Titel: Anordnungen der Meyer'schen Steuerung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1881, Band 242 (S. 79–86)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj242/ar242027

Anordnungen der Meyer'schen Steuerung zur Verstellung der Expansionsschieber durch den Regulator.

Patentklasse 14. Mit Abbildungen auf Tafel 7.

Sobald man nach Einführung der Corliſs- und Sulzer-Steuerungen erkannt hatte, wie vortheilhaft (bezüglich des Dampfverbrauches) die Regulirung der Steuerung durch Veränderung des Füllungsgrades gegenüber der Regulirung durch Drosselung des Dampfes ist, war es naheliegend, auch für die so manche Vorzüge besitzende, auſserordentlich verbreitete Meyer'sche Steuerung nach Anordnungen zu suchen, welche die Beeinflussung des Expansionsgrades durch den Regulator ermöglichten. Das einfachste war jedenfalls, bei der gebräuchlichen Einrichtung, bei welcher die beiden Expansionsschieberplatten durch Rechts- und Linksgewinde mit der Schieberstange verbunden sind, die letztere direct durch Hebel und Zugstangen, Zahnräder o. dgl. mit der Regulatorhülse in Verbindung zu setzen (vgl. z.B. die Steuerung von G. Stark 1866 182 * 438). Dem stehen jedoch die groſsen Reibungswiderstände entgegen, welche bei einer derartigen Verschraubung der Platten auftreten und nur durch auſsergewöhnlich groſse Regulatoren überwunden werden können. Diese einfachste Anordnung wird deshalb nur in Verbindung mit einer Entlastungsvorrichtung für die Expansionsschieber möglich sein und hierbei tritt wieder die Schwierigkeit auf, brauchbare Entlastungsvorrichtungen herzustellen.

O. Müller in Neuschönefeld bei Leipzig (* D. R. P. Nr. 12472 vom 3. Januar 1880) hat die Entlastung dadurch zu erreichen gesucht, daſs er die Expansionsschieber als Kolben ausführte und den Grundschieber mit einem entsprechenden hohlcylindrischen Aufsatz versah, wie aus Fig. 1 bis 3 Taf. 7 ersichtlich ist. In dem oberen aufgeschraubten Theile dieses Aufsatzes sind den nach dem Schieberspiegel führenden |80| Kanälen e gegenüber gleich groſse Schlitze f angebracht. Eine eingelegte Feder hindert die Kolben an der Drehung. Die Verstellung derselben erfolgt mit Hilfe eines kleinen Getriebes b (Fig. 1 und 3), das mit der Schieberspindel durch Nuth und Feder verbunden ist, und einer an der Regulatorhülse befestigten Zahnstange a, in welche ersteres eingreift. Sind die Kolben gut eingeschliffen, so ist eine genaue Einwirkung des Regulators, besonders wenn dieser, wie in der Zeichnung angenommen, verhältniſsmäſsig groſs gewählt wird, wohl möglich, falls nicht die Schrauben selbst einen zu groſsen Reibungswiderstand bieten.

Die innerhalb des Schieberkastens liegenden Schrauben sind aber auch auſserdem ein Uebelstand der Meyer'schen Steuerung, da sie erfahrungsgemäſs leicht locker werden. Man hat deshalb die Verstellung der beiden Expansionsschieber auf andere Weise zu erreichen gesucht durch Vorrichtungen, welche, auſserhalb des Schieberkastens angebracht, der Einwirkung des Dampfes nicht ausgesetzt und leicht zugänglich sind. Es müssen selbstverständlich dann beide Theile mit besonderen Schieberstangen versehen sein, welche entweder neben einander liegend durch zwei Stopfbüchsen aus dem Schieberkasten heraustreten, oder concentrisch angeordnet sind, so daſs die eine durch die andere hohle Stange hindurchgeht. W. Meyer (1880 238 * 191) hat für diesen Fall eine directe Einwirkung des Regulators durch Keilplatten zu ermöglichen gesucht. Es tritt bei seiner Construction an die Stelle der Schraubenreibung die Reibung in den Keilschlitzen, während die Reibung der Schieberplatten die gleiche bleibt. Sie wird demnach auch nur bei Anwendung eines genügend kräftigen Regulators brauchbar sein. Die Verstellung der Platten durch Keilwirkung findet sich ferner auch bei der unter Nr. 2476 in Deutschland patentirten Steuerung von A. Robert (vgl. 1879 232 * 390), bei welcher jedoch kein Centrifugal-, sondern ein hydraulisches Widerstandstachometer benutzt ist.

