Titel: Müller-Melchiors, über die Dampfmaschinen-Steuerungen auf der Wiener Weltausstellung 1873.
Autor: Müller‐Melchiors,
Fundstelle: 1874, Band 214, Nr. LXVI. (S. 261–275)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj214/ar214066

LXVI. Die Dampfmaschinen-Steuerungen auf der Wiener Weltausstellung 1873; von Ingenieur Müller-Melchiors.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

(Fortsetzung von S. 279 des zweiten Augustheftes.)

IV. Ventil- und Corliß-Steuerungen.

Der Gesichtspunkt, nach welchem in diesem letzten Abschnitte unserer Abhandlung Ventil- und Corliß-Steuerungen gemeinschaftlich besprochen werden, bedarf wohl kaum einer näheren Begründung. Denn es kann sowohl die Ventilsteuerung, die schon in ihrer ältesten Anwendung bei Wasserhaltungsmaschinen automatisch auslösbare und intermittirend wirkende Steuerungsmechanismen besaß, mit vollem Rechte als die nächste Veranlassung zur Erfindung der Corlißsteuerung angesehen werden, als auch andererseits die letztere gerade in ihrer neuesten Entwickelung wieder auf die Anwendung von Ventilen zurückgegriffen hat.

Der wesentliche Grund dieser nahen Beziehung zwischen der Ventilsteuerung und all den Mechanismen, die man allgemein unter dem Namen Corlißsteuerungen zusammenfaßt, liegt darin, daß das eigentliche Dampfvertheilungsorgan, sei es nun Schieber, Ventil oder Hahn, stets nur – um uns der in den früheren Abschnitten geläufig gewordenen Ausdrucksweise zu bedienen – mit einer Kante arbeitet, somit auch nur eine einzige Function der Dampfvertheilung verrichten kann. Es muß somit bei allen diesen Steuerungen für den Dampfeintritt vor und hinter dem Kolben, ebenso für den Dampfaustritt an beiden Cylinderenden, je ein gesondertes Dampfvertheilungsorgan vorhanden sein, und hieraus ergibt sich sofort, daß Ventil- und Corliß-Steuerungen sowohl in der ersten Anlage als auch in der Erhaltung wesentlich kostspieliger ausfallen müssen, wie die in den früheren Abschnitten behandelten Schiebersteuerungen.

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Andererseits folgern sich auch die Vorzüge, welche allen den hier zu behandelnden Systemen eigen sind, gleichfalls aus diesem einzigen Umstande der Uebertragung der Dampfvertheilung an gesonderte Steuerungsorgane. Denn es ist klar, daß der durch gesonderte Canäle eintretende Dampf geringere Abkühlung erleidet, daß ferner die schädlichen Räume aufs äußerste reducirt werden können, und daß die äußere Steuerung eine geradezu unerschöpfliche Fülle von Combinationen zuläßt, da es sich nur darum handelt, für jeden einzelnen Act der Dampfvertheilung, unabhängig von allen anderen, eine regelmäßig wiederholte Bewegung einzurichten. Dadurch wird es möglich – wenn auch bei den meisten Corlißsteuerungen nicht erreicht – eine rasche, selbst momentane Oeffnung des Dampfeintrittscanales zu erzielen. Voreintritt und Austritt des Dampfes beliebig zu reguliren und endlich – durch den von Corliß angebahnten und allgemein verbreiteten Fortschritt – den Grad der Füllung mit vollkommener Sicherheit durch den Regulator zu bestimmen und den Dampfabschluß durch Auslösung des Bewegungsmechanismus momentan eintreten zu lassen, so daß eine richtig construirte Corlißdampfmaschine allen Bedingungen, welche in der Einleitung für eine vollkommene Dampfvertheilung aufgestellt wurden, in vollendetster Weise entspricht. Gerade diese Vorzüge der inneren Steuerung bedingen jedoch wieder die bekannten Nachtheile des äußeren Mechanismus, indem sie denselben theuer, complicirt, schwer in Stand zu erhalten und für höhere Tourenzahlen praktisch unanwendbar machen.1) Corliß- und Ventil-Steuerungen sind daher nur empfehlenswerth für größere, wohl beaufsichtigte und langsam gehende Maschinen – ein Urtheil, welches auch mit wenigen Ausnahmen durch die auf der Ausstellung befindlichen Dampfmaschinen bestätigt wurde.

Wenn wir somit zur näheren Besprechung dieser Maschinen übergehen, so muß vorher noch bemerkt werden, daß von der Aufstellung eines allgemein giltigen Diagrammes, wie es bei den „Doppelschieber- und Drehschieber-Steuerungen“ zur systematischen Entwickelung und Behandlung der betreffenden Steuerungssysteme mit Vortheil geschehen konnte, hier abgesehen werden muß, nachdem für die jetzt zu behandelnden Steuerungssysteme, außer jener einen bereits hervorgehobenen charakteristischen Eigenschaft, keine allgemein giltigen Beziehungen zwischen den verschiedenen Dampfvertheilungsfunctionen bestehen, somit auch nicht graphisch oder mathematisch ausgedrückt werden können.2)

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Es kann daher nur versucht werden, durch Aneinanderreihung der verschiedenen Mechanismen nach ihrer inneren oder äußeren Verwandtschaft eine gewisse Ordnung und Uebersichtlichkeit der Darstellung zu erzielen.

