Titel: Ueber Neuerungen an Regulatoren.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1883, Band 247 (S. 229–235)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj247/ar247086

Ueber Neuerungen an Regulatoren.

Patentklasse 60. Mit Abbildungen auf Tafel 18 und 24.

E. A. Bourry in St. Gallen hat an seinem dynamometrischen Regulator (* D. R. P. Nr. 8277, vgl. 1880 236 * 188), welcher sich direkt mit Kraft und Widerstand in Verbindung setzt und eine elastische Kupplung zwischen einer treibenden und einer getriebenen Welle bildet, die Neuerung angebracht (Zusatz * D. R. P. Nr. 13411 vom 7. August 1880), daſs er statt der Zugfedern der elastischen Kupplung bogen- oder spiralförmige Stoſsfedern verwendet. Das durch eintretende Veränderung des Widerstandes hervorgerufene Spiel dieser Federn wird benutzt, um die jeweilige dynamische Belastung des Motors, also die übertragene Kraft auf einem Zifferblatt zu markiren und auch auf einem stetig vorbei bewegten Papierstreifen aufzuzeichnen. – Da die Federn die ganze Kraft des Motors von der treibenden auf die getriebene Welle übertragen müssen, so wird die Construction für groſse Kräfte nicht in genügend haltbarer Weise auszuführen sein; andererseits haben die dynamometrischen Regulatoren den Nachtheil, daſs sie nur bei Veränderung des Widerstandes, nicht aber bei Veränderung der Triebkraft reguliren.

Für Centrifugaltachometer sind verschiedene Neuerungen patentirt worden, welche einerseits das Bestreben zeigen, die Astasie bis zu einem bestimmten Grade zu erreichen und dabei doch dem Regulator eine gewisse Stabilität zu geben, wie sie den statischen Regulatoren eigen ist; andererseits betreffen die Neuerungen die Construction des Uebertragers.

Ludw. Beurmann in Ilfeld am Harz (* D. R. P. Nr. 18294 vom 23. August 1881) gibt der Bahn der Schwungkugelmittel eine epicyklische Form, indem ein auf der Regulatorspindel festgekeilter Zahnbogen u, wie Fig. 1 Taf. 18 zeigt, in zwei mit den Schwungkugeln k fest verbundene Zahnsegmente v greift; diese letzteren sind drehbar aufgehängt an dem Spindelkopf und an dem als Gehäuse gebildeten Belastungsgewicht angelenkt. Die Mittelpunkte der Kugeln k beschreiben somit verlängerte Epicykloiden, welche durch entsprechende Wahl der Dimensionen allerdings der theoretischen Führungslinie der Kugelmittel entsprechend geformt werden können.

H. Mühlrad in Buckau-Magdeburg (* D. R. P. Nr. 1712 vom 4. Juli 1877) hat einen Centrifugalregulator so ausgeführt, daſs ein einfaches Pendel durch einen Gegenlenker derart auf ein Belastungsgewicht wirkt, daſs die vom Pendel geleistete Arbeit in jedem Augenblick gleich oder beliebig abweichend von der zu leistenden Arbeit des Belastungsgewichtes ist. Im ersten Fall ist der Regulator astatisch, im zweiten Fall pseudoastatisch. Hierbei kann die Pendelachse fest und die Curvenbahn mit dem Belastungsgewicht verschiebbar sein, oder die Curvenbahn ist fest |230| und die Pendelachse ist mit dem Belastungsgewicht verschiebbar; letztere Anordnung ist in Fig. 2 Taf. 18 gezeichnet.

A. Dehne in Halle a. S. (*D. R. R Nr. 19502 vom 16. März 1882) hängt die Schwungkugelarme d mit den Gelenken a an die Lenkerstangen l (Fig. 3 Taf. 18), welche sich um die im Gehäuse festliegenden Achsen c drehen können. Dabei führen sich die Arme d in den Gleitbahnen der Stücke e, welche sich um die in dem Gehäuse B festliegenden Achsen f drehen können. Die Stücke e stützen sich mit den Armen g unter Vermittelung der Rollen h auf die mit der Regulatorspindel fest verbundene Hülse i. Beim Heben der Kugeln A drehen sich die Stücke e um f und das ganze Gehäuse wird gehoben, wobei die Schwungkugelmittel S eine Bahn beschreiben, welche nach Wahl der Abmessungen der theoretischen Curve angepaſst werden kann.