Werden nun auch – einen gewöhnlichen Centrifugalregulator vorausgesetzt – die Einrichtungen mit directer Schrauben- oder Keilverstellung nie günstige Resultate geben, wenn eine groſse Gleichförmigkeit im Gange der Maschine nöthig ist, so ist dennoch die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, eine gute Wirkung bei directer Verbindung mit dem Regulator zu erreichen. Trifft man nämlich die Anordnung so, daſs die beiden von der Reibung der beiden Expansionsplatten herrührenden Widerstände in entgegengesetzter Richtung auf das Stellzeug einwirken, so heben sie sich gegenseitig ganz oder theilweise auf. Sind die Reibungen beider Platten gleich groſs, so beschränkt sich der ganze von dem Regulator zu überwindende Widerstand auf die geringe Reibung im Stellzeug. Eine solche Anordnung wurde zuerst, so viel bekannt, von Ommaney und Tatham (1874 213 * 8. 1876 219 381) ausgeführt. Die beiden Stangen der Expansionsschieber sind dort an die gegenüberstehenden Enden eines Ankerhebels gehängt, während dessen |81| mittlerer Arm mit der Regulatorhülse verbunden ist. Der mit einer besonderen Geradführung versehene Endpunkt der Excenterstange greift an dem Drehzapfen jenes Ankerhebels an. Sehr ähnliche Constructionen fanden sich dann noch mehrfach und traten unter verschiedenen Namen auf (vgl. 1876 221 289 und 1879 232 391). Der Antrieb der Expansionsplatten setzt, sich bei diesen Steuerungen immer zusammen aus dem Antrieb der Excenterstange und dem Zuge oder Drucke der steigenden oder fallenden Regulatorhülse. Wie gering deshalb auch die letztere Kraft sein möge, sie wird immer zur Wirkung kommen, sobald sie nur im Stande ist, die geringe Reibung in den Gelenken u.s.w. zu überwinden. Es tritt hier indessen ein anderer Uebelstand auf. Die Reibungswiderstände der beiden Expansionsplatten werden im Allgemeinen nicht genau gleich groſs sein, schon weil sie die Kanäle des Grundschiebers abwechselnd öffnen und schlieſsen. Die Differenz der beiden Widerstände wird aber fortwährend, wie leicht einzusehen, durch das Gestänge auf den Regulator übertragen und hierdurch das Spiel desselben nicht unwesentlich beeinfluſst. Diesen Miſsstand suchte B. Leutert in Halle (* D. R. P. Nr. 12941 vom 7. September 1880, vgl. 1881 240 * 335) zu beseitigen, indem er, besonders durch Anordnung von Compensationsplatten, die Reibungswiderstände der beiden Platten möglichst gleich zu machen suchte. Die Leutert'sche Steuerung muſs daher als die bis jetzt vollkommenste dieser Art angesehen werden.

