Titel: Ueber Neuerungen an Luftverdichtungspumpen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 262 (S. 385–390)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj262/ar262130

Ueber Neuerungen an ausgeführten Luftverdichtungspumpen.

Mit Abbildungen auf Tafel 25.

In dem nachfolgenden Berichte sind Maschinen zur Erzeugung von Preſsluft1) behandelt für den Betrieb von Gesteinsbohrmaschinen, Hebezeugen, Filtern, Rohrpostanlagen, für Grundarbeiten unter Wasser u.s.f.; es sind hier einige solche in neuerer Zeit ausgeführte Maschinen näher beschrieben.

Burton und Sohn in Paris bringen nach der Revue industrielle, 1883 * S. 54 eine liegende Luftverdichtungspumpe zur Ausführung, welche von zwei gekuppelten Dampfmaschinen betrieben wird. Auf dem im Inneren durch Rippen verstärkten hohlen Untergestelle, welches, um gleichzeitig als Behälter für die gepreſste Luft dienen zu können, auf 15at inneren Druck geprüft und mit Druckmesser und Sicherheitsventil versehen ist, sind die beiden Dampfcylinder und zwischen denselben der Luftpumpencylinder gemeinsam befestigt. Die Kolben der Dampfcylinder treiben mit zwei um 120° versetzten Kurbeln eine mit zwei Schwungrädern versehene Welle an, von deren mittlerer Kröpfung, welche je 120° von den beiden Endkurbeln versetzt steht, der Kolben des Luftpumpencylinders bewegt wird; letzterer besitzt 8 Einsaugventile a (Fig. 2 und 3 Taf. 25), welche zu je 4 so in die Cylinderdeckel eingebaut sind, daſs der Kolben am Ende seines Hubes nur geringen schädlichen Raum übrig läſst; auſserdem befinden sich auf dem Cylinder die beiden senkrecht gestellten Auslaſsventile A.

Jedes Saugventil wird, wie aus Fig. 4 Taf. 25 zu ersehen ist, von einer auf den Cylinderdeckel geschraubten rohrförmigen Hülse umschlossen, in welcher sich das Ventil mit 3 Flügeln centrisch führt; um den Hub des Ventiles zu begrenzen, ist in der Mitte desselben noch ein Bolzen angebracht, welcher durch einen Steg der Hülse hindurchgeht und auſserhalb doppelte Schraubenmuttern zur Bildung des erforderlichen Anhaltes trägt. Untergelegte Lederscheiben dienen als Buffer zur Abschwächung des Stoſses. Die Ventile selbst haben einen ganz schmalen kegelförmigen Sitz und treten mit ihrer Oberfläche nicht über die Innenseite des Cylinderdeckels vor. Auch die Druckventile A haben kegelförmige Sitzfläche und sind durch 3 Flügel und oberhalb durch einen Stift geführt. Die Einstellung erfolgt durch eine Schraube im Deckel des Ventilkastens; eine Spiralfeder mildert die Stöſse beim Oeffnen und beschleunigt das Schlieſsen der Ventile. Zur Abkühlung des Cylinders flieſst fortwährend Kühlwasser durch den Mantel desselben; um zu vermeiden, daſs die Wärme der Dampfcylinder sich dem mit Preſsluft gefüllten Behälter mittheilt, ist die Befestigungsplatte dieser Cylinder |386| hohl und bildet so ein Luftpolster, welches die Wärmeübertragung etwas aufhält. Sämmtliche Ventile sind leicht zugänglich und die Preſsluft kann nach Belieben aus dem Behälter entnommen werden.