G. Hagelin in Stockholm (* D. R. P. Nr. 11283 vom 8. Mai 1880) benutzt die Trägheit einer schweren Schale, welche durch Reibung in Rotation versetzt wird, um einen Regulator zu erhalten, der in bestimmten Grenzen bei Eintritt des Gleichgewichtes in jeder Lage zur Ruhe kommt und dabei den notwendigen Grad von Unempfindlichkeit besitzt. Wie aus Fig. 4 Taf. 18 zu sehen, endigt die Regulatorspindel in eine mehrgängige Hohlschraube; die Spindel b ist durch die Hülsenmutter m fest mit der schweren Schale B verschraubt. Letztere ist durch die Stifte s, s1 gegen ein Guſsstück A prismatisch geführt, welches zwei wagrechte Schlitze hat, um die mit Rollen besetzten Zapfen zweier Walzen a zu führen. A sitzt lose auf einem Bund c der Regulatorspindel, B liegt mit seiner parabolischen Innenfläche auf den Walzen a. Nach eingeleiteter Bewegung wird die Schale B durch die Spindel veranlaſst zu rotiren. Die durch die Centrifugalkraft nach auſsen getriebenen Walzen a suchen die Schale B zu heben; sobald letztere durch ihre Trägheit der rotirenden Spindel nacheilt, muſs sie auch dem Schraubengang folgend nach aufwärts gehen. Es wird somit je nach der Geschwindigkeit eine Gleichgewichtslage in bestimmter Höhe eintreten, welche dann möglichst erhalten bleiben wird. Bei beschleunigtem Gange bleiben die Theile A und B wegen ihrer Trägheit zurück, wobei sich B aufwärts schraubt und durch die Centrifugalkraft der Rollen a darin unterstützt wird; bei eintretender Verzögerung eilen B und A voraus, B schraubt sich ab und die Rollen a gehen nach innen. Die Bewegung von B wird auf die Zulaſsvorrichtung übertragen.

Das Zusammen- und Entgegenwirken verschiedenartiger Kräfte haben auch Ehrhardt und Sehmer in Malstatt-Saarbrücken (* D. R. P. Nr. 11269 vom 20. Februar 1880) benutzt, um einen energischen Regulator von bestimmtem Unempfindlichkeitsgrad zu erhalten; derselbe wirkt direkt auf das Excenter der äuſseren Steuerung und verstellt dessen Excentricität und Voreilwinkel. Auf der Dampfmaschinenwelle ist eine Scheibe S (Fig. 5 Taf. 18) aufgekeilt, um deren zwei Zapfen b das Hebelparallelogramm dd1 sich |231| bewegen kann. Die Arme des letzteren sind verlängert; zwei davon tragen die Gewichte g und an die anderen zwei sind die Gewichte G angelenkt, welche durch Federn F belastet werden, die mittels der Stangen Z zusammengehängt sind. In der Ruhelage berühren die Gewichte g fast die Gelenkpunkte d. Bei der Bewegung wirkt der Fliehkraft der Gewichte G und g die Federspannung von F entgegen; letztere muſs der verlangten Energie entsprechend gewählt werden. Möglichst stetigen Gleichgewichtszustand innerhalb gewisser Grenzen von Umdrehungszahlen kann man durch Wahl der Gewichte G und g erreichen. Einer der Zapfen b durchdringt die Scheibe S und verstellt eine Kurbel, welche dann die Verschiebung der Excenterscheibe in einer Führung bewirkt.

