Titel: Dreifache Expansions-Dampfmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 261 (S. 443–446)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj261/ar261148

Dreifache Expansions-Dampfmaschinen.

Ueber den Bau von Dreicylinder-Expansions-Dampfmaschinen1) , welche seit einigen Jahren die Central Engine Works zu West-Hartlepool, der Central Marine Engineering Company gehörig, als besondere Constructionsart ausführen, gibt Iron, 1886 Bd. 27 * S. 221 bezieh. Engineering, 1886 Bd. 41 * S. 8 folgende beachtenswerthe Mittheilungen.

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Die genannten Werkstätten haben für ihre Maschinen neue Modelle entworfen und hierbei durch geschickte Anordnung eine so gedrungene Dreicylinder-Dampfmaschine zu Stande gebracht, daſs dieselbe in dem gleichen Maschinenraume Platz findet wie eine gewöhnliche „Compound“-Maschine. Dabei sind aber nicht etwa die Zapfenlängen der Kurbelwelle verringert, sondern sogar noch vergröſsert worden, so daſs also die Maschine alle Wahrscheinlichkeit einer langen Dauer dieses wichtigen Theiles für sich hat. Die Maschinen des Dampfers Cleveland, die vierte derartige Maschine, welche in den Central Engine Works gebaut wurden und kürzlich unter Dampf geprobt worden sind, geben ein gutes Bild von den Mitteln, wodurch möglichste Genauigkeit der Arbeit und damit zuverlässiger Gang erreicht worden sind.

Diese Maschinen sind nach den Patenten des Oberingenieurs Th. Mudd erbaut und sollen 900 Pferd indiciren. Die 3 Cylinder besitzen 534, 889 und 1448mm Durchmesser bei 990mm Hub. Der Arbeitsdruck ist 10at. Die Cylinder liegen neben einander und arbeiten an drei besonderen, um je 120° gegen einander versetzten Kurbeln. Die Mittellinien des Nieder- und Mitteldruckcylinders sind so nahe an einander, als dies die Cylinderdeckel erlauben; die Mittellinie des Hochdruckcylinders besitzt den gleichen Abstand vom mittleren Cylinder. Die dreifach gekröpfte Kurbelwelle ist aus 3 Stücken zusammengesetzt, die von ganz gleicher Gestalt und unter sich auswechselbar sind; jeder Theil besteht aus einzeln durch Warmaufziehen zusammengesetzten Stücken, die Kurbelzapfen aus hohl geschmiedetem Stahl. Die ganze Welle wird von 4 Lagern anstatt der üblichen 5 bis 6 unterstützt; diese sind aber alle von ungewöhnlicher Länge und die beiden inneren erstrecken sich sogar von Kurbelarm zu Kurbelarm.

An Stelle von Vertheilungsschiebern sind nur entlastete Kolbenschieber angewendet, welche vom Dampfe getragen werden, und deshalb sehr wenig Abnutzung in der äuſseren Steuerung hervorbringen. Die letztere ist möglichst einfach und mit Vermeidung aller überflüssigen Gelenke construirt. Alle bewegten Theile haben groſse Reibungsflächen; die Stangen sind alle der Länge nach verstellbar, die Gelenke erlauben die Abnutzung auszugleichen. Die gleichen Theile sind bei allen 3 Cylindern unter sich vertauschbar. Jeder Cylinder besitzt eine Regulirvorrichtung mit Schraube und Handrad, um unabhängig von den anderen Maschinen den Punkt der Dampfabsperrung während des Ganges regeln zu können. Zur Umsteuerung und Geschwindigkeitsregulirung im Hafen dient eine schwingende Umsteuerungsmaschine, welche in jedem Punkte der Umdrehung wirkt, mit der Hand oder mit Dampf betrieben und ganz von dem Stande des Maschinisten aus gelenkt wird. Mit Hilfe derselben läſst sich binnen 5 Secunden von voller Kraft vorwärts zu voller Kraft rückwärts übergehen. Auſserdem ist noch eine Handumsteuerung mit Schraube ohne Ende und Handrad angebracht.

