Titel: Die Dampfmaschinen der Internationalen elektrotechnischen Ausstellung zu Frankfurt a. M. 1891.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 283 (S. 25–29)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj283/ar283009

Die Dampfmaschinen der Internationalen elektrotechnischen Ausstellung zu Frankfurt a. M. 1891.

Von Fr. Freytag.

(Fortsetzung des Berichtes S. 1 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Die von der Maschinenfabrik Buckau, Actiengesellschaft zu Magdeburg, ausgestellte stehende Verbunddampfmaschine diente zum directen Antrieb einer Wechselstromdynamomaschine der Firma Siemens und Halske in Berlin und zeichnete sich durch einen gleichmässigen und geräuschlosen Gang vortheilhaft aus.

Textabbildung Bd. 283, S. 25
Die Dimensionen der in Fig. 7 bis 9 abgebildeten Maschine sind folgende:

Grosser Cylinder 950 mm
Kleiner „ 625 mm
Gemeinsamer Hub 700 mm
Leistung mit 9l bis 10 at Anfangs
spannung und Condensation bei
100 minutlichen Umdrehungen 450
effective

Die normale Umdrehungszahl dieser Grössenummer beträgt, wie aus der untenstehenden Tabelle ersichtlich, 125, und es vermehrt sich dem entsprechend auch die Leistung, doch war in dem vorliegenden Falle durch die gegebene Wechselstrommaschine eine höhere Umdrehungszahl als 100 ausgeschlossen.

Die Vorzüge der Maschine bestehen im Wesentlichen darin, dass durch die eigenthümliche Anordnung der Dampfcylinder die beiden Cylinderachsen ziemlich nahe an einander rücken und auf diese Weise eine nahezu vollkommene Ausgleichung der Wirkung der auf und nieder gehenden Massen – der beiden gegenläufigen, gleich schweren Kolben mit Stangen – sowohl in der Richtung der Cylinderachse, als auch senkrecht hierzu erzielt wird (D. R. P. Nr. 49861). Die kräftige, doppelt gekröpfte Kurbelwelle aus Martinstahl nimmt alle diese Massendrücke, sowie die radialen Dampfarbeitsdrücke der mit nahezu gleicher Leistung arbeitenden Kolben in sich auf, ohne dass dadurch bedeutende seitliche Biegungsmomente in derselben hervorgerufen werden. Die Kurbellager erhalten nur unbedeutende Wechseldrücke und die Maschinenständer übertragen eigentlich nur den Unterschied der Arbeitsleistungen zwischen dem grossen und kleinen Kolben. Ferner fallen die vom Fundament aufzunehmenden Massenwirkungen |26| im Vergleich zu denen bei Maschinen mit neben einander liegenden Cylindern verschwindend klein aus, da bei den letzteren jeder Kolben in Folge der grösseren Entfernung der beiden Cylindermittel seine Massenwirkung für sich äussert, und diese nur durch einen vom Fundament ausgehenden Gegendruck aufgehoben werden kann.

Hieraus folgt, dass mit derartiger Cylinderanordnung ausgeführte Maschinen sich besonders als Schnelläufer ganz vorzüglich eignen. Um den Hochdruckkolben leicht herausnehmen zu können, ist dessen Cylinder mit einem Doppeldeckel geschlossen. Zuerst wird der kleinere Deckel an der Gradführung vorbei nach unten abgezogen und hierauf der ringförmige zweite Deckel über die Befestigungsschrauben abgehoben und um die mit diesem Deckel aus einem Stück bestehende Stopfbüchse der Niederdruckkolbenstange verdreht, so dass auch dieser, auf der letzteren gleitend, an der Gradführung vorbei nach unten geschoben werden kann; hierdurch wird der Hochdruckkolben nach unten frei ausziehbar, ohne dass irgend welche Maschinentheile demontirt zu werden brauchen. Der Hochdruckkolbenschieber ist ebenfalls nach unten frei ausziehbar.