Die Energie eines gewöhnlichen Schwungkugelregulators zu vergröſsern, hat E. Mas in Rive de Gier, Frankreich (* D. R. P. Nr. 12038 vom 20. Juli 1880) die Schwungkugeln k (Fig. 6 Taf. 18) mit Hülsen versehen und auf den Armen h verschiebbar angebracht; die Federn f ziehen die Kugeln nach innen. Bei vergröſserter Geschwindigkeit werden die Federn durch die Centrifugalkraft zusammengedrückt und durch Herausgehen der Kugeln wird eine Vergröſserung des Hebelarmes erzielt.

Als Neuerung an direkter Uebertragung von einem Centrifugalregulator auf die Dampfzulaſsvorrichtung ist die Hebel- und Stangencombination zu bezeichnen, welche R. Dreyscharff in Chemnitz (* D. R. P. Nr. 18853 vom 6. Januar 1882) patentirt erhielt. Dieselbe dient dazu, einen oscillirenden, theilweise entlasteten Kreisschieber, welcher den Dampfeintritt vermittelt, je nach dem Ausschlag der Schwungkugeln zu verstellen. Die Arme der letzteren sind über die Drehpunkte hinaus verlängert und greifen beide an der Regulatorstange an, welche die Hebelverbindung bethätigt.

Der bekannte Constructeur G. H. Corliſs in Providence, Nordamerika (* D. R. P. Nr. 10595 vom 27. Mai 1879) hat einen Mechanismus angegeben, welcher eine direkte Uebertragung von einem gewöhnlichen Geschwindigkeitsregulator auf die bekannte Corliſs-Präcisionssteuerung bewirkt, jedoch nur eine vorher durch Verstellung eines Handhebels fixirte Maximaldauer des Dampfeintrittes erreichen kann. Fig. 7 Taf. 18 zeigt, daſs die von dem Tachometer B bewegte Regulatorhülse die Stange I mitnimmt, deren Nase i, unter den Stift i1 einer Stange E greifend, letztere verstellt. An der Stange E befinden sich die Keilflächen e und e1, welche die Verstellung der Auslöser der Präcisionssteuerung bewirken; die Stangen a und a1 bethätigen die Ventile der letzteren. Die Stange E greift an dem auf der Achse F fest sitzenden Hebel G an, in welcher ein Stift f befestigt ist. Wenn die Schwungkugeln sinken, so verläſst die Nase i den Stift i1 und Stange E sinkt, im Maximum jedoch nur so tief, bis der Stift f gegen die beiden Anschläge c der Nabe des Hebels C schlägt. Da beim Sinken von E der Dampfeintritt verlängert wird, so |232| wird letzterer nur eine gewisse Maximaldauer erreichen können, die durch die Stellung des Handhebels C fixirt ist.

Bei Dampfmaschinen zum Pumpenbetrieb wird noch ein Druckregulator eingeschaltet, der aus dem Cylinder L und dem Kolben K besteht, welch letzterer durch ein Gewicht O beschwert ist; das Rohr N steht mit der Wasserleitung in Verbindung. Steigt der Druck in letzterer, so geht K und damit die Kolbenstange M in die Höhe; der an letztere gehängte Hebel H bewegt dann die Achse F, schiebt damit die Stange E nach aufwärts und somit erfolgt eine frühere Auslösung der Steuerung, also ein kürzerer Dampfeintritt. Sinkt der Druck in der Leitung, so fallt der Kolben K unter Einwirkung des Gewichtes O und der Dampfeintritt wird verlängert, jedoch nur bis zu dem durch die Handhebelstellung bestimmten Grade.

Beide Regulatoren arbeiten somit von einander unabhängig, um den Dampfeintritt abzukürzen; jedoch können sie denselben nicht über einen bestimmten Punkt verlängern, der entweder durch die Stellung des Handhebels C gegeben ist, oder durch die Lage des in der tiefsten Stellung befindlichen Regulators. Diese Vorrichtung ist ganz zweckmäſsig; sie verhütet ein Durchgehen der Maschine und gewährt doch den Regulatoren eine bestimmte, von einander unabhängige Einwirkung innerhalb fixirter Grenzen.