Mit den Ventilsteuerungen beginnend, wäre zunächst die Verbindung des Ventiles mit einer Schiebersteuerung, wie dies bei dem Meyer'schen Expansionsventil mit automatischer Regulirung vorkam, zu erwähnen, welche gänzlich verlassene und unzweckmäßige Einrichtung aber selbstverständlich auf der Ausstellung nicht vertreten war, so daß wir sofort zu dem ersten hier zu besprechenden Ausstellungsobject, der großen verticalen Gebläsemaschine der Gesellschaft John Cockerill in Seraing (Belgien) übergehen können.

Diese Maschine – nach Woolf'schem Systeme mit Hochdruckcylinder von 730 Millim. und Niederdruckcylinder von 1060 Millim. Durchmesser und 2440 Millim. gemeinschaftlichem Hub – hat nach dem bekannten und vielfach verbreiteten Muster dieser Fabrik den Gebläsecylinder (3000 Millim. Durchmesser) oberhalb der Dampfcylinder auf vier mit einander versteiften Säulen angebracht, und die Schwungradwelle mit zwei außerhalb der Lager aufgesetzten Schwungrädern quer unterhalb der Dampfcylinder gelagert. Durch ein Zwischenrad wird die Bewegung der Schwungradwelle auf eine vor dem Ventilgehäuse gelagerte Steuerwelle übertragen, von welcher aus unter Vermittelung von Zugstangen und Hebeln die Ventile durch entsprechend geformte Curvenscheiben gehoben und gesenkt werden. Die sechs Ventile sind als entlastete Glockenventile ausgeführt und je eines unten und oben für den Dampfeintritt, ebenso für den Uebertritt zum großen Cylinder und endlich für den Austritt aus dem letzteren zum Condensator angebracht. Automatische Regulirung findet selbstverständlich nicht statt; eine Aenderung der Füllung könnte aber, wie bei allen derartigen Maschinen, in einfachster Weise durch Verdrehung oder Verschiebung der Curvenscheiben auf der Steuerwelle bewerkstelligt werden.

Neben dieser Maschine, welche die älteste Anordnung der Ventilsteuerung für verticale Cylinder aufwies, ist, gleichfalls als Typus einer zwar alten, deswegen aber noch nicht veralteten Disposition der Ventilsteuerung für horizontale Maschinen, die Fördermaschine der Wilhelmshütte, Actiengesellschaft für Maschinenbau und Eisengießerei in Sprottau (Schlesien) anzuführen.

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Jeder der beiden Cylinder (575 Millim. Durchmesser, 1255 Millim. Hub) hat an seiner Längsseite ein Ventilgehäuse angeordnet, welches in der Mitte durch ein Absperrventil mit dem Dampfzuleitungsrohre, an den beiden Enden aber mit dem Cylinder communicirt. Der Dampf tritt abwechselnd durch eines der beiden mittleren Glockenventile über die an den Enden angebrachten, geschlossenen Austrittsventile in den Cylinder und beim Rückgange des Kolbens, bei geschlossenem Eintrittsventil, durch das Austrittsventil in das Exhaustrohr, welches mit den tiefsten Punkten an beiden Enden des Ventilgehäuses verbunden ist und gleichzeitig dem Condensationswasser freien Abzug gestattet.

Die Bewegung der Ventile geschieht für jedes Cylinderende durch eine zwischen Eintritts- und Austrittsventil gelagerte Daumenwelle, welche durch Verbindung mit einem Excenter in oscillirende Bewegung versetzt wird und abwechselnd das eine oder andere Ventil erhebt oder unter dem Einflusse des auf der Ventilspindel angebrachten Gewichtes auf seinen Sitz zurück sinken läßt. Für jeden Cylinder ist auf der Schwungradwelle ein Steuerexcenter aufgekeilt, dessen Stange das eine Ende einer um ihren festen Mittelzapfen schwingenden geraden Coulisse bewegt. Durch Verschiebung der Schubstange, welche die Coulisse mit den oscillirenden Daumenwellen verbindet, vom einen zum anderen Ende der Coulisse, wird der Effect einer Verdrehung des Steuerexcenters um 180 Grad erzielt und die Maschine reversirt. Das Excenter muß demnach ohne Voreilungswinkel aufgekeilt sein, und jede Möglichkeit zur Erzielung von linearem Voreilen, Expansion und Compression entfällt.

Dieser Nachtheil, den man selbst bei einer Fördermaschine wohl nur in Ausnahmsfällen hinnehmen kann, ist bei der zweiten hier zu besprechenden Fördermaschine der Prager Maschinenbau-Actiengesellschaft (vormals Ruston und Comp.) in Prag vollkommen vermieden, wobei zugleich die automatische Veränderung der Füllung, entsprechend dem mit steigendem Förderkorbe abnehmenden Widerstande, in gelungener Weise erzielt ward. Hier werden die Ventilhebel durch Curvenscheiben, die auf einer continuirlich rotirenden Steuerwelle angebracht sind, bewegt; dabei sind aber alle den verschiedenen Füllungsgraden entsprechenden Querschnittsformen derart zu einem gemeinsamen Gußstück vereinigt, daß durch Verschiebung desselben auf der Steuerwelle sowohl die Füllung verändert, als auch reversirt werden kann. Die Maschine (500 Millimeter Cylinderdurchmesser, 1900 Millimeter Hub) hatte manches neue und interessante Detail aufzuweisen, theilte aber mit den früher besprochenen Maschinen älteren Systemes die Disposition der Ventile und damit die Nachtheile enormer Abkühlungsflächen |265| und großer schädlichen Räume. Diese Uebelstände, welche bei den Wasserhaltungsmaschinen (die leider auf der Ausstellung nur durch einige Zeichnungen vertreten waren) in noch erhöhtem Maße auftreten, wurden erst bei den neuesten Ventildampfmaschinen behoben, wie es vor allem bei den Sulzer'schen Maschinen, und theilweise auch bei der Dampfmaschine der Sächsischen Maschinenfabrik erreicht war.

