Titel: Lemonnier und Vallée Sicherheitsventil mit Hemmungshebel für Locomotivenkessel.
Autor: Lemonnier,
Vallée,
Fundstelle: 1853, Band 127, Nr. II. (S. 25–29)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj127/ar127002

II. Sicherheitsventil mit Hemmungshebel für Locomotivenkessel; von Lemonnier und Vallée, Werkmeistern auf der Orleans-Eisenbahn.

Aus den Annales des mines, 5te Reihe, 1852, Bd. I S. 337.

Mit Abbildungen auf Tab. I.

Die Sicherheitsvorrichtungen an den Dampfkesseln sind höchst nothwendig, denn obgleich sie nie fehlen, so ereignen sich doch leider noch oft genug Unfälle, sowohl bei feststehenden als auch bei Schiffsmaschinen und Locomotiven. Bei einem genauen Studium dieses wichtigen Gegenstandes fanden wir, daß bei allen bis jetzt ausgeführten Systemen von Sicherheitsventilen ein Hauptfehler besteht. Diese Apparate, welche stets einem Maximum des Drucks entsprechen, der gewöhnlich derjenige ist worauf der Kessel geprüft (und gestempelt) wurde, haben nämlich den Nachtheil, daß sich das Ventil nur dann nach und nach öffnet, wenn der Druck übermäßig ist, und daß dem Dampf sehr häufig nur ein sehr beschränkter Durchgang bleibt, so daß er nicht in der gehörigen Menge und mit der erforderlichen Geschwindigkeit ausströmen kann.

Nun ist es aber von der größten Wichtigkeit, damit nicht Unfälle durch übermäßigen Druck veranlaßt werden, daß die Oeffnung des Ventils von der Art sey, daß der Dampf ungehindert und in großer Menge ausströmen kann. Dieß ist die Aufgabe, welche zu lösen wir uns vorgenommen haben, und die wir wirklich mittelst eines sehr einfachen Mechanismus gelöst haben, der nicht allein den Vortheil der Wohlfeilheit, sondern auch den hat, ohne Schwierigkeiten bei den bestehenden Sicherheitsapparaten angewendet werden zu können, mögen es nun solche an Locomotiven oder an Schiffs- oder Fabrik-Maschinen seyn.

Man wird die Einrichtung des Mechanismus und das Princip, worauf er begründet ist, mittelst der nachstehenden Beschreibung und der Fig. 9, 10 und 11 leicht begreifen.

Fig. 9 stellt eine Seitenansicht von einem Sicherheitsventil mit Feder dar, so wie es gewöhnlich bei den Locomotiven angewendet wird. Fig. 10 ist ein Durchschnitt nach einer parallel der vordern Seite laufenden Ebene.

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Man nimmt bei diesen Figuren an, daß das Sicherheitsventil geschlossen ist, d.h. daß die Dampfspannung im Kessel unter dem höchsten Druck steht, für welchen der Apparat regulirt ist.

Fig. 11 stellt denselben Apparat, in einem senkrechten Durchschnitt mit geöffnetem Ventil dar, woraus sich entnehmen läßt, daß in dem Kessel übermäßiger Druck vorhanden ist.

Aus den Figuren erkennt man leicht, daß der Mechanismus, den wir den gewöhnlichen Sicherheitsventilen hinzugefügt haben, einfach aus einer Art Regel A besteht, deren unteres Ende eine spitzzulaufende Verstärkung a bildet und die an ihrem oberen Ende mittelst doppelter Gelenke mit den beiden Bügeln B, B' verbunden ist. Der eine Bügel B ist mit der senkrechten Stange C verbunden, und diese erhält einen Druck von der Springfeder D, welche in der Büchse E steckt. Der obere Bügel B' ist dagegen mittelst eines Scharniers mit dem Schraubenkopf I verbunden, dessen Mutter auf dem Ende des Hebels G ruht, der auf die Mitte des Ventils drückt, um dasselbe in seinem Sitz zu erhalten.

Am Ende der Federbüchse E ist eine Vorrichtung angebracht, deren Einrichtung aus den Fig. 9 und 10 zu erkennen ist, in welcher das Ende der Regel A steckt, und zwar zwischen den beiden Stiften b und b', zwischen denen sie bei ihrer auf- und niedergehenden Bewegung gleitet.