Der direkt wirkende Uebertrager von O. Lilienthal in Berlin (* D. R. P. Nr. 18471 vom 20. December 1881) sitzt unmittelbar auf einer Verlängerung der Kurbelwelle und verstellt Hub und Voreilwinkel des Expansionsexcenters. Bei vermehrter Geschwindigkeit drückt der Regulator entgegen der Spannung der Feder x (Fig. 8 Taf. 18) den Stempel S in die hohle Kurbelwelle, bewegt also durch die schrägen Leisten l, welche in entsprechende Nuthen n eines Querprismas P greifen, das letztere und dadurch das Expansionsexcenter auf demselben. Da die Neigung der Leisten am Stempel geringer als der Reibungswinkel ist, so kann durch die vom Excenter zu übertragende Kraft keine Rückwirkung auf den Regulator ausgeübt werden; auch sonst ist die Erfindung einfach und zweckmäſsig.

Indirekt wirkende Uebertrager. K. Gabler in Chemnitz (* D. R. P. Nr. 10888 vom 5. März 1880) erzielt eine indirekte Uebertragung mittels eines Schaltwerkes. Wie aus Fig. 9 und 10 Taf. 18 ersichtlich, sind in dem Arm a eines um p drehbaren Winkelhebels, an dessen anderen Arm q die Regulatorstange angreift, zwei Klinken b und c drehbar gelagert. Diese werden durch Federn, welche sich gegen geneigte Flächen ihres Zapfens stützen, wider den Bogen d gedrückt in der Weise, daſs, wenn eine Klinke aufliegt, die andere sich abhebt. Bei vermehrter Geschwindigkeit wird der Winkelhebel gedreht; die eine Klinke greift in die fein gezahnte Fläche von d und bewegt diesen Bogen, damit ein hahnartiges Drosselventil zur Absperrung des Dampfes. Ist die Normalgeschwindigkeit |233| dann erreicht, so geht die Klinke wieder in die Mittelstellung zurück, ohne aber den Bogen d zu beeinfluſsen; erst wenn eine Aenderung der Geschwindigkeit eintritt, kommt die eine Klinke wieder in Thätigkeit. Das Belastungsgewicht ist durch eine Feder g gegeben, welche mittels des drehbaren Stellringes h und einer Schraube i in ihrer Büchse r während des Ganges eine solche Regulirung ihrer Spannung gestattet, daſs eine andere Normalgeschwindigkeit der Maschine erreicht werden kann.

Leo Funck in Aachen (* D. R. P. Nr. 14159 vom 4. November 1880) benutzt auch ein Schaltwerk, indem die Regulatorstange, wie Fig. 11 Taf. 18 zeigt, bei A an einem Winkelhebel w angreift, in welchem ein Zahnrädchen r mit fest daran befindlichem Schirm s eines Francis'schen Wendegetriebes gelagert ist. Das Rädchen r greift in ein Rad R ein, auf dessen Achse eine gezahnte Scheibe S sitzt und das die Bewegung zur Dampfzulaſsvorrichtung vermittelt. Bewegt sich unter dem Einfluſs der Schwungkugeln der Winkelhebel w, so wird das Rädchen r auf R abrollen und der Schirm wird in eine solche Lage kommen, daſs eine der beiden Klinken eingelöst wird; diese bewegt dann die Scheibe S, damit auch das Rad R, wodurch r, also auch der Schirm zurückgedreht und die arbeitende Klinke ausgelöst wird. Die Hin- und Herbewegung von R bewirkt die Regulirung.

