Titel: Ueber stationäre Dampfmaschinen in Amerika.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 285 (S. 78–84)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj285/ar285021

Ueber stationäre Dampfmaschinen in Amerika.

(Schluss des Berichtes S. 54 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

III. Maschinen mit selbsthätiger Expansion und auslösender Steuerung.

Die Corlissmaschine, die erste von allen selbsthätigen Expansionsmaschinen, ist zur Zeit wohl die am häufigsten anzutreffende, mit auslösender Steuerung arbeitende Dampfmaschine in Amerika, wenn nicht in der ganzen Welt; die mannigfachen Verbesserungen, welche seit 1848, dem Jahre ihrer Einführung, an dem Auslösmechanismus und den Abschlussorganen getroffen sind, beruhen auf denselben Grundprincipien, welche der ursprünglichen Construction bereits eigenthümlich waren, doch sind dieselben nichtsdestoweniger höchst bemerkenswerth.

Der Auslösmechanismus besonders ist im Laufe der |79| Jahre derart vervollkommnet worden, dass beinahe jegliche Rückwirkung auf den Regulator wegfällt, auch wurde mit Hilfe von Luftbuffern ein schnelleres Abschneiden der Dampfzufuhr, sowie ein Wachsen der Umdrehungszahlen der Maschine erreicht. Die der Abnutzung am meisten ausgesetzten Flächen erhielten grössere Abmessungen und die Einzeltheile der Maschine wurden derart gefertigt, dass sie selbst grösseren Geschwindigkeiten bezieh. Dampfdrücken vollständig gewachsen sind; auch auf die äussere Form der Maschine wurde immer mehr Sorgfalt verwendet.

Nach über 40jähriger Erfahrung hat sich für eine bestimmte Cylindergrösse die Leistung der Corlissmaschine um 75 Proc., in einigen Fällen um 100 Proc. vermehrt. Es betrug z.B. die Anzahl der Umdrehungen vor 30 bis 40 Jahren ungefähr 60 in der Minute, bei einer Kesselspannung von 60 oder 70 Pfund (4,2 oder 5 at), während heute Umdrehungen von 70 bis 100 in der Minute und Kesselspannungen von 80 oder 100 Pfund (5,6 oder 7 at) und mehr nichts Seltenes sind.

Eine Maschine von 18'' (457 mm) Cylinderdurchmesser für 48'' (1219 mm) Kolbenhub entwickelte früher 100 bis 120 indicirte , während heute dieselbe Maschine mindestens 175 leisten muss, in vielen Fällen jedoch, nach den Indicatordiagrammen 225 und selbst 250 leistet.

Textabbildung Bd. 285, S. 79
Als besonders schätzenswerthe Einzeltheile der Corlissmaschine sind die seit dem Jahre 1850 zur Verwendung gelangten Rundschieber zu bezeichnen, deren Gestalt und Bewegung die schädlichen Reibungswiderstände, sowie Abnutzungen auf äusserst geringe Beträge zurückführt; die ersten Corlissmaschinen waren mit bereits getrennten, aber ebenen Schiebern ausgeführt.

Die Curven der an Corlissmaschinen abgenommenen Indicatordiagramme entsprechen nahezu den theoretischen Linien und auch die mittlere Spannung kommt dem theoretischen Werthe derselben nahe, ja übersteigt denselben sogar, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit gering genug ist, um eine starke Nach Verdampfung nach erfolgtem Abschneiden des Arbeitsdampfes zu gestatten. Die kurzen directen Einströmkanäle mit geringem schädlichen Raum bieten dem Dampf keine grossen Condensationsflächen und sind dem ökonomischen Betreiben der Maschine günstig, auch wird in Folge des langen Hubes derselben der eintretende Dampf nur verhältnissmässig geringe Condensationsverluste erleiden.

Vom Standpunkte des Maschinenfabrikanten betrachtet, lässt sich die Corlissmaschine sehr billig herstellen, denn zur Bearbeitung der meisten Einzeltheile derselben sind nur gewöhnliche normale Werkzeuge erforderlich; dieselben werden ausserdem in Massen und in solchen Abmessungen gefertigt, dass eine grosse Anzahl derselben, wie Gestell, Schwungrad, Welle, Regulator mit Auslösmechanismus, Luftbuffer u. dgl., für Maschinen mit verschiedenen Cylinderdurchmessern Verwendung finden können.

