Titel: Bodmer's verbesserte Dampfmaschinen und Dampfkessel.
Autor: Bodmer, Johann Georg
Fundstelle: 1836, Band 59, Nr. XXVI. (S. 161–175)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj059/ar059026

XXVI. Verbesserungen an den Dampfmaschinen und an den Dampfkesseln für stationäre und Locomotivdampfmaschinen, worauf sich John George Bodmer, Civilingenieur von Bolton-le-Moors, am 24. Mai 1834 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem London Journal of Arts. November 1835, S. 138.

Mit Abbildungen auf Tab. III.

Die unter gegenwärtigem Patente begriffenen Erfindungen umfassen mehrere neue Einrichtungen an den Dampfmaschinen und Dampfkesseln. Sie bestehen 1) in Hinsicht auf die Dampfmaschinen in der Anwendung zweier Kolben, die sich in einem und demselben Cylinder nach entgegengesezten Richtungen bewegen, und von denen jeder einen eigenen, jedoch an einer und derselben Welle angebrachten Kniehebel in Bewegung sezt, damit auf diese Weise die der Welle mitgetheilte Kraft ausgeglichen wird. Denn, während der eine Kolben seinen Kniehebel durch die Hälfte eines Umganges treibt, treibt der andere seinen Kniehebel durch die andere Hälfte; und dadurch wird die Welle in kreisende Bewegung versezt, ohne daß sie irgend eine Gewalt auf ihre Zapfenlager ausübt. Da ferner die Expansivkraft des Dampfes auf die Kolben und durch diese auf die Kniehebel allein wirkt, so erhellt offenbar, daß auf keinen Theil des Gestelles oder der Grundlage der Maschine irgend eine Gewalt ausgeübt wird. Durch die Anwendung zweier Kolben wird die Kraft verdoppelt, und folglich werden zwei Kniehebel, jeder mit einem Halbmesser von 4 Zoll, eine eben so große Kraft auf die Welle ausüben, wie ein Kniehebel, dessen Halbmesser 8 Zoll betrüge. Die Geschwindigkeit der Maschine läßt sich demnach verdoppeln, ohne daß die Kolben und Cylinder einer größeren Abnüzung ausgesezt wären, als dieß an den gewöhnlichen Dampfmaschinen bei einer um die Hälfte geringeren Geschwindigkeit der Fall ist. Ueberdieß läßt sich bei der Kürze der Kolbenhube und der vermehrten Größe der Dampfwege eine große Geschwindigkeit erzielen, ohne daß dadurch die Kraft der Maschine beeinträchtigt würde.

Die zweite neue Einrichtung besteht in der Compensirung oder Ausgleichung des Drukes, den die Spannkraft oder Elasticität des Dampfes auf die Schiebventile ausübt. Der Patentträger ist hiedurch |162| im Stande den Flächenraum der Dampfwege und folglich auch die Oberflächen der Ventile auf jede erforderliche Dimension zu vergrößern, ohne daß, die Reibung in demselben Verhältnisse zunähme.

Die dritte Erfindung besteht in der Anwendung von kreisbogenförmigen Führern, in denen sich die Zapfenlager der Kniehebelwelle bewegen. Die Kolben und Schiebventile sind hiedurch gezwungen sich unabänderlich in dem geeigneten Raume zu bewegen, in was immer für einer Stellung sich die Kniehebelwelle befinden mag.

Die vierte Erfindung bezieht sich auf den Bau und die Aufziehmethode von doppelten Zapfenlagern für die Kniehebelwelle, zwischen welchen Lagern die Laufräder angebracht sind; ferner aber auch auf eine solche Verbindung der Wagenräder mit diesen Zapfenlagern und dem Wagengestelle, daß der Druk auf die beiden Zapfenlager gegen einander ausgeglichen wird. In Folge dieser Einrichtung kann das Gewicht oder der Druk des Wagens nicht auf die Kniehebel wirken.

Die fünfte Erfindung bezwekt eine verbesserte Methode die metallene Liederung der Kolben auszudehnen, und die Verhinderung der Abnüzung der Kolben und Cylinder, wenn sie horizontal angebracht sind.

Die sechste Erfindung endlich betrifft eine Methode die Geschwindigkeit eines Dampfwagens auf einer horizontalen Schienenbahn zu erhöhen, ohne zugleich auch die Geschwindigkeit der Kniehebelwelle zu vermehren.

Fig. 1 ist ein senkrechter Längendurchschnitt durch die Maschine. Fig. 2 zeigt dieselbe im Grundrisse oder in einer horizontalen Ansicht. Fig. 3 ist ein Längendurchschnitt durch einen der Cylinder, der Kolben und der Schiebventile in etwas größerem Maaßstabe. Fig. 4 gibt einen Querdurchschnitt und eine Endansicht derselben Theile. A, A sind die Cylinder, von denen jeder zwei Kolben B, C hat, welche sich in ihm bewegen. Die Kolbenstangen D, E gehen durch Stopfbüchsen in den Dekeln F, G. H ist ein Schiebventil, welches sich in der Dampfkammer I bewegt; leztere steht mit der von dem Dampfkessel herführenden Dampfröhre K in Verbindung. a, b und c sind die Dampfwege des Cylinders; sie dienen abwechselnd je nach der Stellung des Schiebventiles als Eintritts- oder Austrittsmündungen. Das Schiebventil ist hohl und bildet die Austrittsmündung des Dampfes, der durch die Canäle oder Wege d, e in den Rauchfang entweicht. Gesezt die Kolben und Ventile befinden sich in der aus Fig. 3 ersichtlichen Stellung: d.h. die Canäle b, c, durch welche der Dampf austritt, seyen nach Innen gegen das Schiebventil offen, so wird der Canal a zum Behufe des Eintrittes des Dampfes in den Cylinder offen stehen, wo dann der Dampf |163| zuerst zwischen die Kolben B, C gelangen, und in Folge seiner Expansivkraft die beiden Kolben gegen die Enden des Cylinders hin nach der Richtung der Pfeile aus einander treiben wird. Wenn die Kolben an den Enden ihrer Hube angelangt sind, so hat sich das Schiebventil in der Richtung des Pfeiles bewegt, wo dann die Oeffnung d dem Dampfwege a offen stehen wird, so daß lezterer nunmehr zum Austrittscanale wird. Zugleich öffnen sich aber die gegen die beiden Enden des Cylinders hin befindlichen Canäle oder Wege b und c; und da dann der Dampf durch diese beiden Wege in das Innere des Cylinders gelangen kann, so werden die Kolben nun durch die Elasticität des Dampfes wieder gegen die Mitte des Cylinders hin getrieben werden, wie man dieß aus Fig. 3 sieht. Während dieß geschieht, kehrt das Ventil wieder in seine frühere Stellung zurük. Die Austrittsöffnung d ist, wie man sieht, so groß, daß sie dem Austrittscanale e immer geöffnet ist.

