Titel: | Neuere Steuerungen an Dampfmaschinen. |
Fundstelle: | Band 300, Jahrgang 1896, S. 246 |
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Neuere Steuerungen an Dampfmaschinen.
Mit Abbildungen.
Neuere Steuerungen an Dampfmaschinen.
1) Schiebersteuerungen.
Die Verbesserungen, welche behufs Erzielung einer günstigen Dampfvertheilung und zur
Vermeidung störender Bewegungen an den Steuerungen der mit Flach- und Rundschieber
arbeitenden Dampfmaschinen in der Neuzeit durch deutsche Reichspatente geschützt
wurden, beziehen sich zumeist auf Einrichtungen, welche zum Zwecke der Vergrösserung
der Ein- und Ausströmquerschnitte der Dampfkanäle, der Veränderlichkeit des
Voreilens und Verminderung von Abnutzungen der vielfach mehr oder weniger vollkommen
entlasteten Schieber, der Erhöhung des Vacuums bei Condensationsmaschinen u. dgl. in
Vorschlag gebracht worden sind.
Zur Vermeidung heftiger Stösse bei Umkehr der Bewegung des Arbeitskolbens, auch wenn
sich derselbe mit veränderlicher Geschwindigkeit bewegt, schlägt Willis
Durwood Sherman in Brooklyn (Nordamerika) vor, die Grösse der Voreilung von
dem Wechsel der Geschwindigkeit der Hauptwelle abhängig zu machen. Die hiermit
erreichte selbsthätige Gegendampfwirkung ist bei mit Dampf betriebenen Hebemaschinen
dann von besonderem Werth, wenn dieselben in hohen Thürmen angeordnet werden sollen.
Fig. 1 und 2 veranschaulichen die
Einrichtung an einer mit Dampf betriebenen Aufzugsmaschine. Mit A ist der Dampfcylinder, mit B die Kurbelwelle, mit D die am Kolben B1 befestigte Stange,
mit E die Seiltrommel bezeichnet. Der im Schieberkasten
F gleitende, von dem Excenter I angetriebene Schieber G
ist von gewöhnlicher Form.
Textabbildung Bd. 300, S. 246
Steuerung von Sherman.
Das lose auf der Welle B bewegliche Excenter hat einen
seitlichen Vorsprung i mit Arm j, gegen dessen radiale Fläche sich die Spitze eines Hebels K legt, welcher um einen Zapfen des mit der Kurbelwelle
fest verbundenen Armes L schwingt. Das andere Ende des
Hebels K ist mit einem Gewicht k versehen, zwischen welchem und dem vorgenannten Zapfen eine durch den
Arm j gehende Stange m
gelenkig angreift. Die über diese Stange geschobene Schraubenfeder o legt sich einerseits gegen den Arm j, andererseits gegen eine auf die Stange m geschraubte Flügelmutter p.
Befindet sich der Schieber G bei einer bestimmten
Voreilung in der Fig. 3
mit vollausgezogenen Linien ersichtlichen Stellung, so wird die auf das Gewicht k wirkende Centrifugalkraft dieses nach auswärts zu
drehen suchen und den Arm j entsprechend einwärts
drängen, wodurch sich die Voreilung des Schiebers G
ändert, der Dampf demnach vor dem Kolben B1 in den Cylinder treten kann. Das nun geschaffene
Dampfpolster bildet in selbsthätiger Weise eine Gegenkraft für die Trägheit des
Kolbens B1 und der mit
ihm verbundenen Theile, so dass Erschütterungen der Dampfmaschine vermieden
werden.
Der Gewichtshebel K lässt sich auch durch radial
geführte Gewichte und der Daumenschub durch den das Excenter verstellenden Schub von
Keilflächen zusammen mit den schrägen Flächen von Aussparungen am Excenter
ersetzen.
Zur Vergrösserung des Ausströmquerschnittes an Dampfcylindern, welche mit
gewöhnlichen Muschelschiebern arbeiten, haben Emil
Louis Sauer und Anton Tandler in Chicago die
nachstehend beschriebene Einrichtung getroffen.
Textabbildung Bd. 300, S. 246
Fig. 4.Muschelschieber von Sauer und Tandler.
In Fig. 4 und 5 ist A der Schieber, A1 der Schieberrahmen, A2 die Schieberstange und A3 der Schieberkasten.