Textabbildung Bd. 285, S. 79
Von der grossen Anzahl auslösender Hahnsteuerungen haben namentlich drei Constructionen grössere Verbreitung gefunden.

Die in der Abbildung Fig. 101 dargestellte Steuerung älterer Construction zeichnet sich durch grosse Haltbarkeit und sicheres Arbeiten aus, doch ist die Rückwirkung auf den Regulator eine sehr veränderliche und der Winkel, welchen die Hahnkurbel beschreibt, kleiner als bei der in Fig. 102 und 103 ersichtlichen Steuerung. Letztere besteht aus einem auf dem Führungsstücke B der Hahnspindel lose drehbaren Hebel A, welcher mittels Lenkstange von der Steuerscheibe aus seine Bewegung erhält und eine Klinke trägt, die bei ihrer Bewegung mit einem Anschlag des auf der Hahnspindel aufgekeilten Hebels C zusammentrifft; sobald die Klinke bei ihrer Aufwärtsbewegung mit dem vorstehenden Theile L eines vom Regulator eingestellten Ringes zusammentrifft, löst sich die Klinke von dem Anschlage des Hebels C und dieser geht unter Mitwirkung des Luftbuffers schnell in seine ursprüngliche Stellung zurück, wodurch das Abschneiden des Dampfes durch den Schieber erfolgt. Eine andere neuere Construction dieser Steuerung, bei welcher die das Zusammentreffen der Klinke mit dem Anschlage des auf der Hahnspindel festgekeilten Hebels sichernden Federn in Wegfall gekommen sind, veranschaulichen die Abbildungen Fig. 104 und 105.

Textabbildung Bd. 285, S. 79
Der Hebel A führt sich mittels Zapfen in dem Schlitze einer vom Regulator eingestellten Scheibe und die mit ihm verbundene Klinke P löst sich von der Fangplatte C, |80| sobald der Hebel A durch den Schlitz entsprechend verstellt ist; die Fangplatte ist mit der Stange B verbunden und hebt sich, wenn sie mit der Klinke P in Eingriff kommt.

Die zum schnellen Abschluss des Einströmdampfes dienenden Luftbuffer bestanden ursprünglich aus einem mit Gewicht belasteten Plungerkolben, der sich in einem dicht schliessenden Cylinder bewegte; nach erfolgtem Auslösen wurde der Hahn durch das fallende Gewicht beeinflusst, wobei die im Cylinder comprimirte Luft durch eine kleine Oeffnung entweichen konnte.

Um die Wirkung dieses Luftbuffers noch mehr zu beschleunigen, ordnete man ein Vacuum an und setzte den Buffer aus zwei Plungerkolben A und B (Fig. 106) zusammen, von denen der eine den doppelten Durchmesser des anderen besitzt; sobald die beiden Kolben sich heben, wird die Luft unter dem kleinen Kolben verdünnt; während die durch das Ventil C eingesaugte Luft unter den grossen Kolben tritt. Das Vacuum unterstützt somit das Gewicht des Plungers beim Schliessen des Hahnes, und die Luft unter dem Kolben B verhindert etwaige Stösse; das in den Boden des Cylinders eingeschraubte kleine Ventil D gestattet allein ein Austreten von Luft. Fig. 107 zeigt eine andere gebräuchliche Form eines Luftbuffers, bei welchem die in den Compressionsraum getretene Luft von der einen Kolbenseite nach der anderen und nun nicht mehr mit dem unangenehmen Geräusch ins Freie entweicht; das kleine im Innern liegende Ventil wirkt als Widerstand auf die Vacuumkammer. Die Kolben der Luftbuffer arbeiten gewöhnlich ohne irgendwelche Packung – lange Dichtungsflächen mit Oelnuthen genügen für das Dichthalten vollständig; mitunter ist eine Lederstulpenpackung am unteren Ende des Vacuumplungers vorgesehen. Die Luftbuffer werden gewöhnlich direct auf dem Steinfundament des Dampfcylinders befestigt, doch verlängern auch einige Fabrikanten das Fussgestell des Cylinders, um die Luftbuffer hier aufstellen zu können.

Textabbildung Bd. 285, S. 80
Zur Regulirung der Dampfvertheilung dient in den meisten Fällen ein gewöhnlicher Watt'scher Pendelregulator (Fig. 108 und 109), welcher zur Vermeidung springender Bewegungen mit einem Oelbuffer (Fig. 110) versehen ist; seine Geschwindigkeit überschreitet selten 60 Umdrehungen in der Minute.