Die Compensation oder Ausgleichung des Drukes des Dampfes auf das Schiebventil ersieht man am besten aus Fig. 3 und 4. Sie ist folgender Maßen bewerkstelligt. Mit den Ventilen H stehen durch Stangen die beiden dampfdichten Kolben M, M in Verbindung; und diese Kolben sind so gebaut, daß die Expansivkraft des Dampfes deren Seitenwände so nach Außen drükt, daß sie in inniger Berührung mit den kleinen Cylindern N, N stehen. Die Seiten der Kolben M sind wegen der Dünnheit des Metalles, in welches bis auf 2/3 seiner Dike drei oder mehrere Sägefurchen oder Spalten geschnitten sind, elastisch. Uebrigens eignet sich irgend eine andere Art dampfdicht schließender Kolben eben so gut. Die Kolben M, M bewegen sich in den beiden kleinen Cylindern N, N, welche über der Oeffnung f, f des Ventilgehäuses oder der Dampfkammer I befestigt sind.

Das äußere Ende dieser Cylinder N, N ist dem Zutritte der Luft offen. Der in die Kammer I eingetretene Dampf übt seine Expansivkraft auf die Oberfläche des Schiebventiles H, und durch die Oeffnungen ff auch auf die Kolben M, M. Es ist daher offenbar, daß die auf die Kolben M, M ausgeübte Dampfkraft durch die Stangen L, L streben wird die Oberfläche des Ventiles H außer Berührung mit der Oberfläche des Cylinders zu bringen; und daß folglich diese Oberfläche von dem Druke des Dampfes befreit wird, indem lezterer durch die auf die Kolben ausgeübte Kraft compensirt ist. Da jedoch der Flächenraum der Kolben M, M etwas kleiner ist, als jener der mit dem Cylinder in Berührung stehenden Ventiloberfläche, so wird das Ventil dennoch immer mit dem Cylinder in Berührung erhalten werden, und zwar mit einem Druke, der von dem Flächenraume der Kolben M, M abhängt. In Folge dieser Befreiung des Schiebventiles |164| von dem Druke des Dampfes können die Eintritts- und Austrittsöffnungen der Cylinder in beliebigem Grade vergrößert werden, ohne daß man auf die Reibung, welche durch den Druk des Dampfes auf die hiedurch vergrößerten Berührungsoberflächen hervorgebracht wird, Rüksicht zu nehmen braucht; denn diese Reibung kann durch den Flächenraum der Kolben M, M ausgeglichen oder compensirt werden. Die Maschine kann mithin mit großer Geschwindigkeit arbeiten, ohne hiebei durch einen Mangel an hinreichendem Dampfzuflusse beschränkt zu werden, wie dieß an den gewöhnlichen Maschinen der Fall ist.

Zur weiteren Erläuterung der Bewegung des Schiebventiles muß bemerkt werden, daß wenn sich das Schiebventil zum Behufe der Verwechselung der Eintritts- und Austrittscanäle a, b und c bewegt, die massiven Theile des Ventiles diese Oeffnungen bedeken.

Der Dampf in dem Cylinder wird in Verbindung mit dem auf die Kolben M, M wirkenden Dampfe dahin wirken das Ventil außer Berührung mit dem Cylinder zu bringen, was jedoch durch folgende Vorrichtungen verhütet wird. Die Kolben M, M werden durch die cylindrischen Theile g, g, die sich in den Führern h, h bewegen, und durch die Zapfen i, i, die sich in den hohlen Stellschrauben k, k bewegen, dirigirt oder in ihrer Bewegung gerichtet. Die Schrauben k, k, welche durch Mutterschrauben gehen, die in dem oberen Theile der Cylinder N, N angebracht sind, sind mit Schraubenmuttern versehen, und so regulirt, daß genau in demselben Momente, in welchem die massiven Theile des Schiebventiles die Dampfwege a, b, c bedeken, die Schultern l, l der Kolben mit dem Ende der Schrauben in Berührung kommen. Da hiedurch die Wirkung der Kolben M, M unterbrochen wird, so wird folglich in demselben Momente die ganze Kraft des in der Kammer I enthaltenen Dampfes auf das Ventil wirken, indem dadurch, daß sich die Kolben gegen die Stellschrauben stemmen, die Compensation oder Ausgleichung ihrer Kraft für diesen Augenblik verhindert wird.