In den seitlichen Längswandungen des Schiebers sind mehrere Oeffnungen angeordnet,
die wagerecht durch diese Wandungen hindurchgehen. In jede dieser Oeffnungen ist
eine cylindrische Hülse a1 fest eingesetzt, deren innere Enden in die Ausströmkammer D ausmünden, während das äussere Ende jeder Hülse durch
einen mit Flansch versehenen Boden a2 abgeschlossen ist. Nahe ihrem inneren Ende ist
jede Hülse mit einer äusseren Ringnuth versehen, in welche sich, sowie in eine
entsprechende Nuth des benachbarten Schiebertheils, ein federnder Ring b legt, der die Hülsen gegen eine auswärts gerichtete
Längsbewegung in ihrer Lage halten soll. Im Inneren der Hülsen bewegen sich, zu je
zwei auf gemeinschaftlicher Spindel d1 befestigt, Kolbenschieber dd, welche eine begrenzte Hin- und Herbewegung ausführen können. Jede
Hülse ist noch mit mehreren Ausströmungsöffnungen d2 versehen, die in den ringförmigen Raum d3 des Hauptschiebers
ausmünden. In dem letzteren sind Kanäle g angeordnet,
durch welche der Dampf hinter die abgerundeten Endflächen g1 der Kolbenschieber d treten kann. Mit diesen breiten Dampfkanälen g wechseln schmälere rechteckige Ausströmungskanäle g2 (Fig. 5) ab, die in die Ringräume d3 einmünden und dem
Dampf erlauben, hinter die Kolbenschieber einzutreten, während der Hauptschieber
sich noch eine gewisse Strecke bewegen muss, bevor er die Ausströmungskanäle
abdecken kann.
Textabbildung Bd. 300, S. 246
Fig. 5.Muschelschieber von Sauer und Tandler.
Der durch die Oeffnungen d2 ausströmende Dampf entweicht in den Richtungen der Fig. 4 ersichtlichen Pfeile in die Ausströmkammer D des Hauptschiebers.
Angenommen, der Arbeitskolben bewegt sich von rechts nach links und es hat der sich
in der entgegengesetzten Richtung bewegende Schieber eben den Dampfkanal E1 geschlossen und die
rechtsseitigen Kanäle g geöffnet, so tritt Dampf hinter
die rechten Kolbenschieber und treibt dieselben nach links in die gezeichnete
Stellung. Hierdurch werden die Ausströmungs- oder Entlastungskanäle der
linksseitigen Hülsen geöffnet, die entsprechenden Kanäle der rechtsseitigen Hülsen
dagegen durch die Kolbenschieber geschlossen.
Wenn der Arbeitskolben bei seiner Weiterbewegung die linke Endstellung beinahe
erreicht und der Hauptschieber sich weit genug bewegt hat, um die linken
Ausströmkanäle g zu schliessen, wird der Druck hinter
den linken Kolbenschiebern so gross, dass dieselben wieder nach rechts getrieben
werden. Es sind dann auf der rechten Seite ausser dem vom Hauptschieber theilweise
freigegebenen Kanal E1
auch die Ausströmkanäle g2d3d2 geöffnet, so dass
der für die Ausströmung verfügbare Gesammtquerschnitt bedeutend vergrössert ist.
Sollten die Umstände es erfordern, so können die Dampfkanäle g nach den äusseren Enden verbreitert werden, damit der Kesseldampf direct
auf die Kolbenschieber einwirken kann, die Verschiebung derselben also unabhängig
von der Compression wird.
Textabbildung Bd. 300, S. 247
Fig. 6.Steuerung von Riedel.
Die Steuerung von Rich. Riedel in Leipzig ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Einlasschieber in Folge besonderer Vorrichtungen eine
geringe Voreilung, trotzdem aber eine grosse Einlasskanalöffnung ermöglicht, und in
Folge dessen die Compressionsstellung nahezu völlig vermieden wird. Ausserdem ist
zur Herbeiführung veränderlicher, vom Regulatorstande abhängiger Füllungen ein
besonderer Mechanismus angeordnet.
Wie Fig. 6 erkennen lässt, geschieht der Antrieb des
Vertheilungsschiebers mit Hilfe der Ellipsenräder A und
B, von denen das erstere auf der Kurbelwelle
festgekeilt, das letztere auf einem besonderen Zapfen gelagert und mit einer Kurbel
K versehen ist, durch deren Zugstange d die Spindel des Vertheilungsschiebers bewegt wird. An
derselben Kurbel ist ferner eine Gegenkurbel C
angeordnet, mittels welcher der Expansionsschieber beeinflusst wird, indem die
angreifende Zugstange t einen Schwinghebel S bewegt, an dessen oberem Ende die Steuerungscoulisse
G, in deren Schlitz g
sich das durch einen Bolzen i mit einem Gleitstück
verbundene Ende der Expansionsschieberstange h führt,
drehbar aufgehängt ist. Am freien Ende der Coulisse greift die Stange e eines auf der Kurbelwelle befestigten Excenters E an. Die Expansionsschieberstange h steht noch durch ein geeignetes Gestänge K mit dem Regulator in Verbindung.
