Titel: Morris' Verbesserungen an Locomotiven und andern mit Expansion arbeitenden Dampfmaschinen.
Autor: Morris, James
Fundstelle: 1843, Band 89, Nr. LXXXI. (S. 321–325)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj089/ar089081

LXXXI. Verbesserungen an den Locomotiven und andern mit Expansion arbeitenden Dampfmaschinen, worauf sich James Morris, Kaufmann zu London, am 22. Decbr. 1842 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Jul. 1843, S. 1.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Diese Verbesserungen betreffen die Regulirung der Schieberventile der mit Expansion arbeitenden Dampfmaschinen, insbesondere der Locomotiven, um von Zeit zu Zeit denjenigen Theil des Kolbenhubes, während dessen der Dampf in den Cylinder strömen darf, auf eine bequeme Weise verändern zu können. Mit Hülfe dieser Verbesserungen ist der Locomotivführer oder Maschinenwärter im Stande, den Dampfzutritt in den Cylinder abzusperren, wenn der Kolben einen gewissen Theil der Cylinderlänge durchlaufen hat, worauf der Kolben vermöge der Expansion des Dampfes seinen Hub vollendet. Der gewöhnliche Regulator kann immer ganz offen gelassen werden, so daß der Dampf seinen vollen Druk auf den Kolben ausüben und seine Expansivkraft so nüzlich wie möglich verwendet werden kann. Dadurch, daß man denjenigen Theil des Kolbenhubes, während dessen der Dampf frei in den Cylinder treten kann, mit Hülfe des zu beschreibenden Apparates nach Willkür ändert, ist man im Stande die Kraft der Maschine den Umständen gemäß zu ändern.

Fig. 36 ist der Aufriß und Fig. 37 der Grundriß eines Theils einer Locomotive mit den in Anwendung gebrachten Verbesserungen.

Die Figuren 38 bis 47 zeigen in größerem Maaßstabe die Details der Haupttheile. A und A′, Fig. 36 und 37, ist ein Dampfcylinder; B und B′ die Kolbenstange; C und C′, Fig. 36, 37 und 41, ist ein Schieberventil, welches auf die gewöhnliche Weise durch Excentrica in Thätigkeit gesezt werden kann. D, D und D′, D′ sind Schieberventile, welche auf die unten zu erläuternde Weise die Absperrung des Dampfs reguliren. E und E′, Fig. 36 und 37 ist die Stange des Schieberventils C; F und F′, Fig. 36, 37 und 42, die Stange der Schieberventile D und D′; Z, Fig. 36 und 37, die Ventilkammer; I, Fig. 36, 37 und 46 eine Welle, an der die beiden Hebel G und G′ befestigt sind. K und K′, Fig. 36, 37 und 45, sind Stangen, welche die Spindel des Ventils D mit dem Hebels G |322| verbinden. L und L′, Fig. 36, ist das an dem Ende der Kolbenstange befestigte Querstük. An dieses Querstük ist der Hebel G befestigt und die Bewegung wird auf diese Weise der Verbindungsstange K mitgetheilt. M und M′, Fig. 36, 37 und 44, sind Hülsen, welche die Stange des Ventils D mit der Stange K verbinden. T,T′, Fig. 36 und 47 sind Hülsen, die sich auf der Achse L drehen und in dem Schlize des Hebels G frei gleiten. Q, Q′, Fig. 36, 37 und 43, ist eine Büchse mit einem Winkelrade R; N, Fig. 36, der gewöhnliche Hebel, welcher die Bewegung auf das Schieberventil C überträgt. Dieses Ventil C ist länger als ein gewöhnliches Ventil, die obere und untere Fläche desselben ist eben und parallel, und es besizt zwei Eingänge o, o′ für den Dampf. Diese Eingänge sollten mit den Oeffnungen in dem Cylinder ungefähr gleiche Weite haben, und ihre Länge sollte die Länge dieser Oeffnungen nicht übersteigen. Der Verminderung der Reibung wegen ist die obere Fläche dieses Ventils zum Theil vertieft. Die beiden Schieberventile D, D′, Fig. 36, 37 und 38, sind von einander getrennt und drüken mit ihrer unteren Fläche gegen die obere Fläche der Ventile C. Fig. 38 ist ein Grundriß und Aufriß eines dieser Ventile. Dieses Ventil besizt an seinem oberen Theile die hervorragenden Stüke a, a′. Ein Steg oder Rahmen P, Fig. 39, besizt zwei Oeffnungen, welche auf die Hervorragungen a, a′ des Ventils dergestalt passen, daß der Steg P und das Ventil, wie die Figuren 36 und 37 zeigen, mit einander sich bewegen. Eine in diesen Steg geschnittene Schraubenmutter dient zur Aufnahme einer an der Achse F befindlichen Schraube. Einer dieser Stege besizt eine rechtsgewundene und der Steg des andern Ventils D eine linksgewundene Schraube. Die Achse F, Fig. 42, besizt zwei entsprechende rechts und links gewundene Schrauben a, b. Fig. 40 ist der Grundriß und Aufriß einer andern Anordnung der Ventile, deren man sich anstatt der so eben beschriebenen bedienen kann. Jedes dieser Ventile trägt an seinem oberen Theile eine Hervorragung mit einer Schraubenmutter, in welcher die Schraube der Spindel F spielt.

