Titel: Verdam, über Bewegung der Ziehstangen, Schieber und Klappen etc.
Autor: Verdam,
Fundstelle: 1830, Band 37, Nr. LXXXIII. (S. 325–328)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj037/ar037083

LXXXIII. Bestimmung der abwechselnden Bewegung der Ziehstangen, Schieber und Klappen, durch welche an einer Dampfmaschine von gewöhnlichem Baue die Verbindung zwischen dem Kessel, dem Cylinder und dem Verdichter hergestellt wird; Bestimmung des Spieles dieser Theile unmittelbar aus der abwechselnden Bewegung des Schwung- oder Wagebalkens. Von Hrn. Verdam.

Aus der Correspond. mathém. et phys.247) T. W. 4e livr. p. 255 im Bulletin d. Scienc. technol. Mars. p. 261.

Mit Abbildungen aus Tab. VII

Unter gewissen Umständen muß diesen Theilen ihr Spiel auf eine andere Weise, oder durch andere Theile der Maschine mitgetheilt werden! Gewöhnlich geschieht dieß mittelst einer excentrischen Scheibe, die an der Achse des Schwungrades angebracht ist. Um diese excentrische Scheibe bewegt sich in einer Kehle ein kupferner Ring, an welchem platte Stängelchen angebracht sind, die, von der Achse des Flugrades auslaufend, an dem anderen Ende der Maschine zusammentreffen, und an einer horizontalen Stange befestigt sind, welche mittelst Kurbeln und Stoßstangen den Schiebern und Klappen etc. eine Bewegung hin und her mittheilt. Wer den Bau einer Dampfmaschine kennt, weiß, daß man öfters, um die Bewegung der excentrischen Scheibe diesen Theilen mitzutheilen, vorzüglich wenn sie aus laden oder Schiebern bestehen, die man mit Recht den Klappen vorzieht, starker und langer Stoßstangen bedarf. Abgesehen von diesen lezteren fordert der excentrische Apparat auch noch platte Stangen, die eben so lang sind, als die Maschine, und daher sieht man nicht selten excentrische Scheiben an starken Maschinen mir Stangen von 8 Metern Lange und darüber. Wenn man nun diese langen Stangen vermeiden, und die Anzahl der übrigen Stoßstangen vermindern, dafür aber einen anderen, wenn auch nicht einfacheren, doch gedrängteren und weniger unbequemeren Mechanismus anbringen kann, so ist es klar, daß die Maschine dadurch wohlfeiler wird. Dieß ist nun bei folgendem Mechanismus der Fall, welchen man in vielen Fällen wird anwenden können. Indessen kann man denselben mehr als Auflösung eines Problemes der angewandten Mathematik, denn als eine wichtige Vereinfachung betrachten.

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Es sey AB (Fig. 5.) ein Theil des Schwung- oder Wagebalkens; ABCD das Parallelogramm, an welchem die Stange a des arbeitenden Stämpels angebracht ist, der sich in dem Cylinder, y, bewegt; b der Kasten oder die Abtheilung, in welchem die Schieber sich bewegen, und in welchen der Dampf sich begibt, wenn er aus der Dampfröhre, d, herbeifließt. Man weiß, daß das Hauptstük, durch welches das Ende D des Parallelogrammes beinahe der Senkrechten folgt, eine horizontale Stange, CE, ist, die sich um den feststehenden Zapfen E dreht etc. Man weiß ferner, daß der Punkt E sich gewöhnlich auf der Seite von BD befindet, wenn AB in der horizontalen Lage ist, d.h., daß die Punkte E (denn es gibt deren zwei, zu jeder Seite des Wagebalkens einen) sich in derselben verticalen Ebene befinden, die durch die Stange a läuft, und senkrecht auf die Länge des Wagebalkens ist. Man weiß ferner, daß dieser Punkt E auf jeden beliebigen Punkt der horizontalen Linie übertragen werden kann, wenn man anders die Länge AB oder die Breite AC des Parallelogrammes gehörig wechselt; alles dieß geschieht mittelst eines sehr einfachen Mechanismus, der wahrscheinlich allen Dampfmaschinen-Fabrikanten bekannt ist.