Durch die von der Gegenkurbel C und dem Excenter E abgeleitete Bewegung von Schwinghebel S und Coulisse G wird der
Expansionsschieber gesteuert, während der Füllungsgrad durch die Auf- oder
Abwärtsbewegung der Expansionsschieberstange bezieh. des Zapfens i derselben in dem Schlitz der Coulisse derart geregelt
und eingestellt wird, dass bei tiefster Stellung des Zapfens i die grösste, bei höchster Stellung desselben der
kleinste Füllungsgrad in Wirkung tritt.
Friedrich Jacoby in Saargemünd ertheilt zur Erzielung
grösserer Kanalöffnungen dem Schieber neben der bekannten Hauptbewegung noch eine
Nebenbewegung durch Mechanismen, welche eine dreifache oder mehr als dreifach
wiederkehrende Bewegung ausführen, während der Arbeitskolben einen einzigen
Doppelhub zurücklegt.
Eine schematische Darstellung der Mechanismen für dreifach wiederkehrende Bewegung
der Schieber ist Fig. 7 dargestellt.
Das mit der Treibwelle fest verbundene Rad A ist genau
dreimal so gross als das auf einer fest gelagerten Achse C mit zwei rechtwinklig zu einander stehenden Kurbeln befestigte Rad B. An der Kurbelachse, die für beliebig viele
Treibcylinder benutzt werden kann, ist mittels drehbarer Laschen die Kurbelachse D, welche zwei gleiche Kurbeln wie die Kurbelachse C besitzt, aufgehängt. Die Kurbeln der beiden Achsen
C und D sind durch
Kuppelstangen F und G
verbunden, stehen somit stets gleichgerichtet, so dass sich die Achse D in allen Stellungen genau mit dem Rade B dreht. Der auf der Achse D angebrachte Hebel DE ist mit dem Schieber
des Treibcylinders bei S durch eine lenkbare Stange
verbunden, während die Achse D durch ein auf der Treib
welle sitzendes Excenter hin und her bewegt wird; die Länge des Hebels DE beträgt ⅓ der Excentricität des Excenters. Der
Schieber muss nun sowohl der Bewegung des Hebels DE als
auch derjenigen des auf der Treib welle befestigten Excenters folgen. Punkt E beschreibt eine Linie mit zwei wagerecht liegenden
Schleifen, zu denen bei grösserer Länge des Hebels DE
noch senkrecht liegende Schleifen in der Mitte der Bewegung hinzutreten.
Textabbildung Bd. 300, S. 247
Fig. 7.Schiebersteuerung von Jacoby.
Hat das Excenter seine grösste Ausweichung nach rechts erreicht, so muss der Hebel
DE ebenfalls wagerecht nach rechts liegen. Die
Bewegung des Schiebers und also auch die durch denselben freigelegten Kanalöffnungen
werden dadurch aber um die Länge des Hebels DE
vergrössert. Dreht sich, von dieser Stelle ausgehend, die Treibwelle mit dem
Excenter um 60°, so dreht sich der Hebel DE in
derselben Richtung um 180°, beschleunigt also die Bewegung des Schiebers. Nunmehr
ruft der Hebel DE bei Fortsetzung der Drehung eine
verzögerte Bewegung des Schiebers hervor, bis derselbe nach weiteren 30° Drehung der
Treib welle und 90° Drehung des Hebels DE einen
Augenblick völlig zum Stillstand kommt, weil die durch das Excenter erzeugte
Geschwindigkeit durch die entgegengesetzt gerichtete, aber gleich grosse des Hebels
DE aufgehoben wird. Würde dabei die Länge des
Hebels DE grösser als ⅓ der Excentricität gemacht, so
müsste eine rückläufige Bewegung in diesem Augenblicke stattfinden. Nach wiederum
30° Drehung der Treibachse hat sich der Hebel DE um 90°
weiter bewegt und die Geschwindigkeit des Schiebers vermindert. In der folgenden
Bewegung der Treibwelle um 60° und des Hebels um 180° wird die Geschwindigkeit des
Schiebers durch den Hebel DE wieder beschleunigt, das
Oeffnen für den Eintrittskanal erfolgt also rascher und die Oeffnung wird um die
Länge des Hebels DE verbreitert.
Textabbildung Bd. 300, S. 248
Fig. 8.Cylinderabschluss von Casse.
Um das Eindringen von atmosphärischer Luft in den Arbeitscylinder einer mit
Condensation arbeitenden, einseitig wirkenden Dampfmaschine bei Vermeidung von
Stopfbüchsen für die Kolben- und Schieberstange unmöglich zu machen, hat Fr. Casse in Kopenhagen die Fig. 8 ersichtliche Einrichtung getroffen.
