Titel: Radinger, über die Motoren auf der Wiener Weltausstellung 1873.
Autor: Radinger, J. F.
Fundstelle: 1875, Band 215 (S. 289–298)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj215/ar215075

Die Motoren auf der Wiener Weltausstellung 1873; von Professor J. F. Radinger.*

Mit Abbildungen.

(Fortsetzung von S. 15 dieses Bandes.)

Ueber die englischen Dampfmaschinen im Allgemeinen fällt Prof. Radinger nachstehendes Urtheil.

In den Dampfmaschinen ist England entschieden von den Maschinenbauern deutscher Zunge überholt. Die Mehrzahl der Maschinen sah um ein Decennium verspätet aus, und wenn man von zwei wirklich guten Ausnahmen absieht, so wäre über die Systeme absolut nichts Neues zu bemerken. Diese Ausnahmen sind die Dreicylinder-Maschine von Brotherhood und Hardingham (1873 207 177. 1874 213 272) und die Tangye-Maschine. Erstere ist eine der geistreichsten Neuerungen, welche die Ausstellung brachte, und bietet ganz bedeutende Vortheile, wo es sich minder um ökonomische Arbeit, als um eine selten zu gebrauchende und daher eine in der Anlage billigste Maschine handelt; letztere zeigt eine einfache moderne Construction.

England müht sich sichtbar ab, eine passende Steuerung für große Dampfmaschinen zu finden, welche einfacher als jene von Corliß ist, und deren Vortheile ohne die Nachtheile wiedergibt. Als einen der bedeutendsten Vortheile derselben scheint man die möglichst kurzen Canäle zu betrachten und verwendet daher getheilte Schieber, deren Bahn über die ganz geraden Dampfwege und daher weit über die Cylinderenden hinausreicht. Die Abhängigkeit der Expansion vom Regulator wird entweder durch einen an ihm hängenden Gleitbacken in einer Coulisse, durch ein Rädergehänge oder wie bei einigen kleineren Maschinen auf andere Arten versucht. Jedenfalls ist aber noch kein einziges System vollkommen zum Durchbruch gekommen.

Die Dampfspannungen mit 4 Atmosphären Ueberdruck sind geringer, |290| die Dampfwege meist weiter als irgend anderswo. Letzteres dürfte durch die häufigere Verwendung des Indicators und das Bestreben nach tadellosen Diagrammen verursacht worden sein; nur geschah des Guten (für sonst gute Steuerungen) zu viel.

Die Kolbengeschwindigkeit ist normal, aber die Auflagedrücke und Abnützarbeiten in den Zapfen sind um ca. 30 Proc. geringer als in der Mehrzahl der am Continent gebauten Maschinen. Die leichtere Instandhaltung und die geringere Gefahr des Warmlaufens dieser Theile englischer Maschinen ist schon lange durch die Erfahrung bekannt und begründet mit deren guten Ruf.

Die großen englischen Ausstellungsmaschinen hatten alle unten durchlaufende Grundplatten und einfach schiefgeschnittene Lager. Die kleineren Maschinen waren im Allgemeinen sorgfältiger ausgeführt als die großen. Hier kamen die einzigen ganz blank polirten Maschinen und hoffentlich zum letzten Male auf einer Ausstellung vor. –

Von den im Berichte ausführlich beschriebenen Dampfmaschinen der 17 englischen Aussteller seien in diesem Journal nur jene von Galloway und von Tangye angeführt.

Dampfmaschine von W. und J. Galloway in Manchester.

Eine der wenigen Maschinen (System Woolf), welche in der englischen Abtheilung auftraten, kam von W. und J. Galloway in Manchester, und da sie eine Reihe theils merkwürdiger und theils merkenswerther Detaile enthielt und auch überhaupt, von einem der größten Etablissements kommend, eine der größten Maschinen war, so nöthigt dies zu einem längeren Verweilen.