Diese Regulatoren functioniren beim gewöhnlichen Betriebe ganz zuverlässig, da die Bewegung der Muffe, welche den Veränderungen der Füllung von 1/16 bis 3/10 des Kolbenhubes entspricht, nur ⅓ des ganzen Regulatorhubes ausmacht. Wenn die Maschine angelassen werden soll, wird die Regulatormuffe so weit gehoben, dass sie auf einen Bolzen P zu liegen kommt, welcher so angebracht ist, dass die Muffe um ⅓ des ganzen Regulatorhubes von ihrer niedrigsten Stellung entfernt liegt; nachdem die Maschine in Gang gebracht ist, wird der Bolzen P entfernt; fällt nun die Muffe in ihre tiefste Lage, so legt sich ein kleiner Ansatz K (Fig. 102) der vom Regulator eingestellten Scheibe gegen die Klinke und verhindert, dass dieselbe mit dem Anschlage des auf der Hahnspindel festgekeilten Hebels zusammentrifft – die Hähne werden demnach nicht mitgenommen und die Maschine stellt ihre Bewegungen ein. Bei schwer belasteten Maschinen mit plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen werden in Amerika übrigens auch die Regulatoren von Porter, Pröll und Hartnell mit gutem Erfolg angewendet.

Textabbildung Bd. 285, S. 80
Der Cylinder einer Corlissmaschine ist in Fig. 111 dargestellt; selten sind die Cylinder einfacher Maschinen mit Dampfmänteln versehen und nur Holzverkleidungen, unter denen sich Haarfilz, Asbest oder Schlackenwolle, zuweilen auch nichts befindet, dienen dazu, Wärmeausstrahlungen zu verhüten. Die vier Schieberkammern an den Enden des Cylinders sind leicht zu bearbeiten und die Hahnschieber drehen sich so in denselben, dass zuerst die inneren Kanalkanten A für den Eintritt des Dampfes frei werden und dieser nicht erst um den Schieber herumzuströmen braucht, um in den Cylinder zu gelangen. Der Hohlraum B zwischen Ausströmkanal und Wandung des Cylinders dient dazu, dem letzteren durch den Ausströmdampf nicht zuviel Wärme zu entziehen.

Textabbildung Bd. 285, S. 80
Die Cylindermodelle besitzen gewöhnlich abnehmbare Flanschen und Schieberkammern, so dass ein und dasselbe Modell für Cylinder von verschiedenem Hub benutzt werden kann. Den Querschnitt der Einströmkanäle nimmt man in der Regel zu 7 Proc., denjenigen der Ausströmkanäle des Dampfes zu 10 Proc. der Kolbenfläche, wobei Kolbengeschwindigkeiten |81| bis zu 650' in der Minute (3,3 m in der Secunde) statthaft sind. Die Rohre für Ein- und Ausströmung des Dampfes werden bei kurzen Längen zu 1/10 bezieh. ⅓ des Kolbendurchmessers genommen. Die schädlichen Räume betragen, je nachdem der Hub kürzer oder länger ist, 4 Proc. bis 2 Proc. des Cylindervolumens.

Der Durchmesser der Rundschieber beträgt gewöhnlich ¼ bis 5/16 vom Kolbendurchmesser. Cylinder von mehr als 40'' (1016 mm) Durchmesser werden meistens ohne Modell in Lehm geformt.

Die Schieber sind auf ihren Stangen verschieden befestigt; entweder lässt man die aus Rothguss oder Bronze gefertigten Stangen durch die ganze Länge der Schieber treten, oder man verbindet die Stahlstange mit dem Schieber durch einen an der ersteren sitzenden Kopf, der in eine entsprechende Aussparung der letzteren genau eingepasst wird.

Gebräuchliche Grössen von Corlissmaschinen sind mit ihren Hauptabmessungen in Tabelle IV zusammengestellt; es ist aus dieser zu ersehen, dass denselben Cylinderdurchmessern zwei, auch drei verschiedene Kolbenhübe entsprechen. Die Cylindermodelle lassen sich, wie bereits erwähnt, für diese verschiedenen Kolbenhübe leicht umändern und auch die Modelle der Grundplatten können in einigen Fällen durch Verlängerung ihrer freien Enden für mehrere Maschinengrössen benutzt werden.