Der Dampf strömt durch die Oeffnung d zunächst in einen
zwischen beiden Endflächen des Kolbens a liegenden Raum
c des Cylinders b, um
sodann durch die Schieber e und f während eines grösseren oder kleineren Theiles des Kolbenhubes in der
Richtung vom Cylinderboden aufwärts hinter den Kolben geleitet zu werden. In der
entgegengesetzten Richtung des Kolbenhubes strömt der Dampf vom Cylinder nach dem
Condensator, indem die Dampfeintritts- und Austrittsöffnungen der Schieber so
angeordnet sind, dass bei Bewegung derselben die erzielte Vertheilung des Dampfes
erreicht wird. Auf den Gleitflächen der Schieber sind Kanäle g bezieh. h angebracht, die vollständig um
den von den Dampfkanälen eingenommenen Theil herumgeführt und durch längliche
Oeffnungen in den Schiebern und im Schieberspiegel des Cylinders in fortwährender
Verbindung mit dem Dampfraum des Kessels stehen, so dass sich in diesen Kanälen
stets Dampf befindet. Die Schieber werden durch Federn k an einander und an den Schieberspiegel des Cylinders gedrückt.
Falls die mit Dampf angefüllten kleinen Kanäle sich in den Schiebern nicht vorfänden,
würde jede kleine Undichtigkeit der letzteren ein Einsaugen von atmosphärischer Luft
in den Cylinder herbeiführen, welche, vom Dampf nach dem Condensator mitgerissen,
das Vacuum in diesem erheblich verringern würde. Durch die Anwendung der Kanäle
wird erreicht, dass höchstens etwas Dampf in den Cylinder hineingesaugt wird, der zu
seinem Niederschlagen eine geringe Menge an Condensationswasser erfordert. Da ferner
der Raum c stets mit frischem Kesseldampf angefüllt
ist, kann auch längs des Kolbens keine Luft, sondern höchstens ein wenig Dampf in
den Cylinder eingesaugt werden.
Die Steuerung einer aus zwei einfach wirkenden Cylindern bestehenden Kraftmaschine
zum Betriebe von Wagen oder sonstigen Fahrzeugen von Paul
Alphonse Theodor de Bouilhac de Bourzac in Paris veranschaulicht die
Abbildung Fig. 9.
Textabbildung Bd. 300, S. 248
Fig. 9.Steuerung von Bouilhac de Bourzac.
Im Inneren der hohlen Treibwelle A, welche vier
cylinderförmig gestaltete Daumenscheiben A1A1 und A2A2 trägt, bewegen sich mittels eines in dem durch die
beiden mittleren Daumenscheiben A1 und A2 gebildeten Gehäuse eingeschlossenen
Differentialgetriebes bekannter Art zwei Achsen a1 und a2, auf denen die
Wagenräder aufgekeilt sind. Gegen die Daumenscheiben legen sich auf senkrechte
Achsen b1b2 geschobene
Gleitrollen, welche von je einem Winkelhebel B1 und B2 getragen werden. Diese sind durch Stangen c1 und c2, sowie die Balanciers C1 und C2 mit den einfach wirkenden Kolben DD1 der Cylinder E verbunden. Da jede Daumenscheibe vier Wellenberge und
vier Wellenthäler besitzt, sind für eine Umdrehung der Achse vier Kolbenhübe nöthig.
Die Gestaltung der Daumenscheiben und der Kreisbogen, welche die Gleitrolle eines
jeden Winkelhebels beschreibt, sind derart bemessen, dass der Leergang des Kolbens
sehr rasch vor sich geht, während der Arbeitshub eine verhältnissmässig lange Zeit
erfordert. Der Leergang sowohl wie der Auspuff erfolgt während der kürzeren Periode.
Die beiden Daumenscheibengruppen sind gegen einander um einen halben Wellenberg
bezieh. ein halbes Wellenthal versetzt, so dass also stets ein Kolben während des ersten
Theiles seines Arbeitshubes voll in Wirkung tritt. Wenn die treibende Kraft sich
verlangsamt, arbeiten beide Kolben gleichzeitig, so dass eine äusserst gleichmässige
Rotation und ein ruhiges Angehen der Maschine bei vollem Dampfzutritt erzielt
wird.
In dem hinter den Cylindern liegenden Schieberkasten F,
welcher durch Kanäle F1F2 mit den
ersteren in Verbindung steht, wird der Schieber G, wie
Fig. 10 erkennen
lässt, durch eine Kurbel g1 der Steuerwelle g bethätigt und bei seiner
Bewegung durch zwei andere Kurbeln h1 und h2 von demselben Halbmesser wie die Kurbel g1 derart geführt, dass
die geraden Schieberkanten g3 und g4
während der Drehung der Steuerwelle g sich stets
parallel gerichtet bleiben. Die Steuerwelle g wird
mittels kleiner Rollen der Balanciers C1C2 bethätigt, die in einer doppelt schraubenförmig
gewundenen Rinne einer auf der Welle g befestigten
Curvenscheibe g5
laufen.
Textabbildung Bd. 300, S. 249
Steuerungen Bouilhac de Bourzac.