Nahe verwandt mit den letztgenannten Constructionen sind diejenigen, bei welchen die beiden Expansionsschieberstangen statt an einen Ankerhebel an einem scherenartigen Doppelhebel angehängt sind, wie bei den Steuerungen von J. Shanks und J. G. Lyon (Erloschenes * D. R. P. Nr. 3053, vgl. 1879 234 * 436) und von R. Steiner in Crimmitschau (* D. R. P. Nr. 7423 vom 6. Mai 1879), welch letztere in Fig. 4 bis 6 Taf. 7 dargestellt ist. Beide Anordnungen sind den vorhergehenden gegenüber weniger einfach, da mehrere Theile doppelt ausgeführt sein müssen; auch gilt von ihnen bezüglich der Rückwirkung auf den Regulator dasselbe, was oben von der Anordnung mit Ankerhebel gesagt wurde. Steiner hat übrigens, wie aus Fig. 4 ersichtlich, die Expansionsplatten dadurch zu entlasten gesucht, daſs er dieselben in Schlitzen des Grundschiebers (durch Aufschrauben von Brücken gebildet) gleiten läſst. Im Vergleich mit der Steuerung von Shanks und Lyon ist die Steiner'sche Construction einfach zu nennen, da bei derselben die beweglichen Theile im Schieberkasten (Kniehebel und Keile), durch welche ein Vortheil kaum erzielt werden kann, fortgelassen sind. An dem Gestell der Maschine ist mit den Zapfen a ein Rahmen R gelagert, welcher die Schere ss trägt und durch die bei b angreifende Excenterstange in Schwingung versetzt wird. An die unteren Enden der Schere sind die Stangen der beiden |82| Expansionsplatten angehängt, während die oberen durch Zugstangen und Winkelhebel mit der Regulatorhülse verbunden sind. In der Zeichnung ist angenommen, daſs die Drehzapfen der Hebel s in der Verlängerung von b liegen; der Angriffspunkt der Excenterstange kann jedoch auch höher oder tiefer gewählt werden. Dagegen ist es wichtig, daſs in der Mittelstellung der Hebel s ihre oberen Endzapfen und die Drehzapfen a des Rahmens R eine gemeinschaftliche geometrische Achse haben, damit durch die Schwingung um a keine merkbare Zug- oder Druckwirkung auf das Regulatorgestänge ausgeübt werde. – Soll der Dampf in einen zweiten gröſseren Cylinder weiter expandiren, so kann der Grundschieber desselben von dem Zapfen x (Fig. 4) aus, der Expansionsschieber von dem Zapfen z (Fig. 4 und 6) aus bewegt werden.

Den bisher aufgeführten Steuerungen, bei welchen der Regulator direct auf die Steuerung einwirkt und diese mit dem Regulatorgestänge eine zusammengesetzte Kette bildet, stehen nun als zweite Hauptgruppe die Steuerungen mit indirecter Einwirkung des Regulators gegenüber, bei welchen das Regulatorgestänge nicht mit den Steuerungstheilen verbunden ist, sondern mit ihnen nur dann in Berührung tritt, wenn die Regulatorhülse in Folge einer Geschwindigkeitsänderung der Maschine steigt oder fällt. Der Regulator verstellt in diesem Falle nur gewisse Anstoſstheile und die Verstellung der Expansionsplatten wird mittels Schrauben- oder Keilwirkung von der Kurbel- oder Steuerwelle aus bewerkstelligt. Derartige Anordnungen ermöglichen deshalb, wenn sie sonst zweckmäſsig ausgeführt sind, immer eine recht genaue Regulirung des Füllungsgrades, wenn auch die Einwirkung des Regulators nicht so schnell erfolgt, wie bei einer directen Verbindung desselben mit der Steuerung.