Sollte die Maschine plözlich angehalten oder deren Gang umgekehrt werden müssen, – und Lezteres würde der Fall seyn, wenn die massiven Theile des Schiebventiles die Dampfwege a, b, c verdeken, so würde die Geschwindigkeit der Laufräder einer Locomotivmaschine oder jene des Flugrades einer stationären Dampfmaschine bewirken, daß die Kolben den in dem Cylinder enthaltenen Dampf comprimiren, indem dessen Entweichen aus dem Cylinder verhindert ist. Der hiedurch entstehende Widerstand würde dann so groß werden, daß wenn der Dampf nicht entweichen könnte, einige Theile der Maschinerie nachgeben oder zerstöre werden mußten. Damit dieß |165| nicht geschehen könne, ist die Einrichtung getroffen, daß das Schiebventil etwas weniges nachgeben kann, sobald der comprimirte Dampf in dem Cylinder eine solche Kraft erlangt hat, daß er die Kraft des Dampfes in der Kammer I zu überwältigen im Stande ist. Zu diesem Behufe ist die Verbindung zwischen den Stäben oder Gelenkstüken L, L und den Schiebventilen H, H durch einen kurzen Spalt oder durch ein kurzes Fenster, wodurch der aus Fig. 3 ersichtliche Zapfen m, m gestekt wird, vermittelt. Bei diesem Baue kann der in dem Cylinder comprimirte Dampf das Schiebventil überwältigen und entweichen, wodurch dem Brechen irgend eines Theiles der Maschine vorgebaut ist.

Nach dieser vorläufigen Beschreibung der ersten und zweiten der fraglichen Erfindungen muß noch angedeutet werden, wie man die von den arbeitenden Kolben ausgeübte Kraft auf die Kniehebel wirken lassen kann, um eine Locomotivmaschine oder einen Dampfwagen in Bewegung zu sezen. Die Enden der Kolbenstangen D, D bewegen sich zwischen V förmigen Leitern O, O und stehen auf die gewöhnliche Weise mit den Stangen PP in Verbindung. An den anderen Enden sind diese Stangen mit den an der Welle R befindlichen Kniehebeln Q, Q verbunden. Die Kolbenstangen E, E bewegen sich gleichfalls zwischen Führern S, S und deren Enden bilden die Kolben der Heißwasserpumpen T, T. An diesen Kolbenstangen sind auch die Querhäupter U, U angebracht, mit deren Enden die Stangen V, V in Verbindung stehen; leztere sind ihrerseits mit den Armen oder Kniehebeln W, W verbunden, die an der in dem Gestelle in Zapfenlagern aufgezogenen Welle X angebracht sind. Mit den Kniehebeln W, W stehen aber ferner auch noch die Stäbe Y, Y in Zusammenhang; und diese führen an die an der Welle R aufgezogenen Kniehebel Z, Z, wodurch die von den Kolben ausgeübte Kraft auf die bereits beschriebene Art und Weise an die Kniehebelwelle fortgepflanzt wird.

Die dritte Verbesserung an den Locomotivdampfmaschinen, nämlich die Anwendung von Kreissegmenten als Führer an den Zapfenlagern der Kniehebelwelle, ersieht man aus Fig. 1 und einzeln für sich aus Fig. 5. n, n sind diese Führer, welche an dem Gestelle des Wagens festgemacht sind, und an deren inneren Seiten Falzen angebracht sind, in welchen sich die an den Tragstüken p befindlichen Leisten o, o schieben, wie man dieß aus Fig. 6 ersieht. Die Stüke pp tragen den Druk des Wagens auf die Zapfenlager der Kniehebelwelle R. Wenn der Wagen in Folge irgend einer außerordentlichen Belastung oder durch einen plözlichen Stoß herabsinkt, so werden auch die Führer n, n, und mit diesen die Cylinder und Kolben herabsinken; |166| und wegen der eigenthümlichen Form dieser Führer wird hiebei jederzeit zwischen den Enden der Kolbenstangen D, D und dem Mittelpunkte der Kniehebelwelle, so wie zwischen diesen und den Hebelarmen W, W eine und dieselbe Entfernung beibehalten bleiben. Die Führer bilden nämlich einen Theil eines Kreises, dessen Mittelpunkt in den Zapfen liegt, durch welche die Kniehebelarme mit den Kolbenstangen verbunden sind. Auf diese Weise sind also der Kolben und die Schiebventile gezwungen sich innerhalb ihrer bestimmten Bewegungssphäre zu bewegen.

Die vierte Erfindung, nämlich die Art der Verbindung und Aufziehung der doppelten Zapfenlager der Kniehebelwelle, erhellt aus Fig. 1 und 2, so wie aus Fig. 6 und auch aus Fig. 11 und 12. Das Gewicht des Wagens und der Maschine wird von den Stangen q, q getragen, deren untere Enden in Scheiden r angebracht sind; leztere sind an den Seiten der Tragstüke p, p, die auf den Zapfenlagern der Kniehebelwelle ruhen, gebildet. Diese Stangen q, q gehen durch Führer, welche an den Federn angebracht sind, und ihre oberen Enden sind mit Stellschrauben versehen und mit dem Hebel s verbunden. An diesem Hebel sind mittelst Zapfen zwei andere Hebel t, t angebracht, mit deren Enden die Stangen u, u in Verbindung stehen. Leztere umfangen und tragen die Federn v, v, an deren Enden die Gelenkstüke w, w angebracht sind, die mit dem Wagengestelle verbunden sind, so daß sich der Wagen und die Maschine also auf solche Weise aufgehängt befinden.