In Fig. 11 ist der
Schieber für den Punkt o eingestellt. Der eine Kolben
D1 beginnt seinen
Arbeitshub. Wenn sich nun der Schieber G in der Fig. 11 ersichtlichen
Pfeilrichtung bewegt, wird die Kante g3 desselben die Oeffnung F1 und damit den Einlass freigeben, und
zwar so lange, bis der Punkt 6 erreicht ist. Da nun die
äussere Kante der Oeffnung F1 einen um den Punkt o beschriebenen
Kreisbogen darstellt, ist klar, dass, wenn man den Schieber G um seinen Mittelpunkt dreht, die Kante gs stets tangential zur Kante der Oeffnung
F1 gerichtet und
stets bereit ist, den Zutritt freizugeben. Nimmt die Kante g3 die Richtung zz ein, so wird der Zutritt im Punkte x
unterbrochen, wenn die Linie ox parallel der Linie zz gerichtet ist, d.h. eine Stellung einnimmt, die
etwas vor der punktirt eingezeichneten Linie liegt. Man kann also den Einlass je
nach der Richtung, welche man dem Schieber und damit seiner Kante g3 gegeben hat, später
oder früher verschliessen oder auch bis zum Punkt 8,
d.h. während ⅔ der ganzen Umdrehung, entsprechend derjenigen Zeit, welche der Kolben
für seinen Arbeitshub gebraucht, offen halten.
Textabbildung Bd. 300, S. 249
Fig. 12.Steuerung von Deam.
Die Richtungsänderung des Fig. 12. Schiebers kann auch
beim Gange des Motors durch Drehung der die Schwingzapfen der kleinen
Führungskurbeln h1 und
h2 tragenden
Scheibe H mittels einer Schraube ohne Ende (Fig. 10) oder auf eine
andere beliebige Art bewirkt werden.
Die innere Kante des Schiebers ist vollkommen kreisförmig. Zum Zwecke der
Dampfausströmung gibt der Schieber mit seiner Kante g4 die Oeffnung F2 frei, wenn er die durch die Linie 0 bis 8 angedeutete
Stellung einnimmt.
Die äussere Kante der Oeffnung F2 bildet eine Kreislinie mit dem Punkt 6 als Mittelpunkt.
Bei der Fig. 12 und 13 ersichtlichen Steuerung von John Deam in
Shannon Harbour bei Banagher (Grafschaft King, Irland) mit durch Druckflüssigkeit
verdrehbaren Excentern werden die auf einer Hilfswelle 3 sitzenden Steuerexcenter 1 von der
Kurbelwelle mittels eines aus zwei Treibexcentern 5 und
51, welche auf der Welle um 90° gegen einander versetzt
und durch Stangen 6 und 61 mit zwei entsprechend versetzten
Kurbeln auf der Hilfswelle verbunden sind, derart bewegt, dass beide Wellen dieselbe
Winkelgeschwindigkeit haben. Die Treibexcenter sind nicht unmittelbar auf die
Kurbelwelle aufgekeilt, sondern in einem Blocke 8
vereinigt, der zum Zwecke der Umstellung oder Füllungsänderung auf der Kurbelwelle
durch Druckflüssigkeit verstellt werden kann.
Zu dem Zwecke führen die Kanäle 111 und 121 der an der Kurbelwelle befestigten Flügelkolben
9 und 91 durch Stopfbüchsenlager zu den beiden Enden eines
Druckcylinders, dessen Kolben entweder von Hand mittels eines Handrades oder
mechanisch mittels einer Kurbel bewegt wird.
Textabbildung Bd. 300, S. 249
Fig. 13.Steuerung von Deam.
Die Arbeitsweise der Steuerung ist folgende:
Es werde angenommen, dass die Maschine nach vorwärts läuft (in Richtung des Fig. 13 angegebenen Pfeiles), der Block 8 hierfür entsprechend eingestellt wurde und die
Maschine umgesteuert werden soll. Der Kolben des Druckcylinders ist dann aus seiner
äusseren Endstellung soweit nach innen zu bewegen, dass die durch den Gehäusekanal
hinter ein in den Kanal 111 eingebautes Rückschlagventil in den letzteren selbst gedrückte
Flüssigkeit durch die Kanäle 11 in das Innere des
Blockes gelangt und die Widerlager 9 und 101, sowie 91 und 10 mit einander
in Berührung kommen. Der Block hat dann hinsichtlich der Kurbel eine Drehbewegung um
180° – 2δ (δ =
Voreilungswinkel der Treibexcenter) ausgeführt, die mittels des Zwischengetriebes
auch auf die Hilfswelle übertragen worden ist, so dass sich die Excenter 1 in der für den Rückwärtsgang der Maschine richtigen
Lage befinden.
