Titel: | Kraftmaschinen.Neuerungen an Dampfmaschinen. |
Fundstelle: | Band 310, Jahrgang 1898, S. 41 |
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Kraftmaschinen.Neuerungen an
Dampfmaschinen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 21 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuerungen an Dampfmaschinen.
2) Dampfmaschinen mit Ventilsteuerungen.
Die zwangläufige Ventilsteuerung von Friedrich Brülloph
in Schönebeck (D. R. P. Nr. 94526) besteht aus einer mittels Excenter der
Schwungradwelle in einer zur Längsachse des Cylinders parallelen Richtung
angetriebenen Stange a (Fig. 23 und 24), auf der eine Muffe
b mit linken und rechten Schneckengängen befestigt
ist. Dieselben greifen in zwei dahinter liegende, mit entsprechendem Muttergewinde
versehene Führungsklötze cc1, die in der Schlittenführung n verschiebbar sind. Durch die auf die Klötze cc1 übertragene
Bewegung des Excenters werden die Hebel de und
d1
e1 bewegt und die
Dampfeinlassventile geöffnet. Die Dampfauslassventile erhalten ihren Hub durch die
Hebel fg und f1
g1 von der Stange a, indem sie von den auf dieser angebrachten Mitnehmern
hh1 in
Bewegung gesetzt werden.
Textabbildung Bd. 310, S. 41
Zwangläufige Ventilsteuerung von Brülloph.
Der von der Schwungradwelle mittels Riemen angetriebene Regulator ist durch
Zugstange i und Hebel k
mit der Stange a verbunden und verdreht dieselbe bei
Geschwindigkeitsänderungen der Maschine unter Vermittelung des Armes l. Dadurch werden die in der Schlittenführung
verschiebbaren Klötze cc1 zusammen- oder aus einander geschoben, die Hebel
de und d1
e1 und in Folge dessen
auch die Dampfeinlassventile längere oder kürzere Zeit bethätigt und der
Füllungsgrad geändert.
Textabbildung Bd. 310, S. 41
Fig. 25. Zwangläufige Ventilsteuerung von Knoller.
Die Richard Knoller in Wien unter D. R. P. Nr. 93409
geschützte zwangläufige Ventilsteuerung ermöglicht stossfreies Anheben und
Schliessen der Ventile ohne Anwendung von Wälzungshebeln oder elastischen Buffern;
sie ergibt bei allen innerhalb der gebräuchlichen Grenzen liegenden Füllungsgraden
dieselbe Ventilerhebung, wobei die Rückwirkungen auf den Regulator nach Möglichkeit
vermindert sind. Auf der Steuerwelle a (Fig. 25) ist eine Daumenscheibe d festgekeilt, auf welcher sowohl die Eröffnungsrolle
r1 wie auch die
Schliessungsrolle r2
für die Einlassventile laufen; letztere ist in dem Hebel h1 gelagert, dessen Drehpunkt mittels des
Armes k von der Steuerwelle w aus auf einer Kreisbahn verstellt werden kann, wodurch die Rolle r2 längs des Umfanges
der Daumenscheibe verschoben und damit der Zeitpunkt des Ventilschlusses verändert
wird. Die Bewegung der beiden Rollen erfolgt durch den Lenkermechanismus h2
l1
l2. DerWinkelhebel h2 ist mit einem
Endpunkt an den Hebel h1 angeschlossen, der andere Endpunkt ist durch den Lenker l1 auf einer Kreisbahn
geführt und der Knickpunkt steht durch das Glied l2 mit der Ventilstange in Verbindung, welche an
ihrem Ende die Eröffnungsrolle r1 trägt.
Die Daumenscheibe d dient auch gleichzeitig zur
Steuerung des Auslassventils.
Statt der einen Daumenscheibe können aber auch zwei neben einander festgekeilte
Daumenscheiben verwendet werden.
Bei der eigenartigen Ventilsteuerung von Rudolf Kron in
Golzern (D. R. P. Nr. 92820) werden die an den Enden des Cylinders in je einem
gemeinsamen Gehäuse vereinigten Einlass- und Auslassventile von einem einzigen
Excenter nebst Stange zwangläufig oder auslösend gesteuert.