Mit der Besprechung dieser beiden Systeme, welche schon zu den Corlißdampfmaschinen gezählt werden können, sind gleichzeitig die auf der Ausstellung befindlichen Ventilsteuerungen erledigt, und ergibt sich der naturgemäße Uebergang zu den Corlißsteuerungen.

Die Steuerung von Gebrüder Sulzer in Winterthur (Schweiz) war zunächst durch eine große Maschine (450 Millim. Durchmesser, 1050 Millim. Hub, 50 Touren pro Minute) dieser Firma und ferner durch eine kleinere (345 Millim. Durchmesser, 740 Millim. Hub, 60 Touren) der Maschinenfabrik Augsburg vertreten; beide gleich elegant und vortrefflich in der Ausführung und erstere in anhaltendem Betriebe während der 6 Ausstellungsmonate die bekannten Vorzüge des Systemes aufs neue bewährend.

Ohne auf die allgemeine Disposition dieser schon wiederholt besprochenen Maschine3) hier näher einzugehen, mögen nur die Hauptmomente der Steuerung mit Hilfe des Querschnittes durch den Cylinder Figur 1 in Kürze angeführt werden. Der Dampfcylinder hat an jedem Ende je ein oben angebrachtes Eintrittsventil und ein unten sitzendes Austrittsventil, welche zugleich mit ihren Sitzen aus hartem Metall hergestellt sind und sich in Bezug auf dichten Abschluß und Abnützung vortrefflich bewährt haben, wie an einem auf der Ausstellung befindlichen, mehrere Jahre im Gebrauch gewesenen Ventile eclatant ersichtlich war.

Zur Bewegung der einzelnen Ventile ist längs der Mittelachse des Cylinders eine Welle o gelagert, welche mittels gleich großer conischer Räder von der Schwungradwelle angetrieben wird, und zwei Curvenscheiben c für die Austrittsventile, sowie zwei Excenter e für die Eintrittsventile aufgekeilt hat. Der Antrieb der Austrittsventile durch die betreffenden Curvenscheiben ist aus der Skizze klar ersichtlich, und gibt rasche Oeffnung sowie vollen Austrittsquerschnitt für nahezu den ganzen Rückgang des Kolbens. Die Eintrittsventile jedoch sind nicht direct mit dem zu ihrer Bewegung bestimmten Excenter verbunden, sondern stehen zunächst nur mit einer Stange ss' in Verbindung, welche an ihrem oberen |266| Ende an den Winkelhebel w angebolzt ist und am unteren Ende mittels eines Schwingels t mit einem auf der Welle r aufgekeilten Hebel in Verbindung steht. Die Stange ss' ist über ihren Verbindungspunkt mit dem Winkelhebel w verlängert und trägt hier eine verschiebbare Hülse, an deren Zapfen die aus zwei Flachschienen bestehende Excenterstange des Excenters e angelenkt ist – derart, daß bei der Bewegung des Excenters das obere Ende der Excenterstange nahezu eine gerade Linie, das untere Ende einen Kreis und jeder mittlere Punkt, somit auch die Anschlagkante a eine ellipsenähnliche Curve beschreibt.

Wenn sich somit das Excenter – welches in Figur 1 etwas hinter seiner Mittelstellung ox gezeichnet ist, der ein gewisser Winkelabstand der Kurbel vor ihrem todten Punkte entspricht – im Sinne des Pfeiles weiterbewegt, wird die Kante a der Excenterstange alsbald den Anschlag i der Ventilstange ss' erreichen, dieselbe mit sich nehmen und dadurch die Oeffnung des Eintrittsventiles bewirken. Indem sich aber bei weiterer Drehung des Excenters die Kante a allmälig in ihrer elliptischen Bahn herabsenkt, die Ventilstange ss' jedoch durch den Schwingel t in ihrer Lage erhalten bleibt, muß früher oder später der Moment eintreten, wo die Kante i von der weiterschreitenden Kante a abschnappt, und das Ventil unter dem Einflusse der auf die Ventilspindel wirkenden Feder wieder auf seinen Sitz zurückspringt. Dann bleibt die Stange ss' in Ruhe und wird erst nach erfolgtem Rückgange des Kolbens, während dessen das zweite Eintrittsventil geöffnet wird, bei der nächsten Umdrehung seines Steuerexcenters wieder eine gewisse Zeit lang mitgenommen. Je tiefer dabei die Ventilstange ss', resp. der Anschlag i gesenkt wird, desto länger bleiben die beiden Anschläge a und i im Eingriffe und desto größere Füllung wird gegeben, während der Moment des Dampfeintrittes, welcher nur durch den Längenabstand der Kanten a und i bedingt ist, nahezu constant bleibt. Um demnach die Füllung zu variiren, ist nur das untere Ende der Stange ss' zu heben oder zu senken, und dieses geschieht in einfacher Weise durch eine kleine Verdrehung der Welle r nach rechts oder links, welche mit minimalem Kraftaufwands durch den Regulator besorgt wird, dessen Zugstange z mit einem am Ende der Welle r aufgekeilten Hebel verbunden ist.

