Titel: Johnson's Verbesserungen an Locomotiven.
Autor: Johnson, William Beckett
Fundstelle: 1848, Band 109, Nr. XCVI. (S. 267–271)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj109/ar109046

XCVI. Verbesserungen an Locomotiven, worauf sich William Beckett Johnson, Ingenieur in Manchester, am 12. Junius 1847 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem London Journal of arts, April 1848, S. 158.

Mit Abbildungen auf Tab. VI.

Vorliegende Verbesserungen in der Construction der Locomotive bestehen

1) in der Anordnung der Treib- oder Kuppelachsen in solchen Lagen, daß eine größere Stabilität der Wirkung erzielt wird;

2) in neuen mechanischen Anordnungen, um den Dampf mit Expansion wirken zu lassen und die Bewegung der Maschine rückgängig zu machen;

3) in der Construction eines expansiblen Schiebers;

4) in der eigenthümlichen Construction der Locomotive und

5) in einer neuen im Falle der Gefahr anzuwendenden Signalvorrichtung, |268| welche in einer durch die Wirkung der Luft in Thätigkeit gesetzten Pfeife besteht.

Die Figuren 21 und 22 stellen eine Einrichtung zur Tieferlegung des Dampfkessels im Quer- und Längendurchschnitte dar. Dieser Zweck wird dadurch erreicht, daß man die erforderliche Anzahl der unteren horizontalen Röhrenreihen ausläßt und die Treibachse a durch eine im unteren Theile des Dampfkessels angebrachte Vertiefung b führt. Diese Vertiefung befindet sich so nahe als möglich an der unteren Röhrenreihe.

Fig. 23 stellt eine andere Anordnung zur Tieferlegung des Dampfkessels im Längendurchschnitte dar. In diesem Falle ist der Feuerkasten mit einer hohlen Brücke b versehen, durch welche die Treibachse a geht. Die Flamme streicht von dem Feuerkasten f über die Brücke b in die Kammer c und von da in die Röhren t. An dem Boden der Kammer c ist zur Bequemlichkeit der Reparatur und Reinigung der Röhren eine Thür d angebracht.

Fig. 24 zeigt eine andere Anordnung zum Tieferlegen des Dampfkessels. Hier wird der Zweck dadurch erreicht, daß man in dem oberen Theil des Feuerkastens eine Vertiefung r anbringt. Diese Vertiefung tritt durch die Dampfkammer s und dient zur Aufnahme der Treib- oder Kuppelachse a. Die Flamme streicht aus dem Feuerraum über die Brücke g und unter dem Theil r hinweg in die Kammer c und von da in die Röhren t. Zur Bequemlichkeit der Reparatur und Reinigung der Röhren ist der Boden der Kammer c mit einer Thür d versehen. Ueber der Vertiefung r ist eine Kuppel o angeordnet, um eine Verbindung zwischen den beiden Theilen der Dampfkammer herzustellen.

Eine weitere Einrichtung zum Tieferlegen des Dampfkessels ist Fig. 25 im Längendurchschnitte dargestellt. Zwischen den Röhren t, t ist eine Kammer c angeordnet, in deren oberem Theile eine umgekehrte Brücke r angebracht ist; durch diese Brücke geht die Treib- oder Kuppelachse a. Die Hitze streicht aus dem Ofen durch die erste Röhrenreihe in die Kammer, unter r hinweg und so fort durch das zweite Röhrensystem in die Rauchkammer. Die Thüren d und die Kuppel o haben den gleichen Zweck wie die gleichnamigen Theile in Fig. 24.

Fig. 26 stellt einen verbesserten Mechanismus zum Betrieb der excentrischen Scheiben dar, welche die Schiebventile oder Speisungspumpen in Thätigkeit setzen. s ist eine über den Kessel b sich erstreckende Achse, an deren Enden zwei rechtwinkelig zu einander gestellte Kurbeln c, c befestigt sind. Diese Kurbeln werden durch zwei Stangen r, r in Rotation gesetzt, welche mit ähnlichen an der Treibachse der Maschine angebrachten |269| Kurbeln in Verbindung stehen. Die Excentrica können an der Achse s innerhalb oder außerhalb der Lager i, i angeordnet werden. Diese Einrichtung hat den Vortheil, daß die Excentrica, da sie nicht an der Treibachse festgekeilt sind, gestatten den Dampfkessel näher an die Treibachse zu legen und ihm einen größeren Durchmesser zu geben; auch sind die Excentrica zum Behuf der Reinigung und Reparatur leichter zugänglich; der Locomotivführer hat sie beständig vor Augen und ihre Dauerhaftigkeit ist dadurch erhöht, daß sie dem von der Bahn aufgeregten Staub nicht so unmittelbar ausgesetzt sind.