Bei dieser Einrichtung ist es nicht möglich, daß auf das Zapfenlager an der einen Seite des Rades ein größeres Gewicht oder eine größere Gewalt wirkt, als auf jenes der anderen Seite, indem das Gewicht zwischen beiden compensirt oder ausgeglichen worden ist. Um jedoch ferner jeder ungleich auf die Zapfenlager wirkenden Gewalt, die allenfalls dadurch entstehen könnte, daß sich der Wagen oder die Führer nicht in einer senkrechten Linie mit der Kniehebelwelle befinden, zu begegnen, sind die oberen Theile der Halsringe oder Stüke x, x, in denen sich die Welle umdreht, convex sphärisch geformt, wie man dieß aus Fig. 6 ersieht; und diese sphärischen Theile passen in Scheiden, oder in entsprechende concave Ausschnitte an der unteren Seite der Tragstüke p, p. Mit Hülfe dieser Vorrichtung werden sich die Stüke x, x jederzeit nach Art eines Nußgefüges stellen, so daß sie immer gehörig und gleichmäßig auf der Kniehebelwelle aufruhen. Die Zapfenlager werden mit Oehl oder irgend einem anderen entsprechenden Stoffe schlüpfrig erhalten, und zwar mittelst eines kleinen Behälters und einer Walze, welche mit der Welle in Berührung läuft, wie dieß in den einzelnen Figuren angedeutet ist.

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Die fünfte Erfindung ersieht man in Fig. 7 und 8, von denen erstere einen durchschnittlichen Grundriß des verbesserten Kolbens und leztere einen Querdurchschnitt durch denselben darstellt. Die soliden Theile dieses Kolbens bestehen aus zwei Hälften a, a, welche mittelst eines doppelten Kegels an dem Ende der Kolbenstange b angepaßt, und durch Schraubenbolzen an einander festgemacht sind. c, c sind metallene Ringe, von denen man in Fig. 9 einen einzeln für sich abgebildet sieht. Diese Ringe drehen sich lose an einem cylinderförmigen Theile des Kolbens; ihre äußeren Oberflächen sind zusammengewikelte Curven; ihre inneren Oberflächen hingegen bilden das verzahnte Kreissegment d, d, welches in ein Getrieb e eingreift, das in einem in dem massiven Theile des Kolbens befindlichen Ausschnitte angebracht ist. Die äußeren Seiten dieser Ringe sind mit sogenannten kreisrunden Keilen oder Zwingen f, f, dergleichen man in Fig. 10 einen einzeln für sich ersieht, umgeben. Diese Stüke zusammen bilden die Liederung; ihre Enden sind mit Zapfen q an den massiven Theilen des Kolbens d befestigt, damit sie nicht herum gedreht werden können, wenn die Liederung gespannt werden muß. Lezteres geschieht, indem man durch die in dem Kolben befindliche Oeffnung h einen Schlüssel in das vierekige Loch des Getriebes führt. Wenn man nämlich dieses leztere in der Richtung des Pfeiles umdreht, so werden sich auch die zusammengerollten Ringe in dieser Richtung bewegen, und die kreisförmigen Keile oder Zwingen f ausdehnen. Es versteht sich, daß die Gefüge dieser Zwingen nicht in eine Linie mit einander gebracht werden dürfen, sondern über einander zu liegen kommen müssen, damit der Dampf nicht durch die Liederung entweichen kann.

Bei diesem Baue der Kolben sind die Vortheile der massiven Kolben mit jenen der Kolben mit elastischer Liederung vereint. Um die Abnüzung der Kolben und der Cylinder, wenn sich diese in horizontaler Stellung befinden, zu verhüten, läuft, wie Fig. 11 zeigt, wo jedoch nur ein Theil des Cylinders im Durchschnitte dargestellt ist, nach der ganzen Länge der unteren Seite des Cylinders ein Falz i, in welchen eine aus gehärtetem Stahle verfertigte und mit Stellschrauben l versehene Stange eingepaßt ist. Ein zweiter, aber schwalbenschwanzförmiger Falz ist an dem Kolben oder dessen Liederung geformt, und in diesen ist ein anderes auf dem ersteren ruhendes Stük Stahl eingesezt, welches den Kolben trägt. Sollten sich diese Theile durch die Reibung abnüzen, so kann die Stange k leicht durch die Stellschrauben nachgetrieben werden. Da dieser Falz mit einer Hebelmaschine geschnitten wird, so räth der Patentträger die ganze innere Cylinderfläche auszuhobeln anstatt auszubohren, indem man seiner |168| Ansicht nach durch Hobeln einen vollkommneren Cylinder zu erzielen im Stande ist, als durch Bohren.