Die auf diese Weise erzielte Dampfvertheilung ist, wie alle Indicator-Diagramme der Sulzer'schen Maschinen übereinstimmend bezeugen, geradezu unübertrefflich zu nennen, und der Mechanismus auch als solcher durch seine Einfachheit und Vermeidung minutiöser Bestandtheile vor allen uns bekannten Corlißsteuerungen ausgezeichnet. Daß ferner die Sulzer-Steuerung ohne Schwierigkeit alle Füllungen von 0 bis 80 Proc. |267| erreichen läßt, hat in praktischer Beziehung vielleicht geringere Bedeutung; nicht genug hervorzuheben aber ist die rasche und vollkommene Oeffnung der Eintrittsventile, die dabei erzielt wird.

Wenn nämlich die Auslösvorrichtung, wie dies gewöhnlich geschieht, in der Bewegungsrichtung der Zugstange wirkt, so kann dieselbe nach Ueberschreitung der extremen Lage durch das Excenter und hierauf eintretendem Rückgange der Zugstange gar nicht mehr zur Wirkung gelangen. Hierdurch wird man genöthigt, entweder zur Erzielung rascher Oeffnung das Excenter so aufzukeilen, daß es für den todten Punkt der Kurbel in seine Mittelstellung kommt, und daher bis zur extremen Stellung nur Füllungen unter 50 Proc. des Kolbenhubes möglich macht, oder aber, wenn das Excenter für den todten Punkt der Kurbel in einer extremen Stellung aufgekeit wird, können zwar alle Füllungen von 0 bis 100 Proc. gegeben werden, dafür findet aber die Oeffnung der Eintrittsventile bei der Minimalgeschwindigkeit der Excenterstangen ungemein schleichend statt.

Bei der Sulzer-Steuerung jedoch erfolgt die Auslösung normal zur Bewegungsrichtung der Ventilzugstangen, und es kann somit, indem das Excenter für den todten Punkt der Kurbel in seiner Mittelstellung aufgekeilt wird, gleichzeitig möglichst rasche Oeffnung stattfinden, als auch die Füllung von 0 bis 100 Proc. variirt werden, da die Grenzen des Auslösmechanismus nicht zwischen den beiden extremen Stellungen, sondern zwischen der oberen und unteren Mittelstellung ox des Excenters liegen.

Es ist nach allem Vorausgegangenen wohl begreiflich, daß nach diesem Systeme seit der Weltausstellung in Paris 1867, wo es zum erstenmale erschien, schon zahlreiche Maschinen ausgeführt wurden und vollste Befriedigung gewährt haben, so daß kaum eine Corlißsteuerung anzuführen sein dürfte, welche der Sulzer-Steuerung an die Seite zu stellen wäre.

Auch die Ventilsteuerung der liegenden Dampfmaschine (680 Millim. Durchmesser, 1300 Millim. Hub, 40 Touren pro Minute) der Sächsischen Maschinenfabrik (vormals Richard Hartmann) in Chemnitz, welche in Figur 2 im Querschnitte durch den Cylinder skizzirt ist, steht in einigen Punkten hinter der eben besprochenen Steuerung zurück. Zunächst ist hier das Ventilgehäuse nach der alten Methode neben dem Cylinder angeordnet und damit eine nicht unerhebliche Vergrößerung der Abkühlungsfläche und der schädlichen Räume bedingt; dann aber scheinen auch die kleinen Bestandtheile des Auslösmechanismus gegen Störungen empfindlicher zu sein – eine Befürchtung, die übrigens durch |268| die Inbetriebsetzung der Ausstellungsmaschine vielleicht behoben worden wäre.

Die Bewegung der Ventile, deren Disposition für das eine Cylinderende klar aus der Skizze hervorgeht, geschieht auch hier von einer mit gleicher Tourenzahl wie die Kurbelwelle rotirenden Welle o, welche jedoch durch Vermittlung einer Zwischenwelle o' näher an die Eintrittsventile gerückt wurde, so daß die hier angewendeten Verbindungsglieder kürzer und stabiler ausfallen. Die Bewegung der beiden Austrittsventile geschieht wie früher durch entsprechende Curvenscheiben, die der Eintrittsventile durch Excenter, welche je einen doppelarmigen Hebel h in oscillirende Bewegung setzen.

Am anderen Ende dieses Hebels hängt eine Klaue k, welche durch eine Feder stets noch abwärts gegen die Spindel des Einlaßventiles gedrückt wird, so daß dasselbe für die gezeichnete Stellung bei dem nun erfolgenden Aufsteigen des Hebels durch den Anschlag i mitgenommen wird. Sobald jedoch der Hebel h eine gewisse Höhe erreicht, stößt der schräg aufwärts gerichtete Arm der Klaue k wider einen feststehenden Daumen a, wird bei fortgesetzter Aufwärtsbewegung niedergedrückt und befreit dadurch den Anschlag i der Ventilstange von dem Eingriffe der Klaue k, so daß das Ventil unter dem Einflusse der auf der Ventilstange angebrachten Feder auf seinen Sitz zurückschnellt. Der Daumen a sitzt auf einer Welle v, welche von dem Regulator durch Vermittlung der Zugstange z eine Drehung nach links oder rechts erhalten kann, und bewirkt dadurch früheren oder späteren Dampfabschluß. Beim Niedergang des Hebels h schiebt sich sodann die Klaue k wieder über den Anschlag i und ist somit bereit, das Ventil bei dem nächsten Aufgange wieder mitzunehmen. Die Grenze der Füllung wird dabei, ebenso wie bei der Sulzer'schen Steuerung, von der Größe des Voreilwinkels bestimmt, und kann gleichfalls von 0 bis 80 Proc. ausgedehnt werden; um dies zu erreichen, muß aber, da die Auslösvorrichtung in der Bewegungsrichtung der Ventilstange wirkt, das Excenter für den todten Punkt der Kurbel nahe seiner extremen Stellung aufgekeilt sein, und bedingt dadurch schleichende Oeffnung des Dampfcanales.

