Titel: Voigt's Hubpausenapparat für Wasserhebungs-Dampfmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1884, Band 252 (S. 305–308)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj252/ar252110

F. E. Voigt's Hubpausenapparat (Intervaller) für Wasserhebungs-Dampfmaschinen.

Mit Abbildungen auf Tafel 24.

Der bekannte Uebelstand der gewöhnlichen rotirenden Wasserhaltungsmaschinen, bei kleiner Wassermenge ungünstig zu arbeiten, ist durch die Kley'schen Maschinen mit Rotation und Hubpausen behoben (vgl. * S. 265 d. Bd.); bei denselben kann, wie bei den Maschinen ohne Rotation, nach jedem Hube ein Stillstand von regulirbarer Dauer erzielt und dadurch die gehobene Wassermenge den Zuflüssen angepaſst werden, ohne daſs eine dem Effecte nachtheilige Verminderung der Geschwindigkeit Platz greifen müſste. Die Steuerung derselben erfolgt mittels einer Welle, welche durch Wirkung einer Feder abwechselnd nach entgegengesetzter Seite gedreht wird. F. E. Voigt, Ingenieur der Schiffs- und Maschinenbau-Actiengesellschaft Germania in Berlin, hat nun einen neuen Steuerungsapparat für solche Maschinen construirt, welcher wegen seines sinnreichen Mechanismus das Interesse der Fachmänner zu erwecken geeignet und deshalb von Julius v. Hauer im Berg- und Hüttenmännischen Jahrbuche, 1884 S. 1 näher beschrieben ist. (Vgl. auch * D. R. P. Anmeldung Kl. 14 Nr. 637 vom 31. December 1883.)

Die Drehung der Steuerwelle, welche die Ventile bewegt, erfolgt bei dem Voigt'schen Apparate auch absatzweise, jedoch stets in gleicher Richtung; die Welle beschreibt bei jedem einfachen Hube eine halbe Umdrehung und zwar in 3 Absätzen: Durch Knaggen an der Steuerstange wird die Welle während des Kolbenlaufes zuerst um ⅛ des Kreises gedreht, dadurch das Einlaſsventil geschlossen und Expansion eingeleitet; hierauf folgt wieder ⅛ Umdrehung ebenfalls durch die Steuerstange, wobei das Auslaſsventil geschlossen und der Hub beendet wird. Nach einer Pause dreht nun der Katarakt die Welle um ¼ des Kreises, wobei Einlaſs- und Auslaſsventil für den folgenden entgegengesetzten Kolbenlauf der Maschine geöffnet werden. Hiermit hat auch die Steuerwelle ihre halbe Umdrehung beendet und es folgt nun die gleiche absatzweise Bewegung beim entgegengesetzten Kolbenlaufe, wobei die Steuerwelle ihre zweite halbe Umdrehung beschreibt.

Fig. 1 und 2 Taf. 24 zeigen die Steuerung im Aufrisse in zwei Stellungen während der unteren und der oberen Pause; Fig. 5 gibt den Grundriſs. Die Bewegung erfolgt durch zwei Steuerstangen S, S1 , welche ihrerseits von der Dampfmaschine bewegt werden und, um einen bestimmten Fall anzunehmen, mit dem Kolben derselben gleichzeitig auf- und niedergehend gedacht werden können. Ferner ist w die Steuerwelle, auf deren Fortsetzung w1 die Hebedaumen a, b für das untere Einlaſs- und obere Auslaſsventil, dann die Hebedaumen a1, b1 (Fig. 2) für das obere Einlaſs- und untere Auslaſsventil befestigt sind (im Grundrisse |306| erscheint nur ein Theil der Welle w1 ohne diese Daumen). Bei Drehung der Welle w in der Richtung des Pfeiles werden von den Daumen Rollen r gehoben, deren Achsen durch Stangen s mit den Ventilen in Verbindung stehen. Der Hebung der Rollen entspricht die Oeffnung, dem Niedergange der Schluſs der Ventile.

Die Wellen w und w1 stehen durch zwei Kurbelscheiben k (Fig. 5) und einen zwischen diesen befindlichen Zapfen mit einander in Verbindung, der Zapfen durch eine Stange u (Fig. 1) und einen Hebel mit der Welle der zwei gegabelten Steuerhebel c, d und c1, d1 , welche zu beiden Seiten der Steuerstange S liegen; wie aus dem Grundrisse Fig. 5 ersichtlich, sind d und d1 weiter von S entfernt als c und c1. An S sind ferner 4 Knaggen befestigt, von welchen, wie auch Fig. 4 in der Seitenansicht zeigt, e, e1 kürzer sind und nur auf die Hebel c und c1 wirken können, während die Knaggen f, f1 gröſsere Ausladung haben und beim Auf- und Niedergange der Steuerstange die weiter abstehenden Hebelarme d, d1 erreichen.