Man regulirt die Stellung dieses Stücks auf der Büchse auf solche Weise, daß es genau der höchsten Pressung entspricht, bei welcher der Kessel betrieben werden soll. Es muß sich daher in dieser Stellung, wie sie die Fig. 9 und 10 zeigen, die Regel und folglich der ganze Mechanismus in dem Augenblick befinden, in welchem die Spannung der Dämpfe in der Nähe des bestimmten Maximums angelangt ist.

Man sieht alsdann, daß die mit Schraubengewinden versehene Stange F und folglich auch die Stange C sich heben und die Regel A mit sich nehmen; die Verstärkung der letztern a verläßt darauf den Stift b, und indem der Ablauf der Verstärkung alsdann gegen den zweiten Stift b' tritt, ist die Regel gelöst und wird in die in Fig. 11 angegebene Stellung emporgeschleudert. Letztere Bewegung ist eine nothwendige Folge der Verbindung der Regel mit den excentrischen Bügeln B und B', welche sie einerseits mit dem Kopf der Stange C und anderseits mit dem Bügel der Schraube F verbinden.

Daraus folgt, daß der Hebel G sogleich eine hinreichend hohe Stellung einnehmen und daß folglich das Ventil selbst hinreichend hoch gehoben werden wird, so daß die Dämpfe augenblicklich ausströmen können.

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Auszug aus dem Bericht der Central-Dampfmaschinen-Commission.

Bei den gewöhnlich angewendeten Springfedern entspricht eine jede Atmosphäre des Drucks nur 0,01 Met., und oft auch nur 0,005 oder 0,006 Met. des Laufs; nur auf der (französischen) Nordbahn beträgt sie ausnahmsweise 0,02 Met. des Laufs.

Neuerlich hat Hr. Polonceau Federn anfertigen lassen, die aus einem einfachen horizontalen Stahlblatt bestehen, welches in senkrechter Richtung biegsam ist.

Bei einem so geringen Lauf der Feder bei jeder Atmosphäre Druck, und bei einem gewöhnlich 1 zu 10 betragenden Verhältniß des Hebelarms, läßt sich die traurige Folgerung machen, daß bei einer Längenzunahme der Feder, welche einem Ueberschuß des Drucks von einer Atmosphäre entspricht, die Hebung des Ventils nur 1/10 von dem Lauf der Feder beträgt, und folglich je nach den Fällen nur 0,5 und selbst nur 0,6 Millimeter des Laufs.

Nun ist klar, daß unter diesen Umständen das eintretende Oeffnen der Ventile, wodurch der Dampf entweichen kann, eine Steigerung seiner Spannung nicht zu verhindern im Stande ist; denn bei einer Hebung von 1 Millimeter beträgt die Ausströmungsoberfläche nur 1/25 von derjenigen des Ventils. Man verliert demnach größtentheils den Vortheil, welchen man von dem Spiel dieser Sicherheitsapparate zu erwarten hat. Bei den Locomotiven bemerkt man daher auch fortwährend, daß, obgleich das Ventil gehoben ist, der Manometer noch Pressungen von 7 bis 8 Atmosphären und mehr angibt, während die Normalbelastung der Ventile nur auf 6 Atmosphären berechnet wurde. Diese Thatsache zeigt sich hauptsächlich auf den Stationen, wenn die Locomotiven nicht im Betriebe sind und die Dämpfe sich im Kessel anhäufen können; sie zeigt sich aber auch während der Fahrten. Alsdann kann der Locomotivführer nichts anderes thun, als daß er die Verbindungen zwischen Kessel und Tender öffnet, um dadurch das Wasser in dem letzteren vorzuwärmen.