Beide Steuerungen haben Doppelsitzventile angewendet und erzielen damit die bekannten Vortheile großer Dampfquerschnitte, geringer Widerstände beim Anheben und vollständige Entlastung des einmal gehobenen Ventiles; das bis jetzt diesen Ventilen anhaftende Vorurtheil betreffs unzuverlässigen Dampfabschlusses scheint durch die mit den Sulzer'schen Maschinen gemachten Erfahrungen behoben werden zu sollen.

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Hiermit sind die Ventilsteuerungen, welche auf der Wiener Weltausstellung vertreten waren, erledigt und es sollen nun die eigentlichen Corliß-Steuerungen näher besprochen werden.

Wir verstehen darunter die Mechanismen, welche entweder von dem Erfinder der Steuerung G. H. Corliß selbst herstammen, oder sich aus dessen System direct herausgebildet haben, speciell mit Anwendung der von Corliß eingeführten Steuerhähne und mit automatischer, vom Regulator bestimmter Auslösung der Dampfeintrittshähne.

Nach Erledigung derselben bleiben noch zwei verwandte Systeme zu besprechen übrig: Patent Dautzenberg und Scheller-Berchtold, welche jedoch nicht mehr zu den eigentlichen Corliß-Steuerungen gezählt werden können.

Das erste Auftreten der Corliß-Steuerung muß in das Jahr 1851 gesetzt werden, als der Maschinenfabrikant G. H. Corliß in Providence (Nordamerika) mehrere Spinnereien der Nachbarschaft mit neuen Dampfmaschinen versah, welche schon alle charakteristischen Merkmale des ausgebildeten Systemes aufwiesen. Wir finden schon die cylindrischen Schieberhähne an den vier Endpunkten des Cylinders, die centrale Steuerscheibe in der Mitte desselben, welche von einem Excenter in oscillatorische Bewegung versetzt wird, und endlich die feste Verbindung der Austrittshähne sowie die vom Regulator auslösbare Verbindung der Eintrittshähne mit dieser Scheibe. Die Auslösung geschieht dadurch, daß die Zugstange, welche mit einer Nase den Hebel des Steuerhahnes erfaßt und verdreht, sich bei dieser Bewegung gleichzeitig einem stellbaren Anschlage nähert, welcher den Eingriff zwischen Hebel und Zugstange durch Abdrängen der letzteren früher oder später löst. Um diese Auslösung automatisch stattfinden zu lassen, wirken zur Verschiebung der auslösenden Anschläge zwei Keile, welche von dem Regulator entsprechend verschoben werden. Endlich finden sich auch schon die an einem zweiten auf der Hahnspindel aufgekeilten Hebel wirkenden Gewichte zum raschen Schlusse des ausgelösten Eintrittshahnes sowie Luftbuffer zur Milderung des Stoßes.

Nach diesem Systeme4) oder wenig verschieden davon wurden schon in den 50er Jahren mehrere Hundert Corliß-Dampfmaschinen in Amerika gebaut, nachdem sich inzwischen die noch jetzt bestehenden Corliss Steam Engine Company gebildet hatte. In Deutschland wurde die Corliß-Steuerung, nach amerikanischen Mustern, erst um 1860 ausgeführt – und zwar von der Maschinenfabrik der vereinigten Hamburg-Magdeburger |270| Dampfschifffahrt-Compagnie zu Bukau-Magdeburg, welche auch, sowie die Wilhelmshütte bei Sprottau, eine Corlißmaschine auf die Londoner Weltausstellung 1862 schickte. Die in Figur 3 dargestellte Disposition des Steuerungsmechanismus ist hier noch ziemlich unverändert in der ursprünglichen Gestalt geblieben. Die Zugstange z der Steuerscheibe S greift mit ihrem Anschlage an eine Nase des Hebels h auf der Hahnspindel und wird bei der Drehung dieses Hebels nach aufwärts durch Anstoßen an den vom Regulator verstellbaren Anschlag a herabgedrückt und ausgelöst. Der Hahn schnellt unter dem Einflusse des Gewichtes G zurück, wobei die unterhalb des Gewichtes im Cylinder C enthaltene, langsam entweichende Luft als Buffer dient, und die am Ende der Zugstange z angebrachte Feder f schleift frei über die Nase des Hebels h, bis dieselbe beim Rückgange der Zugstange hinter dem unteren Ende der Feder wieder einschnappt, und dann neuerdings mitgenommen wird.

Neben dieser Eigenthümlichkeit der Steuerung war an der Londoner Maschine auch schon das von Corliß eingeführte Maschinengestell zu bemerken: der den Cylinder direct mit dem Lager verbindende Hohlgußsteg, welcher nur unter Lager und Gradführung an das Fundament geschraubt ist und dem überhängenden Dampfcylinder freie Ausdehnung gestattet.