Ebenso wie bei den Drossel- und schnellaufenden Expansionsmaschinen gehören zu jedem Hube wenigstens zwei verschiedene Cylinderdurchmesser, und es sind deshalb auch hier einzelne Maschinentheile für verschiedene Maschinengrössen verwendbar. In einigen Fällen lässt sich auch der gesammte Steuerungsmechanismus (mit Ausnahme der Hahnspindeln, deren Länge verschieden ist) für zwei auf einander folgende Cylinderdurchmesser verwenden; zwei Regulatorgrössen genügen gewöhnlich für die sämmtlichen, in der Tabelle angegebenen Maschinen.

Tabelle IV. Normale Corlissmaschinen.

(Alle Abmessungen sind in Zoll [engl.] ausgedrückt, mit Ausnahme des Schwungraddurchmessers und der Kolbengeschwindigkeit, welche in Fuss [engl.] angegeben sind.)

Textabbildung Bd. 285, S. 81
Die Maschinen arbeiten mit und ohne Condensation; ihr Speisewasserverbrauch hängt von verschiedenen Umständen – der Geschwindigkeit, der Belastung, dem Zustande der Schieber u. dgl. – ab. Es wurde durch Versuche festgestellt, dass Nichtcondensationsmaschinen mit Leistungen von über 200 bei dichten Schiebern, 4- bis 5facher Expansion des Arbeitsdampfes und einer Kesselspannuug von 80 oder 90 Pfund (5,6 oder 6,3 at) für Pferdekraft und Stunde 27 Pfund (12,2 k) und Condensationsmaschinen derselben Grösse 19 Pfund (8,6 k) an Speisewasser verbrauchten.

In der Regel arbeiten die Condensationsmaschinen mit niedrigeren Kesselspannungen und kleineren Geschwindigkeiten als die Nichtcondensationsmaschinen, da die geringe Compression derselben dies erfordert.

Bei dieser Gelegenheit erscheint es angezeigt, einige Mittheilungen über den Unterschied zwischen der für die Pferdekraft verbrauchten, aus dem Indicatordiagramm berechneten Dampfmenge dieser Maschinen und der verdampften Speisewassermenge anzufügen. H. Barnes, welcher vielfach Gelegenheit hatte, Ermittelungen hierüber anzustellen, hat die bei dichten Schiebern und Kolben und verschiedenen Cylinderfüllungen aus den Indicatordiagrammen gewöhnlicher Corlissmaschinen mit nicht ummantelten Cylindern von über 20'' (508 mm) im Durchmesser, denen der Dampf trocken, jedoch nicht überhitzt zugeführt wurde, berechneten durchschnittlichen Speisewassermengen in Procenten des gesammten Speise Wasserverbrauches in einer Tabelle zusammengestellt, welche wir nachstehend wiedergeben.

In vielen Fällen, wo Undichtheiten an den Schiebern oder dem Kolben festgestellt wurden, stellten sich noch |82| erheblichere Verluste heraus, als aus der Tabelle hervorgeht.

Tabelle V.


Füllung in Procenten
des Kolbenhubes
Aus dem Indicator-
diagramm berechneter
Speisewasserverbrauch
in Procenten
Durch Cylinderconden-
sation aufgebrauchte
Speisewassermenge
in Procenten
5 58 42
10 66 34
15 71 29
20 74 26
80 78 22
40 82 18
50 86 14

Diese Zahlen begründen die Annahme, dass bei geringen Undichtheiten der totale Condensationsverlust bei 4facher Expansion constant ist und 25 Proc. des verbrauchten Speisewassers betragen soll.

Die Gewichte der Schwungräder (Tabelle IV) wachsen nicht proportional den Leistungen der Maschinen; sie sind gewöhnlich für die kleineren Geschwindigkeiten, mit denen die Maschinen laufen, schwer genug. Bei den grössten Maschinen sind die Abmessungen des gleichzeitig zur Kraftübertragung dienenden Schwungrades derartige, dass dasselbe schwerer wird, als der Festigkeitscoefficient vorschreibt. Bei den kleinsten Maschinen, wo die Kolbengeschwindigkeit noch nicht den Werth von 480' in der Minute (2,44 m in der Secunde) erreicht, sind die Schwungräder verhältnissmässig noch schwerer. Wenn die niedrigste Kolbengeschwindigkeit einer Maschine 480' in der Minute beträgt, lässt sich das Schwungradgewicht für diese Geschwindigkeit annähernd aus der folgenden Formel berechnen:

worin

W das Gewicht des Schwungrades in Pfund,
d den Cylinderdurchmesser in Zoll,
S „ Hub in Zoll,
D „ Durchmesser des Schwungrades in Fuss,
R die der Kolbengeschwindigkeit von 480' entsprechende
minutliche Umdrehungszahl bedeutet.