Eine einzige untenliegende kastenförmige Bettplatte lief von unter den Cylindern bis weit vor die Welle hinaus und formte so die denkbar größte Unterlage. Hinten war diese Grundplatte geschlossen, aber vorn nach den Führungen verbreiterte und gabelte sie sich in drei Balken, welche die Kurbelgruben umfaßten, um sich dann nochmals zu vereinen. Der mittlere und der Armbalken auf der Seite des Schwungrades erhoben sich bald nach ihren Ausgangspunkten bei den Geradführungen von der sonst völlig ebenen Plattenfläche und enthielten je ein schiefes Lager eingegossen, um die gekröpfte Kurbelwelle aufzunehmen. Der Kolben des großen Cylinders griff nun diese an; der Kolben des kleinen Cylinders aber wirkte an einer außerhalb aufgesteckten Kurbelscheibe genau unter 180° mit ersterer. Der Stirntreibzapfen nahm noch eine Schleppkurbel mit, welche für den Regulatorantrieb und die Steuerung des kleinen Cylinders diente; deren Lager vereinten sich in einem am |291| dritten Arm des Maschinenbettes gesondert aufgeschraubten Ständer, von welchem später die Sprache sein soll. Die Welle trug nun außerhalb des Rahmens ein gedrehtes Riemenschwungrad und stützte sich hinter demselben in einem normalen (hier also dem dritten) Lager. Der Condensator endlich stand isolirt am Steinfundament in der rückwärtigen Flucht des Expansionscylinders, und der Kolben seiner doppelwirkenden Luftpumpe hing direct an der Stange des großen Dampfkolbens. Nur in der Mitte oben lag eine einzelne starke Stehbolzen-Spannstange, im Gußeisen des Condensators und der Flansche des Maschinencylinders verschraubt, zwischen beiden, und unterstützte das Feststehen des ersteren.

Der kleine Kolben der Dampfmaschine besaß 355, der große 610 und jener der Luftpumpe 203 Millim. Alle drei hatten einen gleichen Hub von 0,76 Meter; das Verhältniß vom kleinen zum großen Cylinder beträgt daher 1 : 3 und jenes der Luftpumpe zu letzterem 1 : 9. Die Maschine arbeitete mit 60 bis 64 Umdrehungen oder einer Kolbengeschwindigkeit von 1,5 bis 1,6 Meter. Die innere Weite des Einströmrohres betrug 100 Millim. oder ca. 1/13 des Cylinderquerschnittes. Das Rohr zum Condensator maß 200 Millim. licht, 1/9 der zugehörigen Kolbenfläche. Diese Canäle sind nun ausnehmend weit und in die Formel f₁/f = Cv gesetzt, kommt für die Einströmungsconstante 1/20, was wohl des Guten zu viel scheint. Da aber die Fabrik gewohnt ist, häufig Indicatorproben ihrer Maschinen vorzunehmen, so mag die Wahl so weiter Canäle Wohl eine Frucht des Einblickes in die Drosselungen sein, welche willkürlich enge Canäle auf die Spannung im Cylinder gegenüber jener im Schieberkasten üben, und scheint aus dem Wunsche nach besten Diagrammen entstanden zu sein.

Diese hängen aber nicht nur von den absoluten Canalquerschnitten allein, sondern auch von der Weite ab, auf welche sie die Schieber öffnen. Die Steuerung war hier durch eine Coulisse besorgt, in welcher der Regulator den Gleitbacken der Schieberstange stellt. Der Ausschlag fiel daher desto kleiner aus, und die Eröffnung geschah (trotz gleichen linearen Voreilens) desto zögernder, je kleinere Füllung zur Verwendung kam. Da nun die Maschine in der Ausstellung nur mit geringer Kraftentwickelung zu arbeiten hatte, so waren kleine Füllungen dort normal und das Dampfdiagramm des Hochdruckcylinders zeigte nur solche von 15 bis 18 Proc. Dabei war schon das Einströmventil nur wenig geöffnet benützt, und hinter den Kolben kam nur wenig mehr als 1 bis 2 Atmosphären Admissionsspannung. Wo aber die doppelte Drosselung vom Handventil und halb öffnenden Dampfschiebern zusammenwirken, kann |292| der Nutzen der weiten Einströmcanäle nicht sichtbar werden, welcher bei hoher Füllung und offener Rohrleitung unzweifelhaft klar werden müßte.