Als Steuerungsorgan dienen für beide Cylinder Kolbenschieber mit spannenden Dichtungsringen, welche sich in Hartgussbüchsen bewegen, die in die Schieberkästen eingesetzt sind. Der Hochdruckschieber ist ausserdem noch mit einem eingeschliffenen Expansionsschieber versehen, welcher mittels Schwinge durch einen Schwungradregulator bekannter Construction verstellt wird und Füllungen von Null bis 60 Proc. des Kolbenhubes zulässt.

Die Umdrehungszahl der Maschine lässt sich während des Ganges durch Veränderung der Federspannung des Regulators vergrössern oder vermindern.

Sämmtliche Theile der Maschine entsprechen den höchsten Anforderungen an zeitgemässe Construction und Durchbildung der einzelnen Theile, insbesondere sind die Kreuzköpfe in geschlossener Construction durchgeführt; alle Zapfen sind aus Gusstahl gefertigt und reichlich dimensionirt. Die Zwischenlagen der Lagerschalen für Kurbelwellenlager, Kurbel und Kreuzkopf sind aus dünnen Kaliberblechen gebildet, so dass ein Nachfeilen derselben ganz wegfällt; sämmtliche Lagerschalen bestehen aus Stahlguss und sind mit Weissmetall ausgefüttert. Ganz besondere Sorgfalt ist den Schmiervorrichtungen zugewendet. Abgesehen davon, dass für jede Stelle einer Oelzufuhr ein selbsthätiger Tropföler vorgesehen wurde, sind zur besseren Uebersicht der Schmierung noch entsprechende Bezeichnungsschilder unterhalb der Tropföler angebracht; auch an den Ventilen für Mantelheizung und Condenswasser sowie an den verschiedenen Hahnzügen sind derartige Schilder angeordnet, was die sofortige Orientirung an einer derartigen Maschine ausserordentlich erleichtert.

Textabbildung Bd. 283, S. 26
Die als Doppelpumpen construirten Luftpumpen werden, wie die Abbildungen Fig. 8 und 9 erkennen lassen, von den Kreuzköpfen aus mittels je einer Stange und zweiarmigen Balanciers betrieben; sie besitzen nur einen sehr geringen. Hub und sichern hierdurch, sowie durch zweckmässig construirte Kolben und Ventile einen ruhigen Gang, sowie zufolge richtiger Condensatoranordnung auch ein hohes Vacuum.

Die Maschine soll nach Angabe der Fabrik in dem verhältnissmässig kurzen Zeitraum von 5 Monaten construirt und fertig gestellt worden sein.

Die nachfolgende Tabelle gibt über die Abmessungen, Leistungen und Gewichte dieser Maschinentype näheren Aufschluss.

|27|

Cylinder
Durchmesser
mm

Hub

mm
Um-
drehun
gen in
der
Minute
Leistung im
effect HP
Annäherndes Gewicht
m k
Mit
Conden
sation
Ohne
Conden
sation

Mit
Condens

Ohne
Condens
370/410 300 300 70 8000
350/540 400 230 150 17000
440/680 500 180 290 265 33000 30800
540/820 600 150 420 380 45000 42400
625/950 700 125 560 510 60000 57000
720/1100 800 100 700 640 73500 69700
820/1250 900 80 850 780 85000 80000

Die angegebenen Leistungen beziehen sich auf eine Anfangsspannung von 10 at Ueberdruck im kleinen Cylinder.

Die von der Firma O. L. Kummer und Co. in Dresden in der Maschinenhalle sowie an anderen Orten ausgestellten Dynamodampfmaschinen verschiedener Systeme zeichneten sich durch eine äusserst solide, einfache und exacte Construction ihrer Einzeltheile aus. Zum Betreiben der in den Werkstätten der Electriciteits-Maatschappij ausgestellten Akkumulatoren, sowie der ebendaselbst zur Aufstellung gelangten Glühlampen derselben Firma, diente eine Verbund- und Dampfdynamomaschine, welche nach Angabe von Kummer und Co. bei mehreren Land- und Schiffsanlagen bereits neunmal zur Ausführung gekommen ist und mit 250 Umdrehungen in der Minute normal 25000 Volt-Ampère bezieh. 38 effective entwickelt. Bei Verwendung dieses Modelles für Schiffsanlagen wird des Raumes wegen die Umdrehung auf 400 Umgänge in der Minute und in Folge dessen die Leistung auf 40000 Volt-Ampère bezieh. 60,5 effective erhöht.