Für die Tunnelarbeiten unter dem Hudson zur Verbindung von New-York und Jersey-City haben die Clayton Steam Pump Works in Brooklyn eine Zwillingspumpe zur Erzeugung groſser Mengen Preſsluft geliefert. Die Kolbenstangen, der Dampf- und der Luftcylinder sind durch einen Rahmen verbunden, innerhalb welchen die Lenkstange zur Hervorbringung der Hilfsdrehung schwingen kann. Die beiden an den Enden der Schwungradwelle aufgekeilten Kurbeln sind um 90° versetzt, wodurch erreicht wird, daſs während des Endes des Kolbenhubes in dem einen Cylinderpaare die Kolben des anderen Paares in der Hubmitte stehen und ein Stehenbleiben der Maschine bei niedriger Dampfspannung oder zu hohem Luftdrucke nicht zu befürchten ist. Die Luftcylinder werden durch einen Wassermantel gekühlt. In den Deckeln derselben sitzen, wie in Fig. 1 Taf. 25 veranschaulicht ist, die Ventile für den Lufteintritt. Es sind Scheibenventile, welche auf einem mittleren Führungsstifte a sitzen und durch halbelastische Zwischenlagen vor zu schneller Abnutzung geschützt sind; auſserdem besitzt jede Ventilscheibe noch Sicherheitsstifte b, welche beim Brechen des Hauptstiftes a ein Hineinfallen des Ventiles in den Cylinder verhindern sollen. Spiralfedern bewirken den raschen Schluſs der Saugventile. Die Druckventile sind im Allgemeinen gleich den ersteren Ventilen eingerichtet; doch öffnen sich dieselben nicht frei, sondern ihre Bewegung wird durch Excenter geregelt, deren Stangen an geschlitzten Hebeln einer Art Steuerwelle angreifen. Die Wirksamkeit dieses im Techniker, 1882 S. 17 nicht näher beschriebenen Mechanismus ist eine solche, daſs je nach Stellung des Angriffspunktes der Excenterstangen in den Schlitzhebeln die Druckventile früher oder später, also überhaupt bei Erreichung einer bestimmten, von dem Drucke in der Leitung unabhängigen Luftpressung geöffnet werden. Eigentümlich ist der Maschine noch der für die Regulirung der Dampfzufuhr zu den Dampfcylindern dienende Regulator, welcher durch den Druck im Behälter für die Preſsluft beeinfluſst wird, wodurch bei geringer oder groſser Luftentnahme stets derselbe gleiche Druck in dem Behälter erhalten bleibt. Die sämmtlichen Theile sind auf einem zusammengeschraubten guſseisernen Rahmen befestigt.

Eine der beschriebenen Anordnung sehr ähnliche Einrichtung besitzen die von der G. F. Blake Manufacturing Company ausgeführten Luftcompressoren. Die Kurbelzapfen zur Bewegung der Schwungradwelle zur Hilfsdrehung werden dabei in bogenförmigen Schlitzen des die Kolbenstangen von Dampf- und Luftcylinder verbindenden Guſsstückes geführt. Diese Einrichtung gleicht also der sonst bei Dampfpumpen benutzten Kurbelschleife, nur daſs der Gleitbacken derselben an eine Lenkstange angeschlossen ist. Diese Einrichtung soll sich gut bewähren und |387| dem raschen Schlottrig werden des Gleitstückes entgegentreten. Die Luftcylinder sind mit Kanonenmetall ausgefüttert, welches Futter entsprechend dünner ausgeführt werden kann, so daſs durch die schwächere Materialschicht die Luftkühlung durch den Wassermantel eine bessere wird. Zur Erzeugung einer lebhaften Wasserströmung ist eine besondere, von der Schwungradwelle getriebene Pumpe vorgesehen; die Wasserzuführung zur Kühlung steht also in unmittelbarem Verhältnisse zur Geschwindigkeit der Maschine. Die Regulirung der Maschine erfolgt wieder von der erzielten Preſsluft aus, indem dieselbe auf einen mit einem Gewichtshebel beschwerten Kolben drückt. Die Luftpressung hat der Gewichtswirkung das Gleichgewicht zu halten und läſst die erstere also nach, so öffnet der Gewichtshebel das Dampfeinlaſsventil für die Cylinder etwas mehr. Nach Engineering and Mining Journal, 1882 Bd. 34 * S. 333 hat eine solche Maschine mit Dampf- und Luftcylinder von 254mm Durchmesser, 305mm Hub bei einer Platzbeanspruchung von 2m,64 × 1m,59 ein Gesammtgewicht von 3420k.