Die sechste Erfindung, welche in einer verbesserten Methode die Geschwindigkeit des auf horizontalen Schienenbahnen laufenden Wagens abzuändern besteht, ersieht man aus den senkrechten und Längendurchschnitten Fig. 11 und 12. a, a ist die Kniehebelwelle, welche in Zapfenlagern, die auf die oben beschriebene Weise compensirt sind, läuft. b ist eines der Laufräder, die sich lose an der Kniehebelwelle, die gleichsam ihre Achse bildet, drehen. c ist ein an der Nabe des Laufrades befestigtes Zahnrad; d eine Scheibe, an deren innerer Seite ein verzahnter Reifen e angebracht ist; f eine andere, an der Kniehebelwelle befestigte Scheibe, die man auch einen doppelten Kniehebel nennen kann. Diese Scheibe f führt zwei Zapfen g, g, an denen sich zwei Getriebe hh drehen, die in den verzahnten Reifen e und auch in das Zahnrad c eingreifen. i ist ein Hals- oder Nabenring, der sich an dem Ende der Kniehebelwelle schiebt; an ihm ist die Scheibe k, k angebracht, in der die beiden Zapfen l, l befestigt sind, und mittelst dieser Zapfen steht, wie Fig. 11 zeigt, das Laufrad b mit der Scheibe d und mit dem inneren Rade e in Verbindung, so daß sich sämmtliche Theile mit der Geschwindigkeit der Kniehebelwelle mit dem Laufrade bewegen. Soll die Geschwindigkeit vermehrt werden, so werden die Zapfen l, l aus der Scheibe d gezogen, indem man den Halsring i mittelst eines Hebels oder auf andere Weise an der Kniehebelwelle verschiebt. Zugleich wird aber auch das innere Zahnrad e in seinen Umdrehungen angehalten, und zwar mittelst eines Zaumes oder eines Reibungsbandes m, m, welches die äußere Oberfläche des Rades umfaßt, und welches durch die Stangen n, n und durch die an der Welle o, o angebrachten Excentrica damit in Berührung gebracht wird. Die Welle o ist mittelst der Stange oder des Gelenkstükes p an dem Wagengestelle aufgehängt. Mit Hülfe dieser Vorrichtungen wird der verzahnte Reif e allmählich zum Stillstehen gebracht; da aber die Kniehebelwelle sich umzudrehen fortfährt, so werden sich die an der Scheibe f befindlichen Getriebe h, h um ihre Achsen zu drehen beginnen, indem sie in die Zähne des nunmehr stillstehenden Rades e eingreifen, und hieraus wird folgen, daß sich das Zahnrad c und mit diesem das Laufrad b mit der vermehrten Geschwindigkeit von drei Umgängen auf einen Umgang der Kniehebelwelle bewegt. So wie man hingegen den an der Stange q aufgehängten Reibungszaum nachläßt, und die Zapfen l, l wieder mit der Scheibe d in Verbindung bringt, werden die Laufräder wie früher wieder die Geschwindigkeit der Kniehebelwelle bekommen.

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Auf diese Erläuterung meiner Verbesserungen an den Dampfmaschinen, sagt der Patentträger, muß ich nunmehr auch noch in Kürze jene Theile der Locomotivmaschine, an denen der Zeichnung gemäß meine Verbesserungen angebracht sind, andeuten, um hierauf noch einige auf die stationären Dampfmaschinen oder auf die für Dampfboote bestimmten Maschinen bezügliche Modificationen zu bezeichnen. Die Cylinder A, A ruhen auf den Querriegeln 1, 1, 1 des Wagengestelles, von denen zugleich auch der Kessel getragen wird. Die Schiebventile H, H werden von den an der Kniehebelwelle R befindlichen Excentricis 2, 2 in Bewegung gesezt. 3,3 sind Stangen, die von den Excentricis an die Hebel 4, 4, die sich an der Welle X gleichsam wie um ihren Stüzpunkt bewegen, führen. Die entgegengesezten Enden dieser Hebel stehen mit den Stangen 5,5 in Verbindung, die ihrerseits wieder mit den mit der Hand steuerbaren Hebeln 6,6 verbunden sind. Von den Enden der lezteren laufen die Stangen 7,7 an die aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Stangen 8,8, welche durch Schraubengefüge damit verbunden sind. Die Stangen 8,8 selbst gehen durch cylindrische Führer 9,9, welche in der Kammer I angebracht und mir Stopfbüchsen versehen sind.25) Von den Stangen 8,8 aus ragen die Arme 10,10 in die Dampfkammer hinein, und zwar durch die Oeffnung oder den Spalt 11 und zwischen den an den Scheiteln der Schieber H, H angebrachten hervorragenden Leisten. Auf diese Weise werden die Schiebventile in den erforderlichen Zeiträumen und mittelst der Handsteuerung in Bewegung gesezt. Der auf der Platform 13 stehende Maschinist kann die Bewegungen der Maschine umkehren, oder wenn es nöthig ist, die Maschine auch ganz stillstehen machen. Die Ausführungsröhren 14,14 stehen mit anderen in den Rauchfang führenden Röhren in Verbindung, wie dieß später beschrieben werden wird.

Fig. 13 und 14 geben einen Grundriß und einen Durchschnitt einer Methode die Kolbenstangen in den Dekeln der Cylinder dampfdicht zu liedern, wobei die Spannkraft des Dampfes mit zur Verhütung des Entweichens des Dampfes benuzt ist. D ist die Kolbenstange und F der Dekel. Die metallene Liederung besteht aus zwei Theilen 15,15, die rund um die Kolbenstange herum gelegt werden, und deren Gefüge oben mit den Stüken 16,16 bedekt werden. Das Ganze wird durch das Dekelstük 17, welches mit Schraubenbolzen an dem Dekel F befestigt ist, festgehalten. Der Dampf |170| dringt durch eine Oeffnung in den Ausschnitt oder in die Einziehung der metallenen Liederung, und drängt durch seine Expansivkraft die Liederung dicht an die Kolbenstange, so daß das Entweichen des Dampfes dadurch verhindert ist.

Fig. 15 und 16 zeigen eine andere Liederungsmethode der Kolbenstangen im Grundrisse und im Durchschnitte. D ist die Kolbenstange; F der Dekel; 18,18 sind halbkreisförmige Stüke aus gehärtetem Stahle, welche die Kolbenstangen umfassen, und hinter welche in die Ausschnitte 19,19 eine gewöhnliche hanfene Liederung gebracht ist. Das Ganze wird durch das Dekelstük 20 festgehalten.

Fig. 17 und 18 zeigen einen Grundriß und einen Durchschnitt einer anderen Art von Kolben, an welchem die Expansivkraft des Dampfes die einzelnen Theile der metallenen Liederung so nach Außen drängt, daß diese in innige Berührung mit dem Cylinder geräth. B ist der Kolben; D die Kolbenstange und 21 sind die Liederungssegmente, welche dampfdicht zwischen den beiden Kolbenhälften festgehalten werden. Zwischen der Seitenwand der massiven Theile des Kolbens und der Liederung ist jedoch ein kleiner Raum gelassen, durch den der Dampf eintritt, um die Liederung nach Außen zu treiben.