Die Aufstellung der Maschine ist nach dem bekannten Hammertypus angeordnet. Jeder Cylinder besitzt auf der Rückseite einen Ständer, welcher die Führung für das Querhaupt trägt, und unten hinreichend weit zurücktritt, um der Kurbelstange Raum zu geben. Auf der Vorderseite besitzt der mittlere Cylinder keinen Ständer; die der beiden seitlichen Cylinder aber sind unten gegabelt, um den Kurbeln Raum zu lassen, wodurch diese letzteren sehr leicht zugänglich und zugleich die Maschine nach der Seite trefflich versteift wird.

Die Stopfbüchsendeckel sind alle mit einem innen verzahnten Ringe versehen, welcher in die mit kleinen Getrieben ausgerüsteten Schraubenmuttern eingreift; eine Schneckenradanordnung an der Auſsenseite erlaubt diesen Ring zu drehen und so gefahrlos während des Ganges der Maschine die Stopfbüchsen anzuziehen.

Die Cylinder sind gesondert gegossen und der ganzen Länge nach mit Flanschen zusammengeschraubt. Dieselben sind, ebenso wie die cylindrischen Schiebergehäuse, mit Futtern aus hartem Guſseisen versehen, wodurch ein vollständiger Dampfmantel gebildet wird. Die „schädlichen Räume“ betragen beim Hochdruckcylinder 8,6, beim Mitteldruckcylinder 7,7, beim Niederdruckcylinder 8,1 Procent der betreffenden Cylinderräume. Jeder Dampfmantel ist mit besonderem Dampfzulaſsrohr und Absperrventil versehen, so daſs jeder Mantel |445| nach Belieben benutzt oder auſser Dienst gestellt, ebenso auch mit Dampf von beliebigem Drucke, unabhängig von den anderen, gespeist werden kann.

Beachtenswerth sind auch die mechanischen Einrichtungen, welche behufs möglichst genauer Bearbeitung und Aufstellung dieser Maschinen in Anwendung kamen. Um eine durchaus zuverlässige Unterlage zu schaffen, wurde im Erdgeschosse der Montirungswerkstätte auf einen Pfahlrost eine dicke Schicht von Beton gelegt und auf dieser sodann vier lange guſseiserne Träger festgeschraubt, deren Oberfläche gehobelt und mit -Nuthen versehen ist. Quer über diese sorgfältig in eine wagerechte Ebene eingestellten Träger kamen nun 4 breite guſseiserne Kastenträger zu liegen, welche sich auf den ersteren Trägern verschieben und mit Schrauben in beliebiger Stellung befestigen lassen. Auf der Oberfläche derselben, welche wieder gehobelt ist, befinden sich querüber -Nuthen, um die nöthigen Schrauben zum Befestigen der Arbeitstücke anbringen zu können. Auf diese Art erhält man eine vollständig ebene, wagerechte Fläche zur Aufstellung der Maschinen, welche so fest und unnachgiebig ist, daſs man auch bei hohen, schweren Maschinen noch überall sich auf die Angaben der Wasserwage völlig verlassen kann, einerlei, welches Gewicht auf die Unterlage aufgesetzt worden sein mag.

Die Grundplatte der Maschine wird unten gehobelt, so daſs beim Aufschrauben auf die beschriebene Unterlage keinerlei Spannungen entstehen können. In dieser Stellung werden nun mit Hilfe einer 8m,23 langen und 216mm dicken stählernen Bohrstange, die mit einer empfindlichen Wasserwage und stellbaren Hilfslagern genau eingestellt werden konnte, alle Hauptlager auf einmal ausgebohrt. Dadurch wird vollste Genauigkeit in der Achsenrichtung der Lager erzielt, was in Anbetracht der dreifach gekröpften Welle besonders wichtig erscheint. Dieser Umstand, in Verbindung mit der auſsergewöhnlich groſsen Länge der Lager und der Güte des Lagermetalles (Weiſsguſs) bewirkte auch, daſs bei einer Probefahrt, wobei die Maschine 60 bis 61 minutliche Umdrehungen machte, alle Lager völlig kalt blieben.