Dieser Uebertrager gestattet also dem Regulator, in jeder Stellung zur Ruhe zu kommen, indem das Wendegetriebe ausgerückt bleibt, so lange die Geschwindigkeit constant ist; sobald aber letztere ab- oder zunimmt, wird die eine oder die andere Klinke eine Verstellung der Zulaſsvorrichtung herbeiführen. Die letzt beschriebenen Regulatoren von Gabler bezieh. Funck wirken in so fern mit direkter Uebertragung, als die Energie der Regulatoren selbst im Stande sein muſs, die Dampfzulaſsvorrichtung zu verstellen; es können also groſse Kräfte damit nicht ausgeübt werden. Durch Verwendung von Reibungs- oder Zahnkupplungs-Wendegetrieben kann man aber bekanntlich die Verstellung der Dampfzulaſsvorrichtung mit beliebig groſser Kraft erreichen, indem der Regulator dann ein leicht bewegliches Getriebe verstellt, welches durch Kupplung ein zweites Getriebe in Bewegung setzt, das mit beliebiger Kraft die Steuerung bethätigt. Würde hierzu ein astatischer Regulator verwendet werden, der also in jeder Lage zur Ruhe kommen kann, sobald die Normalgeschwindigkeit erreicht ist, so würde die Kupplung eingerückt bleiben, wenn beim Steigen oder Fallen des Regulators aus der Mittelstellung die Einkupplung einmal erfolgt ist; somit würde ein weiteres Schlieſsen oder Oeffnen der Dampfzulaſsvorrichtung stattfinden, bis die Geschwindigkeit so weit gesunken oder gestiegen ist, daſs die Schwungkugeln ihre Mittelstellung einnehmen, bei welcher das Wendegetriebe ausgerückt ist. Der astatische Regulator würde also einen sehr ungleichförmigen Gang erzielen. Es kann somit bei dem gewöhnlichen Wendegetriebe |234| bloſs ein statischer Regulator zur Verwendung kommen, der nur in einer Lage zur Ruhe gelangt, bei welcher dann die Kupplung ausgerückt ist. Um aber auch astatische Regulatoren verwenden zu können, wird der indirekte Uebertrager mit einer Stellhemmung versehen, welche unter der Einwirkung der von den Schwungkugeln direkt bewegten Theile nach einem bestimmten Wege die Auskupplung des Wendegetriebes selbstthätig bewirkt.

Ein solcher Uebertrager wurde von Steph. Quast in Aachen (* D. R. P. Nr. 16159 vom 22. März 1881) construirt. Hier ist die Bewegung der Steuerung direkt proportional der senkrechten Bewegung des Regulators, also eigentlich eine direkte Uebertragung erzielt, jedoch mittels des Wendegetriebes eine beliebig groſse Kraft zur Verstellung der Steuerung wirksam gemacht. Wie aus Fig. 12 Taf. 18 zu ersehen, werden die senkrechten Bewegungen des Pendels durch die Scheibe k und die Stangen f auf die Mutter e des Kupplungsmuffes c übertragen. Ein von der Maschine getriebenes Kegelrad bewegt stetig die Kegelräder b und a. Steigt oder fällt der Regulator, so wird die Kupplung c in b oder a eingerückt und die beiden Schraubenspindeln c und d drehen sich, die beiden Muttern e und g schrauben sich also auf- oder abwärts; somit kann die Regulatorhülse i weiter steigen oder fallen. Zugleich wird aber die Mutter g durch Stangen den Muff h heben oder senken und zwar proportional der Bewegung von i, da die Gewinde von c und d gleiche Steigung und Richtung haben. Der Muff h greift an das Stellzeug an. Sobald aber der Regulator zur Ruhe kommt, schraubt sich der Kupplungsmuff c abwärts und rückt damit die Kupplung aus; der Muff h bleibt also auch stehen.

Diese Construction ist ganz zweckentsprechend, leidet jedoch an dem Uebelstand, daſs die Klauenkupplung sich leicht abnutzt, indem im Augenblick des Eingreifens zuerst die Zähne auf einander reiben werden, bis sie weit genug in einander greifen; dieses Versagen wird um so mehr auftreten, je gröſser die Geschwindigkeit der Kegelräder und je weiter bereits die Abnutzung der Zahnkanten vorgeschritten ist.