Nach diesem ersten Erscheinen der Corliß-Steuerung auf einer Weltausstellung verbreitete sich dieselbe auch in Europa ungemein rasch, und bald tauchten mannigfach Projecte auf, den Mechanismus sicherer und stabiler wie bei der ursprünglichen Einrichtung zu construiren.

J. Fr. Spencer in Newcastle upon Tyne (England) patentirte 1865 einen neuen Auslösmechanismus, welcher fast vollkommen mit dem bald nachfolgenden Patente von Inglis und Spencer zusammenfällt und in dieser letzteren Gestalt bei vielen Hundert Maschinen (zunächst durch die Maschinenfabrik Hick, Hargreaves und Comp. in Bolton) angewendet wurde.

Die wesentlichen Theile dieses Steuerungsmechanismus sind in Figur 4 und 5 skizzirt, und man ersieht daraus, daß die Verbindung der Einlaßhähne mit der oscillirenden Steuerscheibe durch zweitheilige Zugstangen geschieht, deren obere Hälfte mit dem Hebel des betreffenden Steuerhahnes verbunden ist, und sich mit einer rohrartigen Verlängerung über einem Dorn des unteren Theiles p der Zugstange hin und her schieben kann. Dadurch erhalten beide Theile Führung gegen seitliche Verschiebung, können sich jedoch in der Längsachse frei ausziehen, so lange sie nicht mit einander gekuppelt sind. Dies geschieht dadurch, daß |271| die am unteren Theile p der Zugstange aufgeschraubten Blattfedern f mit ihren vorderen Zinken zwei Zähne z, welche an dem oberen Theile der Zugstange angebracht sind, erfassen und so die Oeffnung des Steuerhahnes bewirken. Dabei geht die nun ein Stück darstellende Zugstange nach einwärts und nimmt den Daumen m mit, welcher um einen Zapfen im oberen Theile der Zugstange drehbar gelagert und an seinem aufgebogenen Arme mittels der Lenkerstange r mit einem Hebel s verbunden ist. Der Hebel s wird vom Regulator in seiner bestimmten Stellung festgehalten und somit der Daumen m genöthigt, bei fortgesetzter Einwärtsbewegung der Zugstange sich in derselben zu verdrehen, bis er endlich die Zinken der Feder f erreicht, dieselben auseinander klemmt und dadurch die Zugstange wieder in zwei unabhängige Theile auflöst (vergl. Figur 5). Im selben Momente wird der nach aufwärts verlängerte Hebel des Steuerhahnes durch die Wirkung einer Schraubenfeder nach links zurückgedreht; der Hahn schließt sich und der obere Theil der Zugstange kommt in die in Figur 5 punktirte Ruhelage, während der Theil p seinen Weg nach einwärts fortsetzt, dann umkehrt und endlich in seiner extremen Stellung nach rechts wieder mit der oberen Hälfte und dem Hebel des Steuerhahnes gekuppelt wird. Die Hebel s und s' bedingen durch ihre vom Regulator fixirte Stellung die Dauer der Füllung. Ihre Verbindung untereinander und mit der Zugstange t des Regulators (mit eingelegter Spiralfeder zum Vermeiden übermäßiger Regulirung) ist aus Figur 4 klar ersichtlich; ebenso die Verbindung der Excenterstange E mit der Steuerscheibe, sowie endlich die Disposition der zur Rückdrehung der Steuerhähne bestimmten Federn und Luftbuffer. Jedes Detail der Construction ist aufs vorzüglichste ausgearbeitet und Inglis und Spencer's Patent wird noch heute allgemein als die beste Corliß-Steuerung betrachtet.

Diese Steuerung war schon 1867 auf der Pariser Weltausstellung vertreten und erschien auch in Wien, in getreuer Copie der englischen Muster bei zwei Ausstellungsmaschinen; die eine von Escher, Wyß und Comp. in Zürich (700 Millim. Cylinderdurchmesser, 1350 Millim. Hub, 35 Touren pro Minute), die zweite von Socin und Wick in Basel (330 Millim. Durchmesser, 750 Millim. Hub, 65 Touren pro Minute) – beide Maschinen jedoch nicht im Betrieb, weshalb es auch gestattet sein mag, die angegebene hohe Tourenzahl der letzteren noch in Frage zu stellen.

Neben diesem Systeme genießen gegenwärtig nur noch zwei andere Dispositionen der Corliß-Steuerung ausgedehntere Anwendung – nämlich Douglas und Grant's Patent-Steuerung, und die von |272| Corliß selbst patentirte Modification seiner Steuerung, welche schon an einer von ihm in Paris 1867 ausgestellten Maschine angebracht war.

Erstere Disposition, so gelungen sie auch erscheint, wird unseres Wissens nur von den Patentinhabern selbst, der bekannten Corlißmaschinenfabrik Douglas und Grant in Kirkcaldy (Schottland) ausgeführt5) und war auch in Wien, bei der im Allgemeinen so schwachen Betheiligung Englands, nicht erschienen.