Man seze nun der Punkt E sey nach F übertragen, etwas vor dem Parallelogramme, und die Stangen CF (siehe Fig. 6 und 7., die horizontalen und verticalen Entwürfe des Mechanismus) drehen sich nicht um Zapfen, sondern seyen an einer runden Stange FF befestigt, die sich in zwei Lagern, GG, dreht. Diese Stange wird also, durch die abwechselnde Bewegung der Stangen, CF, eine abwechselnde kreisförmige Bewegung erhalten; sie hat eine nur wenig bedeutende Last zu tragen, kann also, ohne daß sie sich deßwegen beugen dürfte, so dünn seyn, als ihre Länge es nur immer gestattet.248)

In der Mitte von FF ist ein kleiner excentrischer Kreis, e, befestigt, der von einem Ringe umfaßt wird, in welchem er sich frei bewegen kann, wie dieß bei der gewöhnlichen excentrischen Scheibe geschieht. Die Stange, ed, dieser excentrischen Scheibe ruht auf einem Halsbande, d, (Fig. 5, 6 und 7.) (Fig. 7. ist ein Seitenaufriß) in der Mitte einer kleinen Achse, ii, an deren Enden sich die senkrechten Hebel, ic, befinden, welche gleichfalls auf der horizontalen Achse, cc, befestigt sind; so daß die Achse, cc, sich drehen wird, wann die Hebel, |327| ic, in Bewegung gesezt werden. In der Mitte von cc ist der Arm des Hebels cb befestigt, der zulezt noch an der Stange, ab, der Laden oder Schieber hängt.

Aus dieser Beschreibung erhellt, daß durch die abwechselnde Umdrehung der Achse, FF, die excentrische Scheibe in ihrem Ringe sich schwingen, und ihre Stange, ed, eine Bewegung hin und her erhalten wird, wodurch die Stange, ab, und folglich auch die Schieber, ihre Bewegung von oben nach abwärts und von unten nach aufwärts erhalten. Wir wollen nun einige Bemerkungen beifügen.

1) Da die Schieber sich sowohl nach aufwärts, als nach abwärts bewegen müssen, während der Stämpel Einen Lauf vollendet, so kann man diese Bewegung ohne excentrische Scheibe nicht einfacher hervorrufen; wenn die Bewegung von ab gleichzeitig mit jener der Stange des arbeitenden Stämpels wäre, so könnte man CF über F hinaus bis nach b verlängern, und die Stange ab unmittelbar an CF befestigen; allein, das Gesez der Bewegung der Schieber erlaubt eine so einfache Vorrichtung nicht. Da die excentrische Scheibe an der Achse FF angebracht ist, so wird die Ursache klar, warum der Punkt E, Fig. 7., auf F übertragen werden muß; denn sonst wäre die excentrische Scheibe durch die horizontale Achse, D, welche in ihrer Mitte die Stämpelstange führt, in ihrer Bewegung gehindert. Die excentrische Scheibe kann außerordentlich klein seyn, selbst an den stärksten Maschinen, und man wird begreifen, daß die Excentricität die Länge von ed, und die Länge der Hebel sich leicht so reguliren läßt, daß die Schwingungen der excentrischen Scheibe genau jenen Lauf erzeugen, welchen die Schieber nehmen müssen, indem derselbe von den Dimensionen der Maschine abhängt, und bei Maschinen von mittlerer Starke, von der Kraft von 12 bis 24 Pferden, kaum mehr als ein Decimeter beträgt. Ich bleibe daher nicht länger bei den Längen der Stüke stehen, die immer ohne Vergleich kleiner und weniger der Anzahl nach seyn werden, als bei der gewöhnlichen Einrichtung.

2) Die Achse ii ist frei, die Achse cc aber feststehend; es müssen demnach auf der Höhe cc zwei feststehende Stüzen vorkommen. Die großen Maschinen mit zwei Säulen, so wie die Maschinen mit sechs Säulen, die tragbar sind, bieten beinahe immer leichte Mittel dar, diese Stüzen auf dem oberen Gestelle der Maschine, oder auf den Säulen zu befestigen. Was aber die tragbaren Maschinen mit zwei Säulen betrifft, so müssen diese Stüzen mittelst zweier kleinen Säulen, cf, Fig. 6 und 3 am Dekel der Abtheilung b befestigt werden.