Die Maschinen variiren je nach ihrer Grösse und Ausführung ganz erheblich im Preise; die grössten und kleinsten derselben kosten mehr als diejenigen für mittlere Leistungen. Der Preis stellt sich auf 15 bis 17 Doll. und das Gewicht auf 220 bis 250 Pfund für die normale Pferdestärke.

Eine vorzüglich durchconstruirte Corlissmaschine ist diejenige von Brown in Fitchburg4); sie arbeitet mit flachen Rostschiebern, welche nur kleine Bewegungen auszuführen haben. Die senkrechten Schieberflächen der Einströmkanäle liegen seitlich an beiden Enden des Cylinders, diejenigen der Ausströmkanäle wagerecht unter dem Cylinder. Die Auslasschieber erhalten durch je eine auf der Steuerwelle sitzende Daumenscheibe eine constante und schnelle Bewegung; die Steuerwelle wird mittels Zahnräder von der Kurbelwelle aus betrieben. Die Bewegungen der Einströmschieber sind von der Regulatorstellung abhängig. Jeder Schieber ist mit einem von einem Excenter bethätigten Hebel und jede Schieberstange mit einer oscillirenden Klinke verbunden, welche bei ihrer Aufwärtsbewegung gegen einen vom Regulator eingestellten Hebel trifft; sobald dieses geschieht, wird die Klinke ausgelöst und der Schieber fällt unter dem Einfluss seines Eigengewichtes, sowie des auf dem oberen Schieberstangenende wirkenden Dampfdruckes schnell abwärts. Das untere Ende jeder Schieberstange ist mit einem Luftbuffer verbunden. Die Maschinen werden in denselben Grössen wie die mit Hahnschiebern arbeitenden Corlissmaschinen gebaut.

Die Steuerung der im In- und Auslande hinlänglich bekannten Wheelockmaschine wurde mit ihrer abgeänderten Schieberconstruction 1890 275 * 490 bereits beschrieben.5)

Bei dieser Maschine sind die Hahnschieber in leicht konisch gehaltenen Kammern untergebracht, welche an den unteren Enden des Cylinders sitzen, und zwar liegt die Einströmkammer jedesmal unmittelbar hinter der Ausströmkammer. Bei der mit einem einzigen Excenter arbeitenden Steuerung regelt der Auslasschieber die Voreilung, sowie das Oeffnen und Schliessen des Ausströmkanals, während der Einströmschieber den Füllungsgrad der Maschine bestimmt.

Es gibt noch zwei andere vielfach ausgeführte Corlissteuerungen, doch sind dieselben den bereits genannten Steuerungen nachgebildet und kann deshalb von einer ausführlicheren Behandlung ihrer Einzeltheile hier Abstand genommen werden.

IV. Verbundmaschinen.

Es wäre ein Irrthum, anzunehmen, dass sich in Amerika irgendwelche Dampfmaschinentype eines besonderen Ansehens zu erfreuen hätte; die vorausgegangenen Mittheilungen könnten leicht Jemand auf diese Vermuthung bringen, jedoch ist es Thatsache, dass in diesem Lande neue Typen von Maschinen nur allmählich aufkommen.

So konnte auch die Verbundmaschine nur langsam zu dem Ansehen gelangen, welches sie heute geniesst, um so schwieriger, als der Betrieb mit eincylindrigen Corlissmaschinen, wenn dieselben mit Condensation arbeiten, ein äusserst ökonomischer ist und dieselben deshalb, sowie ferner wegen der höheren Beschaffungskosten und dem geringeren Nutzen, welcher den Dampfmaschinenfabrikanten aus dem Bau von Verbundmaschinen erwächst, schwer zu verdrängen waren.

Erst seitdem die Dreifach-Expansionsmaschinen augenscheinlicher den grossen ökonomischen Vortheil erkennen liessen, der sich bei der stufenweisen Expansion des Dampfes in zwei oder mehreren Cylindern ergibt, haben die Maschinenfabrikanten in Amerika diesem Gegenstand erhöhtere Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl bereits vordem einige bewährte Constructionen von Verbundmaschinen entstanden waren.