Fig. 27 stellt ein verbessertes Excentricum in der Seitenansicht, Fig. 28 im Grundrisse dar. s ist die Achse mit der excentrischen Scheibe b; r, r, r sind Frictionsrollen, welche in einer an der Peripherie der Scheibe b angebrachten Rinne laufen. Diese Rollen sind zwischen zwei Ringen a, a gelagert, an welche die gewöhnliche Excentricumstange o befestigt ist. Die Vortheile dieses Excentricums sind eine geringere Reibung, größere dem Ventil mitgetheilte Stetigkeit der Bewegung, und geringere Reparaturkosten, indem nur die kleinen Lager der Frictionsrollen der Abnützung ausgesetzt sind.

Die Figuren 29 und 30 stellen ein Expansions-Dampfventil im Längendurchschnitt und im Grundrisse dar. v ist das gewöhnliche Schieberventil, welches auf zwei flachen Platten oder Ventilen p, p1 läuft. Letztere sind neben einander angeordnet und werden durch die Federn s, s in dichter Berührung exhalten. Die Ventile p, p1 sind mit Oeffnungen o, o1 o, 2 o3 versehen, welche so angeordnet sind, daß sie mit den an der unteren Fläche befindlichen Oeffnungen übereinstimmen. Letztere sind so vertheilt, daß die beiden Canäle o, a mit dem einen Ende des Cylinders h, und die beiden andern Canäle o,3 a1 mit dem andern Ende des Cylinders g communiciren. e ist der Entleerungscanal. Es ist nun einleuchtend, daß, wenn die in den Bereich des Locomotivführers führende Stange r in Bewegung gesetzt wird, der um f drehbare Hebel l mit Hülfe der Stangen y, y1 die beiden Ventile p, p1 nach entgegengesetzten Richtungen in Bewegung setzen wird. Auf diese Weise kann der Eintritt des Dampfs in den Cylinder durch die Canäle o, o3 bis zu jedem Grade der Expansion regulirt und durch Fortsetzung der Bewegung ganz abgesperrt werden. Wird die Bewegung fortgesetzt, so daß die Platten oder Ventile in die entgegengesetzte Lage gelangen, so gestatten die Oeffnungen o,1 o2 dem Dampf den Weg durch die Canäle a, a1 und von da nach den entgegengesetzten Enden des Cylinders, wodurch die Bewegung der Maschine rückgängig gemacht wird. Um also die Maschine mit Expansion vor- oder rückwärts gehen zu lassen, und |270| den Dampf abzuschneiden, bedarf es nur der gehörigen Bewegung der Stange r. Die Vortheile dieser Anordnung bestehen in der Einfachheit ihrer Construction, indem jede Maschine nur eines einzigen Excentricums bedarf und die Vorrichtung zum Heben der Excentricumstangen in und außer Eingriff, und ebenso das Drosselventil ganz wegfällt. In Folge des einfachen Mechanismus zum Betrieb der Ventile vereinigt sich die ganze Controle der Maschine rücksichtlich der beschriebenen Operationen in einer einzigen Handhabe.