Im Falle man es für zwekdienlich hielte, die Kraft beider Kolben nur an dem einen Ende des Cylinders weiter fortzupflanzen, so könnte dieß dadurch geschehen, daß man die eine Kolbenstange hohl macht, und die andere sich in dieser bewegen läßt. Erstere müßte jedoch an ihrem Ende mit einer entsprechenden Stopfbüchse versehen seyn. Eine Einrichtung dieser Art sieht man in Fig. 19 und 20 dargestellt. B und C sind Theile von Kolben, die an den Enden ihrer Kolbenstangen D, E befestigt sind. Die Stange D besteht aus einer hohlen Röhre, an deren Ende sich das Querhaupt U, U befindet; mit diesem Querhaupte sind Stangen verbunden, die an die Kniehebelwelle führen. Die Kolbenstange E bewegt sich durch die in dem Querhaupte angebrachte Stopfbüchse, und steht an ihrem Ende gleichfalls mittelst einer Stange mit einem an derselben Welle befindlichen Kniehebel in Verbindung.

Es erhellt offenbar, daß die beiden ersten der hier beschriebenen Erfindungen nicht nur auf Locomotivmaschinen anwendbar sind, wie dieß bei der vorausgeschikten Beschreibung angenommen ist; sondern daß sie eben so gut auch an den stationären und den für Dampfschiffe bestimmten Dampfmaschinen Anwendung finden. Ich bemerke in dieser Hinsicht in Kürze nur Folgendes. Gesezt die Kniehebelwelle meiner Locomotivmaschine bilde einen Theil der Haupttreibwelle einer Baumwollspinnerei, und diese Treibwelle mache 200 bis 250 |171| Umgänge in der Minute, wie dieß gewöhnlich durch Vervielfältigung der Nader und Getriebe hervorgebracht wird; so ist bei Anwendung meiner Erfindung kein solches Räderwerk erforderlich. Man braucht nämlich hier nur ein Flugrad von beiläufig 4 Fuß im Durchmesser an die Haupttreibwelle, d.h. an die Kniehebelwelle, zu bringen, je nach der Kraft, welche man nöthig hat, einen oder zwei Cylinder an der Wand des Gebäudes oder sonst irgendwo zu befestigen, und die Kolben dieser Cylinder entweder mittelst einer hohlen Kolbenstange oder mittelst der beschriebenen Communicationswelle mit der Haupttreibwelle in Verbindung zu bringen. Alle Zahnräder sind hier überflüssig, indem die Maschine mit einer Geschwindigkeit von 250 Kolbenhuben und darüber arbeiten kann, ohne daß der Dampf in der Ausübung seiner vollen Kraft auf die Kolben ein Hinderniß erfährt.

Von großer Wichtigkeit ist die Leichtigkeit, womit sich, wenn es nöthig ist, die Kraft dadurch erhöhen läßt, daß man einen anderen Cylinder an der Treibwelle anbringt. In solchen Fällen, in denen ein kleiner Verlust an Dampf durch Verdichtung nicht in Betracht kommt, kann ein ähnlicher Cylinder selbst in irgend einer Entfernung mit einer eigenen Maschinerie in Verbindung gesezt und durch eine Dampfröhre von einem Dampfkessel aus mit Dampf versehen werden. Der Werth und Nuzen dieser verbesserten Dampfmaschine wird auch noch dadurch bedeutend gesteigert, daß sie nur sehr einfache und leichte Grundlagen oder Gestelle erfordert, indem die Maschine keine Gewalt darauf ausübt.

Meine Verbesserungen an den Dampfkesseln für stationäre sowohl als Locomotivdampfmaschinen bestehen 1) in einer neuen und verbesserten Einrichtung der Sicherheitsklappen; 2) in dem allgemeinen Baue der Kessel für Locomotivmaschinen mit den dazu gehörigen Theilen, so wie auch in dem Apparate zur Regulirung des Zuges mittelst des austretenden Dampfes; 3) endlich in dem Baue der Kessel für stationäre Dampfmaschinen oder Dampfboote.

