Titel: Alban's Mittheilungen aus seinem Leben und Wirken als Maschinenbauer.
Autor: Alban, Ernst
Fundstelle: 1853, Band 129, Nr. XXXVII. (S. 161–181)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj129/ar129037

XXXVII. Mittheilungen aus meinem Leben und Wirken als Maschinenbauer; von Dr. Ernst Alban in Plau.

(Fortsetzung von Bd. CXXVII S. 24.)

Mit Abbildungen auf Tab. III.

L. Einiges über meine Wasserförderungs-Dampfmaschinen von höherem Druck.

Ich komme jetzt zur Beschreibung einer zweiten Art meiner Wasserförderungs-Dampfmaschinen, die ich die doppeltwirkenden nennen will, weil sie sowohl beim Auf- als Niedergange des Kolbens Wasser heben. Durch dieselben habe ich, wie ich glaube, eine kleine Aufgabe, und das auf eine einfache, schlichte, und doch vollkommen zuverlässige Weise gelöset, eine Aufgabe, die man bisher nur vermittelst Dampfmaschinen mit Kreisbewegung und dem ganzen Geschlepp und der Kraftverschwendung selbiger erreichen zu können wähnte.25) Und eine Maschine der Art ist kein |162| bloßer Vorschlag mehr, sondern es arbeitet eine solche wirklich und mit Vortheil in dem neuerbauten Schlosse in Schwerin.

Die Maschine ist bestimmt, Wasser in die Reservoirs der Thürme des Schlosses zu fördern, von denen das am höchsten liegende, die andern speisende, und von der Maschine daher vorzugsweise zu füllende, 175 Fuß hoch über dem Wasserspiegel des an das Schloß unmittelbar angränzenden Schweriner See's liegt. Es wurde mir contractlich die Aufgabe gemacht, auf diese Höhe 1500 Kubikfuß Wasser pro Stunde zu schaffen, und die Maschine hat ihre Aufgabe erfüllt ohne Hülfe des bisher üblichen Geschleppes, ganz direct wirkend, wie die vorher beschriebene, aber mit einer neuen Steuerung versehen, die ihren Zweck einfach, sicher und zuverlässig erfüllt, und daher eine ehrenvolle Stelle in der Geschichte der Wasserförderungs-Dampfmaschinen verdienen dürfte. Ich werde es mir in Folgendem besonders angelegen seyn lassen, die großen Vortheile dieser Neuerung meinen Lesern recht vor Augen zu führen. Gerne würde ich auf dieselbe ein preußisches Patent nachsuchen, wenn mich nicht so manche traurige Erfahrungen davon zurückschreckten.26)

Doch näher zur Sache.

Man vergleiche hier Fig. 1, 2, 3 und 4 der beiliegenden Tafel, von denen Fig. 1 eine solche Maschine in ihrer äußeren Ansicht von der Seite, Fig. 2 dieselbe im perpendiculären Längsdurchschnitte durch ihre und der Wasserpumpe Mittel genommen, und Fig. 3 einen horizontalen Querschnitt, ungefähr 15 Zoll über der Grundplatte ausgeführt, darstellt. Fig. 4, 5 und 6 stellen einzelne Theile vor, und werden wir sie näher zu betrachten |163| bald Veranlassung finden. In allen Figuren bezeichnen gleiche Buchstaben und Zahlen gleiche Gegenstände.

Bei einer nur flüchtigen Ansicht dieser Maschine wird man sogleich wahrnehmen, daß dieselbe im Style der vorhergehenden gebaut ist. Man sieht hier fast ein gleiches Säulengestell, nur zierlicher (altdorisch) ausgeführt, oben auf der obern Platte desselben den Dampfcylinder, unten auf die untere die Pumpe befestigt; die Kolbenstange des Dampfcylinders ist zugleich Pumpenstange, also ganz direct wirkend, der Dampfcylinder bis auf die Steuerung ganz mit dem der vorherbeschriebenen gleich, nur die Steuerung die einer doppeltwirkenden Maschine, und völlig verschieden von der vorigen, die Pumpe ebenfalls eine doppeltwirkende mit conischen Ventilen und Kolben mit Lederkappe, die Kolbenstange durch eine mit Leder gepackte Stopfbüchse gehend. Die Pumpe hat einen Windkessel27) von bedeutender Größe, der hier jedoch nicht abgebildet ist, indem er etwas fern von der Maschine aufgestellt werden mußte.

Ueber die Zusammensetzung des Gestelles der Maschine schweige ich, theils aus dem Grunde, weil die Art derselben aus den Figuren, namentlich aus Fig. 2 so ziemlich deutlich ist, theils weil sich verschiedene eben so gute Zusammenstellungen desselben denken lassen, und es in jedes Mechanikers Belieben stehen muß, welche Construction er wählen will, wenn nur die hier bezeichnete Form desselben beobachtet, und diejenigen Theile desselben, die wegen der eigenthümlichen Stellung der verschiedenen Organe der Maschine besondere Einrichtungen und Modificationen erfordern, zu dem Zweck gehörig abgeändert sind. Das Gestell ist ganz von Gußeisen, und sehr stabil eingerichtet.

Der Dampfcylinder A hat 9'' lichten Durchmesser, und enthält einen Kolben Fig. 2, a mit gußeiserner Metallliederung nach meiner neuesten und sich bisher sehr bewährt habenden Construction. Seine Stange b geht durch den unteren Cylinderdeckel c, und zwar dampfdicht durch die Stopfbüchse d. Sie ist zugleich Pumpenstange, das aber nicht |164| in einer fortlaufenden Länge, sondern durch das Stück e mit dieser verbunden. Die Kolbenstange des Cylinders sowohl, als die der Wasserpumpe treten von oben und unten in eine Hülse dieses Stückes ein, und werden durch die Keile f und g darin befestigt.

Der Dampfcylinder ruht mit seinem untern viereckigen Kranze auf einem gleichen Vorsprunge der obern Gestellplatte. Diese hat für seinen untern Deckel ein großes rundes Loch, so daß dieser Deckel, wenn es erforderlich seyn sollte, abgenommen werden kann, ohne daß man den Cylinder von der Platte abzuschrauben braucht.

Die Construction der doppeltwirkenden Wasserpumpe ist aus der Abbildung so ziemlich deutlich. Der Cylinder derselben B ist von Bronze und hat 7 1/2'' lichten Durchmesser, die Ventilkasten und das Saug- und Druckrohr sind aber von Gußeisen. Da die Pumpe doppeltwirkend ist, so muß die Kolbenstange derselben oben in ihrem Deckel durch eine Stopfbüchse h gehen. Der Kolben ist mit doppeltem Stülpringe von Leder, mit einem oben, mit dem andern unten versehen, damit er dem Andrange des Wassers von beiden Seiten gehörig widerstehen kann, und hat oben und unten auf seinem Körper einen cylindrischen Vorsprung. Der obere derselben k ist mit einer Vertiefung l versehen, in welche eine Anzahl Ringe von recht festem und starkem Filze gelegt werden, auf welche ein Vorsprung m des obern Cylinderdeckels stößt, wenn der Kolben sich diesem Deckel zu stark zu nähern trachtet. Der untere n greift in eine ebenfalls mit Filz ausgefütterte Vertiefung o des untern Cylinderdeckels, wenn der Kolben sich der untern Gränze seines Laufes nähert. Diese Einrichtungen haben den Zweck, den Huben der Pumpe, sowohl nach oben als unten, gewisse Gränzen vorzuschreiben. Das etwanige Aufstoßen des Kolbens der Pumpe an die Deckel wird dann durch die Polster von Filz gemildert. In Fig. 2 ist der untere Vorsprung n des Kolbenkörpers gerade in die mit Filz ausgefütterte Vertiefung des untern Deckels eingetreten, und stützt sich bereits auf das Polster. Damit der Filz nicht zu sehr ausflatschen, und sich in die Breite ausdehnen könne, ist er in die genannten Vertiefungen l und o des Kolbens und untern Cylinderdeckels in der Weise eingeengt, wie es an allen Dichtungen meiner Maschine geschieht.28)

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Die Ventilkasten sind alle prismatisch und so angeordnet, daß man allenthalben durch Abnahme der Deckel p, q, r und s ungehindert zu den Ventilen kommen kann. Diese Deckel werden durch sechs Schrauben an die Ventilkasten angeschraubt, und mit Blei oder Leder, oder gefirnißter Pappe oder endlich Kautschuk oder Gutta-percha angedichtet. Das Saugrohr t und Steigrohr u sind cylindrisch; erstes 4 Zoll im Lichten weit, letzteres bis auf circa 25 Fuß eben so weit, später um 2 Zoll weiter. Ungefähr 10 bis 12 Fuß weit von der Pumpe befindet sich, und zwar über dem horizontal liegenden Theile des Steigrohres, der Windkessel, in dessen Boden ein von dem Steigrohre aufsteigendes Rohr einmündet. Der Windkessel ist 22 Zoll weit und hat über 3 Fuß Höhe; sein cubischer Inhalt übertrifft den des Pumpencylinders also beinahe um das 14fache.

