Titel: Cole's Methode segmentförmige Dampfcylinder zu gießen und zu bohren.
Autor: Cole, William Henry
Fundstelle: 1864, Band 174, Nr. LXIII. (S. 253–256)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj174/ar174063

LXIII. Cole's Methode segmentförmige Dampfcylinder zu gießen und zu bohren.

Aus dem Mechanics' Magazine August 1864, S. 109.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

W. H. Cole in London wurde am 9. December 1863 ein Patent ertheilt auf das Gießen von Dampfcylindern von der Form eines cylindrischen Ringstückes, sowie auf eine Maschine, um diese segmentförmigen Minder genau cylindrisch zu bohren, das heißt als Mittellinie der Bohrung genau einen Kreisbogen einzuhalten.

Fig. 15 zeigt eine Seitenansicht von einer Dampfmaschine mit einem segmentförmigen Cylinder. A ist der durch Manischen an die Bodenplatte oder das Gestell B befestigte Dampfcylinder. Mit letzterem werden zwei Welllager C, C aus einem Stücke gegossen, deren Mittelpunkte beim Bohren genau mit dem Mittelpunkte des Kreisbogens zusammenfallen, welcher die Mittellinie des Cylinders bildet; ebenso ist der Schieberkasten D ein Theil desselben Gußstückes, aus dem der Cylinder besteht. Der Dampfkolben ist in der gewöhnlichen Form mit Liederungsringen, Federn etc. hergestellt; an jedem der beiden Kolbenböden ist eine Kolbenstange E befestigt, welche durch eine in den Cylinderdeckeln F, F' angebrachte Stopfbüchse hindurchgeht, außerhalb dieser letzteren mit der anderen ein Stück (einen vollen Kreis) bildet und an ein kreisabschnittförmiges Stück G dauerhaft befestigt ist. Das gabelförmige Ende der Kurbelstange H ist durch einen Zapfen mit einem Auge an dem Stück G und das andere oder einfache Ende mit der Kurbel I an der Kurbelwelle K verbunden. Die Sehne des von dem Kurbelstangenzapfen in dem Stück G beschriebenen Bogens ist genau gleich dem Durchmesser des von dem Kurbelzapfen I beschriebenen Kreises und wenn der Kolben die Hälfte seines Hubes in dem Cylinder erreicht hat, so wird die gerade Linie, welche durch die Mittelpunkte des Stückes G |254| und des Kurbelstangenbolzens hindurchgeht, mit der Linie, die durch die Welle und den Kurbelzapfen geht, fast parallel seyn und die Enden der Kurbelstange werden beinahe einen rechten Winkel mit jeder von beiden bilden. Wenn dagegen die Kurbel I den todten Punkt erreicht, so bildet die Kurbelstange noch einen Winkel mit der durch den Mittelpunkt der Welllager C, C und den Zapfen in dem Stück G hindurchgehenden Linie; und da die Richtung der Kraft den Umfang eines Kreises verfolgt, der durch den Scheitel dieses Winkels hindurch geht, oder mit anderen Worten, da die Kraft am Ende eines Hebels wirkt, welcher einen Winkel mit dem Ende L der Kurbelstange H bildet und seinen Stützpunkt in M hat, so wird die Kurbel den todten Punkt mit derselben Leichtigkeit wie irgend einen anderen Punkt des Kurbelkreises durchschreiten.

Bei gewöhnlichen Maschinen mit horizontal liegenden Cylindern findet die Richtung der Kraft, wenn sich die Kurbel auf dem todten Punkte befindet, in einer horizontalen Linie statt, die mit der geraden Linie, welche die Kolbenstange, die Kurbelstange und der Kurbelzapfen bilden, zusammenfällt, eine Stellung, welche bei einer Maschine mit segmentförmigem Cylinder niemals eintreten kann. Dagegen hat der Cylinder, da die Bewegung des Kolbens genau dem Umfange eines Kreisbogens folgt und da der Cylinder mittelst der Lager an die Welle aufgehängt ist, um deren Mittelpunkt er schwingt, das Gewicht des Kolbens nicht zu tragen und es findet auf allen Seiten eine gleichmäßige Abnutzung statt, während in großen horizontal liegenden geraden Cylindern das bedeutende Gewicht des Kolbens von der unteren Hälfte des Cylinders getragen wird, wodurch eine unregelmäßige Abnutzung eintritt und ein Nachbohren oder Auswechseln des Cylinders nothwendig wird, damit er zu den anderen beweglichen Theilen paßt. Bei einer Maschine mit segmentförmigem Cylinder, wie er im Vorhergehenden beschrieben ist, kann die Kurbelwelle fast an jeden: Punkte außerhalb des Cylinders, das heißt über oder unter oder an einem Ende desselben angebracht werden, ohne diesen auf irgend eine Weise in seiner Bewegung zu stören oder ohne daß einer von den ihm eigenthümlichen Vortheilen verloren geht, weßhalb sich eine solche Maschine fast für jede Localität eignet. Für Dampfschiffe und ganz besonders für Schraubenschiffe empfiehlt sich eine Maschine mit derartigen Cylindern sehr, da bei letzteren der ganze Bewegungsmechanismus unter die Wasserlinie gelegt werden kann, und der Nutzen, den diese Einrichtung gewährt, ist bei dieser Art von Schiffen hoch anzuschlagen. Hierbei läßt sich ein Paar von diesen Cylindern nebeneinander auf dieselbe Seite des Kiels legen und direct mit Kurbeln |255| verbinden, die unter rechten Winkeln zu einander auf der Welle angebracht werden und zwar ohne hierzu einer Parallelführung, Seitenstangen oder Kreuzköpfe zu bedürfen, die aber bei der gewöhnlichen Form der Schraubenschiffs-Maschinen nothwendig sind; oder es kann auch auf jeder Seite des Kiels ein einziger segmentförmiger Cylinder angebracht und direct mit einem und demselben Kurbelzapfen verbunden werden, wodurch dieselbe Verbindung hervorgebracht wird, die bei der bevorzugten Classe von Schiffsmaschinen mit Doppelkurbeln stattfindet, wo der todte Punkt mit demselben Erfolge unschädlich gemacht wird, als wenn zwei Kurbeln angewendet werden und Parallelführung, Seitenstangen und Kreuzköpfe ebenso wie in dem anderen Falle zu entbehren sind.