Die erste dieser Verbesserungen ersieht man aus Fig. 21, in welcher ein senkrechter Durchschnitt durch einen Theil des Kessels und des Sicherheitsventils gegeben ist. A, A ist ein Theil des Kessels; B die von dem Kessel in den Cylinder C führende Dampfröhre; D das Ventil. Dieser Cylinder steht auf der Platte E, welche von zwei anderen Cylindern F, G getragen wird; leztere sind an Scheiden oder Randstüken, die an dem Kessel befestigt sind, fixirt. In jedem dieser Cylinder befinden sich Ventile H, I; auch sind sie an ihren unteren Enden zum Behufe des Eintrittes des Dampfes aus dem Kessel offen. Das Kolbensicherheitsventil D paßt genau |172| in den oberen Theil des Cylinders C, und steht durch die Stange a mit einem zweiten Kolben K in Verbindung, der unter der Oeffnung der Dampfröhre B angebracht ist, sich dampfdicht in dem unteren Theile des Cylinders bewegt, und einen etwas größeren Flächenraum darbietet als der Kolben D. Der in dem Cylinder C zwischen dem Ventile D und dem Kolben K enthaltene Dampf übt seine Spannkraft auf beide aus; da jedoch der Kolben K einen größeren Flächenraum darbietet, so wird dieser herabgedrükt, woraus denn folgt, daß das Ventil D mittelst der Verbindungsstange a auf die Schultern b, b so herabgezogen wird, daß der Cylinder dampfdicht geschlossen ist. Der Kolben I ist mit der Stange c, welche durch die Platte E läuft, verbunden; und das Ende dieser Stange dient als Zeiger an dem Dampfeichmaaße d. Der Kolben selbst wird durch eine Spiralfeder e, welche einen Druk von 5 bis zu 50 Pfd. auf den Quadratzoll auszuhalten vermag, ohne zu brechen, niedergehalten. Das Kugelventil H wird durch eine Stange f, die durch die Platte E geht, und an deren Ende sich eine Stellschraube g befindet, auf ihren Siz niedergehalten, und zwar mittelst der Spiralfeder h, h, die so berechnet ist, daß sie einem Druke von weniger dann 51 Pfd. auf den Quadratzoll, welches der höchste in dem Kessel erforderliche Druk ist, nicht nachgibt. Gesezt daher, der Druk des Dampfes in dem Kessel betrage nur 5 Pfd. auf den Quadratzoll, so wird dieß auf den Kolben I keinen Einfluß haben; so wie hingegen der Druk des Dampfes zunimmt, wird der Kolben I in demselben Verhältnisse emporsteigen, in welchem die Feder e nachgibt. Und wenn der Druk über 50 Pfd. per Zoll, z.B. 51 Pfd. beträgt, so wird der Kolben I in dem Cylinder G so weit emporgestiegen seyn, daß die Oeffnung i an dem Dampfwege k, k angelangt ist, der von dem Cylinder an die untere Fläche des Kolbens K führt. Der Dampf wird daher unmittelbar darauf durch den Canal oder Dampfweg k, k aus dem Cylinder G entweichen, den unter dem Kolben K befindlichen Theil des Cylinders C erfüllen, den Kolben K empordrüken, und das Ventil D überwältigen; wo dann der überschüssige Dampf durch die Oeffnung l, l und die Ausführungsröhre m in die atmosphärische Luft entweichen kann. Sobald jedoch der Druk des Dampfes wieder unter 50 Pfd. per Quadratzoll herabsinkt, drükt die Feder e den Kolben l wieder herab, so daß die Oeffnung k verschlossen wird. Die Folge hievon ist dann, daß der Dampf neuerdings wieder auf die obere Fläche des Kolbens K wirkt, das Ventil D herabzieht, und folglich das weitere Entweichen des Dampfes verhütet. Die kleine Quantität Dampf, die unter dem Kolben K in dem Cylinder enthalten ist, kann man entweder verdichten oder |173| durch eine sehr kleine Oeffnung in die atmosphärische Luft entweichen lassen. Wenn das Ventil I irgend ein Mal in Unordnung geräth oder nicht gehörig arbeitet, so wird das andere Ventil H als eine zweite Sicherheitsklappe wirken. Denn es wird, indem dessen Feder h, unter einem Druke, der über 51 Pfd. per Quadratzoll beträgt, nachgibt, emporsteigen und den Dampf durch den Canal n gegen die untere Seite des Kolbens K emporsteigen lassen, so daß dieser auf die oben beschriebene Weise gehoben wird. Wenn der Maschinist das Sicherheitsventil öffnen will, so braucht er nur die Schraube g zu drehen; denn diese läßt das Ventil H nach, und gestattet dem Dampfe angegebener Maßen auf den Kolben K zu wirken.

Fig. 22 ist ein senkrechter Längendurchschnitt durch meinen verbesserten Dampfkessel für Locomotivmaschinen mit dem Speisungscanale, der Feuerstelle, den röhrenförmigen Feuerzügen, dem Aschenloche, dem Rauchfange, dem Drosselventile und der Röhre, welche den austretenden Dampf in den Rauchfang leitet. Fig. 23 gibt einen Grundriß dieses ganzen Apparates, und Fig. 24 einen Aufriß seines vorderen Endes. A ist der zur Speisung dienende Canal, an dessen oberem Ende ein Thürchen angebracht werden kann. B die Feuerstelle oder der Ofen. C, C die Roststangen. D, D Wasserkammern, die den Speisungscanal und den Ofen umgeben. E eine andere Kammer oder ein Theil des Kessels, welcher für sich abgeschlossen und über dem Ofen angebracht ist, und dessen Boden das Bogengewölbe der Feuerstelle bildet. Diese Kammer ist mit Bolzen an dem Hauptkessel F, F befestigt; die Röhren a und b bilden seine Wasser- und Dampf-Communicationen. Die Kammern D, D, welche sich an den Seiten der Feuerstelle befinden, stehen, wie man besonders aus Fig. 25 ersieht, durch Röhren G, G mit einander in Verbindung, und sind mit Stangen, Schraubenplatten und Schraubenmuttern c, c, c befestigt. Die Röhre a* dient den Kammern zur Communication des Wassers, während die Röhren b* b* zur Communication des Dampfes bestimmt sind. H, H, H sind röhrenförmige Feuerzüge, welche wie gewöhnlich durch den Kessel in das Aschenloch I gehen, über welchem der Rauchfang K befestigt ist. Die Seitenwände dieses Aschenloches sind gleichfalls mit Wasserkammern d, e versehen, und diese stehen, wie Fig. 26 zeigt, durch die querlaufenden Wasserröhren f mit einander in Verbindung. Das von einer Pumpe der Maschine gelieferte Wasser tritt durch die Röhre h in die untere Kammer d ein, um dann, nachdem es in den Röhren g quer durch das Aschenloch gelaufen, in die entgegengesezte Kammer und aus dieser durch die Röhre i in den Kessel zu gelangen. Das von einer anderen Pumpe gelieferte Wasser tritt durch die Röhre k |174| in die Kammer e, und gelangt, nachdem es durch die Röhren f gelaufen, von dem entgegengesetzen Ende durch die Röhre l in den Kessel. Auf diese Weise wird also das Wasser, bevor es in den Kessel gelangt, in den Röhren erwärmt. L ist ein Drosselventil von gewöhnlichem Baue. M, M sind die Dampfröhren, die sich nach zwei Richtungen theilen, den Kessel umfassen und an die Dampfbüchsen der Schiebventile führen, wie dieß oben schon beschrieben worden ist. N ist die von der Maschine herführende Austrittsröhre für den Dampf, die den Kessel gleichfalls umgibt, und dann in den Rauchfang führt. Zum Behufe der Regulirung des Zuges, der durch den Uebergang des austretenden Dampfes in den Rauchfang erzeugt wird, ist das Ende der Röhre N so geformt, wie man es in Fig. 27 im Durchschnitte dargestellt sieht. K ist nämlich der gegen das obere Ende eingezogene oder verengerte Rauchfang. N die Austrittsröhre, an deren Ende eine andere eigenthümlich geformte Röhre O angebracht ist. Diese Röhre ist nämlich an der einen Seite mit einer Zahnstange m ausgestattet, deren Zähne in das Getrieb n eingreifen, welches in dem Rauchfange in Zapfenlagern läuft. Das Ende der Welle oder Achse dieses Getriebes ragt solcher Maßen hervor, daß man einen Schlüssel mit einer Kurbel daran steken kann, um auf diese Weise das Getrieb drehen, und dadurch die Röhre O emportreiben oder herabsenken zu können. Der Zug wird nämlich regulirt, je nachdem sich das Ende dieser Röhre näher an dem eingezogenen Theile des Rauchfanges oder weiter davon entfernt befindet; er kann sogar, wenn es nöthig ist, ganz unterbrochen werden, ohne daß dadurch der Austritt des Dampfes verhindert wäre. Will man einen Zug in dem Rauchfange erzeugen, bevor noch die Maschine arbeitet, und bevor noch Dampf austritt, so wird die Klappe P, die durch den Hebel o und das Federgehäuse p auf ihren Siz niedergehalten wird, dadurch geöffnet, daß man die Stange q anzieht. Dadurch steigt nämlich die Klappe P empor, und der Dampf kann mithin direct aus dem Kessel in den Rauchfang übergehen. Die Klappe P befindet sich in einem Gehäuse oder in einer Büchse, die mit der Austrittsröhre N verbunden ist, und kann auch als Sicherheitsventil benuzt werden.