Aber auch die Wirkung des weiten Ausströmquerschnittes blieb in der Ausstellung verwischt. Denn die kleine Spannung und Füllung im Hochdruckcylinder brachte bereits in diesem einen Enddruck hervor, der meist weit unter die Atmosphäre ging und bei der Mehrzahl der (vom Verf.) aufgenommenen Diagramme bis auf 0,4 des absoluten Vacuums fiel. Da von hier erst dieser Dampf in den dreimal größeren Niederdruckcylinder strömte, so sank dort seine Spannung noch weiter, und es war kein Verdienst der Rohrweiten, daß von dem 0,9 Atmosphären Vacuum des Condensators während des Austrittes 0,8 im großen Cylinder erschienen.

Der Kolben des letzteren wurde bei der Ausstellungsmaschine nur eben mitgeschleppt; denn nachdem bereits im kleinen Cylinder die Expansion bis weit unter den Luftdruck sank, so traf den großen Kolben nur schwache Pressungsdifferenz. Diese erreichte kaum 0,2 Atmosphären zu Beginn des Hinganges und dürfte kaum genügt haben, dessen eigenen und seines Gestänges Reibungen zu überwinden, geschweige denn jene Beschleunigungsdrücke zu geben, welche die Masse nur um der vom kleinen Kolben erzwungenen Bewegung zu folgen braucht. Thatsächlich brach der große Kolben im September 1873, und von da an arbeitete diese Maschine mit dem kleinen Cylinder allein; der große ward nach Wegnahme aller beweglichen Theile nur wie eine Erweiterung des Ausströmrohres zum Condensator hin belassen, und die Maschine ging bei der gleichen Stellung des Einströmventiles wie früher.

Textabbildung Bd. 215, S. 292
Textabbildung Bd. 215, S. 292

Die Steuerung selbst geschah auf folgende Art. Der Stirnzapfen der Kurbelscheibe nahm eine Schleppkurbel mit, deren Welle um die Größe der Excentricität gekröpft und von zwei auf den vordersten Arm des Bettbalkens der Maschine geschraubten Lagern |293|

Textabbildung Bd. 215, S. 293
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gehalten war. Knapp vor der Welle befand sich eine Coulisse, an deren Fuß zwei nach aufwärts gebogene Lappen geschmiedet waren, mittels welchen sie sich beiderseits auf tiefer unten gelagerte schwingende Hebel stützten. Ferner hatte die Coulisse noch ein Lager angeschmiedet, womit sie die Kröpfung der Steuerwelle umfing und so deren Horizontal- und Verticalschwingungen mitzumachen gezwungen war. In dieser (sogen. Fink'schen) Coulisse hing, durch den Regulatorhebel getragen, der Gleitbacken und das Ende der Schieberstange derart, daß sich dasselbe hob, wenn die Manschette sich senkte und umgekehrt, wodurch, wie bekannt, desto kleinere Füllungen erzeugt werden, je näher der Gleitbacken dem Schwingungsmittelpunkte kommt, d.h. je tiefer ihn der steigende Regulator drückt.

Daß die Excentricität der Steuerwelle genau der Treibkurbel gegenüber stand, daß die Coulisse nach der Stangenlänge gekrümmt und jede andere mit dem System Fink zusammenhängende Rücksicht erfüllt war, ist selbstverständlich. Eines muß aber betont werden, dieses Steuerungssystem gibt gleiche Voreilungen für jede Füllung. Dies ist ein Vortheil, der wohl positiv, aber doch verschwindend gegenüber dem mehr minder auch den anderen Coulissensteuerungen anhaftenden Nachtheil wird, daß sich für kleinere Füllungen die Dampfwege nicht nur nicht ganz, sondern auch nur sehr zögernd öffnen. Bei 5 Proc. Kolbenweg kann die Eröffnung desselben Canales 1 oder 4 betragen, je nachdem später der Abschluß bei 20 oder 60 Proc. erfolgt. Die schlechte Wirkung dieses, wenn geringer Effect beansprucht wird, trägschleichend aufmachenden Schiebers zeigt eben das obere Diagramm dieser Maschine und der Arbeitsausfall der oberen Ecken entspricht dem baarem Verlust. Diesen Mißstand kennt die Corlißsteuerung absolut nicht und selbst die Meyersteuerung enthält ihn sehr gemildert, wenn man sich nur nicht einbildet, mit ihr alle Füllungsgrade geben zu wollen, deren Möglichkeit allerdings auch dieser besprochenen Coulisse nachgerühmt wird.