Die Ventile sind Kegelventile mit drei angegossenen nach unten vorspringenden Führern v, v, v versehen, die ihnen die gehörige Leitung beim Oeffnen und Schließen geben. Diese Führer arbeiten in cylindrischen Canälen der Ventilkasten, die mit Messing ausgebüchset sind, und mit den Ventilsitzen ein Stück bilden. Auch die Ventile sind von Messing oder vielmehr Bronze, um das Rosten zwischen ihnen und ihren Leitcanälen zu verhindern, und deßhalb so gearbeitet, daß sie bei möglichst geringem Gewichte gehörig Stärke zum Widerstände gegen die anbringende Wassersäule besitzen. Kegelventile machen auch beim Oeffnen und Schließen viel weniger Geräusch als Klappen, weil sie bei geringer Lüftung schon mehr Wasser durchlassen als diese. Auf ihrem Kopfe w haben die Ventile einen kleinen Aufsatz x, dessen Zweck theils der ist, den Grad ihrer Hebung durch Anstoßen gegen die Ventilkastendeckel zu begränzen, und so eine zu starke und schädliche Lüftung derselben zu verhindern, theils der, sie daran zu fassen und heraus zu ziehen, oder sie beim Einschmirgeln daran drehen zu können, wenn dieß einmal nothwendig werden sollte. Der Ventile sind, wie in jedem doppeltwirkenden Saug- und Druckwerke, natürlich vier, und zwar zwei Saugventile y, y für den Saug-, und zwei Druckventile z, z für den Druckproceß. Ich darf indessen bei jedem Mechaniker diese Einrichtung als völlig bekannt voraussetzen. An dem Saugrohre t befindet sich, und zwar am äußersten ins Wasser hineinreichenden Ende desselben, eine trompetenartige Erweiterung, um das Eindringen des Wassers in dasselbe zu erleichtern.

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Die Speisepumpe sollte an dieser Maschine zuerst auf folgende Weise in Bewegung gesetzt werden. Das die Kolbenstange b des Dampfcylinders A mit der Pumpenstange 1 verbindende Stück e ist beweglich mit einem Hebel 2 verbunden, der, um dieses zu umfassen, sich bei 3 gabelförmig spaltet. Die beiden Schenkel der Gabel sind durch den Bolzen 4 mit dem Stücke e beweglich vereinigt. Da dieser Hebel sich mit seinem andern Ende bei 5 an dem aufstehenden Schenkel des sich um den Punkt 6 schwingenden Kniehebels 7 dreht, die Kolbenstangen des Dampfcylinders und der Pumpe, und mit ihnen das Stück e aber senkrecht steigen und fallen, während der Hebel 2 mit seinem gabelförmigen Ende einen Bogen zu beschreiben strebt, der aus dem Punkte 6 geschlagen ist, so muß dieser Punkt 6 während jedes Auf- und Niederganges der Kolbenstange und des Stückes e eine schaukelnde Bewegung machen, die durch den Kniehebel 7 der Speisepumpe 8 insoferne mitgetheilt wird, als der horizontale Arm des Kniehebels 7 gleichzeitig einen Auf- und Niedergang macht, folglich einen Hub in der Speisepumpe 8 vollführt. Bei solcher Anordnung macht die Speisepumpe, sowohl beim Auf- als Niedergange des Stückes e jedesmal einen Hub, die Druckstange 10 für den Kolben der Pumpe vollführt also zwei Hube in der Pumpe, während die Maschine nur einen Auf- und Niedergang vollendet. Bei dieser Einrichtung kann die Speisepumpe von kleinern Dimensionen seyn. Der Kniehebel 7 dreht sich mit seiner Welle, die sein Hypomochlion darstellt, in zwei Lagern 12, die sich an einem Bocke 13 befinden, der an die Wand geschroben ist.29)

Ich komme jetzt zur Haupteigenthümlichkeit dieser Maschine, der Steuerung.

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Gleich beim ersten Blick wird man einen großen Unterschied zwischen dieser und derjenigen bemerken, die ich an der vorher aufgeführten Maschine beschrieben habe. Zu der gewöhnlichen Schiebersteuerung ist nämlich noch eine andere gekommen, die ich die hydraulische Vorsteuerung nennen möchte, und die eine entfernte Aehnlichkeit im Principe mit der Vorsteuerung gewisser Wassersäulenmaschinen hat, namentlich der berühmten Reichenbach'schen in Illsang, wenngleich Zweck und Ausführung der meinigen und jener etwas weit auseinandergehen dürften, und man, so dargestellt, ebensogut von einem Ueberrock sagen könnte, daß er nichts weiter als die frühere Schürze der Wilden sey. Ich habe schon oben gesagt, daß die preußische Patent-Prüfungscommission wahrscheinlich wieder so urtheilen möchte, und wage deßhalb nicht auf eine Erfindung ein Patent zu nehmen, deren Wichtigkeit, wenn auch nicht jeder sie gleich begreifen dürfte, der vom Studirtische die Sache ansieht und nach Bücherweisheit urtheilt, doch von allen denen, welche Wasserförderungs-Dampfmaschinen je wirklich gebaut und unter Händen gehabt haben, sehr schnell begriffen werden wird.

Ich habe oben schon auf die Schwierigkeit aufmerksam gemacht, die der Anwendung der Schiebersteuerungen bei diesen Maschinen im Wegs stehen. Daß ich sie dennoch mit Glück anwandte, lag theils darin, daß ich den Hub der Schieber möglichst verkleinerte, theils in der schnellen Bewegung und dem dadurch gesteigerten Trägheitsmomente der Massen der Maschine und der Wassersäule von geringer Höhe, womit ich bei frühern Maschinen zu thun hatte. Ein anderes wird es aber seyn bei einer Maschine, wie die eben zu beschreibende. Hier ist wegen der bedeutenden Höhe, worauf das Wasser gehoben werden soll, keine so schnelle Bewegung der Wassersäule im Steigrohre thunlich, oder meistens doch nicht räthlich, und wegen des großen Gewichtes der Säule auf kein großes Trägheitsmoment derselben zu rechnen. Das Zu- und Abströmen der Dämpfe muß mehr geregelt seyn, genauer den Umkehrungsmomenten des Kolbens angepaßt werden, als bei der andern Maschine, wenn die Hube gehörig stattfinden, und zwar bis zu ihrer äußersten Gränze hin vollführt, und die Klappen in der Pumpe nicht auf eine schädliche Weise in Bewegung und Erschütterung gesetzt werden sollen. Es darf das Zu- und Abströmen der Dämpfe nicht eher beginnen, als im Momente des Wechsels der Hube, zumal dieselben, sowohl auf als nieder, hier von den nämlichen Bedingungen abhängen, und von derselben Wirksamkeit sind.

