Hebel umfasst wird, der mittels Schraube und Handrad bewegt werden kann; die Drehachse dieses Hebels ist in der mächtigen Sohlplatte der Maschine gelagert. In Folge Drehung des Hebels legt sich der Treibriemen an die Riemenscheibe der Betriebsmaschine an oder entfernt sich von derselben, so dass die zum Betreiben der Dynamomaschine erforderliche Kraftübertragung damit hergestellt oder unterbrochen wird. (Vgl. 1893 287 255; 288 * 267.) (Fortsetzung folgt.)