Die Katarakte C, C1 haben die gewöhnliche Einrichtung; sie enthalten ein Saugventil v, durch welches sowie durch das stellbare Ventil x beim Aufgange des Kataraktkolbens die Flüssigkeit in den Cylinder einströmt, während dieselbe beim Niedergange nur durch x ausströmt, so daſs durch verschiedene Stellungen von x die Geschwindigkeit des niedergehenden, durch ein Gewicht belasteten Kataraktkolbens, also die Dauer der Pause beliebig regulirt werden kann. Die Kataraktkolben stehen mit den auf den Wellen m, m1 befestigten Hebeln h, h1 in Verbindung (vgl. Fig. 5), auf welche beim Auf- bezieh. Niedergange der Steuerstange S1 die an letzterer in gleicher Höhe befestigten cylindrischen Knaggen l und l1 (im Aufrisse nur punktirt angedeutet, da dieselben in gleicher Höhe mit e, f liegen) wirken und dadurch die Katarakte aufziehen. Endlich ist der Katarakthebel h direkt und h1, wie aus Fig. 5 ersichtlich, durch einen zweiten Hebel mit den unten geschlitzten Stangen t, t1 (Fig. 1), welche einen an der Scheibe n festen Zapfen z umfassen, in Verbindung; der Zapfen z ist so lang, daſs die entsprechend gebogenen Stangen t, t1 hinter einander auf demselben Platz finden. Die Scheibe n ist auf der Welle w aufgekeilt.

Die Stellung Fig. 1 entspricht dem tiefsten Stande des Dampfkolbens und der Steuerstangen, also der unteren Pause, während welcher alle Dampfventile geschlossen sind. Der Katarakt C1 ist dabei ganz aufgezogen und wird in dieser Stellung durch die Knagge l1 erhalten, welche das Aufsteigen des Hebels h1 hindert; der Zapfen z und der Befestigungspunkt der Stange u stehen um je 45° von der vertikalen Mittellinie der Scheibe n ab. Der Kolben des Kataraktes C sinkt, mit ihm der Hebel h und die Stange t, welche letztere den Zapfen z abwärts drückt; dadurch werden die Scheibe n und die Wellen w, w1 in der Richtung des Pfeiles um einen Viertelkreis gedreht, die Daumen a und b heben gleichzeitig |307| die zugehörigen Rollen r, das untere Einlaſs- und obere Auslaſsventil wird geöffnet und es erfolgt der Aufgang des Dampfkolbens. Zugleich wird auch der untere Drehzapfen der Stange u bis an die Stelle geführt, welche der Zapfen z in Fig. 1 einnimmt.

Mit dem Dampfkolben gehen auch die Steuerstangen S, S1 aufwärts. Nach einem entsprechenden Theile des Hubes stöſst die Knagge e an den oberen Hebel c und bewegt diesen bis in die vertikale Stellung, wodurch die Welle w um ⅜ des Umfanges weitergedreht wird und der Daumen a die Unterseite der zugehörigen Rolle r verläſst, so daſs das untere Einlaſsventil sich schlieſst und Expansion eintritt, während der im Umfange längere Daumen b das obere Auslaſsventil noch geöffnet erhält.

Bisher wurde die Welle w um ⅜ eines Kreises, daher auch der Befestigungspunkt der Stange u bis in gleiche Höhe mit der Welle w gedreht. Gegen Ende des Hubes stöſst nun die Knagge f gegen den oberen Hebel d und dreht dabei mittels u die Welle w abermals um ⅛ des Umkreises. Hiermit gelangen die Theile in die Stellung Fig. 2; es läſst nun auch der Daumen b die zugehörige Rolle niedergehen, was den Schluſs des oberen Auslaſsventiles und die Beendigung des Dampfkolben-Aufganges zur Folge hat. Nebstdem zieht die Knagge l mittels des Hebels h den Katarakt C wieder auf. Es tritt nun die obere Pause ein.