Wie Fig. 26 erkennen
lässt, sitzen das seitlich am Cylinder in einem Dampfzuleitungskanal eingebaute
Einlassventil a und ein unterhalb desselben
angeordnetes Auslassventil b auf einem
gemeinschaftlichen Ventilkegel c. Die Spindel b1 zum Anheben des
Ventils b ist concentrisch durch die rohrförmig
gestaltete Anhebestange a1 für das Ventil a hindurchgeführt.
Textabbildung Bd. 310, S. 42
Ventilsteuerung von Kron.
Beide Ventile a und b
werden von einer Excenterstange d zwangläufig
gesteuert. Zu dem Zwecke wird das Ende d1 der Excenterstange durch das Excenter e und den Gleitstein f,
sowie durch die mittels Schubstange vom Regulator verstellbare Gleitfläche g in veränderliche Ellipsen beschreibende Schwingungen
versetzt, welche durch Untergreifen des Endes d1 unter die auf der Anhebestange a1 sitzende und eine
Anhebefläche bildende Scheibe a2 durch directen Angriff auf das Einlassventil a übertragen werden, dagegen mittels eines am
Maschinengestell drehbar gelagerten und unter der Wirkung einer Schraubenfeder
stehenden Winkelhebels h durch indirecten Angriff auf
das Auslassventil b geleitet. Dabei findet die
Uebertragung der Schwingbewegung des Endes d1 der Excenterstange in der Weise statt, dass die
eine halbe Umdrehung des Excenters e zur Steuerung des
Einlassventils a, die andere halbe Umdrehung des
Excenters zur Steuerung des Auslassventils b benutzt
wird.
In der Fig. 26
ersichtlichen Anordnung erfolgt die Steuerung des Einlassventils a zwangläufig. Um dieselbe auslösend wirken zu lassen,
ist, wie Fig. 27 zeigt,
die auf der Anhebestange a1 sitzende Fläche a2, unter welche das Ende d1 der Excenterstange d
greift, entsprechend abgesetzt.
Bei Abänderungen der vorstehend beschriebenen Steuerung werden Einlass- und
Auslassventil an jedem Cylinderende von unten bezw. das erstere von oben und das
letztere von unten gesteuert. In beiden Fällen erhält die Gleitfläche g für den an der Excenterstange d
sitzenden Gleitstein f eine zu derjenigen des
Gleitsteins in Fig. 26
entgegengesetzte Lage.
Eine der Widnmann-Steuerung (D. R. P. Nr. 48833) sehr ähnliche zwangläufige
Ventilsteuerung von J. M. Walter in Charlottenburg,
welche sich durch grosse Einfachheit auszeichnet, zeigt Fig. 28 (vgl. 1897 303 * 27).
An dem bekannten Steuergestänge abgh, das durch
das Reglergestänge a1c
b für verschiedene Füllungsgrade eingestellt wird, ist
ein Stützhebel ef angebracht, dessen
Anschlusspunkt e im Gliede bg liegt, und dessen Richtung und Länge so
gewählt sind, dass das Voröffnen für alle Füllungsgrade von gleicher Grösse bleibt,
und dass beim Anheben des Ventils die Richtungen hg, ef und ba sich nahezu in demselben Punkte schneiden,
also die Rückwirkung auf den Regulator aufgehoben wird.
Textabbildung Bd. 310, S. 42
Fig. 28. Zwangläufige Ventilsteuerung von Walter.
Bei der zwangläufigen Ventilsteuerung von Moritz
Kuchenbecker in Freiburg i. Schl. (D. R. P. Nr. 85994) erfolgt der Schluss
des Ventils durch einen federnden Rückführhaken. Derselbe wird bei seiner Arbeit
verhältnissmässig stark beansprucht, da in Folge der durch die Ventilstange
verringerten wirksamen oberen Querschnittsfläche des Ventilkörpers der Druck unter
dem letzteren grösser ist, als über demselben (vgl. 1896 301 * 7).