Zur Erzeugung von Preſsluft zum Betriebe von Gesteinsbohr- und Schrämmaschinen bauen J. Fowler und Comp. in Leeds nach Iron, 1882 Bd. 17 * S. 137 fahrbare Luftverdichtungspumpen, so daſs an Rohrleitungen gespart werden kann. Der Luftcylinder liegt hier hinter dem Dampfcylinder und sitzen deren beide Kolben auf einer gemeinschaftlichen Stange. Beide Cylinder mit der Geradführung und den Lagern für die Schwungradwelle zur Hilfsdrehung sind seitlich an einem starken schmiedeisernen cylindrischen Behälter für die Preſsluft angebracht, welcher abgerundete Stirnflächen besitzt und auf zwei Räderpaaren ruht.

Salmon, Barnes und Comp. in Ulverston, England, bringen Luftcompressoren nach M. Kennedy und J. Eastwood's Patent (vgl. Engineering, 1882 Bd. 34 * S. 452) zur Ausführung, bei welchen der Dampf- und der Luftcylinder neben einander liegen und der Kolben des ersteren den des letzteren durch Vermittelung einer Schwungradwelle treibt. In der Maschine bestehen gewissermaſsen in einem Cylinder zwei einfach wirkende Verdichtungspumpen.

Der den Luftcylinder A (Fig. 7 bis 9 Taf. 25) umgebende Kühlmantel B ist in der Mitte getrennt, wodurch eine Kammer C mit einer Anzahl Löcher a zum Einlassen der Luft in den Cylinder gebildet ist. Durch ein Rohr b, welches in der Höhe des Ueberlaufrohres sitzt, ist die Verbindung der getrennten Kühlmäntel hergestellt; unten am Rohre b befindet sich bei c eine kleine Oeffnung, durch welche Kühlwasser durch die Luftlöcher a in den Cylinder behufs Abkühlung und Schmierung des Kolbens gelangt. Damit durch die Löcher a nicht irgendwelche kleine Gegenstände in den Cylinder gelangen können, sind besondere durchlöcherte Schutzplatten E (Fig. 7) angeordnet. Die ringförmigen Druckventile F, von welchen nur je eines an jedem Cylinderende vorhanden ist, haben doppelte Sitze und legen sich mit ungefähr 6mm dicken Gummiplatten |388| nach auſsen gegen die Cylinderdeckel, nach innen gegen die an den letzteren befestigten Scheiben H; die Ventile F arbeiten also in Kammern zwischen den Scheiben und Deckeln der Cylinder und gleiten auf angebrachten Führungen der letzteren. Die auf der Rückseite jedes Ventiles aufgesetzten Federn halten dieselben geschlossen, wenn nur wenig oder kein Druck im Luftbehälter ist. In den Cylinderdeckeln befinden sich die kleinen Saugventile d, welche sich nach innen öffnen und Luft in den Cylinder lassen, sobald der Kolben zurückgeht. Hat der Kolben beim weiteren Zurückgehen die Löcher a in der Cylindermitte bedeckt, so tritt die Verdichtung der vorher in den Cylinder gelangten Luft ein, welche dann durch das Abgangsventil F nach einem Behälter geleitet wird.