Vor einigen Jahren erregten die Corliss-Verbundmaschinen wegen ihrer bedeutenden Leistung grosses Aufsehen; zu den bemerkenswerthesten Maschinen dieser Art gehört die berühmte von Corliss selbst erbaute Pawtucket-Pumpmaschine, welche nur 6,4 k Speisewasser für 1 indicirte und Stunde brauchte.6) Aehnliche, nach denselben Grundsätzen gefertigte Maschinen mit Leistungen von 200 bis 2000 sind in grösseren Fabriken und elektrischen Centralstationen Amerikas im Betrieb. Diese |83| Maschinen arbeiten mit Cylindern Seite an Seite, während solche für kleinere Leistungen nach dem Tandemsystem mit hinter einander liegenden Cylindern gebaut werden.

Bei den Tandemmaschinen liegt gewöhnlich der Niederdruckcylinder der Kurbel am nächsten und die gemeinschaftliche Kolbenstange beider Cylinder lässt sich durch die Stopfbüchse des Niederdruckcylinders nach der Kurbel zu entfernen. Die Verbindung zwischen Hoch- und Niederdruckcylinder wird auf verschiedene Weise hergestellt; zuweilen bringt man zwischen die beiden Cylinder ein halboffenes oder geschlossenes mit seitlichen Durchbrechungen versehenes Zwischenstück, oder man verbindet dieselben durch kräftige zwischen angegossenen Kloben der Cylinder liegende Stangen; im letzteren Falle sind die Cylinder zugänglicher. Ein oder zwei Maschinenfabrikanten legen den Hochdruckcylinder nächst der Kurbel, so dass der Niederdruckkolben zugänglicher wird; in derartigen Fällen wird selbstverständlich die Kolbenstange nach hinten herausgezogen.

Corliss-Verbundmaschinen mit Cylindern Seite an Seite sind zuweilen mit zwei Excentern für die Niederdruckschieber versehen, von denen das eine die Bewegungen der Ausströmschieber regelt; hierdurch erhält man reichliche Compression, und es sind auch die schädlichen Räume stets mit Dampf angefüllt.

Die Corliss-Verbundmaschinen arbeiten mit wenigen Ausnahmen sämmtlich mit Condensation; das Cylinderverhältniss stellt sich wie 3½ oder 4 : 1. Da grössere Füllungen als 3/10 des Kolbenhubes sich mit dieser Steuerung nicht erreichen lassen, schwankt das totale Expansionsverhältniss zwischen 12 und 20; eine 16fache gesammte Expansion ist sehr gebräuchlich.

Die Spannung des zum Betreiben dieser Maschinen dienenden Kesseldampfes variirt zwischen 90 und 120 Pfund (6,3 bis 8,5 at) und erreicht zuweilen eine Höhe von 135 Pfund (9,5 at). Die Dampfvertheilung erfolgt in der Weise, dass der mittlere Druck auf den Niederdruckkolben so klein als möglich ausfällt; 14 Pfund für 1 Quadratzoll (1 k für 1 qcm) ist nicht ungewöhnlich. Mit 120 Pfund (6,3 at) Kesselspannung und 16facher totaler Expansion kann man einen mittleren Druck von 24 Pfund (1,7 at) auf den Niederdruckkolben erhalten.

Bei den ersten Corliss-Verbundmaschinen bestimmte der Regulator nur die Füllung des Hochdruckcylinders, während diejenige des Niederdruckcylinders von Hand eingestellt wurde. Eine von Corliss erbaute Walzenzugmaschine war mit zwei Regulatoren, einer für jeden Cylinder, ausgerüstet. Gewöhnlich regelt jetzt ein Regulator die unabhängig von einander eingestellten Füllungen in beiden Cylindern und es überträgt in derartigen Fällen der Regulator seine Bewegungen zunächst auf einen Zwischenhebel, von wo sie dann den Auslösmechanismen beider Cylinder mitgetheilt werden. In Fabriken wird der für Heizzwecke und andere Verrichtungen gebrauchte Dampf oft aus dem Zwischenbehälter entnommen; um den Druck in diesem letzteren möglichst hoch zu erhalten, sind verschiedene Einrichtungen getroffen worden, wobei die Füllung im Niederdruckcylinder unter Mitwirkung des Regulators durch den Druck im Receiver geregelt wird.