Die neue Corliß-Steuerung hingegen war in nicht weniger als vier verschiedenen Ausführungen vertreten – und zwar bei der großen gekuppelten Wasserhebmaschine der Ersten Brünner Maschinenfabriks-Gesellschaft in Brünn (500 Millim. Durchmesser, 1100 Millim. Hub) sowie bei einer Dampfmaschine derselben Firma (395 Millim. Durchmesser, 948 Millim. Hub, 60 Touren), ferner bei der Dampfmaschine der Gräflich Stolberg Wernigerodischen Factorei zu Ilsenburg (400 Millim. Durchmesser, 800 Millim. Hub, 50 Touren) und endlich bei der von E. Reinecke in Königsberg ausgestellten Maschine (430 Millim. Durchmesser, 840 Millim. Hub, 45 Touren), welche sämmtlich während der Ausstellung in Betrieb standen.

Die Disposition des Steuerungsmechanismus möge mit Hilfe der Skizzen Figur 6 und 7 – nach der Dampfmaschine von E. Reinecke näher erklärt werden. Hier ist die Steuerscheibe nicht mehr in der Mitte des Cylinders, sondern seitlich vor demselben angeordnet, und in einem eigenthümlich gestalteten Gestelle g gelagert, welches an den – Cylinder und Kurbellager verbindenden – Steg von -förmigem Querschnitte angeschraubt ist. Die unten liegenden Austrittshähne werden direct mittels zweier ungleich langer Zugstangen eröffnet und geschlossen; die Eintrittshähne greifen mit den Zugstangen l, resp. l₁ an die Luftbufferkolben, welche in zwei neben einander liegenden Cylindern c eingeschlossen sind. Diese Kolben endlich haben nach rückwärts verlängerte Kolbenstangen n, welche in den Gelenken m durch kurze Zugstangen mit den Flachfedern f verbunden sind und von denselben stets nach links wider die Hinterwand des Buffercylinders gezogen werden, bei welcher Stellung, wie es aus der schematischen Skizze Figur 7 ersichtlich ist, die Eintrittshähne geschlossen sind. An ihrem unteren Ende ist jede der beiden Flachfedern f an die Hinterwand eines gußeisernen Schuhes s von -förmigem Querschnitte geschraubt, welche am untersten Punkt um einen festen Zapfen des Gestelles g schwingen, in der Mitte durch kurze Zugstangen mit der Steuerscheibe verbunden sind und an ihrem oberen Ende kleine, frei bewegliche |273| Klauen k tragen, welche die Verbindung des oscillirenden Schuhes mit dem betreffenden Eintrittshahne bewerkstelligen. Sobald nämlich einer der beiden Schuhe in seine extreme linke Stellung gelangt, hat sich die Flachfeder f, welche an ihrem oberen Ende durch die Verbindung mit dem Bufferkolben an weiterem Ausweichen nach rückwärts gehindert war, vollkommen gespannt über den Rücken des Schuhes gelegt, und das vordere mit einem Gewicht belastete Ende der Klaue k ist gleichzeitig in einen Anschlag der Kolbenstange n beim Gelenk m eingefallen.

Bei der nun folgenden Rechtsbewegung des Schuhes bleibt, solange die Klaue bei m eingreift, die Verbindung zwischen Schuh s, Feder f und Kolbenstange n erhalten und der links befindliche Eintrittshahn wird in Folge dessen, durch Vermittelung des Bufferkolbens und der Schubstange l, geöffnet. Sobald aber die rückwärtige Verlängerung der Klaue k an den vom Regulator stellbaren Anschlag a anstößt und von demselben niedergedrückt wird, kommt die Klaue außer Eingriff, und sofort wird der Steuerhahn unter dem Einflusse der nun wieder zur Wirksamkeit kommenden Flachfeder geschlossen, während der Schuh seine Bewegung nach rechts fortsetzt und erst beim Rückgange sich wieder der Feder f nähert, bis endlich in der extremen linken Stellung die Einlösung aufs neue stattfindet.

In dieser Weise war die Corliß-Steuerung von 1867 bei allen Ausstellungsmaschinen gleichmäßig angeordnet, und bewährte sich bei denselben, welche sämmtlich während der Ausstellungszeit ohne jede Störung im Betrieb standen, aufs vollkommenste. Die Abweichungen in der Anordnung der einzelnen Mechanismen betrafen nur unwesentliche Details, und ist speciell bei Reinicke's Maschine die Anwendung des sonst auch vielfach vertretenen Buß'schen Regulator6) sowie die Führung der langen Hahnspindeln außerhalb der Stopfbüchsen durch kleine, an das Gestell aufgeschraubte Ständer L zu erwähnen.

Im Vergleich der Steuerung von Inglis und Spencer mit der neuen Corliß-Steuerung hat die erstere den Vorzug der compendiöseren Anordnung sowie größerer Sicherheit im Eingriffe, indem hier, wo beide einzulösende Theile stets in derselben Linie bleiben, ein Versagen des Einlösungsmechanismus nahezu unmöglich ist, während bei der Corliß-Steuerung in Folge der schwingenden Bewegung der Klaue, doch bisweilen ein vorzeitiges Abschnappen vorkommen kann. Dagegen hat die neue Corliß-Steuerung den wesentlichen Vorzug, daß die Schubstangen, welche die Hebel der Hahnspindeln bewegen, sich in der Sehne des Ausschlagwinkels |274| bewegen und somit raschere Oeffnung geben, als bei der Steuerung von Inglis und Spencer, wo nur die Projection der Schubstangenbewegung zur Drehung des Hahnes beiträgt. Daher muß auch bei der letzteren Steuerung, falls sie nicht in der Schnelligkeit des Oeffnens hinter jeder gewöhnlichen Schiebersteuerung von demselben Excenterhube zurückstehen soll, eine Vergrößerung des Hubes durch einen zwischengelegten Uebersetzungshebel bewerkstelligt werden, wie dies auch bei der von Escher, Wyß und Comp. ausgestellten Maschine der Fall war.