Zum Betriebe eines 35m hohen Personenaufzuges in Stockholm, welcher den Stadsgarden mit dem tiefer gelegenen Stadttheile verbindet, haben Weeks und Halsey in Brooklyn eine groſse stehende Zwillings-Luftverdichtungspumpe geliefert. Die Preſsluft ist dabei bloſs ein Mittel zur Bewegung von Betriebswasser für das Heben des mit dem Kolben eines Preſswassercylinders verbundenen Fahrstuhles. Die Idee dieser sogen. hydropneumatischen Aufzüge rührt von G. Johnson in Cincinnati her; das Wasser wird dabei aus einem Windkessel durch Luftdruck unter den Kolben des Preſswassercylinders gedrückt. Die beim Niedergänge des Kolbens ausströmende Luft wird wieder der Luftpumpe zugeführt und von Neuem verdichtet, wodurch, da dieselbe noch ziemlichen Druck besitzt, eine groſse Menge von Arbeit gewonnen wird. In der Regel brauchen nur kleine Mengen von Luft von auſsen her eingesaugt zu werden, um die Verluste immer wieder zu ergänzen.

Die Luftverdichtungspumpe stellt Fig. 6 Taf. 25 nach Engineering 1882 Bd. 34 * S. 61 in Ansicht dar und dieselbe besitzt zwei unter einem Winkel von 60° gegen einander geneigte, an einer Kurbel in Mitte der Welle angreifende Dampfcylinder, welche 305mm Durchmesser bei 356mm Hub besitzen; an beiden Enden der auf ∧-förmigen Ständern gelagerten Welle sitzen kräftige Schwungräder, deren jedes in einem Arme einen Kurbelzapfen zum Betriebe der Luftpumpen trägt. Diese letzteren haben einfach wirkende Taucherkolben, welche mit Hilfe von Kugelzapfen von 127mm Durchmesser mit den betreffenden Lenkstangen zusammenhängen. Der Angriff dieser Zapfen erfolgt nahezu in der Mitte der Taucherkolben. Die Luftcylinder sind mit Kühlmänteln versehen und werden noch ganz besonders wirksam dadurch gekühlt, daſs auch in den Taucherkolben Wasser strömt, welches durch Heberröhren aus den Wasserbehältern entnommen und wieder zurück geleitet wird. Dieses Wasser kommt aber mit dem Kugellager nicht in Berührung, da sich letzteres in einem Topfe befindet, welcher in den Taucherkolben eingelassen ist und als Oelbehälter dient. Die Schmierung der Pumpenkolben erfolgt durch ein enges Rohr, dessen eines Ende in die Saugkammer |389| einmündet, während das andere mit einem durch das Dampfrohr erhitzten Fettbehälter in Verbindung steht. Dieses Fett dient nicht bloſs als Schmiermittel, sondern es verhütet auch, da es durch den Luftstrom in alle Röhren und Behälter mitgenommen wird und deren Innenseiten überzieht, das Verrosten dieser Theile. Die Luftventile bestehen ganz aus Phosphorbronze, ohne jede Anwendung von Gummi, Leder o. dgl., welche durch die Hitze zerstört und in den Cylinder eingesaugt werden können. Da dieselben im Boden der Cylinder angebracht sind, so flieſst durch sie auch alles etwa zufällig hineingerathene Wasser ab. Den schädlichen Raum kann man so klein machen, wie man will, indem man einen besonders für diesen Zweck am Kolben angebrachten Deckel verstellt. Der Dampfzufluſs zur Maschine wird durch einen sehr empfindlichen Regulator überwacht, welcher nicht bloſs die Maschine abstellt, sobald die Luft die zulässige höchste Spannung erreicht hat, sondern auch dieselbe wieder anläſst, sobald durch die Röhren A (Fig. 6) Luft in die Saugkammern einströmt. Diese Luft wird nun sofort mit voller Kraft unmittelbar wieder in die Windkessel zurückgedrückt, worauf die Maschine neuerdings stehen bleibt, so daſs keine Kraft durch unnützen Leergang verloren geht.

Dieser Compressor ist bestimmt, bei ununterbrochenem Gange die Preſsluft zum Betriebe zweier solcher Aufzüge zu liefern und zwar unter einem Drucke von 5at,6 bei 4at Dampfspannung. Bei einer Probe wurde mit 2 bis 2⅔at Dampfdruck mit Leichtigkeit ein Luftdruck von 5at,6 erzielt und mit 4at Dampfspannung erhielt man 7at,9 Luftdruck; die ausströmende Luft wurde dann mit 6at Spannung wieder in den Saugraum zugelassen. Diese Proben waren bei weitem strenger als die von der Maschine thatsächlich verlangten Leistungen.