Dampfmäntel werden bei den besseren Maschinen dieser Type stets angeordnet. Es ist gebräuchlich, den Mantel des Hochdruckcylinders als eine Erweiterung des Schieberkastens auszuführen, während der Mantel des Niederdruckcylinders als zum Receiver gehörig betrachtet werden kann, da er direct den Dampf aus dem letzteren erhält, welcher dann, nachdem er den Cylinder erwärmt hat, in die Schieberkammern strömt. Die ebenfalls mit frischem Dampf ummantelten Receiver von Guss- oder Schmiedeeisen werden gewöhnlich gleich dem 1½fachen Volumen des Niederdruckcylinders ausgeführt. Fig. 112 veranschaulicht die zweckmässige Construction eines gusseisernen Receivers mit gewelltem Heizkanal. Das Condenswasser aus sämmtlichen Mänteln wird zuweilen durch eine kleine Pumpe, welche durch den die Luftpumpe betreibenden Hebel in Thätigkeit gesetzt wird, nach dem Kessel zurückgedrückt; diese Einrichtung sichert eine gute Circulation des Heizdampfes.

Man findet nicht selten Verbundmaschinen mit Leistungen von über 400 indicirten , welche mit ummantelten Cylindern und einem Kesseldruck von 120 Pfund (8,5 at) für indicirte und Stunde 14 bis 15 Pfund (6,4 bis 6,8 k), in einigen Fällen sogar nur 13½ Pfund (6,12 k) an Speisewasser verbrauchen. Diese Verbrauchsziffer kommt derjenigen der Dreifach-Expansionsmaschinen mit 150 Pfund (10,6 at) Kesselspannung ziemlich nahe und rührt daher, dass die Curven der vereinigten Diagramme sich den theoretischen Linien beinahe nähern und ferner durch die Innencondensation eine kleinere Dampfmenge verloren geht, als bei den Eincylindermaschinen von gleicher Grösse. Der Verlust durch die Innencondensation stellt sich bei ¼ Füllung und ummantelten Cylindern auf noch nicht 23 Proc. des verbrauchten Speisewassers.

Textabbildung Bd. 285, S. 83
In den letzten Jahren sind eine Anzahl Dreifach-Expansionsmaschinen nach dem System Corliss für Kesselspannungen von 150 Pfund (10,6 at) erbaut worden, doch ist es noch nicht möglich, eine endgültige Angabe über den Dampfverbrauch derselben geben zu können.

Eine Maschine mit sechs wagerechten Cylindern, deren Kolben derart auf zwei Kurbeln wirken, dass auf jede derselben die Leistung eines Hoch-, Mittel- und Niederdruckcylinders durch eine einzige Kolbenstange übertragen wird, bildet eine neuere Construction dieser Maschinentype. Eine andere Maschine besteht ebenfalls aus zwei Kurbeln, denen die in vier Cylindern entwickelte Leistung übertragen wird; in diesem Falle wirken ein Hoch- und ein Niederdruckcylinder mittels gemeinschaftlicher Kolbenstange auf die eine Kurbel, während der Mitteldruck- und ein zweiter Niederdruckcylinder auf die andere Kurbel wirken.

Für die schnellaufenden Verbundmaschinen mit selbsthätiger Expansion ist ebenso wie bei den Corliss-Verbundmaschinen als einfachste Anordnung diejenige nach dem Tandemsystem zu empfehlen. Regulator- und Schieberbewegung des Hochdruckcylinders sind hierbei ähnlich wie bei den eincylindrigen Maschinen dieser Type; der Schieberweg ist mit wechselnder Füllung veränderlich und steht unter dem Einflüsse des Regulators.

|84|

Bei den ersten schnellaufenden Verbundmaschinen beherrschte, wie dies bei den ersten Corliss-Verbundmaschinen der Fall war, der Regulator sowohl die Steuerungsorgane des Hochdruck- wie auch diejenigen des Niederdruckcylinders; die ungenügende Dampfvertheilung der Nichtcondensationsmaschinen bei geringen Widerständen und der Mangel genügender Compression der Condensationsmaschinen bei bedeutenden Widerständen veranlasste viele Fabrikanten; diese Anordnung aufzugeben.

Die schnellaufenden Verbundmaschinen mit Cylindern Seite an Seite sind für den Hochdruckcylinder mit einer ähnlichen Steuerung versehen, wie die Eincylindermaschinen dieser Type. Der Niederdruckschieber wird durch ein festes Excenter mitgenommen. Der im Hochdruckcylinder wirksam gewesene Dampf strömt durch ein unter den Cylindern liegendes Rohr in den Niederdruckcylinder.