Die Coulissenstange war hier möglichst lang gehalten und selbst eine kleine Ausschreitung nicht gescheut. Die Schieberstange war nämlich vor der Stopfbüchse nochmals in einem Auge geführt und zwischen beiden griff die Coulissenstange an. Damit aber erstere stellbar blieb, fand die letztere kein centrisches Auge als Angriffspunkt, sondern eine von zwei Muttern zwischengehaltene Hülse mit aufrechtstehenden Daumen, wodurch der Angriffspunkt oberhalb der Stangenachse zu liegen kam.

Der Schieber selbst lag seitlich vorne und war derart getrennt, daß ganz gerade kurze Canäle zum Cylinder führten. Dadurch wurde der Schieberkasten sehr lang und stand vor die Cylinderdeckel ziemlich bedeutend |295| vor, was nicht schlecht aber unschön ist. Der Dampfverlust, den etwas längere Canäle gebracht hätten, wäre aber gerade bei der Woolfmaschine am wenigsten empfindlich, denn der Dampf expandirt ja aus ihnen in die Cylinder, und je höher die Expansion ist, desto weniger verdienen die Dampfwege den Namen „schädlicher Raum“. Betrachtet man noch überdies das Diagramm der dampfverschwendenden Steuerung, so verliert das ängstliche Sparen an den Canallängen noch mehr an Werth.

Die Ausströmung aus dem kleinen in den großen Cylinder und von dort in den Condensator war durch zwei je gleichfalls getrennte Schieber besorgt, deren erster fast unzugänglich und ganz unüberwachbar zwischen den beiden Cylindern lag, während deren zweiter seitlich außen am Niederdruckcylinder arbeitete. Der Schieberkasten des letzteren war U-förmig und an beiden Enden angeschraubt; die Schieberstange ging durch die vordere Aufbiegung, wo sie den einen Schieber faßte, hindurch und dann in freier Luft zur zweiten Hälfte des Schieberkastens. In der halben Länge desselben erhob sich das kupferne Ausströmrohr, welches mit leichtem Fall zum Condensator zog. Beide Schiebersysteme des großen Cylinders bewegte ein einziges Excenter unter Einschaltung einer hochliegenden oscillirenden Zwischenwelle, welche vor den Cylinderdeckeln gelagert war und deren drei niederhängende Hebel die Excenterbewegung empfingen und übertrugen. Derart geschah nun die Dampfvertheilung mit den möglichst kürzesten Canälen und durchwegs einfachen ebenen Platten, welche der gleichmäßigen Abnützung halber gut schließen konnten. Jede Platte hatte nur mit einer einzigen Kante zu arbeiten, und wäre der Antrieb oder vielleicht nur dessen Stellung besser gewesen, so dürfte kein Tadel laut werden.

Der Condensator stand so nahe hinter dem großen Cylinder, daß die mit einem Metallrohr überzogene Kolbenstange abwechselnd den Dampf- und Wasserraum betrat. Die Luftpumpe war in den Condensatorkasten eingegossen und enthielt blos aufgeschraubte Deckel. Die Einspritzung geschah nicht ins Ausströmrohr, sondern ziemlich entfernt vom Cylinder in den Hohlraum des Condensators. Die Ventile bestanden aus rechteckigen Kautschukplatten auf ebenen gegitterten Sitzen.

Das Dampfeinströmventil saß nicht an der Maschine, sondern abseits und etwas über dem Boden erhöht auf dem Dampfrohr. Dies ist an englischen Maschinen sehr beliebt und gibt der Hauptconstruction den Schein größerer Einfachheit, welcher noch durch die Formgebung der Detaile und die Ebenen der Verschalung glücklich gefördert wird.

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Von den Detailen ist im Allgemeinen zu erwähnen, daß sie, obgleich zweierlei Cylindern angehörig, doch in den Maßen möglichst übereinstimmten. Die Kolbenstangen waren gleich und je 76 Millim. dick; jede trug vorn ein Gewinde, war durch den Würfel ihres Kreuzkopfes hindurchgesteckt und mit einer vorderen Mutter verschraubt. Beiderseitig vorstehende Zapfen (je 70 Millim. lang und dick, mit 51 Atmosphären Schalendruck arbeitend) im selben Schmiedestück nahmen die Doppelköpfe der kurzgegabelten Schubstangen auf, welcher jeder für sich in veralteter Art zu keilen war.