Zum Zwecke pneumatischer Depeschenbeförderung ist in den Geschäftsräumen des Manchester-Guardian, wie Engineering, 1886 Bd. 41 * S. 173 berichtet, eine Zwillings-Luftverdichtungspumpe aufgestellt worden, welche ihrer gedrungenen Anordnung wegen beachtenswerth ist. Dieselbe ist von F. B. Welch und Comp. in Manchester gebaut und besitzt auf dem dampfhammerartig geformten Ständer den einen stehenden Dampfcylinder, welcher 406mm im Durchmesser, 610mm im Hub miſst; etwas tiefer stehen zu beiden Seiten desselben die zwei Luftcylinder von je 381mm Durchmesser und ebenfalls 610mm Hub. Die Kolbenstange des Dampfcylinders ist, wie aus Fig. 5 Taf. 25 zu entnehmen ist, an einem dreieckigen Rahmen befestigt, von dessen beiden seitlichen Ecken die Kolbenstangen der Luftcylinder nach oben gehen; gleichzeitig dient dieser Rahmen auch als Querhaupt, da er seitwärts am Gestelle zwischen verstellbaren Linealen geführt ist. Im Inneren des Rahmens findet die Lenkstange den Raum zu ihrer Schwingung. Nach unten zu ist der Rahmen noch weiterhin durch eine Verlängerung der Kolbenstange geführt.

Von sonstigen Eigentümlichkeiten der Maschine ist nicht viel zu |390| berichten. Der Dampfcylinder ist mit einem Dampfmantel ausgerüstet, welcher durch Einsatz eines Futters in den Cylinder gebildet und mit Dampf durch ein Rohr, welches von dem Hauptdampfrohre zwischen Absperrventil und Kessel abzweigt, gespeist wird. Es herrscht also in dem Mantel stets der volle Kesseldruck. Der Dampfkolben ist mit Spiralfeder-Packung versehen, während die Luftkolben mit je 3 Kanonenmetall-Ringen von 13mm in Quadrat gelidert sind. Die hängenden Stopfbüchsen der Kolben- und Schieberstangen enthalten die Packung im Stopfbüchsdeckel, welcher als Mutter gestaltet ist, nicht im Körper der Stopfbüchse, wie sonst üblich. Die Steuerung geschieht durch einen gewöhnlichen Muschelschieber und ein Excenter, welches auf der Schwungradwelle drehbar und zum Festschrauben an einer Scheibe derselben eingerichtet ist, so daſs man ohne weitere Umstände die Maschine zum Gange nach der einen oder anderen Richtung befähigen kann, wie es gerade erforderlich ist. Die Schieberstange besitzt eine lange Führung und eine sichere Einstellung mit Hilfe zweier Muttern von verschiedener Steigung. Die Luftventile sind Lederklappen mit Eisenplatten belegt und von üblicher Einrichtung; die Ventilkästen lassen sich leicht herausnehmen und durch Ersatzstücke auswechseln. Das Schwungrad besitzt 1830mm Durchmesser und das sehr beträchtliche Gewicht von 4160k, um noch bei geringer Geschwindigkeit eine stetige Bewegung zu geben; die gröſste Schnelligkeit sind 50 minutliche Umdrehungen. Die Maschine soll seit länger als ½ Jahre völlig befriedigend gehen und sogar mit nur einem Luftcylinder, Dank der sicheren Führung des Dreieckrahmens, anstandslos betrieben worden sein.

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Vgl. auch Brotherhood 1881 241 * 171. Schütz und Hertel 1881 241 235. Dinnendahl 1882 245 * 488. Sautter, Lemonnier und Comp. 1882 246 344. Scott 1885 258 * 390.

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