Die erstere Anordnung scheint indessen, obgleich sie etwas weniger ökonomisch ist, den Vorzug zu verdienen; denn, wenn die Spindel F zufällig sich verbiegen sollte, so können doch die Stege P, ohne die Verbindung zwischen den Ventilen D und C zu unterbrechen, in die Höhe gehoben werden. Die Spindel F tritt durch das Stük M, M′ und ist auf die Länge c, d, welche groß genug ist, um die Hülse M aufzunehmen, mit einer Schraube versehen, so daß sich die Spindel F in diesem Stüke frei drehen kann. Die Stellung des Stükes M zu der Spindel wird mit Hülfe von Schraubenmuttern regulirt, welche mittelst Bolzen festgestellt werden, damit sie sich nicht umdrehen können. |323| Der Theil f, c der Spindel ist etwas dünner als der Theil c, g. Die Hülse M trägt auf beiden Seiten Zapfen (Fig. 44), in welche die Verbindungsstangen K, K, Fig. 45, eingehängt werden. Leztere articuliren mit dem Ende des Hebels G′. Das andere Ende der Spindel F gleitet frei in der Büchse Q, Q′ (Fig. 36, 37 und 43), welche das Winkelrad R enthält. Die Büchse ist mit einem Halse versehen, welcher derselben gestattet, eine rotirende Bewegung in den Lagern s, s, Fig. 36 und 37 anzunehmen, zugleich aber verhindert, daß sie sich seitwärts bewege. Die cylindrische Höhlung der Büchse besizt eine Leiste, welche in die an der Ventilspindel F, Fig. 42, befindliche Rinne g, i paßt, so daß die Spindel F bei ihrer Rotation gegen diese Leiste drükt, und sich nur, durch die Büchse Q in Thätigkeit gesezt, drehen kann, zugleich aber dennoch einer gleitenden Längenbewegung fähig ist.

Anstatt der cylindrischen Höhlung kann man dieser Büchse auch eine vierekige Höhlung, und dem in derselben gleitenden Stangenende eine entsprechende vierekige Form geben. Die Büchse Q wird mit Hülfe eines Räderwerks in Umdrehung gesezt, welches die Bewegung von dem Rade R, R′ erhält, dessen Achse sich bis zum hinteren Theil der Maschine erstrekt, wo sie vermittelst einer Kurbel nach der einen oder der andern Richtung umgedreht werden kann. Die Maschine arbeitet nun auf folgende Weise.

In der Zeichnung Fig. 36 befindet sich der Kolben am unteren Theile des Cylinders, und ist eben im Begriffe, in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung sich aufwärts zu bewegen. Das in der Mitte seines Laufs angeordnete Ventil C bewegt sich nach der Richtung des Pfeils; die Ventile D, D denke man sich am Ende ihres aufwärtsgehenden Hubes und im Begriffe sich in einer dem Kolben entgegengesezten Richtung zu bewegen.

Es ist zu bemerken, daß in diesem Augenblike das Ventil C seine größte und die Ventile D, D ihre kleinste Geschwindigkeit erreicht haben. Der Dampf tritt, während sich das Ventil in der angegebenen Richtung bewegt, an dem unteren Ende des Cylinders ein, aber durch die gleichzeitige Bewegung der beiden Ventile D, D wird der Eingang in den unteren Theil des Cylinders rasch abgesperrt und der Kolben durch die Expansivkraft des Dampfs weiter gedrükt. Hat der Kolben die Mitte seines Hubes erreicht, so ist das Ventil C am Ende seines Weges angekommen und die Oeffnung o′ ist ganz abgesperrt, wie dieses angenommen wurde, ehe die Ventile ihre größte Geschwindigkeit erlangt hatten; die Ventile müssen in die Fig. 36 dargestellte Lage zurükkehren, ehe die Oeffnung o wieder in einer Lage ist, worin sie in den Cylinder Dampf einströmen lassen kann. Wenn der Kolben an dem oberen Ende des Cylinders angekommen ist, so ist |324| die Stellung der Oeffnung o′ von der Art, daß Dampf nach der oberen Seite des Kolbens strömen kann. Aehnliche Resultate ergeben sich beim niedergehenden Kolbenhub.