Dieser Zweck ist nun genau durch diese neue Zugabe zur Steuerung erreicht. Es wird hier bei Annäherung des Kolbens an die Gränze seiner |168| Bewegung, sowohl oben als unten, nicht der Dampfschieber, sondern ein kleiner Schieber an dem hydraulischen Steuerungscylinder gerückt, der mit seiner Schiebervorrichtung ganz die Einrichtung dieser Organe bei einer kleinen Dampfmaschine mit Doppelwirkung hat, und von dem Steigrohre aus mit Druckwasser gespeist wird. Da der Zug des Schiebers der Vorsteuerung nur sehr klein ist, so würde hier das Trägheitsmoment der Maschine vielleicht allein schon zu seiner Bewegung hinreichen; der Dampf ist im Cylinder dann aber auch noch in fast ungetrübter Thätigkeit, zumal während dieser Bewegung der Dampfschieber, folglich auch der Wechsel im Zu- und Abfluß im Dampfcylinder, völlig in Ruhe bleibt. So wie das Rücken dieses kleinen Schiebers, welches wegen seiner Bewegung in sehr engen Gränzen nur einen sehr kurzen Moment dauert, und daher auch nur einen sehr kleinen Theil der Bewegung der Kolbenstange des Dampfcylinders in Anspruch nimmt, vollendet ist, wirkt das Wasser des Steigrohres mit seinem Druck auf den Kolben des kleinen Vorsteuerungscylinders, und nun fängt erst die Bewegung des mit ihm in Verbindung stehenden Dampfschiebers an, also genau in dem Momente, wenn der Dampfkolben seinen Lauf vollendet hat, oder wenigstens doch innerhalb der sehr kurzen Zeit, worin sich der kleine Schieber der Vorsteuerung bewegt, und das ohne alle Gefahr, daß nun noch durch zu zeitiges Zu- und Abströmen der Dämpfe im Cylinder irgend ein Widerstreit in den Bewegungen der Maschine hervorgerufen werden könnte.

Jedoch erst zur Beschreibung der Steuerung, ohne welche man die Sache würde schwerlich durchsehen können.

Man sieht in Fig. 1, 2 und 4, Nr. 14 die Dampfschieberbüchse mit ihrem Wechsel 15 und dem auf diesem gleitenden Abschluß- oder Expansionsschieber 16. Erstere so wie letztere haben fast ganz diejenige Einrichtung, die ich ihnen in meinen Dampfmaschinen mit Kreisbewegung gebe, und welche schon öfter von mir beschrieben worden ist.30)

Die Grundfläche der Steuerungsbüchse hat nämlich drei Oeffnungen 17, 18, 19; die beiden äußern 17 und 18 führen in die an den Dampfcylinder angeschrobenen Dampfcanäle 19 und 20, wovon der eine 19 über, der andere 20 unter den Kolben führt. Die mittlere Oeffnung 21 ist die Exhaustionsöffnung, und leitet die Dämpfe in das Exhaustionsrohr 22. Der Wechselschieber 15 hat, wie meine frühern Schieber dieser Art, in der Mitte den halbkreisförmigen Ausschnitt, und daneben die beiden |169| Dampföffnungen 23 und 24. Diese abwechselnd zu decken, dient der Abschlußschieber 16, der so lang ist, daß er gerade den Zwischenraum zwischen den beiden Dampföffnungen des Wechselschiebers ausfüllt. Der Wechselschieber hat seinen Rahmen 25 und Schieberstiel 26, der die obere Wand der Schieberbüchse durchbringt, und in derselben durch eine Stopfbüchse 27 dampfdicht geht. Der Abschlußschieber hat einen einfachen Aufsatz 28 auf seiner obern Fläche, in welcher sein Bewegungsstiel 29 eingeschroben ist, oder einen runden Zapfen 28', auf den der Bewegungsstiel mit einem Oehr paßt. Derselbe durchdringt die untere Wand der Schieberbüchse und geht hier ebenfalls durch eine Stopfbüchse 30. Auf dem Aufsatz 28 oder dem Zapfen 28' des Abschlußschiebers ist zugleich eine starke Feder mit zwei angenieteten Reibungsflächen 32 und 33 von härterem Rothgusse befestigt, die ihn, und durch denselben den Wechselschieber, auf ihre Reibungsflächen angedrückt erhält.

Die Bewegung der beiden Schieber wird auf folgende Weise bewerkstelligt. Auf dem Schieberstiele 26 des Wechselschiebers 15 ist ein Querhaupt 37 befestigt (s. Fig. 5, Nr. 34). Von diesem hängen zwei Bewegungsstangen 35 und 36 herab, deren oberes Ende mit dem Querhaupt 37 beweglich verbunden ist, indem sie mit einem Loche über den Zapfen desselben fassen. Unter der Schieberbüchse sind die Stangen durch einen Riegel 37' unter einander verbunden. Dieser Riegel ist rund und verbindet die beiden Hebel 38 und 39 fest mit einander. Er stellt zugleich das Hypomochlion für die beiden Hebel dar, und dreht sich in dem an den untern Theil des untern Dampfcanals angegossenen Ansatze 40. Das Ende 41 der Hebel ist beweglich mit einem Querhaupte 42 verbunden, von dessen Mittel die Stange 43 zur hydraulischen Steuerung herunter führt, um durch diese und die Hebel 38 und 39 und Bewegungsstangen 35 und 36 den Schieber in Bewegung zu setzen. Diese Stange 43 ist am untern Ende durch eine Hülse 44 über die Schieberstange 44' der hydraulischen Steuerung geschoben und durch einen Keil 45 befestigt, hat aber über der Hülse noch ein Scharnier 46, um die der Stange durch die bogenförmige Bewegung der Hebelenden, und des damit beweglich verbundenen Querhauptes 42 aufgedrungene Abweichung von der senkrechten Linie möglichst unschädlich zu machen. Die Größe des Zuges der Stange ist innerhalb des Cylinders oben und unten durch kleine Buffer 47 und 48 begränzt, die an der durch sie vorgezeichneten Gränze der Bewegung oben und unten gegen den obern und untern Deckel des Vorsteuerungscylinders, also bei 49 und 50 stoßen.

Die hydraulische Steuerung ist, wie schon oben bemerkt wurde, ganz gebaut wie ein kleiner doppeltwirkender Cylinder an Dampfmaschinen mit |170| Kreisbewegung, und die Schiebersteuerung ganz ebenso, jedoch hat sie bloß einen Wechselschieber 51, dem, wie die Zeichnung lehrt, die Dampföffnungen fehlen, der daher ganz so construirt ist, wie der Wechselschieber meiner in meinem Werke über Hochdruckmaschinen beschriebenen und abgebildeten Normalmaschine, und der auch durch eine kleine Feder 52 auf die Grundfläche der Schieberbüchse niedergedrückt erhalten wird. Der obere Cylinderdeckel 53 der Vorsteuerung hat eine Stopfbüchse 54 für den Durchgang der Schieberstange 55, und die Schieberbüchse derselben eine gleiche 56 für den Schieberstiel 57. Der Kolben 58 ist der in gewöhnlichen Druckpumpen und Feuerspritzen übliche, mit doppelten ledernen Stülptappen versehen und aus der Zeichnung völlig deutlich. In die Steuerungsbüchse führt ein kleines Rohr 59, welches bei 60 mit einem Regulirhahne 61 versehen ist, Wasser aus dem Steigrohr, und da dieses unter einem sehr starken Druck steht, wirkt es, wenn es durch den Schieber abwechselnd über und unter den Kolben geleitet wird, mit hohem Druck auf den Kolben ein, und zwingt diesen zur abwechselnden Auf- und Niederbewegung. Diese Bewegung des Kolbens wird seiner Stange 55 und den vorher beschriebenen Vorrichtungen zur Bewegung des Wechselschiebers in der Steuerungsbüchse des Dampfcylinders mitgetheilt, wobei noch der Vortheil eintritt, daß an den Hebeln 35 und 36 die Last dem Hypomochlion viel näher als die Kraft wirkt (das Verhältniß der Länge der Hebelarme ist hier wie 1 : 3), die Wirkung des Kolbens der hydraulischen Vorsteuerung (hier um das Dreifache) verstärkt auf den Schieber übertragen wird. Die Steuerungsbüchse der Vorsteuerung ließ ich im Anfange der Ingangsetzung der Maschine durch ein kleines Röhrchen mit einem kleinen Windkessel in Verbindung, in welchen es bis nahe über den Boden desselben eindrang. Ich war nämlich besorgt, daß beim plötzlichen Abschließen des Wassers von dem Vorsteuerungscylinder während der Wirkung des kleinen Steuerungsschiebers sich ein hydraulischer Stoß geltend machen würde, der der Vorsteuerung Nachtheile brächte. Späterhin fand sich indessen einmal dieser Windkessel ganz mit Wasser gefüllt, ohne daß irgend eine Spur von jenem hydraulischen Stoße entdeckt werden konnte. Ich ließ ihn daher später wieder ganz wegnehmen. Bei größeren Maschinen mag er indessen mehr Gewicht gewinnen.

