Titel: Verbesserungen an den Dampfmaschinen.
Autor: Beale, Joshua Taylor
Fundstelle: 1834, Band 51, Nr. LXXXVIII. (S. 401–406)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj051/ar051088

LXXXVIII. Verbesserungen an den Dampfmaschinen, worauf sich Josua Taylor Beale, Mechaniker im Church Lane, Whitechapel, Grafschaft Middlesex, am 28. März 1822 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem London Journal of Arts. März 1833, S. 101.

Mit Abbildungen auf Tab. VI.

Meine Erfindung, sagt der Patentträger, besteht in einer eigens thümlichen Verbindung oder Einrichtung gewisser Theile einer Dampfmaschine, wodurch der Dampfcylinder an einer fixirten hohlen Kolbenstange bewegt wird, und wobei diese hohle Kolbenstange sowohl als Einführungs-, denn als Ausführungsgang für den Dampf dient.

Fig. 17 ist ein Fronteaufriß einer nach meiner Erfindung erbauten Maschine. Fig. 18 gibt einen Seitenaufriß derselben, und Fig. 19 ist ein Durchschnitt durch Fig. 17. Fig. 20, 21 und 22 zeigen der größeren Deutlichkeit wegen mehrere Theile einzeln für sich dargestellt. An allen diesen Figuren beziehen sich gleiche Buchstaben auch auf gleiche Gegenstände.

An die vier Eken der zwei rechtekigen Rahmen sind vier Säulen oder Pfosten aa geschraubt, wodurch das Gestell gebildet wird, auf welchem die Maschine ruht, d ist der Dampfcylinder, dessen Dekel ee mit Schlußbüchsen versehen sind, durch die die Kolbenstange f geht. Diese Kolbenstange ist hohl, wie der Durchschnitt in Fig. 19 zeigt, und dient sowohl als Eintritts-, denn als Austrittsröhre des Dampfes aus dem Cylinder.

An der Kolbenstange f ist der Kolben d, Fig. 19, befestigt, und dieser Kolben ist den allgemein gebräuchlichen ähnlich, mit dem Unterschiede jedoch, daß die Klappen h und i, welche dem Dampfe gegen den Dampfcylinder hin und von demselben weg zu strömen gestatten, daran angebracht sind. Die Dampfröhre j führt von dem Kessel her, und steht bei k mit der hohlen Kolbenstange f in Verbindung.

An dem oberen oder Scheitelende der Kolbenstange befindet sich eine Schlußbüchse in derselben, durch welche die Stange l geht, die an der Klappe oder dem Ventile m befestigt ist, und mittelst welcher diese Klappe durch den Hebel n oder o von ihrem Size |402| emporgehoben werden kann. Der Hebel n hat seinen Stüzpunkt in q; der Hebel o hingegen ist gebogen; das eine Ende desselben ist unter einem rechten Winkel gebogen, und unter dem Hebel n bei p festgemacht, so daß er bewirkt, daß die Klappe m auf ihrem Size ruht, wenn nicht durch die an der Hauptwelle r angebrachten Wischer 2 und 3, oder durch ein Herabdrüken des Hebels n mit der Hand darauf gewirkt wird.

Die Hauptwelle r dreht sich in vier Zapfenlagern s, und ist mit zwei Kurbeln oder Winkelhebeln t ausgestattet, welche durch die Verbindungsstangen, die an dem Gestelle, an welchem sich der Dampfcylinder d befindet, befestigt sind, in Bewegung gesezt werden. Dieses Gestell, welches eine Wiege (cradle) genannt wird, besteht aus einem starken, vierekigen Rahmen v, und in diesem Rahmen ist der Cylinder durch die an dessen beiden Seiten befindlichen Zapfen w befestigt, so daß, ohne daß der Cylinder in Unordnung geräth, eine leichte Bewegung hervorgebracht werden kann. Der Cylinder wird sich auf diese Weise frei senkrecht an der Kolbenstange bewegen können, selbst wenn einige Theile nicht ganz genau seyn sollten; ein Umstand, der nicht Statt finden könnte, wenn das Gestell diese leichte Bewegung nicht zuließe.