Textabbildung Bd. 310, S. 42
Fig. 29. Differential-Kolbenschieberventil von Kuchenbecker.
Der Zweck der Moritz Kuchenbecker als Zusatz zum Patent
Nr. 85994 unter D. R. P. Nr. 92374 geschützten Erfindung ist es nun, diese
verhältnissmässig starke Beanspruchungdes Rückführhakens möglichst zu vermindern, und zwar
wird diese Entlastung durch die Anordnung eines Differential-Kolbenschieberventils
erreicht.
Wie in Fig. 29 ersichtlich, besteht der Ventilkörper
aus Kolbenschiebern a und b, von denen der obere, bei geschlossenem Ventil auf dem Sitz c aufliegende, einen grösseren Durchmesser als der
untere, auf dem Sitz d aufliegende Kolbenschieber hat;
letzterer wird, bevor er bei der Abwärtsbewegung seinen Sitz erreicht, in dem unter
diesem befindlichen cylindrischen Theile e des
Ventilgehäuses geführt.
Sind die Kolbenschieber von dem Rückführhaken so weit herabgedrückt, dass der untere
b in den cylindrischen Theil e des Ventilgehäuses eintritt, so wird durch den hier
erfolgenden Abschluss die wirksame Querschnittsfläche von b vermindert, und es gelangen, da jetzt die Querschnittsfläche des oberen
Kolbenschiebers a grösser ist, als die des unteren b, die Schieber in Folge des auf dem oberen lastenden
Ueberdruckes schnell auf ihre Sitze.
Der Rückführhaken wird also in dem letzten Theil seiner Bewegung erheblich entlastet,
so dass Brüche oder Störungen anderer Art in Folge Ueberanstrengung desselben nicht
mehr erfolgen können.
3) Dampfmaschinen mit Hahnsteuerungen.
Eine für Maschinen mit hohen Umdrehungszahlen bestimmte zwangläufige Hahnsteuerung
von Heinrich Gahler in Crimmitschau (D. R. P. Nr.
94133) zeigt Fig. 30.
Die Bewegung des Excenters e wird durch zwei unter
beliebigem Winkel zu einander gestellte Zugstangen und Zwischenhebel w auf die Steuerung in der Weise übertragen, dass die
drehbar neben einander gelagerten Vertheilungs- und Expansionsorgane eine
Drehbewegung sowohl zu einander, als auch zu ihren Cylindergleitflächen
ausführen.
Der um den Zapfen z drehbare Hebel p ist durch Zugstangen und Hebelparallelogramme mit dem
ђegulator verbunden, so dass er bei Geschwindigkeitsänderungen der Maschine eine um
z schwingende Bewegung ausführt, die sich auch auf
die Gelenkbolzen x und y
erstreckt. Da diese mit den aussen liegenden Kurbeln der beiden Einlasshähne c und d durch Zugstangen
verbunden sind, so hat jede Veränderung der Regulatorstellung eine von der
Excenterbewegung unabhängige Verdrehung der Einlassorgane und damit ein früheres
oder späteres Abschneiden des Einströmdampfes zur Folge. Die Auslasshähne a und b werden in der Fig. 30 ersichtlichen Weise von der Excenterstange
bethätigt. Um die schädlichen Räume zu verringern, empfiehlt es sich, die
Expansionsschieber gleichachsig in den Vertheilungsorganen unterzubringen. Es kann
dann die ganze Steuerung durch am Cylindermantel gelagerte Räder angetrieben werden,
was wegen der geringen Abmessungen und leichten Gewichte der bewegten Theile ohne
störende Massenbewegungen hohe Umdrehungszahlen zulässt. Die Dampfeinlassdauer ist
dabei, der jeweiligen Beanspruchung entsprechend, veränderlich, während
Voreinströmung, Vorausströmung und Gegendruck unverändert bleiben.
Textabbildung Bd. 310, S. 43
Fig. 30. Zwangläufige Hahnsteuerung von Gahler.