Die sehr einfache Vorrichtung der HHrn. Lemonnier und Vallée gleicht die Nachtheile einer zu geringen Hebung der Ventile vollständig aus, wie es die vergleichenden Beobachtungen an einer Maschine auf der Orleans-Bahn bewiesen. Das eine von den beiden Ventilen dieser Locomotive hatte die gewöhnliche Einrichtung, das andere die hier beschriebene Abänderung. Befestigte man nun dieses letztere so, daß nur das gewöhnliche Ventil spielen konnte, so hob sich dasselbe zwar bei sechs Atmosphären, |28| allein der Manometer zeigte fortwährend sieben und acht Atmosphären an. Wenn man dagegen das gewöhnliche Ventil feststellte und das andere spielen ließ, indem man ihm eine solche Stellung gab, daß es sich etwa bei einem Druck von 6,5 Atmosphären erhob, so erfolgte diese Hebung wirklich, und der Manometer fiel nach höchstens einer Minute ebenfalls bis auf sechs Atmosphären.

Anfänglich hatten die HHrn. Lemonnier und Vallée ihren Apparat so eingerichtet, daß das Entweichen des Hebels in dem Augenblick stattfand, wo die Spannung die bestimmte Gränze erreicht hatte und dessen rotirende Bewegung in der senkrechten, auf der Achse der Maschine senkrecht stehenden Ebene bewirkte. Es folgte daraus, daß der Locomotivführer, welcher sehr häufig die Dampfspannung dadurch beurtheilt, daß er mit der Hand auf die Schraube drückt die auf dem Ende des Ventilhebels liegt, einen sehr heftigen Stoß gegen den Arm durch den Hebel bekam, indem sich derselbe auslöste.

Um diesen Uebelstand zu verbessern, bringen die Erfinder den Apparat jetzt so an, daß der Hebel in der senkrechten Ebene, welche parallel mit der Achse der Maschine ist, und von hinten nach vorn entweicht; dadurch wird der Locomotivführer geschützt. Zu noch größerer Vorsicht haben sie an dem Ende der Ventilhebel einen kleinen horizontalen Hebel angebracht, der eine schiefe Stellung im Verhältniß zu der Ebene hat, welche der sich auslösende Hebel durchläuft, und der sich ganz von selbst der Hand des Maschinenführers darbietet, sobald er mit derselben die Ventilwaagen untersuchen will.

Man erkennt leicht, daß die die Feder umgebende Röhre wenigstens eben so lang seyn muß als wie jene, wenn sie einem geringern Druck unterworfen ist. Wenn die Waage an ihrem Platz und die Feder mit diesem Druck verbunden ist, so ist klar, daß die sich mit dem Ventilhebel verbindende Stange ebenfalls aus dem Innern dieser Röhre soweit herausgetreten ist wie die Feder selbst. Die Erfinder haben übrigens noch eine andere Einrichtung construirt, wodurch die ganze Länge des Apparates um eine Größe vermindert werden kann, welche genau gleich der Länge dieser Zunahme ist. Man wendet die eine oder die andere dieser Einrichtungen an, je nachdem die Kuppel des Locomotivkessels mehr oder weniger hoch ist.

Man kann die Gradeintheilung dieses Apparates so machen, daß er schon bei 1/2 Atmosphäre über dem bestimmten Druck in Wirkung tritt, so daß man die ganze Spannung des Dampfes benutzen kann, ohne daß der Locomotivführer den Druck jeden Augenblick zu vermindern braucht; |29| bekanntlich ist es bei Locomotiven sehr vortheilhaft mit dem möglichst höchsten Druck zu fahren.

Der Nutzen des hier beschiebenen Mechanismus hat in Frankreich schon eine bedeutende Anerkennung gefunden; von den 90 Maschinen auf der Orleans-Bahn sind 30 damit versehen, was für jede Locomotive eine Auslage von nur 10 Franken oder 2 2/3 Rthlr. veranlaßte.

Die HHrn. Lemonnier und Vallée haben ihre Erfindung auch auf die Sicherheitsventile der feststehenden Dampfkesseln ausgedehnt, jedoch gewährt sie bei diesen nicht denselben Nutzen, weil deren Ventile nicht durch Federn gedrückt werden, welche ihre Hebung vermindern, und die um so mehr Widerstand leisten, je bedeutender die Hebung ist.

Schließlich erkennt die Commission den ganzen Nutzen der Erfindung der HHrn. Lemonnier und Vallée an, und muß den Wunsch ausdrücken, daß mit den auf diese Weise eingerichteten Sicherheitsventilen recht viele Versuche angestellt werden möchten, um deren Vortheile auf verschiedenartige Weise zu erproben.

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