Die Abmessungen der Dampfdynamo sind folgende:

Durchmesser des Hochdruckcylinders 240 mm
Niederdruckcylinders 385
Cylinderverhältniss 2,58
Hub beider Kolben 225
Füllung des Niederdruckcylinders 0,35
Hochdruckcylinders 0,01–0,055
Grösste Länge 2,900 m
Breite 1,088
Höhe 2,072

Das Gesammtgewicht beträgt 4900 k (einschliesslich Dynamo). Bei 6 at Ueberdruck im Schieberkasten und normaler Leistung der Maschine ist die Arbeit in beiden Cylindern nahezu gleich.

Wie die Abbildung Fig. 10 erkennen lässt, sind die Cylinder mit den Schiebekästen in einem Stück gegossen und mittels 4 schmiedeeiserner Säulen auf dem Fundament befestigt.

Textabbildung Bd. 283, S. 27
Mit letzterem bilden der Magnetring und die 4 Magnetschenkel ein Stück, während die Polschuhe und das vordere Bügellager angeschraubt sind. Die doppelseitige Kreuzkopfführung ist mit den gegenüberstehenden Säulen verbunden und trägt aussei dem Verbindungsstück zwischen Cylinder und Magnetring durch ihre Form wesentlich zur Versteifung der Maschine bei. Die Welle ruht in 5 Lagern, welche den doppelten bezieh. dreifachen Wellendurchmesser als Länge haben. Die Schieber sind Kolbenschieber mit Trick'schen Kanälen und werden von Excentern bewegt. Während das Excenter des Niederdruckschiebers fest auf der Welle sitzt, ist dasjenige des Hochdruckschiebers in einer am Schwungrad angebrachten Führung verschiebbar gelagert und zwar in der Weise, dass die Excentricität und der Voreilwinkel geändert werden können.

Das Excenter wird von einem Regulator, System Fischer-Leck (D. R. P. No. 57994) beeinflusst, welcher im Schwungrad untergebracht ist und gegenüber den bisherigen Schwungkugel- und Fliehkraftregulatoren bedeutende Vortheile aufzuweisen hat. Die letztgenannten Regulatoren wirken bekanntlich in der Weise auf das Steuerungsorgan ein, dass der Weg des Schwerpunktes der Schwungmassen gleichmässig auf die Füllung der Maschine vertheilt ist und es folgt hieraus, dass in den Grenzen der grossen Füllungen grössere Pendelausschläge zur Regulirung einer bestimmten Zunahme bezieh. Abnahme in der Pferdestärkenleistung erforderlich sind, als in den Grenzen der kleinen Füllungen. Diese Art des |28| Regulirens hat den Nachtheil, dass sie bei annähernd voller Belastung der Maschine über dieselbe die Macht verliert, also nicht genau auf gleiche Umlaufszahl regulirt, während sie beim Leergang zu mächtig, d.h. zu grob regulirt und der Maschine einen unruhigen, ungleichmässig schnellen Gang gestattet. Diese Uebelstände soll der Regulator, System Fischer-Leck, in Wegfall bringen. Er besteht, wie die Abbildungen Fig. 11 bis 13 erkennen lassen, im wesentlichen aus folgenden Theilen: Zwei um die Zapfen AA1 schwingende Pendel aa1; zwei Schraubenfedern cc1, welche einerseits in den Pendeln, andererseits im Schwungrad drehbar gelagert sind; ein Zwischenstück f, welches den kurzen Arm des einen Pendels mit dem Zapfen g3 der Excentertheile g verbindet und zwei Verbindungsstangen bb1, welche in der ersichtlichen Weise die Pendel aa1 mit einander verbinden. (Fig. 11 zeigt die Stellung der Theile bei belasteter, Fig. 12 diejenige der Theile bei leerlaufender Maschine.)