Die Hermann Engelhardt in Würzen durch D. R. P. Nr.
94417 geschützte Erfindung betrifft die Entlastung der Abschlussorgane einer
zwangläufigen Hahnsteuerung, wodurch dem Regulator bei Veränderungen des
Füllungsgrades das Eingreifen erleichtert wird.
Textabbildung Bd. 310, S. 43
Fig. 31. Entlastung der Abschlussorgane nach Engelhardt.
Zur Anwendung gelangen vier Schieber in zwei Kammersystemen. Die Abschlusschieber e (Fig. 31) sind während
der Zeit der Oeffnung entlastet. Während des Abschlusses geschieht die Entlastung
durch Ueberführen von Dampf mit der Schieberkastenspannung in den Raum r zwischen den Schiebern, und nach dem Abschluss dieses
Raumes gegen den Cylinderraum durch einen Kanal a, der
während der Auslasstellung des Vertheilungsschiebers g
geöffnet, die übrige Zeit aber von g geschlossen
gehalten wird.
Die einstellbare Hahnsteuerung von Dr. Anton v.
Zeleweski in Breslau (D. R. P. Nr. 93632) ermöglicht den Füllungsgrad,
sowie den Zeitpunkt des Oeffnens und Schliessens der Steuerhähne nach Bedarf zu
verändern.
Am Arbeitscylinder der Maschine ist an jedem Ende ein Hahngehäuse f1
f2 (Fig. 32) angebracht, in dem sich die Küken g1
g2 leicht drehen
lassen; letztere sind hohl, an ihrem Ende offen und mit einer Seitenöffnung in
Formeines
länglichen Paralleltrapezes k1
k2 versehen. Jedes
Küken läuft in einem runden Bolzen aus, die Arme p1
p2 tragen, auf denen
Bolzen q1
q2 gleiten, die in den
Enden der Schenkel eines Steuerwinkels abc (Fig. 33) leicht beweglich sind. Die Schenkel ab und bc sind
um den Scheitelpunkt b drehbar und die Grösse dieses
Winkels kann nach Belieben mit Hilfe der Schlitze des Kreisabschnittes d1
d2 gestellt werden. An
dem letzteren greift eine Stange p an, deren anderes
Ende mit dem einen Arme des auf der Schwungradachse befestigten Hebels u drehbar verbunden ist.
Der Arbeitscylinder besteht aus einem mittleren Theil, in dessen beiderseitigen
Schlitzen sich der Kreuzkopf m (Fig. 32) hin und her bewegen kann und aus zwei
Endtheilen, in denen durch kurze Stangen mit dem Kreuzkopf verbundene Kolben h1
h2 laufen. Der
Kreuzkopfbolzen geht durch die Bohrungen eines den Arbeitscylinder umschliessenden
Ringes n (Fig. 33), an
dessen oberem und unterem Ende parallele Stangen e1
e2 angreifen, die nach
einem Hebel i führen, der mittels eines Lagers um die
Welle des auf der Schwungradachse befestigten Hebels u
drehbar ist.
An das Hahngehäuse schliessen sich die Rohre a1
a
2 mit der Einströmöffnung und die Rohve b1
b2 mit der
Ausströmöffnung.
Textabbildung Bd. 310, S. 44
Fig. 32. Einstellbare Hahnsteuerung von Zeleweski.
Textabbildung Bd. 310, S. 44
Fig. 33. Einstellbare Hahnsteuerung von Zeleweski.
Wenn frischer Dampf durch das rechte Küken in den Arbeitscylinder strömt, wirkt
derselbe auf den Kolben h1, so dass der Kreuzkopf und in Folge dessen auch die Kurbel der
Schwungradachse in die linke Todtpunktlage gelangen. Der Hebel u bethätigt durch die Stange p die Steuerungsglieder ab und cb und steuert damit die Küken so, dass, um
Stösse zu vermeiden, beide kurz vor der Todtpunktlage für Einströmung geschlossen
und für Ausströmung geöffnet werden. Bei der fortgesetzten Bewegung der Kurbelwelle
bleibt das Küken g1 für
Ausströmung geöffnet, während sich das Küken g2 schnell öffnet. Die Kolben bewegen sich dann nach
rechts, bis die andere Todtpunktlage erreicht ist, und es wiederholt sich das Spiel
von Neuem.