Ich habe mm noch die Art und Weise deutlich zu machen, wie die Steuerung des kleinen hydraulischen Cylinders in Thätigkeit gesetzt wird.

Man vergleiche hier Fig. 2 und 6. In denselben sieht man bei 64 einen starken Ring, welcher mit einem Loche auf der Kolbenstange des Dampfcylinders so steckt, daß er darauf leicht auf und nieder geschoben |171| werden kann; einen gleichen sieht man bei 65 im Durchschnitte und in Fig. 6 in der äußeren Ansicht. Diese beiden Ringe haben auf beiden Seiten einen Lappen 66 und 66', von denen zwei einander gegenüberliegende durch eine Stange 67 und 67' so mit einander verbunden sind, daß die Ringe mit den Stangen einen geschlossenen Rahmen bilden. So mit einander verbunden, muß immer ein Ring der Bewegung des andern folgen, obgleich einer über dem Verbindungsstücke e zwischen beiden Kolbenstangen, und der andere unter demselben liegt. Damit die Stangen 67 und 67' das Stück e nicht berühren, sind die Lappen der Ringe so groß, daß ihre sie verbindenden Stangen ungehindert an denselben vorbeigehen können. Zur mehrern Deutlichkeit habe ich die Ringe mit ihren Lappen und in Verbindung mit ihren Stangen in Fig. 6 besonders, und zwar von vorne in ihrer Stellung auf den Kolbenstangen des Dampfcylinders und der Pumpe und gegen das Verbindungsstück e zwischen denselben, dargestellt. 64 und 65 sind hier die Ringe, 66 und 66' ihre Lappen, 67 und 67' die sie verbindenden Stangen. Damit das Stück e, wenn es gegen die Ringe anprallt, um sie zu rücken, diese nicht zu unsanft berühre, und aus diesem Grunde ein merkliches Klappen verursache, hat dasselbe an beiden Berührungsflächen Fig. 7, Nr. 68 und 69, eine ringförmige Vertiefung 70 eingedreht erhalten, die unten im Grunde breiter als oben ist. In dieselbe ist ein starker Ring von Kautschuk eingelegt. Die Ringe enthalten dagegen an ihrer Berührungsfläche einen ringförmigen Vorsprung 71, der in die Vertiefung des Stückes e eingreift, und beim Anschlagen den Filz oder den Kautschuk allein in dieser berührt. Dadurch, daß die ringförmigen Vertiefungen des Stücks im Grunde weiter gearbeitet sind, ist die Lage der Filz- oder Kautschukringe in denselben insofern mehr gesichert, als diese durch das Anschlagen der Ringe nach und nach ausgeflatscht werden, und dann die Neigung verlieren aus der obern engern Oeffnung herauszutreten. Aus Fig. 7 wird diese Einrichtung deutlich werden.

Dieser eben beschriebene Apparat bildet den Rücker für den Schieber der hydraulischen Steuerung. Die Entfernung der beiden Ringe von einander ist nämlich so eingerichtet, daß das Stück e bei der Auf- und Niederbewegung der Kolbenstangen, kurz vor Beendigung ihres Hubes bald gegen den obern, bald gegen den untern Ring stößt, und ihn soviel mit sich fortschiebt, als nöthig ist, um durch den zweiarmigen Hebel 68, Fig. 2, der durch seinen kürzern Arm 69 mit der Schieberstange 57 der Vorsteuerung beweglich verbunden ist, einen gesetzlich langen Zug des Schiebers nach unten und oben zu bewirken. Der Hebel ist auf seinem langen Arme 68 gabelförmig gespalten, und sein äußeres Ende an jedem Gabelschenkel |172| durch ein Scharnier 70, Fig. 2, mit den beiden Stangen 67 und 67' verbunden, welche die Ringe 64 und 65 mit einander vereinigen. Um die Rückvorrichtung in Absicht auf ihr Gewicht zu balanciren, ist an dem kürzern Ende des Hebels 69 ein Gegengewicht 71 angebracht. Außerhalb desselben ist auch noch ein Handgriff 72 an demselben vorhanden, um bei dem ersten Ingangsetzen der Maschine die hydraulische Steuerung, und durch sie die Dampfsteuerung mit der Hand in Bewegung setzen zu können. Der Hebel dreht sich bei 73, Fig. 2, in einem an das Gestell der Maschine angeschrobenen Stücke, welches also ein Hypomochlion bildet. Die Rückvorrichtung erhält dadurch, daß sie oben und unten durch ihre Ringe die Kolbenstange umfaßt, gehörig Führung, in der senkrechten Richtung aus- und niederzusteigen. Da der gesetzliche Zug für den Schieber der hydraulischen Vorsteuerung kaum einen Zoll beträgt, der kürzere Arm 69 des Hebels zum längern 68 sich ungefähr wie 1 : 3 verhält, so hat die Rückvorrichtung vor dem Wechsel der Kolbenbewegung im Dampfcylinder ungefähr einen Weg von 3 Zoll auf und nieder zu machen, wird also erst sehr kurze Zeit vor Beendigung des Hubes des Dampf- und Pumpenkolbens in Bewegung gesetzt, was mit Rücksicht auf das früher Gesagte sehr wesentlich und vortheilhaft ist.

Es bleibt mir nun noch übrig, die Abschlußsteuerung näher zu beschreiben. Sie besteht aus einem zweiarmigen Hebel 74, Fig. 2, der an der an dem Gestelle der Maschine fixirten senkrechten Stange 75 sein Hypomochlion hat. Er besteht aus zwei Platten, Fig. 9, a und b, die durch dazwischen genietete Stücke c und d zu einem Ganzen verbunden sind, und an den freien Stellen die Stange 75 umfassen. Man vergleiche hier Fig. 9, die den Hebel von oben darstellt, c und d sind hier die zwischen den Platten a und b genieteten Stücke. Der Hebel 74 wirkt durch das Scharnier 76, Fig. 2, seines kürzern Arms auf die Verbindungsstange 77 ein, die oben bei 78 mit dem Stiel des Abschlußschiebers vermittelst Hülse und Keil verbunden ist. Auf dem entgegengesetzten Ende des Hebels 74, Fig. 2, und zwar an den längern Arm desselben, ist eine Doppelcurve 79 von Eisen angeschroben, deren beide Enden sich nach der Kolbenstange des Dampfcylinders und der Pumpe zu krümmen, und auf die ein am Verbindungsstücke e der beiden Kolbenstangen angebrachter und mit starkem Leder überzogener Daumen 80 so einwirkt, daß er die beiden Enden der Curven allmählich nach außen drückt, wenn die Kolbenstangen sich den beiden Gränzen ihrer Hube nähern. Eine Wirkung dieses wechselseitigen Nachaußendruckes der beiden Enden der Curven durch den Hebedaumen ist, daß dadurch der Hebel mit der Verbindungsstange 77 und dem Abschlußschieber jedesmal dieser Bewegung folgt, und den letztern vor Beendigung |173| der Kolbenhube über die zwei Dampföffnungen des Wechselschiebers schiebt, und so den Dampf vom Cylinder abschneidet. Die Curve ist so eingerichtet, daß der Hebedaumen sie schon immer gleich nach Ueberschreitung der Mitte seiner Bahn faßt, und beim Hinweggleiten an derselben nach und nach den Abschluß der Dämpfe vom Cylinder so weit bewirkt, daß er auf 3/4 des jedesmaligen Hubes vollständig besorgt ist. Ein solcher allmählicher Abschluß31) hat sich bei den Versuchen als der geeignetste erwiesen, der Maschine einen ruhigen und hinsichtlich ihrer Hube zweckmäßig begränzten Gang zu geben. Eine höhere Expansion war bei der Höhe der zu hebenden Wassersäule und dem gegebenen Durchmesser des Dampfcylinders, selbst bei einem Dampfdruck von 7 bis 8 Atmosphären, nicht zu erzielen. Die Maschine stieß dann und überschritt leicht die Gränzen ihres Hubes auf unangenehme und Erschütterung verursachende Weise. Um bei ihr den Dampfabschluß vom Cylinder in verschiedenen Momenten bewirken zu können, hatte ich zwei Curven anfertigen lassen, die mit Leichtigkeit ausgewechselt werden konnten, und von denen die eine ungefähr auf 2/3 des Hubes, die andere vorhinbeschriebene auf 3/4 desselben den Dampf ganz abschnitt. Die Bewegung einer solchen Abschlußsteuerung findet sanft und ohne Geräusch statt, vorzüglich seit dem Augenblicke, wo ich die Curven an derjenigen Fläche, an welche der an dem Stücke befindliche Hebedaumen streicht, mit sehr hartem und in Oel getränktem Holze belegen und darauf festschrauben ließ. Das Holz schont das Leder des Hebedaumens mehr als das Eisen und hat noch den großen Vortheil, daß man es leicht in verschiedene Formen bringen kann, wenn man feinere Nuancen im Abschluß beabsichtigt. Durch diesen Holzbeleg wurde ich in den Stand gesetzt, sehr bald die richtige Form der Curve und den günstigsten Moment des Abschlusses unter den bestehenden Verhältnissen32) zu finden, wozu allerdings einige Beobachtungsgabe und eine kleine Reihe von Versuchen, von praktischem Tacte geleitet, von nöthen war – alles |174| drei Dinge, die bei den Herren Abschreibern unter den Maschinenbauern nicht immer gefunden werden, und sie daher oft dahin führt, durch den Vorwurf der Unzweckmäßigkeit des Princips ihre Unwissenheit und wissenschaftliche Unbeholfenheit zu entschuldigen.33)