Um die Maschine auf Vorwärtsgang zurückzusteuern, wird dem Kolben des Druckcylinders
die der vorgenannten entgegengesetzte Bewegung ertheilt, wobei das Rückschlagventil
durch Einschrauben einer Spindel unwirksam gemacht wird. Wenn die Excenter in eine
Zwischenstellung gebracht werden sollen, um die Maschine mit Expansion für den Vorwärtsgang
arbeiten zu lassen, wird die letztgenannte Spindel behufs Freigabe des Ventils
wieder herausgeschraubt und die Flüssigkeit durch die Kanäle 111 und 11
gedrückt, bis der Block die erforderliche Zwischenlage einnimmt. Wenn die Maschine
nach vorwärts läuft, wird die Flüssigkeit zwischen den Widerlagern 9 und 10, sowie 91 und 101 in Folge Schlusses
des Ventils eingeschlossen und der Antrieb von der Kurbelwelle auf den Block durch
die zwischenliegende Flüssigkeit übertragen.
Textabbildung Bd. 300, S. 250
Fig. 14.Verbundmaschinensteuerungen der Woolf Valve Gear Company.
Der Kolben des hydraulischen Cylinders kann auch mit dem Kolben eines Dampfcylinders
gekuppelt werden, auch lasst sich in manchen Fällen der Block unmittelbar durch
Dampfdruck bewegen.
Die Lederstulpen 28 sind ⊔-förmig im Grundriss und
passen in Aussparungen, welche in den drei Arbeitskanten der Widerlager 9 und 91 vorgesehen sind. Die Leder 281 sind selbstverständlich nur auf der
einzigen Arbeitskante der Widerlager 10 und 101 angeordnet.
Um bei Verbundmaschinensteuerungen die Abnutzungen der Schieber zu vermindern,
versieht die Woolf Valve Gear Company in Minneapolis
den gemeinschaftlichen Schieberspiegel 10 (Fig. 14) des Hoch- bezieh. Niederdruckcylinders 7 bezieh. 8, in denen ein
durch den in der Scheidewand 5 gleitenden Kolben 3 mit einander verbundenes Kolbenpaar 2 arbeitet, mit einem mittleren Zuleitungskanal a, zu dessen beiden Seiten die Hochdruckkanalöffnungen
b münden, während weiter rechts und links die
Niederdruckkanäle c und zwischen diesen und den Kanälen
b die Auspuffkanäle d
liegen. Der im Schieberkasten 9 untergebrachte Schieber
11 besitzt zwei äussere Theile g mit je einer Höhlung g1, die mit
den äusseren Kanälen c und d zusammen arbeiten, sowie zwei Kanäle h,
welche mit den Kanälen b zusammentreffen und hierbei
eine Verbindung des Hochdruckcylinders mit dem auch als Aufnehmer dienenden
Schieberkasten herstellen.
Befindet sich der Schieber in seiner äussersten Linksstellung, so gelangt der
Arbeitsdampf durch die Kanäle af1b nach der linken
Seite des Hochdruckcylinders, während von dem rechten Ende desselben der bereits
wirksam gewesene Dampf durch die Kanäle bh in den
Aufnehmer, von hier durch den rechtsseitigen Kanal c
nach der rechten Seite des Niederdruckcylinders strömt. Der Abdampf von der linken
Seite des letzteren entweicht durch die linksseitigen Kanäle cg1d in die
Atmosphäre.
In ähnlicher Weise erfolgt die Dampfvertheilung für die äusserste Rechtslage des
Schiebers.
Hieraus folgt, dass, da der Hochdruckdampf auf einer nur verhältnissmässig kleinen
Fläche unterhalb des Schiebers, oberhalb desselben die Spannung des vom
Hochdruck- in den Niederdruckcylinder strömenden Dampfes (Niederdruckdampf) auf
einer grösseren Fläche wirkt, der Schieber auf seiner Gleitfläche gehalten und
nahezu entlastet ist. Es kann somit der Schieber beliebige Grössen und die für die
Dampfvertheilung in jedem Einzelfalle geeignetsten Kanalabmessungen erhalten,
während gleichzeitig die Abnutzung des Schiebers auf ein Minimum beschränkt
bleibt.
Alfred Holmgren in New York, John Draper in Wilmington und John Barnes in
Brooklyn erhielten eine Steuerung mit ringförmigem, innen einen Dampfmantel um den
Arbeitscylinder bildendem Schieber patentirt, der den Vortheil vollkommener
Entlastung bietet.
Wie Fig. 15 erkennen lässt, ist A der innere Arbeitscylinder und A1 der Aussencylinder.