Meine Verbesserungen an den Kesseln für stationäre Dampfmaschinen oder Dampfboote beziehen sich auf jene Kessel mit beweglichen Feuerrosten, auf welche ich am 24. Mai 1834 bereits ein Patent erhielt. Fig. 28 gibt einen senkrechten Längendurchschnitt durch einen meiner abermals verbesserten Kessel. Fig. 29 ist ein Querdurchschnitt desselben. A, A ist der Kessel; B, B die Feuerstelle; C, C der Plaz für die Roststangen und den entzündeten Brennstoff; |175| D ein Theil des Kessels, welcher an dem vorderen Ende nach Abwärts verlängert ist, und unter welchem die beweglichen Roste oder Roststangen, Nahmen, die ich in meinem früheren Patente beschrieben habe, in die Feuerstelle eintreten. E, E sind Stege oder Theile des Kessels, die in die Feuerstelle herabragen. Die Seitenwände des Kessels stehen durch mehrere, gehörig in dem Kessel befestigte Wasserröhren F, F mit einander in Verbindung. G ist das Hauptloch; H die Eintrittsmündung des Feuerzuges.

Fig. 30 zeigt einen anderen verbesserten Kessel dieser Art im Längendurchschnitte; Fig. 31 gibt hingegen einen Querdurchschnitt davon. A ist der Kessel; B die Feuerstelle; C die Stelle für die Roststangen; D der vordere Theil des Kessels; E, E sind die Stege; F, F die röhrenförmigen, in dem Kessel angebrachten Feuerzüge; G das Hauptloch; H die Eintrittsmündung für den Feuerzug.

In Fig. 32 ersieht man einen Längen- und in Fig. 33 noch einest Querdurchschnitt eines Kessels, der aus drei cylindrischen Röhren A, B, C zusammengesezt ist. Die beiden unteren dieser Röhren B, C stehen durch die Wasserröhren D, D, die quer durch die Feuerstelle laufen, mit einander in Verbindung; und jede der beiden unteren steht mit der oberen Röhre A durch die Oeffnungen E, E und die Röhren F in Communication. Die Enden dieser Kessel bestehen aus den gußeisernen Stüken G, in denen sich die Hauptlöcher befinden. H sind die Dekel, an welche vier Ohren I, I, I, I gegossen sind, und die an Ort und Stelle gebracht werden, indem man sie mit der Kante durch zwei in dem Hauptloche befindliche Auskerbungen bringt; zwei der Ohren I, I bedeken dann, wie in Fig. 33 durch Punkte angedeutet ist, die Auskerbungen in dem Hauptloche, während die anderen dazu dienen, den Dekel an seiner Stelle zu erhalten. Die Dekel werden anfangs nur durch einen Stab, welcher durch die Henkel gestekt wird, festgehalten; ist der Kessel aber ein Mal mit Wasser gefüllt, so werden sie durch den Druk des Wassers und des Dampfes fest und vollkommen schließend angedrükt. K ist die Stelle für die Roststangen und den entzündeten Brennstoff; L die Eintrittsmündung des Feuerzuges.

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Mehrere der Theile, auf welche sich der Patentträger hier bezieht, sind in der Abbildung, welche das London Journal gibt, und die wir getreu wiedergeben, nicht mit den entsprechenden Buchstaben und Zeichen versehen. Ebendieß ist auch noch bei einigen anderen Figuren der Fall.

A. d. R.

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