Es wird einleuchten, daß wenn man die Ventile D, D′ einander nähert, der Dampfweg in den Cylinder sich später schließt, daß mithin der Dampf während eines größeren Theils der Kolbenbewegung mit vollem Druke einströmen und die Expansion auf eine geringere Streke sich ausdehnen wird. Die Ventile können einander so nahe gebracht werden, daß die Dampfeinströmung gar nicht abgesperrt wird, mithin der Dampf ohne Expansion wirksam ist. Werden dagegen die Ventile D, D weiter aus einander gerükt, so verschließt sich der Dampfeingang früher, und die Expansion findet während eines größeren Theiles des Kolbenhubes statt. Um den Abstand zwischen diesen beiden Ventilen zu verändern, braucht man nur die Spindel F mit Hülfe der an der Achse des Rades R′ befindlichen Kurbel umzudrehen, wodurch dann die Bewegung der Ventile erfolgt; und da die Schrauben rechts und links geschnitten sind, so werden sich die Ventile nach entgegengesezten Richtungen bewegen, und der Abstand zwischen denselben wird ab- oder zunehmen, je nachdem die Bewegung der Büchse Q nach der einen oder der andern Richtung erfolgt. Ein Indicator kann in dem Bereiche des Maschinisten angeordnet werden, um die Stellung dieser Ventile, folglich die Kraft, mit welcher die Maschine arbeitet, anzuzeigen. Da das Ventil C und die Ventile D, D während der ersten Hälfte des Kolbenhubes nach entgegengesezten Richtungen wirksam sind, so wird es leicht seyn, die Oeffnung, durch welche der Dampf einströmt, an jedem Punkte dieser ersten Hälfte des Hubes abzusperren; wenn aber beide Ventile nach einerlei Richtung sich zu bewegen anfangen, wobei die Geschwindigkeit der Ventile D, D größer ist, als diejenige des Ventils C, so können die Dampföffnungen abgesperrt werden, nachdem der Kolben die Mitte seines Hubes erreicht hat.

In Folge dieser Einrichtung ist man in den Stand gesezt, den Dampf an jeder beliebigen Stelle des Kolbenhubes mit Expansion wirken zu lassen.

Fig. 48 zeigt eine Anordnung zu Erzielung ähnlicher Resultate, d. h. bei welcher der Dampfzutritt nach Bedürfniß während der zweiten Hälfte des Kolbenhubes abgesperrt wird. Bei dieser Anordnung befindet sich die Umdrehungsachse J der Hebel G, G′ über der Stelle, wo die Spindel der Ventile D, D befestigt ist, daher bewegen sich diese Ventile mit dem Kolben nach einerlei Richtung. Während der ersten Hälfte des Hubes wirken die Ventile D, D und das Ventil C in derselben Richtung, während der zweiten Hälfte des Hubes aber |325| nach verschiedenen Richtungen. Es ist alsdann leicht, durch Veränderung des Abstandes dieser Ventile den Dampfzutritt bei der Ankunft des Kolbens an der Mitte seines Hubes oder an jeder beliebigen Stelle der zweiten Hälfte des Kolbenhubes abzusperren.

Fig. 49 zeigt eine andere in gewisser Hinsicht der ersteren ähnliche Anordnung. Hier sind zwei Ventile C vorhanden, deren Kammer durch eine Scheidewand in zwei Räume abgetheilt ist. Die Stangen dieser Ventile enthalten zwei Querstüke, welche durch Stangen mit einander verbunden sind, die an den Seiten der Ventilkammern hin sich erstreken. Die Ventile D, D bewegen sich in einer besonderen Kammer, welche über derjenigen der Ventile C angeordnet ist. An dem Boden der ersteren befinden sich die mit der lezteren communicirenden Oeffnungen. In den übrigen Einzelheiten kommt diese Einrichtung mit der oben beschriebenen überein.

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