Textabbildung Bd. 283, S. 28
Die Nabe g1 des Excenters ist zu einer Coulisse g2 erweitert, die in den an der Hinterwand der Regulatorscheibe h sitzenden Führungslinealen h1h2 geführt wird. Der Zapfen g3 geht durch einen in dem Regulatorgehäuse h vorgesehenen Schlitz k hindurch.

Dreht sich das Schwungrad H in dem Sinne des auf den Abbildungen ersichtlichen Pfeiles, so eilen die Schwerpunkte SS1 der Pendel aa1 immer den Aufhängepunkten AA1 der letzteren voraus und unterstützen hierdurch den Regulator in seiner Aufgabe ganz erheblich, wie dies folgende Ueberlegung darthut. Denkt man sich die Maschine plötzlich um einen bedeutenden Theil ihrer Leistung entlastet, so wird das Schwungrad und in Folge dessen auch der Drehpunkt A (A1) des Pendels a (a1) plötzlich einen schnelleren Gang annehmen, während das Pendelgewicht in Folge seiner Trägheit die ursprüngliche Geschwindigkeit beizubehalten sucht. Aus diesen beiden verschiedenen Wirkungen resultirt ein fast augenblickliches Hinausdrängen des Pendelgewichtes, wodurch das Excenter, dessen Mittelpunkt sich in Folge der Geradführung auf einer Geraden als Centralkurve bewegt, in eine Bettung gelangt, welche einer entsprechenden Verringerung der Füllung entspricht.

Aus dem Vergleich der Abbildungen Fig. 11 und 12 ist ersichtlich, dass in Folge der eigenthümlichen Aufhängung der Federn der Angriffshebelarm bei Ausdehnung der Federn kürzer wird. (Siehe die Linien A1–B in Fig. 11 und A1–B1 in Fig. 12.)

Je nach Massgabe der Verschiebung des Excenters verändern sich, wie bereits bemerkt, die Excentricität und die Voreilwinkel, und zwar in der Weise, dass der Weg der Schwerpunkte der Regulatorpendel gleichmässig auf die effective Leistung der Dampfmaschine vertheilt ist.

Die Ausführung des Regulators, wie er vorstehend beschrieben ist, hat sich für sehr schnell umlaufende Maschinen (z.B. 500 Umläufe in der Minute) sehr gut bewährt. Will man den Regulator bei grösseren, langsam laufenden Dampfmaschinen in annähernd oder ganz denselben Ausführungsdimensionen mit dem gleichen Erfolg und denselben Wirkungen zur Anwendung bringen, also ohne Anwendung schwererer Pendel und stärkerer Federn, für die in den gegebenen Gehäuseabmessungen der Raum fehlen würde, so hat eine Abänderung der Regulatoranordnung einzutreten. Bedingt wird dies durch den Umstand, dass bei grossen, langsam gehenden Dampfmaschinen die Rückwirkung des Excenters bei der Umkehr der Schieberbewegung eine grössere ist, wodurch die Regulatorpendel leicht in schwingende Bewegung gerathen können. Anstatt die Pendel a und a1 direct durch Gelenkstangen bb1 zu verkuppeln, wird dann die Verkuppelung |29| mittels der letzteren durch eine zu bewegende Trägheitsmasse, welche in Form einer auf den Zapfen g3 lose aufgesetzten Scheibe ausgeführt werden kann, bewirkt. Die Verbindung der Pendel mit dieser Scheibe ist so angeordnet, dass, wenn die Pendel nach aussen schlagen, die Scheibe eine Drehung im umgekehrten Sinne gegen die Schwungraddrehrichtung macht.

Nimmt man wieder eine plötzliche Entlastung der Maschine an, so bleibt momentan die Geschwindigkeit der Schwungradscheibe hinter derjenigen des Schwungrades zurück und die Folge hiervon ist ein fast augenblickliches Hinausdrängen der Pendel aa1 durch die Verbindungsstangen bb1. Dieselbe momentane Wirkung findet natürlich in umgekehrter Richtung statt bei Vermehrung der Belastung der Maschine; Ausserdem verleiht die Schwungscheibe dem Regulator eine grosse Ruhe, so dass er nahezu ganz astatisch ausgeführt werden darf.