Sämmtliche Vorgänge bei der Steuerung dieser Maschine sind etwas complicirter, als bei der früher beschriebenen, und es gehört schon eine gute Einbildungskraft dazu, sie sich nach der Reihe und in gesetzlicher Folge vor die Augen zu führen. Ich will es am Schlusse dieser Abhandlung noch versuchen, sie nach der hier dem Leser gegebenen vollständigeren Beschreibung der ganzen Einrichtung derselben ganz genau durchzugehen, alle Vorgänge und ihren Zweck, sowie ihre Berechnung und Aufeinanderfolge, ihren gesetzlichen Einfluß aufs Ganze und auf den regelrechten Gang der Maschine, sowie endlich ihre Vortheile vor andern Steuerungen dieser Art gehörig vorzuführen.

Bei gerechter Würdigung dieser Schiebersteuerung dürfte es sogleich in die Augen springen, daß durch sie vielleicht allein nur eine directe Doppelwirkung bei Wasserförderungs-Maschinen möglich zu machen sey, ohne einer complicirten Maschine mit Kreisbewegung zu bedürfen, und daß dadurch der Vorwurf von den gewöhnlichen Schiebersteuerungen genommen sey, als seyen sie bei Wasserförderungs-Dampfmaschinen mit Doppelwirkung noch weniger möglich und räthlich, als bei den einfachwirkenden. Welche Vereinfachung aber diese Maschinen dadurch erleiden, und wie viel weniger Kraft bei der directen Wirkung derselben verloren gehe, zeigt meine Maschine zur Genüge. Ich habe es nur bedauert, daß bei der im Schweriner Schlosse jetzt arbeitenden Maschine dieser Gattung |175| nicht von mir ein weiterer Dampfcylinder angewandt ist, um eine ausgedehntere und vortheilhaftere Expansion anwenden zu können. Bei der Anwendung eines so großen Windkessels, als ich in Schwerin aufgestellt habe, wäre dieß um so eher ausführbar gewesen. Die Ersparung an Brennmaterial bei dem Betriebe derselben wäre dann um so hervorstechender hervorgetreten, und so der Sache noch ein günstigeres Wort geredet, als jetzt geschieht. Dann wäre aber auch vielleicht ein größerer Hub nöthig gewesen, um allen bei Anwendung einer größern Expansion nöthig gewordenen verschiedenen Geschwindigkeiten in den wirkenden Organen der Maschine und in der Wassersäule ein weiteres Feld zu eröffnen. Die Erfahrung, daß bei Anwendung eines höhern Dampfdruckes und einer höhern Expansion, von der Maschine bis jetzt nicht die vortheilhaften Resultate erreicht werden konnten, die ich einigermaßen erwartet hatte, stellen indessen alle diese Vermuthungen sehr in Zweifel, und geben mir ein Problem auf, welches erst in späterer Zeit nach längern Forschungen, Beobachtungen und Versuchen gelöst werden dürfte. Es ist sehr zu beklagen, daß die Schweriner Maschine so ferne von meinem Wohnorte arbeitet, sonst würde ich öfters Gelegenheit haben, die nöthigen Versuche zu machen, um den höchstmöglichen Effect mit derselben, und zwar mit dem möglich geringsten Brennmaterialverbrauche zu erzielen.

Ich habe schon früher die Ueberzeugung ausgesprochen, daß bei dem ruhigen Gange der vorliegenden Maschine es wahrscheinlich gegen Ende ihrer Hube an gehörigem Trägheitsmomente zur Ueberwindung der großen Reibung des Dampfschiebers fehlen würde, um den nöthigen Wechsel der Kolbenbewegung der Maschine in den vorgeschriebenen Gränzen, mit der nöthigen Kraft, Bestimmtheit und Sicherheit auszuführen. Diese Ueberzeugung leitete mich auf die Idee, ein für die Bewegung jenes Schiebers genügendes und reelle Gewahr leistendes, gleichmäßigwirkendes, zuverlässiges, einfaches, den Mechanismus der Maschine nicht zu sehr überladendes und seine Anfertigung vertheuerndes Kraftorgan zwischen die, die Wirkung der Steuerung vermittelnden, Vorrichtungen und den Schieber einzuschieben, wodurch es zugleich möglich werde eine mehr oder minder schnelle Folge der Einzelhube auf einander zu reguliren, und ihren sanften, alle Stöße vermeidenden Eintritt und Schluß zu ermöglichen. Ich will nun untersuchen, ob ich diesen meinen Zweck durch die von mir sogenannte hydraulische Vorsteuerung erreicht habe oder nicht. Ich bitte den geneigten Leser, mir hiebei recht aufmerksam zu folgen, weil er nur in diesem Falle mich gehörig begreifen, und den Werth meiner Maßnahmen erkennen und richtig würdigen dürfte.

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Man denke sich die Maschine im Gange; so wird ungefähr 3 Zoll vor der jedesmaligen Annäherung des Stückes e an die Gränzen des Hubes (sowohl unten als oben) dieses die Ringe 64 und 65 berühren, und diese bei vollendetem Hube um 3 Zoll gerückt haben. Da beide Ringe an ihrem Lappen durch die Stangen 67 und 67' unzertrennlich verbunden sind, so wird, wenn der obere um 3 Zoll nach oben geschoben wird, der untere eben so hoch hinaufrücken. Bei der Rückkehr des Stückes wird letzterer aber dann um diese 3 Zoll zurückgeschoben werden müssen, wenn die gesetzliche Entfernung der Ringe von einander die Länge des Hubes weniger 3 Zoll hat. Es wäre so also ein regelmäßiges Rücken dieser Ringe mit ihren Verbindungsstangen, und zwar in den richtigen Momenten gegeben. Bei derjenigen Wasserförderungs-Dampfmaschine, die ich vor dieser beschrieb, wirkte nun eine solche Vorrichtung unmittelbar auf den Dampfschieber ein. Hier ist dem nicht so. Sie setzt hier vielmehr den Hebel 68 durch die oben beschriebene Verbindung, und mit ihm die Stange 57, und endlich durch diese den Schieber in der hydraulischen Vorsteuerung in Bewegung; dieser dirigirt dann aber das Wasser des Steigrohres in den Cylinder desselben, und zwar auf diejenige Seite seines Kolbens, die erforderlich ist, um dessen Hub in der gerade gebotenen Richtung stattfinden zu lassen. Stößt z.B. das Stück e oben gegen den Ring 64, und der Hebel 68 wird nach oben dirigirt, so wird der Schieber in der hydraulischen Vorsteuerung nach unten geschoben, und es stellt sich eine Verbindung zwischen Schieberbüchse und dem obern Raume des Cylinders über dem Kolben her, das Wasser des Steigrohrs wirkt auf den Kolben mit seinem Drucke ein, und treibt ihn nach unten, während das im Raume unter dem Kolben befindliche Wasser in ein Abflußrohr übertritt. Dieses Abflußrohr ist vor die Oeffnung der Steuerungsbüchse geschraubt, aber in der Zeichnung nicht zu sehen. Bei Berührung des untern Ringes und Rückung der Rückvorrichtung nach dieser Richtung wird hingegen der Schieber nach oben geschoben, und Wasser in den untern Cylinderraum dirigirt, worauf der Kolben aufwärts getrieben, und das über demselben befindliche Wasser in das Abflußrohr geleitet wird.