An den Seitentheilen xx der Wiege oder der Rahmen vv sind Achsen oder Zapfen yy angebracht, an denen die Verbindungsstangen u, und auch die Reibungsräder zz befestigt sind. Auch diese Zapfen oder Achsen yy lassen eine leichte Bewegung zu, ohne daß der Dampfcylinder dadurch verrükt wird; diese Bewegung, die zu demselben Zweke dient, wie die früher beschriebene, erfolgt jedoch hier in entgegengesezter Richtung.

Vor und hinter dem Cylinder D sind zwei senkrechte Führer oder Leiter 44 angebracht, zwischen denen sich das Rad zz bewegt, wie aus einem Blike auf Fig. 17 und 18 erhellen wird.

Fig. 20 zeigt den Kolben g für sich allein dargestellt, und Fig. 21 ist ein metallener Ring, der innerhalb oder außerhalb der Nüsse des Kolbens herabgeschraubt wird, damit er nicht abgehen kann.

Fig. 22 stellt die einzelnen Theile der Kolbenstange im Durchs schnitte dar, und zugleich auch die Art und Weise, auf welche der Kolben damit verbunden ist. Man wird aus dieser Figur ersehen, daß die Kolbenstange aus zwei Röhren besteht, von denen jede mit einem Randstüke ausgestattet ist, mit Hülfe dessen die Röhre mittelst Schrauben an dem Kolben festgemacht ist.

Ich muß hier bemerken, daß das Flugrad an einer Maschine, welche bloß einen Cylinder hat, belastet werden muß, um dem Dampfcylinder |403| d das Gleichgewicht zu halten. In allen Fällen hingegen, in welchen zwei Cylinder vorhanden sind, können dieselben offenbar so an der Hauptwelle angebracht werden, daß jeder Cylinder dem anderen zum Theil das Gleichgewicht hält, die Maschine mag mit hohem oder niederem Druke arbeiten.

Ich will nun erklären, auf welche Weise die Maschine arbeitet, und hierbei annehmen, der Dampf werde in der Dampfröhre j von einem Dampfkessel hergeleitet, und der an der Hauptwelle r befindliche Wischer 3 wirke auf den Hebel o. Dadurch wird nämlich die Klappe m durch die Stange l von ihrem Size emporgehoben, so daß der Dampf in die hohle Kolbenstange und aus dieser zwischen dem oberen Dekel des Dampfcylinders und dem stritten Kolben durch die Klappe h in den Dampfcylinder gelangen kann. Diese Klappe besteht nämlich aus zwei abgeschliffenen, an einer und derselben Spindel befestigten Platten, und diese Spindel bewegt sich durch Führungs- oder Leitungslöcher, welche sich, wie Fig. 20 zeigt, in Stegen befinden, die quer über die Oeffnungen in dem Kolben g laufen.

Wenn nun der obere Dekel oder Boden des Dampfcylinders die Klappe auf diese Weise auf ihren unteren, gleichfalls abgeschliffenen Siz herabgedrükt hat, so ist der obere Theil der Klappe zum Behufe des Ueberganges des Dampfes aus der Kolbenstange in den oberen Theil des Cylinders geöffnet, wodurch dieser Cylinder veranläßt wird, sich so lange von dem fixirten Kolben zu entfernen, bis der untere Dekel oder Boden des Cylinders mit der Spindel der Klappe h in Berührung kommt, und dadurch veranläßt, daß der obere Theil verschlossen, die untere Klappe hingegen geöffnet wird, damit der Dampf gegen die untere Seite des Kolbens strömen, und den Dampfcylinder von dem fixirten Kolben auf diese Seite drüken kann.