Die Erfahrung bestätigte diese Angaben, wie das nachstehend angeführte Beispiel zeigt, auf das Beste.

Eine Dampfdynamo dieses Modelles wurde bei 290 minutlichen Umdrehungen mit 50 effectiven belastet und dann plötzlich durch Unterbrechung des elektrischen Stromes ganz entlastet; die Schwankungen währten etwa 6 Secunden lang und betrugen im Maximum 5 Proc. Bei plötzlicher Abnahme von 25 effectiven schwankte die Umdrehungszahl um 1,8 Proc., während bei allmählicher Entlastung der Unterschied zwischen „Voll-“ und „Leerlauf“ kaum ½ Proc. betrug.

Die Dynamomaschine ist vierpolig und mit einem Cylinderring ausgestattet; der letztere, sowie die Collectorbüchse sind behufs guter Ventilation mehrfach durchbrochen.

Die Maschine arbeitete ganz funkenlos und erzeugte für die nutzbare 650 bis 660 Volt-Ampère.

Eine zweite in der Maschinenhalle befindliche und ebenfalls in stehender Anordnung ausgeführte Verbunddampfdynamomaschine der obigen Firma mit einer Leistung von 12000 Volt-Ampère, diente einestheils zur Beleuchtung des Taucherpavillons sowie der Ausstellungsplätze von Kummer und Co. in der Installationshalle bezieh. der Maschinenhalle, als auch zur Stromlieferung für die Elektromotoren und Beleuchtung der Neidlinger'schen Nähmaschinenausstellung in der Werkstättenabtheilung, sowie einer von Kummer und Co. zur Ausstellung gebrachten elektrischen Feuerspritze.

Die Maasse dieser Dampfmaschinen betrugen:

Durchmesser des Hochdruckcylinders 170 mm
Niederdruckcylinders 280 mm
Kolbenhub 150 mm

Die Maschine leistet bei 450 Umdrehungen in der Minute bei 6 at Betriebsdruck und normaler Füllung 20 nutzbare ; sie war mit einem Preschen, auf der Welle sitzenden Schwungradregulator, welcher auf ein Drosselventil einwirkt, ausgerüstet.

Für kleinere Kraftübertragungen hatten Kummer und Co. in der Maschinenhalle eine eincylindrige Dampfdynamomaschine mit einer Leistung von 2300 Volt-Ampère ausgestellt, welche mit 140 mm Cylinderdurchmesser und 80 mm Kolbenbub bei 500 Umdrehungen in der Minute und 6 at Betriebsdruck eine normale Leistung von 4,5 nutzbarer entwickeln soll.

Das Fundament der Dampfmaschine bildete mit dem Dynamomaschinenkörper ein gemeinsames Gusstück; zur Steuerung diente eine von dem Schwungradregulator (D. R. P. Nr. 57994) direct beherrschte Expansionskolbenschiebersteuerung.

Ferner waren in der Maschinenhalle von derselben Firma noch zwei weitere eincylindrige Dampfdynamomaschinen mit einer Leistung von 3350 bezieh. 1010 Volt-Ampère aufgestellt, bei deren Construction besonderes Gewicht darauf gelegt wurde, die denkbar grösste Leichtigkeit zu erzielen. Gusseisen war bei diesen Maschinen, wo nur irgend möglich, vermieden worden, und sowohl das Dampfmaschinenfundament, als auch der Dampfcylinder, sowie der Regulator aus Bronce hergestellt.

Die Maschinen sollen speciell für Torpedoböte Verwendung finden und zeigten die folgenden Abmessungen:

Cylinderdurchmesser 140 mm 110 mm
Kolbenhub 95 „ 40 „
Minutliche Umgänge 500 800
Dampfspannung 8 at 6 at
Nutzbare Leistung 6,5 2
Gesammtgewicht 470 k 190 k.

(Fortsetzung folgt.)

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