R. Pröll hat, um diesem Uebelstand zu begegnen, einen Einrückmechanismus für indirekte Uebertrager erfunden (* D. R. P. Nr. 10860 vom 29. Februar 1880, Zusatz zu Nr. 2196, vgl. 1880 236 * 276), welcher zur Wirkung gelangt, sobald der Regulator das Bestreben zeigt, die Kupplung oben oder unten zum Eingriff zu bringen, und die Zahnkanten fast bis zur Berührung einander genähert hat. Der Eingriff der Kupplungszähne erfolgt dann mit Maschinenkraft fast augenblicklich und sicher. Der Mechanismus ist in Fig. 13 Taf. 18 abgebildet. Ein auf der Antriebswelle W sitzendes Excenter l bewegt durch die Lenkerstange F und einen um die Achse w oscillirenden Winkelhebel den Rahmen B, welcher noch an einer Achse J aufgehängt ist, auf und ab. Der um D drehbare Einrück- und Ausrückhebel bewegt zwei Klinken k1, k2, welche zwei Seiten eines um G drehbaren Gelenkviereckes bilden: sobald |235| durch den Regulator das Kupplungsstück b den Zähnen des einzukuppelnden Rades genähert ist, wird k1 bezieh. k2 von den Kanten s1 bezieh. s2 des Rahmens B erfaſst und durch letzteren der Hebel A mit dem Kupplungsstück b in die entsprechenden Zähne eingedrückt werden, noch ehe der Regulator das Stück b in die zum Einkuppeln erforderliche Lage gebracht hat. Damit bei gleichzeitiger Wirkung der Ein- und Ausrückvorrichtung, welch letztere sich von der des Hauptpatentes nicht unterscheidet, kein Bruch der Theile eintritt, ist die Stange F elastisch gemacht. Dieser Einrückmechanismus macht den indirekten Uebertrager zum Bewegen schwer beweglicher Verstellungsvorrichtungen bei Dampfmaschinen, wie des Steins der Coulisse oder der Expansionsplatten der Meyer-Steuerung, geeignet.

E. Hartmann in Augsburg (* D. R. P. Nr. 14876 vom 11. Januar 1881 als Zusatz zu * D. R. P. Nr. 3828) hat die ursprüngliche Klauenkupplung wegen des angegebenen Uebelstandes durch eine Reibungskupplung ersetzt. Der Uebertragungsmechanismus ist den Bedingungen entsprechend construirt, welche auch für den beschriebenen Quast'schen Uebertrager maſsgebend waren; es ist auch hier die nach dem Steuerorgan abgegebene Bewegung proportional in Ausschlag und Geschwindigkeit der stets variablen Bewegung des Hülsengewichtes. Die auſsen liegenden Reibungsräder sind auf der Achse verschiebbar und in ihren Gegenrädern schwebend erhalten durch Bolzen, welche in den Schienen b verstellbar befestigt sind. Wie Fig. 14 Taf. 18 zeigt, sind letztere durch eine Achse c drehbar verbunden mit dem Hebel e c d, welcher in e an der Regulatorhülse aufgehängt ist und an einem Winkelhebel angreift, dessen einer Arm als Schraubenmutter gebildet ist. Hebt sich die Regulatorhülse, so dreht sich der Hebel e c d um den augenblicklichen Drehpunkt d und die Schienen b heben die beständig rotirenden Reibungskegel; das Dreikegelrädergetriebe wird in Bewegung gesetzt, die als Schraubenspindel gestaltete Achse des Mittelrades bewegt den Winkelhebel, senkt dadurch den Punkt d und rückt die Kupplung wieder aus. Herrscht am Regulator Gleichgewicht, so befindet sich der Stellhebel in Ruhe; so lange die Regulatorhülse sich bewegt, wird auch das von den Zapfen d aus bethätigte Stellzeug sich bewegen; jedoch kommt dieses wieder sofort zum Stillstand, wenn beim Eintreten einer neuen Gleichgewichtslage die Regulatorhülse sich wieder in Ruhe befindet. Dieser Regulator, welchen die Maschinenfabrik L. A. Riedinger in Augsburg ausfuhrt, entwickelt somit bei groſser Empfindlichkeit eine bedeutende Energie.

(Schluſs folgt.)

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