Zu derselben Zeit, während welcher die Klappe h für den oberen Theil des Dampfcylinders verschlossen, für den unteren Theil desselben hingegen geöffnet ist, kommt die Klappe i mit dem unteren Dekel oder Boden des Dampfcylinders in Berührung, und öffnet dadurch den oberen Theil dieser Klappe in solcher Weise, daß der Dampf, der den oberen Theil des Cylinders bereits zum Zurükweichen von dem Kolben veranläßt hat, in den unteren Theil der hohlen Kolbenstange, und aus diesem, je nach der Einrichtung der Maschine, entweder in den Verdichter oder in die freie Luft übergeht. Wenn nun aber der obere Dekel des Dampfcylinders neuerdings wieder mit den Klappen h und i in Berührung kommt, so wird der Dampf auch wieder in den oberen Theil des Cylinders einströmen, und auch der Ausführungsgang wird so geöffnet seyn, daß der Dampf |404| von der unteren Seite des Kolbens, den man in Fig. 19 in dieser Stellung steht, austreten kann. Zu bemerken ist, daß es sehr gut ist, wenn die Spindeln der Klappen h und i mit Federn versehen sind, oder wenn für eine sonstige hinreichende Reibung gesorgt wird, damit dem Schließen derselben vorgebaut wird, wenn sie dadurch, daß die Dekel oder Boden der Cylinder mit ihnen in Berührung kamen, in die gehörigen Stellungen getrieben wurden.

Es wurde bereits gesagt, daß der Dampf durch die Klappe m in die hohle Kolbenstange Zutritt erhält. Die für jede Seite des Kolbens nöthige Menge Dampf erhält dadurch Zutritt, daß die Wischer 2 und 3 mit dem Hebel o, der immer durch die Feder 5 herabgedrükt gehalten wird, in Berührung kommen. Die Menge Dampf, welche bei jedem Stoße eintritt, wird also von der Zeit abhängen, während welcher die Klappe m offen erhalten wird, so daß mithin diese Menge durch die Länge der Wischer 2 und 3 bestimmt wird. Die Ausdehnung oder Länge des Stoßes, während welchem der Dampf eintritt, und dann abgeschnitten wird, kann also so regulirt werden, daß der Rest dieses Stoßes durch die Ausdehnung des Dampfes hervorgebracht wird.

Soll nun die Maschine in Gang gesezt werden, so wird der Hebel n mit der Hand herabgedrükt, wodurch die Klappe m geöffnet, und dem Dampfe der Zutritt in den Cylinder gestattet wird. Aus Fig. 19 sieht man, daß sich in der Kolbenstange f eine Scheidewand 6 befindet, die diese Stange in zwei Theile theilt, von denen der eine als Eintrittsröhre für den Dampf in den Cylinder, der andere oder untere hingegen als Austrittsröhre für denselben dient.

Im Falle nun dieser Apparat an einer Dampfmaschine mit niederem Druke angewendet werden soll, wird an dem unteren Theile der Kolbenstange eine Röhre befestigt, welche in den Verdichter führt; soll sie hingegen an einer Hochdrukdampfmaschine ihre Anwendung finden, so wird eine in den Rauchfang des Ofens oder in die freie Luft führende Röhre daran angebracht.

Wenn die Maschine in Bewegung gesezt werden soll, so bewirke ich, daß der Bodendekel des Dampfcylinders auf die Klappen h und i wirkt, indem ich das Flugrad so lange umdrehe, bis die Kurbel beinahe auf den Punkt der Unthätigkeit (dead point) gebracht ist. Dadurch werden diese Klappen nämlich so geöffnet, daß der Dampf durch beide Seiten des Kolbens strömen, und auf diese Weise den Cylinder erhizen wird.