Es ist bei diesen Operationen der Maschine nun wohl zu beachten, daß diese Bewegung des Kolbens im hydraulischen Vorsteuerungscylinder auf keinerlei Weise behindert wird, und daß, obgleich ihr Kolben durch die Stange 43, die Hebel etc. den Dampfschieber bewegt, dieser auch erst dann seinen Lauf beginnen kann, wenn der Wechsel im Zu- und Abschlusse des Druckwassers im hydraulischen Vorsteuerungscylinder bereits stattgefunden hat, daß dann aber auch noch kein zu frühes Einlassen von Dampf auf die entgegengesetzte Seite des Dampfkolbens entstehen |177| kann, weil der Vorsteuerungskolben erst die Hälfte seines Weges zurücklegen, und durch den ihm in seiner Bewegung genau nachfolgenden Dampfschieber den bisher offenen Dampfcanal verschlossen haben muß, bevor er auf der zweiten Hälfte des Weges den entgegengesetzten Dampfkanal öffnen, und in Folge dieses Vorgangs den Dampf auf die Rückseite des Kolbens gelangen lassen kann. Auf diese Weise ist es möglich, zwischen das Rücken der Rückvorrichtung durch das Stück e, und den Wechsel des Dampfzuflusses im Dampfcylinder, eine gewisse Zeit zu schieben, die sich durch einen stärkern oder schwächern Zufluß von Druckwasser zum Vorsteuerungscylinder nach Belieben abkürzen oder verlängern läßt, je nachdem man den das Druckwasser vom Steigrohre in die Steuerungsbüchse einströmen lassenden Regulirhahn mehr oder weniger öffnet oder schließt. Dieß ist bei der Steuerung der oben beschriebenen Maschine nicht möglich. Dort werden die Dampfzu- und Abströmungsöffnungen im Cylinder schon frei in Mitten der Bewegung der Rückvorrichtung, indem hier das Oeffnen derselben auf die zweite Hälfte des Weges fällt, den die Rückvorrichtung durchläuft, also schon immer für den vorgeschriebenen Moment des Wechsels der Kolbenbewegung zu früh, wodurch, wie ich oben schon zeigte, ein Rückstoß auf die entgegengesetzte Seite des Kolbens vor der Zeit entsteht, der die ganze Maschine erschüttert, und den großen Nachtheil bringt, daß die Klappen oder Ventile in der dadurch betriebenen Wasserpumpe auf eine gewaltsame Weise zugeworfen werden. Bei meiner Vorrichtung ist es hingegen möglich, bei jedem Wechsel, sowohl oben als unten eine beliebig lange Pause eintreten zu lassen, und den sogenannten Kataract der Cornwalliser Maschine zu ersetzen, je nachdem man das Wasser zum Vorsteuerungscylinder schneller oder langsamer zufließen läßt, was durch den Regulirhahn in jedem beliebigen Grade möglich wird. Man hat es auf diese Weise sogar völlig in seiner Gewalt, den Moment des Oeffnens der Dampfcanäle im Dampfcylinder genau in dem Augenblicke des Wechselns der Kolbenbewegung stattfinden zu lassen, und so den Hub genau zu begränzen.34)

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Man wird nun einräumen müssen, daß in Betracht dieser großen Vortheile einer solchen hydraulischen Vorsteuerung dieselbe von außerordentlicher Wichtigkeit sey, und daß ich dadurch der Sache der Wasserförderungs-Dampfmaschinen einen nicht unwichtigen Dienst geleistet, und ein großes, stets fühlbar gebliebenes Bedürfniß befriedigt habe. Lange hatte ich dieses große Bedürfniß schmerzlich gefühlt, und beim Bau jeder Wasserförderungs-Dampfmaschine schrie es nach mehr Berücksichtigung. Es waren mir auch im Laufe der letzten zwanzig Jahre viele Pläne dieserhalb durch den Kopf gegangen, ohne daß mich einer derselben ganz befriedigt hätte, als vor zwei Jahren ein lichter Augenblick diese Vorrichtung gebar, die wirklich allen billigen Anforderungen entspricht. Und dabei ist die Vorrichtung eine so unbedeutende, wenig kostspielige Zugabe zu einer Maschine, daß sie kaum in Betracht kommt.

Den Durchmesser des Cylinders der hydraulischen Vorsteuerung wird man nach der Höhe der Wassersäule im Steigrohre einzurichten haben. Vor allem rathe ich hiebei wohl darauf Rücksicht zu nehmen, daß die Bewegung eines Wechselschiebers bei einer mit hohem Drucke wirkenden Dampfmaschine einen nicht unbedeutenden Kraftaufwand erfordert, und daß man den Durchmesser deßhalb nicht zu klein einzurichten habe. Die dadurch hervorgerufene Kraft muß dem Widerstande genügend entsprechen, ja ihn bedeutend übertreffen, damit unter allen Umständen die sichere und in beliebiger Geschwindigkeit auftretende Bewegung desselben garantirt sey. Man darf dabei nicht fürchten, eine zu schnelle Bewegung des Kolbens des Apparates hervorzurufen. Diese ist unter allen Umständen immer genau in dem Grade zu mäßigen, als es der Zweck erfordert, indem man der Zuflußöffnung für das Wasser nach der Steuerungsbüchse der Vorsteuerung durch den Regulirhahn jede, auch die kleinsten Dimensionen geben kann; auch dürfte der kleine Verlust an Wasser aus dem Steigrohre wahrlich kein Gegenstand seyn, wo ein so schöner und nützlicher Zweck erreicht wird.

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Diese Vorrichtung hat jedoch auch ihre Schattenseiten. Sie ist nämlich nur anwendbar bei Maschinen, die das Wasser über das Niveau heben worauf sie stehen, wo folglich eine genügend hohe Wassersäule sich oberhalb der Maschine im Steigrohre befindet, auf deren Druck in Absicht auf die kräftige Bewegung des Kolbens in dem Vorsteuerungscylinder gehörig gerechnet werden kann; auch findet sich bei Maschinen, bei denen nur eine wenig hohe Wassersäule zur Benutzung steht, der Uebelstand, daß der Cylinder der Vorsteuerung einen zu großen Durchmesser fordert, um gehörig bewegende Kraft für den Dampfschieber zu erzeugen, und daß dann eine einigermaßen zu beachtende Quantität Steigwasser verloren geht.

In solchen Fällen sind nur zwei Auswege möglich, und zwar folgende:

  • 1) Man legt die Vorsteuerungsvorrichtung tief unter das Niveau der Maschine, z.B. in den Schacht oder Brunnen, worin die Pumpe oder Pumpen stehen, und verlängert die Stangen 57 und 43 in dem Maaße, daß eine gehörige Verbindung zwischen der Maschine und dieser erhalten wird. Das Gewicht dieser Stangen könnte man durch Gegengewichte gehörig balanciren, um es möglichst unschädlich zu machen, und die Stangen, um das Biegen und Zittern derselben zu verhüten, durch eine Anzahl Führungen gehen lassen, die im Schachte angebracht sind.
  • 2) Man muß die Bewegung des Kolbens in der Vorsteuerungsvorrichtung durch Hochdruckdämpfe bewirken, die aus dem Kessel kommen. In diesem Falle ist natürlich der Kolben mit einer Metallliederung zu versehen, und im Regulirhahn des Zuströmungsrohres muß eine sehr kleine Oeffnung angebracht werden. Ich würde rathen sie in derjenigen Form zu nehmen, die ich in Fig. 8 abgebildet habe.35) Eine solche Oeffnung erlaubt ein sehr feines Stellen in Absicht auf den Dampfzufluß. Die geringe Quantität Dampf, die dadurch verbraucht würde, dürfte im Verhältniß zum Nutzen und zur Bequemlichkeit der Vorrichtung wohl kaum Erwähnung verdienen. Bei einer solchen Einrichtung würde dem Dampfcylinder auch nur immer ein sehr kleiner Durchmesser gegeben werden müssen, und dann könnte man füglich einen Hanfkolben36) in demselben anwenden, da Kolben |180| mit Metallliederung für kleine Durchmesser große Schwierigkeiten bei der Anfertigung, Ingangsetzung und Ingangerhaltung haben.