In dem ringförmigen Raum zwischen beiden Cylindern bewegen sich mittels durch den
Deckel C1
hindurchgeführter Stangen I I1 die durch eine ringförmige Platte b1 mit einander verbundenen Schieber BB1. Durch die Platte
b1 wird der Raum
zwischen den Cylindern in zwei Räume aa1 getheilt, von denen der erstere in Folge
angebrachter Rohrverbindungen HH1G entweder als
Zuführung oder Auspuff benutzt werden kann, während der letztere einen Mantel
bildet, durch welchen Dampf mittels der in den Cylinderdeckeln CC1 und dem
Innencylinder A vorgesehenen Kanäle a2a3 strömen kann. Die
Schieber BB1 erhalten
Kanäle b2b3, die rundherum angeordnet sind, so dass bei
entsprechender Einstellung der Schieber die an den Enden des Arbeitscylinders
befindlichen Kanäle FF1
behufs Ein- oder Ausströmung des Dampfes mit dem Raume a in Verbindung kommen.
Textabbildung Bd. 300, S. 250
Fig. 15.Steuerung von Holmgren und Barnes.
Die Dampfmaschine von Pardon Armington in Providence
arbeitet nach Art der Willans-Maschine (1893 288 * 220)
als sogen. Tandemmaschine mit centraler Dampfvertheilung. Die hierzu dienende
Steuerung veranschaulichen Fig. 16 bis 18. Der aus dem Einströmrohr
b7 in die
Einlasskammer b1
strömende Dampf tritt durch die Oeffnungen b6 in das obere Ende der sogen. Leitungskammer b2 und von dort in das
Innere des becherförmigen Ventils b8 ein, gelangt sodann durch die Oeffnungen b10 und b5 in den oberen
Cylinder b (Hochdruckcylinder) oberhalb des in diesem
befindlichen Kolbens, wodurch letzterer bis zum Ende seines Hubes hinabbewegt wird.
Die Ventile bewegen sich derart zu einander, dass das Ventil b8 zur geeigneten Zeit während des
Kolbenhubes den Dampf absperrt und den übrig bleibenden Theil des Kolbenhubes unter
dem Einfluss der Expansion des bereits in den Cylinder eingelassenen Dampfes vor
sich gehen lässt. Unmittelbar vor Beendigung seines Hubes deckt der vorbeigehende
Kolben die Oeffnungen b12b13 auf und
lässt einen Theil des Dampfes in den Behälter b14 ein, während das inzwischen entsprechend weit in
die Höhe gegangene Ventil b8 die Oeffnung b3 mit der Leitungskammer unterhalb des Ventils in Verbindung bringt, so
dass der Rest des im Cylinder befindlichen Dampfes beim Zurückgange des Kolbens nach
oben durch diese Oeffnungen in die unterhalb des Ventils b8 befindliche Leitungskammer entweichen
und durch diese hindurch nach unten in den Behälter treten kann.
Textabbildung Bd. 300, S. 251
Steuerung von Armington.
Textabbildung Bd. 300, S. 251
Fig. 18.Steuerung von Armington.
Beim folgenden zweiten Abwärtsgange des Kolbens gelangt der zuvor in den Behälter b14 gelassene Dampf
durch die Bewegung des Ventils c8 unter Expansionswirkung in den Cylinder c (Mitteldruckcylinder) und drängt den in diesem
befindlichen Kolben bis an das Ende seines Abwärtshubes, worauf der Dampf in den
Behälter c14 abgelassen
wird, um von hier aus beim dritten Abwärtshube der Kolben unter Expansion in den
Cylinder d einzutreten und auf den in diesem
befindlichen Kolben zu wirken. Schliesslich in den Behälter d14 gelangt, wird der Dampf nach einem
Condensationsapparate abgelassen.
In der hohlen Ventilstange b9 führt sich die innerhalb der Hauptventile b8c8d8 mit seitlichen Armen f1 (Fig.
18) ausgestattete Stange f. Die Arme treten durch
in der Ventilstange b9
vorgesehene Schlitze hervor und tragen je ein Absperrventil f2 mit Oeffnungen, welche für gewöhnlich
mit Oeffnungen in den vorerwähnten Hauptventilen zusammenfallen, jedoch auch
gegenseitig verstellt werden können, sobald die Belastungen, unter denen die
Maschine arbeitet, es erfordern. Zu dem Zwecke sind die Absperrventile beider
Cylindergruppen durch kleine Lenkstangen f3 mit Winkelhebeln f4 bezieh. f6 verbunden, welche mittels der Verbindungsstangen
f5 und f7 von einem auf der
Kurbelwelle der Maschine sitzenden Regulator F
bethätigt werden. Die Stange geht nach den Abbildungen durch an einzelnen
Hauptventilen angeordnete Stopfbüchsen f1 hindurch.
Anstatt jeden einzelnen Cylinder mit einem Absperrventil zu versehen, lässt sich ein
solches auch nur an den beiden ersten Cylindern jeder Gruppe anbringen.