Fig. 16 zeigt eine Seitenansicht der Maschine zum Bohren der Cylinder. Sie besteht aus dem Rahmen oder der Platte F, dem mit dem Schneidwerkzeug k versehenen segmentförmigen Bohrerträger a und der Einrichtung um letzterem eine kreisförmige Bewegung mitzutheilen.

Der im Durchschnitt und in Thätigkeit gezeichnete Bohrerträger a ist hohl und ein Segment von demselben Kreise, dem auch die Mittellinie des Cylinders angehört, aber er hat einen kleineren Durchmesser als jener der Bohrung des Cylinders werden soll, damit die Bohrspäne zwischen den beiden Umfängen niederfallen können. Das eine Ende b des Bohrerträgers ist verlängert und bildet einen massiven gekrümmten Arm mit der Nabe c, mittelst welcher er in den Welllagern C, C liegt, die wie erwähnt mit dem Cylinder aus einem Stücke gegossen sind. An dieses Ende des Bohrerträgers ist ein gabelförmiger Arm d angegossen und nahe an dem anderen Ende desselben ist eine Oeffnung O gelassen, um ein Paar conische Räder e, é durch dieselbe einführen zu können. Die Lager g, g' für die Welle f von dem einen dieser Räder (e') sind an den Bohrerträger angegossen; das andere Rad (e) ist auf die Welle h befestigt, deren Ende i als Träger des Schneidwerkzeugs k dient, das durch den Schraubenbolzen w in seiner Lage erhalten wird. Auf der Welle m, an welcher der Bohrerträger befestigt ist, dreht sich ein Stirnrad n' mit einer langen Nabe lose um. Auf diese Nabe sind zwei Treibscheiben, eine kleine p (in der Skizze nicht sichtbar) und eine große p' aufgekeilt. Das Stirnrad n' treibt ein anderes n von derselben Größe an der Welle r, die ihre Lager an dem Bohrerträger hat und an welcher sich ein conisches Rad s befindet, das wieder ein anderes s' an dem Ende der Welle f treibt, durch deren Umdrehung auch das Bohrwerkzeug k mittelst der conischen Räder e, e' in rotirende Bewegung versetzt wird.

Die Bewegung der Maschine findet nun auf folgende Weise statt: |256| Die kleine Scheibe p an der Welle m treibt die Welle x, welche in einem Hängelager unter dem. Rahmen F läuft und diese wieder die Welle t mittelst der Scheiben 3, 1. Auf die Welle t ist ein conisches Rad u aufgekeilt, welches ein anderes u' in Bewegung setzt, dessen Welle ihr Lager in dem Achsband V hat. Der größte Theil von der Länge dieser Welle ist mit einem flachen Gewinde versehen und das obere Ende desselben geht durch eine Mutter N, welche mittelst zweier Zapfen an das Ende des gabelförmigen Armes d angehängt ist; hierdurch wird die gewünschte langsame Bewegung um den Mittelpunkt m hervorgebracht. Segmente von cylindrischen Ringen oder Dampfcylindern, von der angegebenen Form, können auch vollkommen richtig durch die umgekehrte Operation von der im Vorhergehenden beschriebenen gebohrt werden, das heißt der Träger des Bohrwerkzeugs kann durch den Cylinder seiner Länge nach bewegt werden und dabei einen Span schneiden, wird dann wieder an seinen Anfangspunkt zurückgezogen, für den nächsten Schnitt richtig gestellt und so fort bis das Bohren vollendet ist. Diese Wirkungsweise ist, wie man sieht, mit der einer gewöhnlichen durch Maschinenkraft betriebenen Hobelmaschine identisch, nur mit dem Unterschiede, daß das Werkzeug auf einer krummen anstatt einer horinzontalen Fläche schneidet.

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