Auch in dieser Gruppe ist zunächst eine kürzlich patentirte Anordnung zu erwähnen, welcher die gewöhnliche Befestigung der Schieberplatten an der Schieberstange mittels Rechts- und Linksgewinde zu Grunde liegt; es ist die Steuerung von St. Quast in Aachen (* D. R. P. Nr. 14037 vom 17. October 1880), deren neuere Anordnung in Fig. 7 und 8 Taf. 7 dargestellt ist. Auf der Expansionsschieberstange befindet sich vor oder hinter dem Schieberkasten eine steilgängige Schraube a, die mit einem Zahnbogen b in Eingriff steht, welcher durch den Hin- und Hergang der Schieberstange eine schwingende Bewegung erhält. Durch einen mit b verbundenen zweiten Zahnkranz von kleinerem Halbmesser wird diese Bewegung auf ein Gleitstück c übertragen, welches in Nuthen des Gestelles zwischen den Daumen d und d1 hin- und hergleitet; letztere sind durch je ein Gelenkparallelogramm mit der Achse o und durch diese mit dem Regulatorgestänge verbunden. Bei einer Geschwindigkeitsänderung der Maschine wird die Achse o vom Regulator aus gedreht und dadurch werden auch die Daumen d |83| und d1 zu einer Drehung in demselben Sinne veranlaſst derart, daſs der eine steigt, wenn der andere fällt, und umgekehrt. Sie begrenzen immer beiderseits den Weg des Gleitstückes c und verschieben denselben nach der einen oder anderen Seite, ohne seine Länge zu verändern, sobald sie durch den Regulator zu einer Drehung veranlaſst werden. In diesem Falle stöſst das Stück c an einen der Daumen an; dasselbe kann dann seinen Hub nicht vollenden und bringt deshalb auch den Zahnbogen b zum Stillstand. Die Schraube a wird hierdurch gezwungen, beim Weitergange eine Drehung auszuführen und so die Verstellung der Expansionsplatten zu bewirken. Die Daumen d, d1 müssen eine solche Form haben, daſs ihre Entfernung in der Bahn des Gleitstückes c immer dieselbe bleibt. Dieser Bedingung wird entsprochen, wenn die äuſsere Begrenzung durch gleiche archimedische Spiralen gebildet wird. Unter dieser Voraussetzung werden auch für gleiche Drehungen der Daumen d, d1 die Verstellungen der Platten gleich sein. Die Verhältnisse sind so gewählt, daſs die ganze Verschiebung der Platten aus ihrer innersten in die äuſserste Stellung zwei Umdrehungen der Schieberstange und eine Vierteldrehung der Daumen d und d1 erfordert. Das Rechts- und Linksgewinde auf der Schieberstange muſs daher verhältniſsmäſsig steil sein.

Zu befürchten ist, daſs für die Stellungen, für welche der Winkel α (Fig. 7) zwischen Radius und Tangente der Daumencurve nicht gröſser ist, als in der Zeichnung angegeben, beim Anstoſsen des Gleitstückes c an die Daumen eine erhebliche Rückwirkung auf den Regulator stattfindet, da 90° – α jedenfalls gröſser als der betreffende Reibungswinkel und der bei der Plattenverstellung auftretende Widerstand nicht unbeträchtlich ist. – Der ganze Apparat läſst sich übrigens leicht an alten Meyer'schen Steuerungen anbringen und ist auch schon vielfach eingeführt worden.

Bei der Steuerung von A. Pelissier in Hanau (* D. R. P. Nr. 1122 vom 16. October 1877) ist auch nur eine Expansionsschieberstange vorhanden, da der Verstellungsmechanismus unzweckmäſsiger Weise im Innern des Schieberkastens liegt. Die beiden Expansionsschieber sind hier jedoch nicht durch Schraubengewinde mit der Stange verbunden, sondern mit Hilfe einer Platte S (Fig. 9 und 10 Taf. 7), die mit einem Zapfen z in dem Kopfe k der Schieberstange gelagert ist und in deren spiralförmige Schlitze s, s1 die an den Schiebern befindlichen Zapfen t, t1 eingreifen. Die Verlängerung des Zapfens z trägt eine kleine Kurbel h, auf deren Zapfen c eine gehärtete Stahlrolle r aufgesteckt ist. Diese ragt in den Ausschnitt einer Platte R hinein, welche auf am Schieberkastendeckel befestigten Rollen geführt wird. Die Länge des Ausschnittes entspricht dem Schieberhube, so daſs während des Beharrungszustandes der Maschine die Rolle r die Ränder des Ausschnittes |84| eben berührt. Wird aber bei einer Geschwindigkeitsänderung die Platte R vom Regulator nach der einen oder anderen Seite verschoben, so wird die Rolle r vor Ende des Schieberhubes anstoſsen, die Kurbel h sammt der Platte S etwas gedreht und dadurch die Entfernung der Schieberplatten geändert werden. Die Verschiebung der Platte R wird bewirkt mittels des an den Zapfen d angreifenden Hebels m, auf dessen durch eine Stopfbüchse hindurchgehenden Achse a auſserhalb des Schieberkastens der Arm n aufgekeilt ist. Dieser ist durch Zugstange b mit einem gleichfalls auf Rollen geführten Rahmen p verbunden, welcher eine unrunde Scheibe C umschlieſst. Die Achse der letzteren ist in einem Bocke B gelagert. Beim Steigen bezieh. Fallen der Regulatorhülse erhält die Scheibe C mit Hilfe des auf gleicher Achse befindlichen Armes f eine Drehung, wobei sie auf eine der beiden in p befindlichen Rollen einwirkt und dadurch eine Verschiebung des Rahmens p, folglich auch der Platte R (im entgegengesetzten Sinne) verursacht. Die Einschaltung der unrunden Scheibe C in das Gestänge hat offenbar den Zweck, die Rückwirkung auf den Regulator aufzuheben. Ganz wird derselbe jedoch nicht erreicht werden, da auch bei dieser Scheibe der Winkel der Druckrichtung mit der Normalen an die Begrenzungscurve in den meisten Stellungen gröſser als der Reibungswinkel ist, zumal bei Anwendung von Rollen. Auſserdem erscheint auch eine selbstthätige Verdrehung der Scheibe S im Schieberkasten infolge verschieden groſser Reibungswiderstände der Schieberplatten nicht ausgeschlossen.