Wo die Wasserpumpe oder Wasserpumpen nicht, wie in den beschriebenen beiden Maschinen, unmittelbar an die Maschine angeschraubt werden können, sondern wie bei Anwendung mehrerer Sätze in einem Schachte, in bedeutender Entfernung von derselben unten in dem Schachte angebracht werden müssen, kann man die Gestänge derselben unmittelbar an die Kolbenstange des Dampfcylinders durch ein Schloß oder eine Kette aufhängen. Dieses Gestänge wird dadurch einen eben so sichern Gang gewinnen, als wenn erst zwischen der Maschine und demselben ein großer Balancier mit allen seinen Schnurrpfeifereien gelegt wird.

Was den Windkessel am Steigrohre der Schloßmaschine betrifft, so habe ich früher seiner schon erwähnt. Ich habe ihm beinahe den 14fachen kubischen Inhalt der Wasserpumpe aus dem Grunde gegeben, um Ruhepunkte in der Wassersäule möglichst zu vermeiden, und so den Kraftverlust zu vermindern, den das Inbewegungsetzen der hohen Wassersäule bei der jedesmaligen Umkehr der Kolbenbewegung nach den Pausen verursacht. Zugleich hatte ich aber auch die Absicht dabei, in die Wassersäule mehr Elasticität zu legen, und so einen sanftem Schluß der Ventile in der Pumpe zu befördern. Der Windkessel ist von starkem Eisenblech genietet und mit gußeisernen starken Deckeln in der Weise versehen, wie man es an meinen Recipienten für die Kessel ausgeführt steht. Er ist durch seinen Boden vermittelst eines niedersteigenden Röhrenstückes mit dem ersten horizontal laufenden Theil des Steigrohres verbunden. Damit dieser Windkessel und derjenige an der Vorsteuerung nie luftleer werden könne, ist ein kleiner Lufthahn am Saugrohr der Pumpe angebracht, durch welchen man während der Arbeit der Maschine dann und wann etwas Luft ins Saugrohr einlassen kann. Diese Luft tritt dann beim weitern Fortgange durch die Ventile der Pumpe in das Steigrohr und von da in den Windkessel, und ersetzt die etwa vom Wasser unter hohem Druck absorbirte.37)

|181|

Möchte ich bald einmal Gelegenheit haben, eine größere Wasserförderungs-Dampfmaschine, nach diesen Principien gebaut, errichten zu können. Diejenige im Schweriner Schlosse erreicht in so erfreulicher Weise ihren Zweck, hat so in jeder Beziehung meine darauf gebauten Hoffnungen in Erfüllung gebracht, meine in ihr ausgeführten neuen Einrichtungen und Constructionsweisen als so richtig dargestellt, daß ich den Nachbau derselben meinen Collegen nicht genug empfehlen kann.

(Der Schluß folgt im nächsten Heft.)

|161|

Und doch findet auch da die Anlage solcher Dampfmaschinen einige Entschuldigung, wo man eine möglichst ausgedehnte Anwendung des Expansionsprincips im Auge hat, und wo Dampfmaschinen mit Kreisbewegung schon zur Hand sind, oder man die Kosten ihrer Anschaffung nicht scheut. Eine ausgedehntere Anwendung des Expansionsprincips hat nämlich bei Wasserhebungsmaschinen mit mehr directer Wirkung, wie ich früher schon erwähnt habe, immer große Schwierigkeiten, so daß ich es nie höher habe bringen können, als auf 5/8 Füllung des Cylinders mit Dampf. Der Ueberschuß an Kraft muß dabei in der ersten Zeit der Bewegung des Kolbens zu groß seyn, um noch für den letzten Theil des Zuges auszureichen, und das gibt bedenkliche Geschwindigkeiten für die Wassersäule. Wenn man von den Cornwalliser Maschinen rühmt, daß manche schon auf 1/6 des Kolbenhubes abschließen, so habe ich, wenn ich auch den oben angegebenen Grund dafür zu Hülfe nehme, doch immer sehr an diesen Nachrichten gezweifelt. Auffallend war es mir in dieser Beziehung, daß nach Armstrong's und Wicksteed's Nachrichten (Civil Engin. and Architect's Journal, Januar 1840, S. 4) die in London errichtete Maschine |162| von Cornwalliser Schnitt eine solche Expansion der Dämpfe nicht hat dulden wollen. Diese Maschine wirkt, wie alle übrigen Wasserförderungsmaschinen, mehr unmittelbar auf eine einzige große Pumpe ein, also nicht so, wie in den Cornwalliser Bergwerken, mehr auf die Hebung der Stempel der Pumpensätze und des großen und schweren Gestänges, und dieß kann, wenn meine früher im polytechn. Journal Bd. CXXVII S. 24 ausgesprochene Ansicht richtig ist, vielleicht einen zureichenden Erklärungsgrund für diese Erscheinung geben, dürfte sogar als Beweis meiner Ansicht gelten können.

|162|

Das Urtheil der preuß. Patent-Prüfungscommission würde wahrscheinlich wieder so, wie die frühern in diesem Journale (Bd. CXII S. 252 und Bd. CXIX S. 164) von mir erwähnten, ausfallen. Man würde sie mit den Vorsteuerungen einiger Wassersäulenmaschinen, z.B. der Reichenbach'schen in Illsang (siehe Jahrgang 1822, Bd. IX S. 145 dieses Journals und Hartmann's encyklopädisches Handbuch des Maschinen- und Fabrikwesens, 1ster Theil S. 231) und der Maschine zu Huelgoat in Frankreich (siehe Hartmann's eben angeführtes Werk 1ster Theil, S. 240), so wie endlich mit dem Kataract der Cornwalliser Maschinen zusammenstellen, und damit für gleichbedeutend erklären, und am Schlusse den Machtspruch thun, daß die Sache für ein Patent zu unbedeutend sey.

|163|

Ich kann bei diesen Maschinen nicht dringend genug die Anwendung von Windkesseln empfehlen, um den Strom der Wassersäule im Steigrohre möglichst gleichmäßig zu erhalten, und die Wassermasse nie in Ruhe kommen zu lassen, damit man durch ihr jedesmaliges Heben aus dem Ruhepunkte nicht Kraftverluste und hydraulische Stöße herbeiführe, und ein weiteres Steigrohr nöthig mache. Die Engländer wenden selbst bei allen ihren einfach wirkenden Dampfmaschinen für die Versorgung der Städte mit Wasser große Windkessel an, und gewiß mit vollem Rechte. Man bringt bei deren Anwendung auch etwas Elasticität in die Wassersäule, was von sehr günstigem Einflusse für einen sanften Schluß der Klappen in den Pumpen ist.

|164|

Ich versuchte statt des Filzes zuerst Gutta-percha für diese Buffer anzuwenden, es zeigte sich aber, daß dieses Material zu hart ist, so daß das Aufprallen des Kolbens nicht genug gemildert wurde, vielmehr eine merkliche Erschütterung in der Pumpe hervorbrachte, und mit einem so starken Geräusch verbunden war, daß man hätte glauben können, Metall schlage auf Metall. Aber auch die Buffer von Filz haben sich nicht lange bewährt. Ich fand den Filz bald zu einem Brei gestampft. |165| Jetzt werden mit mehr und glücklicherem Erfolge Buffer von Kautschuk angewendet, die beim Aufprallen der Vorsprünge und des Pumpenkolbens jede Erschütterung der Pumpe und jedes unangenehme Geräusch vermeiden, auch sich hoffentlich länger halten werden, da Kautschuk durch Wasser nicht nachtheilig afficirt wird.