Der im Cylinder b befindliche ringförmige Kolben umgibt
die Leitungskammer und ist durch einander diametral gegenüberliegende, in
Stopfbüchsen geführte Kolbenstangen b4 (Fig. 17) mit dem Kolben
des Cylinders c verbunden.
Eine Dampfmaschinensteuerung mit selbsthätig abgedichtetem Vorsteuerrundschieber ist
Fig. 19 ersichtlich.
Textabbildung Bd. 300, S. 251
Fig. 19.Vorsteuerrundschiebersteuerung.
Behufs Umsteuerung des Hauptschiebers a ist in bekannter
Anordnung der Steuerkolben b angewendet. Zum Zwecke der
Umsteuerung dieses Kolbens bewegt sich der Rundschieber c in einem Gehäuse um die Spindel i und wird
bei jedem Hubwechsel durch die Steuerstange d, welche
von der Kolbenstange ausserhalb des Cylinders in irgend einer Weise angetrieben
wird, hin und her gedreht.
Der Körper des Rundschiebers ist durch die Wand n in
zwei Theile getheilt, von denen der grössere die Einströmöffnungen e für die nach den Enden des Cylinders führenden
Kanäle, ferner die Ausströmkanäle f enthält, die mit
gleichartigen Kanälen f1 in Verbindung stehen und in den Auspuffkanal r des Dampfcylinders münden. Vermöge einer hier angeordneten Fläche wird
durch den Druck des bei x eintretenden und am mittleren
Rand des Steuerkolbens entlang durch y in den
Rundschieber weitergeführten Dampfes der Drehkörper im Gehäuse gegen den
Auspuffkanal abgedichtet. Die Kanäle im Rundschieber und ihre Deckungen gegen die
Kanäle, welche hinter die bezüglichen Seiten des Steuerkolbens führen, sind so
angeordnet, dass die Kanäle e in einem bestimmten
Verhältniss Dampf zulassen, während die Kanäle f
gleichzeitig den Dampf abführen.
Eine durch die Arbeitskolben einfach oder doppelt wirkender
Mehrfach-Expansionsmaschinen bewirkte Steuerung wurde Hugo
Junkers in Dessau patentirt.
Bei der Fig. 20
ersichtlichen, einfach wirkenden Maschine mit drei Cylindern steht der unter dem
Deckel a2 einmündende
Vertheilungskanal m des Cylinders I mit dem Gehäuse D des
Vertheilungsschiebers d1 in Verbindung, dessen Spindel d2, an Cylinder 1 bei d5 geführt, mittels Stange d4 von einem Excenter d3 der in Lagern g und g1 des Gestells G
geführten Kurbelwelle S aus hin und her bewegt wird.
Unter dem Deckel b2 des
Cylinders II stellt der Vertheilungskanal n eine Verbindung zwischen den Cylindern I und II her. Unter dem
Deckel c2 des Cylinders
III wird durch Vertheilungskanal o die Verbindung zwischen den Cylindern II und III hergestellt,
während ein Kanal c8
des Cylinders III in das Gehäuse E eines Vertheilungsschiebers e1 führt, dessen Stange e2 mit der Stange e4 des Excenters e3 der Kurbelwelle
verbunden ist.
Textabbildung Bd. 300, S. 252
Expansionsmaschinensteuerung von Junkers.
Der Kanal n wird kurz vor dem inneren – d.h. der Welle
zugekehrten – Hubende des Kolbens A durch den letzteren
freigelegt, so dass dann gleicher Druck in den Cylindern I und II herrscht. In gleicher Weise kann
auch zwischen den Cylindern II und III durch Kanal o das
Ueberströmen des Dampfes erfolgen, weiter zwischen einem Cylinder III und IV u.s.f.
Abgesehen von dem ersten und letzten Cylinder fällt immer Beginn und Ende des
Einlasses in den einen Cylinder mit Beginn und Ende des Auslasses aus dem anderen
Cylinder zusammen, wobei zwischen den Cylindern kein besonderes Vertheilungsorgan
nothwendig ist. Die Maschine erhält also, gleichgültig in wie viel Stufen die
Expansion erfolgt, nur ein Einlassorgan (den Schieber d1) für den ersten Cylinder und ein
Auslassorgan (den Schieber e1) für den letzten Cylinder. Die gegenseitige Stellung der drei Kurbeln
K1K2K3 zeigt Fig. 21; ihre Verbindung
mit den Querbolzen abc der Kolben ABC geschieht durch Schubstangen a1b1c1.
Ein- und Auslassorgan des ersten bezieh. letzten Cylinders können in irgend einer
bekannten Weise gesteuert werden. So könnte z.B. der Auspuff aus Cylinder III durch den Kolben C
gesteuert werden. Es müsste dann unter Wegfall des Schiebers e1 der Fig. 20 punktirt
gezeichnete Auspuffkanal F angebracht werden.
(Fortsetzung folgt.)