Denselben Vorzug, den wir hier der Corliß-Steuerung von 1867 zuerkennen mußten, theilt auch das neue Patent von Märky und Schulz, welches auf der Weltausstellung zum erstenmale erschienen war und sich, soweit nach den hier gemachten Erfahrungen geurtheilt werden kann, vortrefflich bewährt.

Der Gang der Steuerung ist äußerst ruhig und geräuschlos, die Ein- und Auslösung absolut sicher, und die ganze Anordnung so solid und compact, wie bei keiner anderen Corliß-Steuerung, so daß nur minimale Abnützung und Sicherheit gegen alle Störungen des Mechanismus zu erwarten ist.

Außerdem ist der Regulator mehr wie bei irgend einer anderen Steuerung entlastet und gegen die Uebertragung der Stöße des Auslösungsmechanismus vollständig geschützt.

Diese Steuerung war an einer Maschine (421 Millim. Durchmesser, 948 Millim. Hub, 51 Touren pro Minute) der Carolinenthaler Maschinenbau-Actiengesellschaft (vormals Lüsse, Märky und Bernard) in Prag angewendet und ist in Figur 8 und 9 dargestellt.

Die äußere Disposition ist zunächst ziemlich übereinstimmend mit der neueren Corliß-Steuerung, indem auch hier die Steuerscheibe vor dem Cylinder gelagert ist und die Ausströmhähne durch ungleich lange Schubstangen direct antreibt, während der Antrieb der die Einlaßhähne bewegenden Hebel in horizontaler Linie durch Schubstangen erfolgt, die an ihrem anderen Ende mit den Luftbufferkolben a verbunden sind, welche in den zwei neben einander liegenden Cylindern e (vergl. Grundriß in Figur 9) einspielen. Mit dem Bufferkolben a fest verbunden und am anderen Ende durch einen zweiten Kolben b geführt, ist die Kolbenstange k in dem von der Steuerscheibe durch die Zugstangen s, resp. s₁ hin und her bewegten Hohlcylinder H zunächst frei beweglich, wird aber mit demselben verbunden, sobald der Hohlcylinder seine äußerste linke Stellung erreicht, dabei die Feder f comprimirt und endlich mit seinem durch Federkraft stets nach aufwärts getriebenen Zahne p hinter dem Anschlage i in dem vierkantigen Theile der Kolbenstange einschnappt. |275| Dann folgen Kolbenstange, Buffer und Schubstange der Bewegung des Hohlcylinders H nach rechts, und der Eintrittshahn bleibt so lange geöffnet, bis der Zahn p wieder aus der Kerbe der Kolbenstange herabgedrückt wird, worauf dann die Kolbenstange unter dem Einflusse der Schraubenfeder f sofort zurückschnellt und den Hahn schließt. Diese Auslösung geschieht dadurch, daß der Zahn p, welcher in einem Ausschnitt des Hohlcylinders geführt ist und auf beiden Seiten der vierkantigen Stange k nach aufwärts verlängert einen Querbolzen trägt, hier von einer langgeschlitzten Gabel g erfaßt wird, die so in einem vom Regulator verstellbaren Kreuzkopfe in aufgehängt ist, daß sie, sobald der Zahn p nahezu vertical unter m zu stehen kommt, mit der oberen Kante wider den Bolzen anstößt, denselben niederdrückt und auf diese Weise die Auslösung bewerkstelligt. Es kann somit durch Verschiebung des Kreuzkopfes m in seinen Führungen nach rechts die Füllung vergrößert, nach links verringert werden, und dabei functionirt der Regulator, dessen Verbindung mit m aus Figur 8 hervorgeht, in leichtester Weise, nachdem alle Stöße durch die Führungen aufgenommen werden.

Die übrige Disposition der Steuerung sowie die Anordnung des Gestelles, welches an den Längssteg der Maschine angeschraubt, die Steuerungstheile gewissermaßen mit einer Schale unterfängt, ist aus den Zeichnungen deutlich genug ersichtlich.

(Schluß folgt im nächsten Hefte.)

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Corlißdampfmaschinen mit höheren Tourenzahlen als höchstens 65 pro Minute dürften wohl kaum anzutreffen sein.

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Die Aufstellung eines Diagrammes für die einzelnen Mechanismen hat nur zum Behufe der Construction eine gewisse Bedeutung und wurde beispielsweise |263| für die Sulzer-Steuerung von Ingenieur Kapp (Civil-Ingenieur, 1873 S. 202) und nach ihm von C. H. Schneider (Deutsche Industrie-Zeitung, 1874 S. 132 und Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1874 S. 494) in vortrefflicher Weise durchgeführt.

|265|

Vergl. Dingler's polytechn. Journal, 1871 Bd. CCI S. 481 und 1873 Bd. CCVII S. 349.

|269|

Beschrieben in Dingler's polytechn. Journal, 1854 Bd. CXXXII S. 321.

|272|

Beschrieben in Dingler's polytechn. Journal, 1871 Bd. CXCIX S. 161.

|273|

Beschrieben in Dingler's polytechn. Journal, 1871 Bd. CCII S. 481.

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