Wie bei derartigen Maschinen üblich, ist der Condensator auf der Rückseite derselben angebracht. Eine Neuerung aber ist insofern getroffen worden, als derselbe durch eine wagerechte Fuge getheilt und die untere Hälfte mit der Bettplatte zusammengegossen ist, wodurch letztere eine ausnehmende Verstärkung erhält. Mit dem Obertheile des Condensators sind wieder die hinteren Ständer für die Cylinder (die Führunggeleise enthaltend) aus einem Stücke, wodurch auch diese eine Steifigkeit erhalten, welche sich durch bloſses Aufbolzen auf das Bett nicht erreichen läſst.

Das Kammlager, welches im Wesentlichen aus einer Anzahl guſseiserner, mit Weiſsmetall gefütterter Sattelplatten von hufeisenförmiger Gestalt gebildet wird, die in einem langen guſseisernen Troge an zwei parallelen Schrauben mit Hilfe von Muttern eingestellt werden, ist in der Art eingerichtet, daſs besondere Platten für den Vorwärts- bezieh. Rückwärtsgang vorhanden sind. Es ermöglicht diese Anordnung die Vermeidung jedes todten Ganges und gewährt weiterhin noch den Vortheil, bei allfälliger Beschädigung einer Sattelplatte sofort eine Platte des anderen Satzes einfügen zu können, da alle Platten völlig gleich ausgeführt sind. Auch das Sternlager ist mit besonderer Sorgfalt und in sehr groſser Länge hergestellt.

Besonders gerühmt wird die geringe innere Reibung und die gute Gewichtsausgleichung der Maschine, welche es beispielsweise möglich machte, im Dock mit bloſs 8 Umdrehungen in der Minute anstandslos zu fahren. Man schreibt die geringe Reibung insbesondere der Anwendung der entlasteten Steuerkolben zu.

Ueber die Reibungsverhältnisse wird Folgendes mitgetheilt: Bei einem Leergangsversuche in der Fabrik, wobei die Maschinen mit Dampf aus den Fabrikskesseln gespeist wurden, welcher 5at,6 Spannung besaſs, aber durch das Drosselventil noch herabgezogen wurde, während die Maschinen auf 10at Spannung berechnet sind, und bei einer Länge der Dampfleitung von 76m machten die Maschinen 63 minutliche Umdrehungen und die Luftleere im Condensator betrug 635mm. Die indicirten Leistungen in Pferd ergaben sich, wie folgt, bei zulässig höchster und geringster Expansion:

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Kleinste Expansion Höchste Expansion
Hochdruckcylinder 21,4 16,1
Mitteldruckcylinder 3,29 5,13
Niederdruckcylinder 22,9 23,1
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Im Ganzen 47,59 44,33.

Diese Zahlen betragen, wenn man die indicirte Leistung der Maschine bei voller Kraft zu 900 Pferd annimmt, etwa 5 Procent der Gesammtleistung. Dabei ist aber zu berücksichtigen, daſs in dem angeführten Falle die Kühlwasserpumpe ihr Wasser aus dem Dock mit einer Saughöhe von 5m,95 entnahm und durch ein Rohr von 137m Länge mit vielen Krümmungen herbeizuführen hatte, eine Arbeit, die man recht wohl mit 5,5 Pferd für das Ansaugen und mit der gleichen Höhe für die Reibung in den engen Röhren in Anschlag bringen kann. Zieht man diese 11 Pferd ab, so verbleibt für die innere Reibung unter gewöhnlichen Umständen etwa 34 Pferd oder 3,8 Proc., wobei zu berücksichtigen ist, daſs die Kolbenschieber auch bei höherem Dampfdrucke keine gröſseren Bewegungswiderstände darbieten, während die Zapfenreibungen nach mehrmonatlichem Gange jedenfalls sich gegen ihre Höhe in völlig neuem Zustande der Maschinen noch etwas ermäſsigen.

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Vgl. Seaton u.a. 1885 257 121. 258 * 341.

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