Während derselben spielt der zweite Katarakt C1. Beim früheren Aufgange der Steuerstange wurde nämlich auch die Knagge l1 gehoben, daher der Hebel h1 und der Katarakt C1 frei gemacht. Gleichzeitig mit dem Kolbenaufgange hat also der Niedergang des Kataraktkolbens C1 begonnen; diese entsprechend verzögerte Bewegung dauert während des Aufganges und der oberen Pause fort, wie die Pfeile in Fig. 2 andeuten. Die Stange t1 faſst den Zapfen 2, zieht denselben aufwärts, die Steuerwelle wird um einen Viertelkreis gedreht, die Daumen a1, b1 heben das obere Einlaſs- und untere Auslaſsventil, der Niedergang beginnt. Hierauf schlagen die Knaggen e1, f1 gegen die Hebelarme c1, d1 wodurch Expansion bezieh. Stillstand herbeigeführt werden. Die Knagge l hat sich während des Niederganges abwärts bewegt, daher den Katarakt C frei gemacht, welcher während des Niederganges und der unteren Pause spielt.

Hiermit ist die Steuerung wieder in die Stellung Fig. 1 gelangt und es wiederholt sich das erläuterte Spiel des Apparates.

Die Stangen t, t1 müssen unten in Schlitzen von genügender Länge endigen, da während der einen Pause, nach Fig. 1, der Zapfen z in dem Schlitze von t1 abwärts, während der anderen, nach Fig. 2, im Schlitze von t aufwärts gleiten muſs. Während t nach Fig. 1 den Zapfen z um einen Viertelkreis abwärts dreht, ändert der Steuerhebel c, d und c1, d1 seine Stellung nur vorübergehend, indem der untere Befestigungspunkt der Stange u sich dabei ebenfalls um 90° fortbewegt und dabei in gleiche Höhe wie früher gelangt. Das Gleiche gilt für die obere |308| Pause Fig. 2, wo sich z aufwärts, der Befestigungspunkt von u gegen die rechte Seite bewegt.

Aus der obigen Darstellung ergibt sich, daſs die Welle w bei jedem Kolbenhube durch die Hebel c, d und c1, d1 zweimal um 45°, dann in der folgenden Pause durch den Katarakt um weitere 90° gedreht wird. Damit nun die Katarakte mittels der Stangen t, t1 nicht früher auf den Zapfen z wirken, als jene Drehungen von 45° beendet sind, ist es gut, die Bewegung der Katarakte anfangs langsam, gegen Ende rascher erfolgen zu lassen; hierfür gibt Voigt den in Fig. 3 dargestellten Mechanismus an. Die Stellung und Bezeichnung der Theile ist dabei dieselbe wie in Fig. 1. An jeder Welle m, m1 ist ein Zahnbogen o, o1 befestigt, welcher mit einem an der anderen Welle lose aufgesteckten Zahnbogen p, p1 im Eingriffe steht: mit den Bögen p, p1 sind Gewichte q, q1 fest verbunden. Geht der Katarakt C nieder, so dreht sich o und p abwärts; das Gewicht q muls dabei erst bis in die vertikale Stellung über m1 gehoben werden; bei der weiteren Drehung wirkt dasselbe förderlich, daher die Bewegung nun eine raschere wird. Aehnlich ist das Spiel beim zweiten Katarakte. Dabei dient die Welle m für p1, q1, sowie m1 für p, q nur als Stützpunkt.

Soll die Maschine ohne Pausen arbeiten, so werden die Ventile x der Katarakte weit geöffnet, so daſs auf die Drehung der Scheibe durch die Steuerhebel, also auf den Schluſs des einen Ventilpaares unmittelbar die Drehung durch den Katarakt, also die Oeffnung des zweiten Ventilpaares folgt. Hier ist insbesondere die anfängliche langsamere Bewegung der Katarakte wesentlich, weil dieselben sonst eine Rückdrehung der Scheibe n durch den Zapfen z veranlassen können. Am zweckmäſsigsten ist es jedoch, für den Gang ohne Pausen die Katarakte ganz auszuschalten und die Steuerwelle w, w1 durch eine einrückbare Zahnräder-Transmission von der Maschinenwelle aus in Bewegung zu setzen. Es müssen dann die Knaggen a, b und a1, b1 natürlich durch andere Knaggen, deren wirksame Auſsenfläche eine gröſsere in dem Umfange gemessene Länge besitzt, ersetzt werden, was leicht und schnell durchführbar ist.

Der beschriebene Steuerapparat vermeidet die Anwendung einer Feder und erzielt eine ganz zwangläufige Bewegung; er ist bei liegenden wie bei stehenden Maschinen verwendbar und kann auch bei bereits vorhandenen Maschinen angebracht werden. Es unterliegt keinem Zweifel, daſs er in der Ausführung einen guten Gang zeigen wird, und es könnte durch Herstellung desselben in manchen Fällen dem eingangs erwähnten Nachtheile von vorhandenen rotirenden Maschinen ohne Pausen abgeholfen werden.

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