Die Figuren 31 und 32 stellen eine andere Methode, den Dampf mit Expansion wirken zu lassen, ihn abzusperren und die Richtung seiner Wirkung umzukehren, im Längendurchschnitte und Grundrisse dar. v ist das gewöhnliche auf einer festen Platte f laufende Schieberventil. Die Platte f ist mit den gewöhnlichen Dampfcanälen s, s1 und dem Entleerungscanal e versehen. Die Canäle s, s1 und e sind in der Mitte durch eine metallene Rippe getheilt, so daß sie die Bewegung eines flachen Ventils p unterhalb der festen Fläche f gestatten. Das Ventil p besitzt gewisse Canäle oder Oeffnungen o, o,1 o,2 o3 (Fig. 32) und läuft auf einer Fläche, in welcher die Canäle so vertheilt sind, daß die Canäle o, a nach dem einen Ende und die Canäle a1, a2 nach dem entgegengesetzten Ende des Cylinders g führen. Wenn daher die Stange r1 nach der Richtung des Pfeils bewegt wird, so kann der Eintritt des Dampfs in die nach den Enden des Cylinders h, g führenden Canäle o, o2 bis zu jedem beliebigen Grad der Expansion regulirt werden, und wenn man die Bewegung fortsetzt, so daß das Ventil p in die Mitte der Ventilbüchse kommt, so wird der Dampf dadurch ganz abgesperrt; bewegt man endlich das Ventil bis an das entgegengesetzte Ende der Ventilbüchse, so lassen die Oeffnungen o,3 o1 den Dampf durch die Canäle a, a1 nach den entgegengesetzten Enden der Cylinder strömen, wodurch die Bewegung der Maschine umgekehrt wird. Diese Expansionsvorrichtung gewährt außer den mit Bezug auf die vorhergehende Anordnung bereits beschriebenen Vortheilen, noch den besonderen Vortheil, daß der Fläche des gewöhnlichen Ventils v stets eine feste Fläche f, worauf es sich bewegt, dargeboten wird. Die Fig. 35 im Seitenaufrisse dargestellte Maschine ist mit solchen Ventilen versehen.

Die Figuren 33 und 34 stellen einen expandirbaren Schieber oder Leitblock (guide-block) im Längen- und Querdurchschnitte dar. p ist die auf gewöhnliche Weise an den Block b befestigte Kolbenstange; i der Bolzen, an den die Verbindungsstange befestigt ist. An dem Block b befinden sich zwei Rinnen zur Aufnahme der Keile w, w. Die äußeren Flächen der Keile schließen sich an die Platten s, s, die zu dem |271| Ende mit ähnlichen Rinnen, wie der Block b, versehen sind. Diese Rinnen erhalten die Keile in ihrer geeigneten Lage. An jedem Ende der Platten befinden sich Hervorragungen g, die an den Block b passen, um das Abgleiten der Platten s, s von den Keilen zu verhüten, c ist eine an den Block b befestigte Schraube mit Muttern n, n, um den Keilen erforderlichen Falles eine Bewegung zu ertheilen und sie in ihrer richtigen Lage zu erhalten. Wenn man nun den Keilen in der Richtung des Blocks eine Bewegung ertheilt, so dehnen sich die Platten verhältnißmäßig aus, so daß sie den Raum zwischen den Leitstangen f, f bei erfolgender Abnützung der Platten ausfüllen. Der Vortheil dieses ausdehnbaren Blockes besteht darin, daß die Leitstangen, wenn sie einmal in richtiger Lage befestigt sind, in dieser Lage verharren können, wenn auch die Platten s, s sich abnützen, und daß diese allein nach erfolgter Abnützung ersetzt werden müssen, und nicht der ganze Leitblock, wie dieses gewöhnlich der Fall ist.

Fig. 35 stellt eine verbesserte Construction der Locomotive in der Seitenansicht dar. f ist der Feuerkasten; b der Dampfkessel; s die Rauchkammer; c sind die zwischen den Rädern w, w1 außen liegenden Dampfcylinder. Die Cylinder liegen schief und setzen durch Vermittlung des gewöhnlichen Kolbens, der Kolbenstange p und der Lenkstange r das Rad w und die Treibachse s in Rotation; letztere ist auf die aus Fig. 24 ersichtliche Weise durch die Dampfkammer und den Feuerkasten geführt. Der Kurbelzapfen o, an den die Lenkstange befestigt ist, nimmt auch die Kuppelstange y auf, und setzt somit durch die Kurbel t die Welle n in Rotation. Von der Kurbel t aus wird durch Vermittlung der Stange m das Rad w4 und folglich auch die Achse d in Rotation gesetzt; letztere Achse tritt durch die Rauchkammer s. Die Achse n geht über den Dampfkessel hinweg und ist mit beiden Maschinen verbunden; sie enthält die excentrischen Scheiben zur Bewegung der Schieberventile.

Der letzte Theil meiner Erfindung betrifft die Anwendung einer Signalpfeife, welche dadurch in Thätigkeit gesetzt wird, daß man durch sie Luft in einen luftleeren Recipient strömen läßt. Dieser Recipient kann durch eine mit einer Achse oder einem Rade in Verbindung stehende Pumpe luftleer gemacht werden.

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