Wenn die Maschine klein ist, so drehe ich die Kurbeln mittelst des Flugrades über den Punkt der Unthätigkeit hinaus in der Richtung, in welcher die Welle getrieben werden soll, wodurch die Klappen |405| in die gehörige Stellung kommen werden. Sind die Maschinen jedoch groß, oder mit zwei Cylindern ausgestattet (und besonders bei den Maschinen für den Seedienst), so muß man im Stande seyn, die Stellung der Klappen h, i während jeder Periode des Stoßes andern zu können, damit sich die Richtung der Kurbeln an der Hauptwelle jederzeit gleich ändern läßt. In diesem Falle bringe ich also an der Spindel der Klappen h, i solche Stangen an, wie man sie in Fig. 19 durch punktirte Linien angedeutet steht, und welche durch Schlußbüchsen gehen, die sich an dem oberen Dekel der Dampfcylinder befinden. Diese Stangen verbinde ich an ihrem oberen Ende durch einen gabelförmigen Hebel (Fig. 23), mit Hülfe dessen sie dann gemeinschaftlich bewegt werden können.

Wenn die Stellung der Klappen zum Behufe der Veränderung der Richtung der Kurbeln abgeändert werden soll, so muß die Drosselklappe oder der Hahn, welcher sich an der von dem Kessel herführenden Röhre befindet, geschlossen werden, damit der Zutritt des Dampfes unterbrochen und der Gang der Maschine mithin angehalten wird. Dann müssen die mit den Klappen h, i in Verbindung stehenden Stangen durch den durch punktirte Linien angedeuteten Hebel p nach Umständen gehoben oder herabgesenkt werden, wodurch denn auch diese Klappen gehoben oder gesenkt, und die Richtung der Bewegung des Dampfes und folglich auch der Kurbeln verändert werden, wobei jedoch, wenn man mit einer großen einfachen Maschine zu thun hat, sorgfältig darauf zu sehen ist, daß die Kurbeln nicht an den Punkten der Unthätigkeit angehalten werden. Damit nun die Wischer zu jeder Zeit, zu welcher die Maschine angehalten (backed) werden soll, schnell unter dem Hebel, o weggeschafft werden können, sind die Wischer 2 und 3 an einer Röhre angebracht, welche sich an der Hauptwelle r schieben läßt, und an der sich zwei Paare von Wischern befinden, so daß, wenn das eine Paar weggeschoben ist das andere dafür in eine solche Stellung kommt, daß es, wenn es nöthig ist, in Thätigkeit gesezt werden kann.

Fig. 18 zeigt die Mittel zur Bewegung der Wischer. An der erwähnten Röhre befindet sich nämlich ein Griff oder eine Klaue, in welche das eine Ende des Hebels b eingreift. Wenn nun der Hebel b um seine Achse gedreht wird, so wird er die Röhre, an der sich die Wischer befinden, längs der Hauptwelle treiben, während das Umdrehen dieser Röhre durch eine Feder verhindert wird: eine Einrichtung, die Jedermann deutlich seyn wird.

Obwohl ich nun die Kolbenstange hier als in einer senkrechten Stellung befestigt beschrieben und abgebildet habe, so ist doch klar, daß dieselbe in gewissen Fallen auch in horizontaler oder diagonaler |406| Richtung angewendet werden kann. Ich nehme daher keineswegs die verschiedenen einzelnen Theile der Maschine, welche bereits bekannt sind, noch auch den besonderen Bau derselben in Anspruch, da dieser (obschon ich ihn so, wie ich ihn angab, am zwekmäßigsten fand) verschieden abgeändert werden kann; meine Erfindung besteht vielmehr lediglich in der eigenthümlichen Einrichtung und der Verbindung der verschiedenen Theile einer Dampfmaschine, in Folge deren der Dampfcylinder an einer fixirten hohlen Kolbenstange in Bewegung gesezt wird, und in Folge deren diese Kolbenstange sowohl als Eintritts-, denn als Austrittsröhre des Dampfes aus dem Cylinder dient.

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