Es empfiehlt sich, vor dem Ingangsetzen der Maschine heisses Wasser oder Oel in das
Ausströmrohr b1
b2 zu giessen. Wenn der
Dampf in das Rohr a1
a2 strömt, und das
linke Küken g2 für die
Einströmung, das andere g1 dagegen für die Ausströmung geöffnet steht, drückt der Dampf auf das
gegen den Kolben h2
wirkende heisse Oel und treibt denselben nach rechts. Das Oel wird durch die
Oeffnung des rechten Kükens in das Rohr b1
b2 geschoben und treibt
den Dampf vor sich heraus, so dass er als ein leichteres Medium durch die
Ausströmöffnung entweicht, wohingegen das Oel nur in dem Rohre b1
b2 steigt.
Für ökonomischen Betrieb hat man nur den Winkel abc der Steuerungsglieder durch angebrachte Stellschrauben entsprechend zu
verkleinern bezw. so einzustellen, dass der Dampf erst dann zur Wirkung kommt, wenn
sich der Kreuzkopf nahezu in der Mittelstellung befindet.
Die Maschine lässt sich auch mit Druckwasser betreiben.
Eine Hahnsteuerung mit umlaufendem Hahn von Julius
Köster in Zittau (D. R. P. Nr. 94521), welche sowohl eine unveränderte, als
auch von einem Regulator bezw. von Hand verstellbare veränderliche Füllung
ermöglicht, zeigen Fig.
34 und 35.
Der Dampfeintritt erfolgt durch abc, der Austritt, nachdem sich der Hahnkegel um 180° gedreht hat,
durch cb1
a1. Das von der
Kurbelwelle aus angetriebene Rad i sitzt lose auf der
Hahnkegelverlängerung k und trägt in seiner Nabe r einen drehbaren Bolzen m, an dessen Enden die Klinken n1 und n2 befestigt sind. Zu beiden Seiten des Rades i liegen die Ringe l1 und l2, von denen der erstere l1 auf der Hahnkegelverlängerung k festgekeilt, der letztere l2 dagegen beweglich ist. Die Klinke n1 wird auf den Ring
l1 durch die Feder
p aufgedrückt, damit sie -in ihrer ununterbrochenen
Bewegung in die Nuth o des zeitweilig in Ruhe
befindlichen Ringes l1
einfällt und so den Hahnkegel durch das Rad i mittelbar
in rotirende Bewegung versetzt. Die mitrotirende Klinke a2 schleift auf dem Ringe l2, welcher, mit einer
Ausklinknase versehen, lose auf der Hahnkegelverlängerung sitzt und vom Regulator
oder von Hand mittels der Zugstange w nach Bedarf
eingestellt wird.
Textabbildung Bd. 310, S. 44
Hahnsteuerung mit umlaufendem Hahn von Köster.
An den Zapfen y der am Ende der Hahnkegelverlängerung
k sitzenden Kurbel greift eine Feder z an, die bei der Kurbelbewegung gespannt wird, um
nachdem den Hahnkegel, je nach Einstellung des Regulators oder von Hand, plötzlich
in die Schlusstellung zu drehen.
Für einen bestimmten Füllungsgrad wird die Ausklinknasedes Ringes l2 so eingestellt, dass
die Ausklinkung der Nase n1 mittels der Klinke n2 früher oder später erfolgt. Soll der Schluss der
Einströmöffnung z.B. sehr früh erfolgen, so wird die Nase möglichst weit entgegen
der Drehungsrichtung der Kurbel bezw. Klinke gestellt, dagegen in entgegengesetzter
Richtung, wenn die Schliessung später stattfinden, also bei einem höheren
Füllungsgrade erfolgen soll.
(Fortsetzung folgt.)