Wenn man bei den oben erwähnten Steuerungen von Ommaney und Tatham, von Leutert u.a. den Doppelhebel, bezieh. das Zahnrad, woran die beiden Stangen der Expansionsplatten gehängt sind, nicht direct mit dem Regulator, sondern mit einer Knagge in Verbindung bringt, welche sich in einem zur Schubrichtung geneigten Schlitz bewegt, so daſs bei einer Verschiebung des Schlitzes durch den Regulator die Knagge auf einer Seite anstöſst und eine Drehung jenes Hebels bezieh. Zahnrades bewirkt, so hat man im Princip die Steuerung von Gebrüder Schmidt in Schwelm (Erloschenes * D. R. P. Nr. 8413 vom 5. August 1879). In der patentirten Ausführungsform, welche durch Fig. 11 bis 13 Taf. 7 veranschaulicht ist, erscheint dieselbe jedoch ziemlich umständlich. Von dem Expansionsexcenter C wird ein auf dem Bock F gleitender Schlitten E bewegt. Derselbe trägt auf einer kurzen verticalen Welle c zwei um 180° gegen einander versetzte Excenter d und e, welche mit den beiden Stangen der Expansionsplatten verbunden sind, und ein Zahnrad a, das in eine Zahnstange i eingreift und diese beim Hin- und Hergang des Schlittens mitnimmt. Die Zahnstange gleitet in Führungen des Gestelles G und trägt auf ihrer Rückseite die Knagge y (Fig. 11). Letztere bewegt sich während des |85| Beharrungszustandes der Maschine frei in dem schrägen Ausschnitt der Platte K, welche mit Gegengewichten n an die Regulatorhülse gehängt ist, stöſst aber auf einer Seite an, sobald die Platte gehoben oder gesenkt wird. Dies veranlaſst eine Drehung des in die. Zahnstange eingreifenden Zahnrades, also auch der auf gleicher Welle befindlichen Excenter d und e und damit eine Verstellung der Expansionsschieber. Eine selbstthätige Verstellung derselben ist nicht zu befürchten, wenn die Reibung in den Excenterbügeln von d und e und den Lagern der Welle c gröſser ist als die Differenz der Reibungen beider Schieberplatten. Die Einwirkung des Regulators kann jedoch keine sehr genaue sein, da die Platte K einen nicht unbedeutenden Reibungswiderstand bieten wird und die Gewichte n, welche der Platte K nicht in allen Lagen das Gleichgewicht halten können, die Wirkungsweise des Regulators in ungünstigem Sinne beeinflussen.