Textabbildung Bd. 215, S. 296

Die Kurbelzapfen hatten je 120 Millim. Länge. Der Zapfen der (ganz unbalancirten) Kurbelscheibe war 70 und jener der gekröpften Welle, wo der Niederdruck angriff, 170 Millim. dick, was für ersteren 59 Atmosphären Druck und 0,66 Kilogrm.-Meter specifische Abnützarbeit gab. Die Schalen waren innen ziemlich rauh und berührten nicht durchwegs, wie man sich bei dem Auseinandernehmen der Maschine überzeugen konnte.

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Die Kurbellager waren einfach schiefgeschnitten und besaßen nur je zwei Deckelschrauben. Jedes hatte 200 Millim. Bohrung und 250 Millim. Länge, und daß sie an die Fundamentplatte angegossen waren, steht schon oben erwähnt. In ihnen herrschten 10 Atmosphären horizontaler Auflagdruck und 0,32 Kilogrm.-Meter Abnützarbeit per Secunde und einzelnen Quadratcentimeter Auflagfläche.

Außerhalb der Maschine war die Welle 190 Millim. dick und trug ein Schwungrad von 3,10 Meter Durchmesser, von welchem ein 290 Millim. breiter Riemen die Arbeit entführte. Die normale Dampfspannung betrug 4 Atmosphären und der Effect nominell 100 Pferde.

Der Regulator dieser Maschine war durch ein Vorgelege von jener mit der Schleppkurbel mitgenommenen Steuerwelle bewegt. Der Regulatorständer stand nämlich seitlich der Steuerwelle, und seine untere Horizontalwelle war durch ein Zahnradvorgelege 3,6mal schneller als erstere gedreht. Ein Kegelradpaar im Sockel der Regulatorsäule trieb nun die Verticalspindel, welche oben mit gekreuzten Stangen die Schwungmassen trug. Diese waren walzenförmig und abweichend vom bisherigen nicht durch die Hängstangen, sondern mit einer aufgelegten Kreisplatte belastet. Beim Heben der Gewichte rollten sie vermöge ihrer Walzengestalt auf der unteren Fläche der Belastungsplatte hinaus und hoben sie derart direct. Letztere enthielt noch zwischen den Gewichten niederhängend einen rotationsförmigen weiteren Belastungsanguß, in welchen endlich die Manschette gedreht war. Die Belastungsscheibe enthält natürlich Schlitze, durch welche die Regulatorstangen zu den Gewichten ziehen. Diese mögen gleich willkommene Angriffspunkte für die nothwendige höchst sorgfältige Centrirung der Scheibe bieten, die bei einem Durchmesser von 45 Centim. sich ca. 240mal per Minute dreht. Um die Manschette schmiegte sich dann der 55 Centim. lange Hebel, an welchem das Ende der Coulissenstange mit dem Gleitbacken hing. Das Gewicht derselben balancirte ein Schiebgewicht an einer gegenüberstehenden Verlängerung des Hebels, und ein eingeschalteter Oeltopf enthob den Regulator des momentanen Nachgebens.

Die ganze Maschine war stark, aber schlicht und einfach construirt und keine einzige unnöthige Linie oder Fläche störte ihren ruhig ernsten Charakter. Die Ausführung war gut, aber nicht gesucht oder übertrieben, und die (hier zu weit führende) Construction der Kleinstdetaile sprach von den umfassenden Erfahrungen dieser Fabrik. Beispielsweise sei bemerkt, daß sich für die Anbringung der Standsäule für den Hebel des Indicatorantriebes symmetrische Augen mit Arbeitsplatten an das Maschinenbett |298| angegossen vorfanden etc. Hauptsächlich sei aber erwähnt, daß nur wenig Maschinen der Weltausstellung größere Canalquerschnitte und relativ größere Auflagflächen an Führungen und Zapfen aufwiesen als diese.

Mit gef. Genehmigung des Hrn. Verfassers aus dem officiellen Ausstellungsgericht, Heft 83. Druck und Verlag der k. k. Hof- und Staatsdruckerei. Wien 1874.

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