3) Die Stange, ab, muß eine vollkommen verticale Bewegung, oder wenigstens eine solche erhalten, die derselben so viel nur immer möglich gleich kommt. Dieß geschieht auf folgende Weise: |328| a) Wenn der Arm des Hebels, cb, Fig. 6 und 7. bis, sich in eine Gabel endet, die an jedem Ende mit zwei Löchern zur Aufnahme eines Joches versehen ist, an welchem die Stange, ab, hängt, und wenn diese Löcher eiförmig sind, und weiter als der Durchmesser des Joches (wie Fig. 6. zeigt); so ist es klar, daß, durch dieses Spiel, die Abweichung des Endes b der Senkrechten keine Abweichung von ab veranlassen kann. Diese Vorrichtung wäre unvollkommen, und die ovalen Löcher würden sich bald abnüzen, wenn der Lauf von ab sehr groß wäre; da er aber sehr klein ist, so bin ich geneigt zu glauben, daß man diese Vorrichtung an großen Maschinen eben so gut, als an mittleren, anbringen könnte.

b) Man könnte indessen an großen Maschinen den Arm cb mit der Stange ab verbinden, und zwar mittelst einer Zwischenstange, ab, Fig. 10., mit zwei Gliederungen a und b.

c) oder was noch besser wäre, ein kleines Parallelogramm an dem Arme, bc, anbringen. Dieses Parallelogramm macht keine Schwierigkeiten, in dem es sehr klein ist, fordert aber einen fixen Punkt mehr. Endlich könnte man auch noch eine andere Vorrichtung anbringen, wie Stoßstangen, durch welche sich die verlangte Verticalität erhalten ließe.

d) Die Verticalität erhält man auch mittelst eines gezähnten Bogens (Fig. 9.), der in die Stange, ab, eingreift, welche, zu diesem Ende, in einen Zahnstok ausläuft. Da die Bewegung von ab sehr langsam ist, und die Zähne des Zahnstokes beinahe nichts zu nagen haben, wegen des Gegengewichtes, gh, Fig. 6., so ist es offenbar, daß die Bewegung genau und leicht seyn wird, und die Zahne sich durch die abwechselnde Veränderung der Bewegung nicht viel abnüzen werden. Man kann aber nicht sagen, daß diese Vorrichtung die einfachste ist.

e) Wenn man endlich dem Arme, cd, die Länge Eines Meter geben kann, so wird der beschriebene Bogen sich nicht viel an seinem Ende, b, von der Senkrechten entfernen, und man wird immer eine Gabel b, (Fig. 6 und 7. bis) mit ovalen Löchern, und selbst mit runden (die sich beinahe gar nicht merklich abnüzen) anwenden können, wenn die Länge von ab wenigstens auch Ein Meter beträgt.

4) Das Gegentheil gh muß nach abwärts verlängert werden, damit der Maschinist dasselbe ergreifen kann, um die Maschine in den Gang zu sezen. Zugleich muß er die Stange aus der Excentricität ihres Halsbandes, d (Fig. 6 und 8.) bringen, was mittelst eines gabelförmigen Stokes, oder mittelst einer Schnur geschehen kann, die über eine Rüksendungsrolle, p, läuft.

Diese Correspondance mathématique et physique, welche heftweise erscheint, und in Deutschland wenig bekannt ist, verdient die Aufmerksamkeit der deutschen Zeitschriften für Mathematik, indem sie manches Gute enthält. A. d. Ue.

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Wenn man die Lage der Zapfen E (Fig. 5.) nicht verändern wollte, so könnte man die Stange, FF, mittelst eines kleinen gezähnten Bogens, H, Fig. 6. bis sich drehen lassen, der an der Verlängerung von CE befestigt ist, und in ein auf der Achse, FF, angebrachtes Rad eingreift. Dadurch werden, aber die Theile des Mechanismus auf eine unnüze Weise vervielfältigt, indem kein Grund vorhanden ist, warum der Umdrehungspunkt der Stangen CE vielmehr in E als in F seyn soll. A. d. O.

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