Bedeutend einfacher und zweckmäſsiger erscheint die Construction von C. Carlo in Chemnitz (* D. R. P. Nr. 3871 vom 11. August 1877 und Zusatz * Nr. 11553 vom 25. März 1880). Fig. 14 bis 16 Taf. 7 zeigen die neuere Anordnung, welche dem Zusatzpatente zu Grunde liegt. Die beiden Schieberstangen B und B1 der Expansionsschieber, welche bei der Construction des Hauptpatentes neben einander lagen, sind hier concentrisch, die eine in der anderen steckend, angeordnet. Durch eine Stopfbüchse D1 sind sie auſserhalb des Schieberkastens gegen einander gedichtet. Sie sind ebenfalls wie bei der Steuerung von Ommaney und Tatham an einen Doppelhebel C angehängt, an dessen Drehzapfen die Excenterstange angreift, die äuſsere röhrenförmige Stange mit einem festen Arm, die innere mit Hilfe eines Gelenkstückes d. Die Verstellung der Schieber erfolgt durch Verschraubung der auf einer festliegenden Schraube S befindlichen Mutter M, gegen welche die Kanten eines in der äuſseren Schieberstange befindlichen Auschnittes stoſsen. Die Mutter M ist durch einen Bügel mit einem langen Zahnrädchen o von geringem Durchmesser verbunden, in welches eine mit der Regulatorhülse verbundene Zahnstange F eingreift. Der Schraube S ist ein verhältniſsmäſsig groſser Durchmesser gegeben, um die zur Verschiebung der Platten nöthige Steigung herauszubringen und doch die Rückwirkung auf den Regulator zu vermeiden.

Die Anordnung kann in verschiedener Weise abgeändert werden. Es kann die Schraube S mit dem Zahnrädchen verbunden und drehbar gelagert sein, während die Mutter M an der Drehung verhindert und geradlinig geführt wird. Ferner kann die Mutter ganz festgestellt und die Schraube S, mit einer Anstoſsscheibe versehen, hin- und hergeschraubt werden, oder es kann endlich, wie beim Hauptpatent, die Mutter ganz fortfallen und die entsprechend groſs ausgeführte Schraube an dem Gewinde selbst den Anstoſs aufnehmen (vgl. Fig. 18).

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Damit keine selbstthätige unbeabsichtigte Verstellung der Schieber stattfinde, muſs die Stopfbüchse D1, so fest angezogen werden, daſs die Reibung in derselben gröſser ist, als die Differenz der Reibungen beider Platten werden kann.

Auch eine Entlastungsvorrichtung für die Expansionsschieber ist in der Patentschrift Nr. 11553 angegeben, obgleich sie bei einer derartigen indirecten Verstellung nicht nöthig ist. Ueber dem Expansionsschieber R (Fig. 17) ist eine Platte P angebracht, welche mit ihren keilförmigen Enden auf entsprechend abgeschrägten Leisten l des Schieberkastens aufliegt und mittels der Schraube i verstellt werden kann. Die Leisten l haben bei richtiger Einstellung den auf die Platte P wirkenden Dampfdruck aufzunehmen. Wird die Ein- und Nachstellung immer sorgfältig ausgeführt (unter Dampfdruck mit abgehängter Excenterstange), so mag die Vorrichtung brauchbar sein.

Zum Schluſs sei noch auf die gleichfalls hierher gehörige Steuerung von Fr. Stellwag (Erloschenes * D. R. P. Nr. 10063, vgl. 1880 238 * 452) hingewiesen, bei welcher eine Flüssigkeitssäule in die Schieberstange eingeschaltet ist, die mittels einer kleinen Pumpvorrichtung beim Steigen und Fallen des Regulators verlängert oder verkürzt wird. Da aber geringe Undichtigkeiten schon bald eine bedeutende Ungenauigkeit in der Steuerung herbeiführen können, hat sich die wenngleich recht sinnreiche Anordnung nicht wohl bewähren können.

Endlich ist noch zu bemerken, daſs die Einrichtungen der Trapez-Schiebersteuerungen, bei welchen die Verstellung des Trapezschiebers durch Drehung der Schieberstange erfolgt, auch bei der Meyer'schen Steuerung zur Verstellung der beiden Platten Anwendung finden können.

Whg.

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