|166|

Ich habe später beim Bau diese Anordnung umgeändert, weil ich die schwingende Bewegung des Kniehebels 11 für einen anderen Zweck benutzen wollte, nämlich zur Bewegung des Einspritzhahns an dem später angewandten Condensator mit Einspritzung nach meiner Erfindung (s. dessen Beschreibung im polytechn. Journal Bd. CXX S. 167). Von der speciellen Einrichtung dieses Condensators weiter unten. Die Speisepumpe ist jetzt unmittelbar mit dem Hebel 4 durch die Druckstange 10 verbunden, und macht auf diese Art bei jedem Auf- und Niedergange der Kolben des Dampfcylinders und der Pumpe in der Maschine nur Einen wirksamen Hub zur Förderung des Speisewassers in den Kessel, ist daher auch von größern Dimensionen, als sie bei der im Texte beschriebenen Einrichtung nöthig war. Wo man die hier beschriebene doppeltwirkende Wasserförderungs-Dampfmaschine ohne Condensator in Anwendung bringen will, kann die im Texte beschriebene Einrichtung beibehalten werden. Man wird weiter unten sehen, daß die Anwendung eines Condensators unter manchen Umständen vorzüglich bei kleinern Maschinen einige geringe Uebelstände in ihrem Gefolge habe, die vielleicht diejenigen, die eine solche Maschine bauen wollen, bestimmen dürften, denselben unausgeführt zu lassen, zumal er eine einigermaßen complicirte Zugabe zur Maschine genannt zu werden verdient. Meine Gründe, warum ich ihn bei der Schweriner Schloßmaschine anwandte, weiter unten.

|168|

Im polytechn. Journal Bd. CXIII S. 325.

|173|

Es ist leicht einzusehen, daß ein solcher allmählicher Abschluß der Dämpfe vom Cylinder, der schon gleich nach Ueberschreitung der Hälfte des Kolbenhubes beginnt, strenge genommen, das Volumen und die Spannung der Dämpfe auf diesem Wege nach und nach bis zum endlichen völligen Abschlusse sehr vermindern, daß also der eigentliche Abschluß für den Hub im Mittel und dem Effecte nach schon viel eher als in dem oben angegebenem Stadium erfolgen müsse.

|173|

Ich betrachte bis jetzt die Reihe von Versuchen über den zweckmäßigsten Abschluß durchaus noch nicht als abgeschlossen. Bei meiner nächsten Anwesenheit in Schwerin werde ich wieder einige Veränderungen an der Form der Doppelcurve versuchen, und deßhalb verschiedene hölzerne Belege dazu mitnehmen. Die Sache ist zu wichtig, als daß man leicht darüber wegeilen, und das bisherige Ergebniß schon als entscheidend ansehen kann.

|174|

Wie groß diese Unbeholfenheit sey, davon habe ich mich oft da überzeugen müssen, wo man meine Maschinen und Kessel nachzubauen versuchte. Fast immer sah ich mich gezwungen selbst nachzuhelfen, und das oft mit nicht geringen Opfern. Mein Lohn war aber in der Regel der dafür, daß meine frühern Freunde meine Feinde wurden, und eine gute Sache unverdient verdammten. Dieß geschah dann um so mehr, wenn sie sich willkürliche Veränderungen oder vermeintliche Verbesserungen an meinen Principien erlaubt, oder sich Nichtachtung meiner genauen Vorschriften zu Schulden hatten kommen lassen, deren Begründung und Motivirung von meiner Seite sie entweder nicht verstanden, oder mißdeuteten, oder deren Erfüllung sie für durchaus unwichtig hielten. Eine Erfindung ist oft viel leichter gemacht, als ins praktische Leben eingeführt, vorzüglich wenn sie in so verschiedenen Modificationen und Größen und Wirkungsverhältnissen auftreten muß. Ihr Geltung verschafft, die Collegen gehörig in dieselbe und in alle ihre feinern Verhältnisse eingeführt zu haben, vorzüglich die Abschreiber, es dahin zu bringen daß beide Theile sich in allen verschiedenen Fällen klar bewußt werden was sie wollen, und wie sie es wollen müssen, und bei allen diesen Bemühungen und Anstrengungen den Kampf mit Unwissenheit, Neid und Cabale zu bestehen, erfordert große Kraft des Geistes und des Körpers.

|177|

Die Schweriner Schloßmaschine hat alles das hier Gesagte in einem Grade bestätigt, der mich selbst wahrhaft in Erstaunen setzte. Als der Geh. Oberbaurath Stüler aus Berlin diese Maschine bei der Ablieferung wirken sah, arbeitete die Vorsteuerung zu rasch, und die Folge davon war, daß die Ventile in der Pumpe ein sehr starkes und unangenehmes Geräusch und eine namhafte Erschütterung in Pumpe und Maschine bewirkten. Ich hatte diese Einrichtung getroffen, um die Pausen beim Wechsel der Kolbenbewegung der Maschine und Pumpe möglichst wenig in die Länge zu ziehen und die Maschine dadurch hinsichtlich der Anzahl ihrer Hube in der Minute nicht zu gefährden. Es war hier jedoch offenbar zu viel geschehen. Dieß bald erkennend, versuchte ich, nachdem Hr. Geh. Oberbaurath Stüler die Maschine verlassen hatte, diesen Umstand durch Verkleinerung der Oeffnung im Zuführungshahn |178| für das Wasser in die hydraulische Vorsteuerung um eine Kleinigkeit zu lindern, und hatte die Freude daß, obgleich die Verkleinerung und die dadurch bewirkte Veränderung in der Geschwindigkeit des Kolbens der hydraulischen Vorsteuerung kaum bemerkbar war, ein außerordentlich günstiges Resultat erreicht wurde, so daß das Zufallen der Klappen oder vielmehr der Ventile jetzt kaum noch hörbar war. Auch zeigte sich, daß die etwas verlängerten Pausen des Maschinen- und Pumpenkolbens bei jeder Umkehr seiner Bewegung so außerordentlich klein waren, daß die Geschwindigkeit der Maschine kaum um einen Hub in der Minute vermindert erschien, ein Resultat, welches beweist, wie fein und vorsichtig man bei Stellung dieses Zuflußhahnes verfahren muß, und wie man hier durch eine Kleinigkeit eine außerordentliche Wirkung hervorbringen kann.

|179|

Eine solche Form ist auch in jedem Fall sehr räthlich, wo Wasser zum Betriebe der Vorsteuerung benutzt wird.

|179|

Ein solcher Hanfkolben könnte so eingerichtet werden, wie ich ihn in meinem Werke über Hochdruckdampfmaschinen beschrieben und durch vieljährige Praxis als sehr zweckmäßig erkannt habe.

|180|

Der kleine Lufthahn am Saugrohr war anfangs zu einem andern Zweck von mir bestimmt. Ich habe früher schon erzählt, daß der Maschinenmeister bei den großen Wasserförderungs-Dampfmaschinen an den New river water works in London durch einen solchen Hahn das Schlagen der großen Klappen etwas zu vermindern wußte, indem er mehr Elasticität in die Wassersäule brachte. Die Schweriner Schloßmaschine hat eine solche wohlthuende Wirkung durchaus nicht bestätigt. Vielleicht daß die durch das Saugrohr eingedrungene wenige Luft in London nur insofern das Schlagen der Pumpenklappen linderte, als sie den Windkessel dieser Maschine, der vielleicht nicht luftdicht war, immer gehörig mit Luft gefüllt erhielt. In Schwerin scheint der große Windkessel lange Luft zu halten, ohne dieses Mittels zu bedürfen, wie man dieß beim Anklopfen an denselben leicht erfahren kann. Der |181| Windkessel der Vorsteuerung wurde bei meiner letzten Anwesenheit in Schwerin mit Wasser gefüllt gefunden, jedoch ohne alle nachtheilige Wirkung auf die Function der Versteuerung. Sie gab deßwegen doch kein Zeichen der nachtheiligen Wirkung hydraulischer Stöße von sich, und werde ich deßhalb ihren kleinen Windkessel vielleicht noch wieder fortnehmen, zumal er eine kleine Deformität an der Maschine genannt zu werden verdient. Die Vorsteuerungen an großen Wassersäulenmaschinen sind ja auch immer ohne Windkessel.

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