Textabbildung Bd. 285, S. 84
Fig. 113 und 114 veranschaulichen eine schnellaufende Verbundmaschine, bei welcher der von einem festen Excenter bewegte Niederdruckschieber unter und zwischen den beiden Cylindern liegt.

Die Kurbeln sind gegenseitig um 180° versetzt und ohne Gegengewichtsscheiben ausgeführt. Der Hochdruckcylinder ist mit Dampfmantel umgeben. Eine derartige mit Condensation arbeitende Maschine von 16½ bezieh. 25'' (419 bezieh. 635 mm) Cylinderdurchmesser für 15'' (381 mm) Kolbenhub entwickelt bei 260 minutlichen Umdrehungen und einer anfänglichen Dampfspannung von 110 Pfund (7,5 at) eine indicirte Leistung von 300 ; ihr Gewicht beträgt ungefähr 30000 Pfund (13600 k).

Textabbildung Bd. 285, S. 84
Diese Maschinen werden mit Condensation in Grössen für 75 bis 500 gebaut – ein Anfangsdruck von 110 Pfund (7,5 at) und eine Kolbengeschwindigkeit von 650' in der Minute (3,3 m in der Secunde) vorausgesetzt; der mittlere effective Druck im Niederdruckcylinder beträgt hierbei bei 9facher Gesammtexpansion 30 Pfund für 1 Quadratzoll engl. (2,1 k für 1 qc). Das Cylinderverhältniss stellt sich wie 2,4 : 1. Mit einem Kesseldruck von 120 Pfund (8,5 at) und in Grössen für 100 bis 300 brauchen diese Maschinen für jedes Indicatorpferd 16 bis 19 Pfund (7,2 bis 8,6 k) Speisewasser in der Stunde.

Eine einfach wirkende Verbundmaschine ist in Fig. 115 dargestellt; ein einziger von einem Schwungradregulator bethätigter Kolbenschieber regelt hier die Dampfvertheilung beider Cylinder. Die Kurbeln sind um 180° gegenseitig versetzt. Bei dieser Anordnung erfolgt die Expansion im Niederdruckcylinder gleichzeitig mit der Compression im Hochdruckcylinder. Die Nachtheile übermässiger Compression sind durch den grossen schädlichen Raum des Hochdruckcylinders, welcher ungefähr ⅓ seines Volumens ausmacht, ausgeglichen; der höchste Druck des comprimirten Dampfes wird damit für alle Expansionsgrade gleich dem anfänglichen Dampfdruck. Der schädliche Raum in dem Niederdruckcylinder ohne Condensation ist so gross, dass die Compressionsspannung bei kleinen Füllungen die zulässige Grenze nicht übersteigt. Eine solche Maschine mit Condensation mit 14 bezieh. 24'' (356 bezieh. 610 mm) Cylinderdurchmesser für 14'' (356 mm) Kolbenhub entwickelt bei 250 minutlichen Umdrehungen und 120 Pfund (8,5 at) Kesselspannung eine Leistung von 200 indicirten .

Es gibt noch andere Verbundmaschinen mit zwei Vertheilungsschiebern, indess sind dieselben weniger zahlreich anzutreffen. Die Schieber dieser schnellaufenden Maschinen sind meistens Kolbenschieber, selten entlastete Flachschieber. Schnellaufende Verbundmaschinen ohne Condensation werden auch gebaut, doch genügen dieselben den Anforderungen bis jetzt noch in keiner Weise, es sei denn, dass sie für einen constanten Widerstand construirt sind; für sehr veränderliche Widerstände geben sie bei den jetzt gebräuchlichen Dampfspannungen nur ungenügende Resultate. Bei günstigen Belastungen und ungefähr 6facher Gesammtexpansion, sowie einem Kesseldruck von 120 Pfund (8,5 at) stellt sich der Dampfverbrauch dieser Maschinen ungefähr gleich demjenigen einer einfachen Corlissmaschine ohne Condensation mit 80 Pfund (5,6 at) Kesselspannung.

Freytag.

|82|

Bericht über die Weltausstellung in Philadelphia 1876 von Radinger S. 58.

|82|

Siehe ausführlicher: Die Dampfmaschinen der Pariser Weltausstellung 1889 von Freytag S. 76.

|82|

Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1889 S. 171.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: