Titel: Die Dampfmaschinen der Weltausstellung in Chicago 1893.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1894, Band 291 (S. 53–58)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj291/ar291017

Die Dampfmaschinen der Weltausstellung in Chicago 1893.

Von Fr. Freytag, Lehrer der Maschinenbaukunde an der königl. höheren Gewerbschule zu Chemnitz i. S.

(Fortsetzung des Berichtes Bd. 290 S. 265.)

Mit Abbildungen.

Von den in grösserer Anzahl in der Maschinenhalle ausgestellten Dampfmaschinen der Buckeye Engine Co. in Salem, Ohio, ist die bedeutendste eine viercylindrige Dreifach-Expansionsmaschine von 1000 .

Der Hochdruckcylinder von 508 mm Durchmesser bildet mit dem in Tandem dahinter liegenden Niederdruckcylinder von 914 mm Durchmesser die eine, der Mittel- und zweite Niederdruckcylinder von 825 bezieh. 914 mm Durchmesser die andere Maschinenseite. Der gemeinschaftliche Kolbenhub beträgt 1219 mm und die Geschwindigkeit 87 Umdrehungen in der Minute.

Textabbildung Bd. 291, S. 53
Die drei grossen Cylinder arbeiten mit Flachschiebern, wie sie bei den Maschinen der Buckeye Engine Co. üblich und weiter unten zur Besprechung gelangen, während der Hochdruckcylinder eine Kolbensteuerung mit innenliegen- dem Expansionsschieber besitzt, dessen Stange durch diejenige des Vertheilungsschiebers hindurchgeht. Für jede Maschinenseite ist ein besonderer Regulator vorgesehen, der die Füllungen der betreffenden Cylinder bestimmt. Während nun der Regulator auf der Hochdruckseite die Einstellung der Expansionsschieber mit Leichtigkeit bewerkstelligt, ist dies auf der anderen Maschinenseite nicht in demselben Maasse der Fall, da hier die schweren, nur theilweise entlasteten Flachschieber ihrer Bewegung einen entsprechend grösseren Widerstand entgegensetzen. Deshalb ist auf dem Schieberkasten des Zwischendruckcylinders noch ein kleiner Cylinder befestigt, dessen Kolben mit der zugehörigen Schieberspindel in Verbindung steht. Die Dampfvertheilung dieses Hilfscylinders regelt ein mittels Hebel von der Schieberspindel selbst bethätigtes Steuerorgan in der Weise, dass damit die Bewegungen der Expansionsschieber unterstützt werden. Der Hilfscylinder besitzt 114 mm Bohrung, 140 mm Kolbenhub und arbeitet mit ¼ Füllung, so dass er bei der Kolbengeschwindigkeit von |54| 0,396 m in der Secunde eine zur Ueberwindung der Schieberreibung hinreichend genügende Leistung von ungefähr 1 entwickelt.

Der Dampf wird dem Hilfscylinder durch ein Rohr von 13 mm Durchmesser, welches vom Hauptrohr der Dampfleitung abzweigt, zugeführt; nach vollbrachter Arbeit geht der Dampf direct in den Condensator und nicht erst in die Arbeitscylinder der Maschine. Das Schwungrad besitzt 6,100 m Durchmesser, 1,880 m Breite und treibt eine Westinghouse-Glühlichtdynamo für 10000 Kerzen.

Textabbildung Bd. 291, S. 54
Eine 350pferdige Buckeye-Verbundmaschine mit neben einander liegenden Cylindern von 368 bezieh. 711 mm Durchmesser für 610 mm Kolbenhub und Condensation treibt mit 160 minutlichen Umdrehungen unter Einschaltung einer Vorgelegswelle 6 Port Wayne-Bogenlichtdynamo für je 60 Lampen.

Ausser diesen beiden Maschinen waren von der Firma noch drei eincylindrige Maschinen und zwar zwei von je 125 und eine von 190 , sowie eine Tandem-Verbundmaschine von 150 ausgestellt.

Diese Maschinen arbeiten mit der in Fig. 1 ersichtlichen Flachschiebersteuerung (vgl. 1892 285 * 58). Der Dampf tritt bei D in den Schieberkasten und strömt in Richtung der angegebenen Pfeile in den Hohlraum des kastenförmigen Schiebers V bezieh. in den Cylinder. Die äusseren Kanten des Schiebers V regeln die Ausströmung des Dampfes, der nach verrichteter Arbeit um den Schieber herum durch die Oeffnung K entweicht. Die Entlastungsringe d werden durch den Druck des Arbeitsdampfes, sowie durch Federn E auf den Rücken der beiden Schieberenden gedrückt. Die Füllung bestimmt der im Inneren des Hauptschiebers gleitende Schieber C, aus zwei kleinen, durch eine Stange mit einander verbundenen Platten bestehend, dessen Spindel durch die Führungsstange des Hauptschiebers hindurch geht und mit einem Excenter, welches von einem Schwungradregulator eingestellt wird, in Verbindung steht. Der Hauptschieber wird von einem zweiten, auf der Schwungrad welle aufgekeilten Excenter mitgenommen, wie dies Fig. 2 erkennen lässt. Das Grundexcenter greift am grossen Hebelarm einer gemeinschaftlichen Schwinge (Fig. 3) an, während das Expansionsexcenter auf einen zweiten, in der Schwinge drehbaren Hebel überträgt. Die Construction des aus zwei Gewichtshebeln mit Zugfedern bestehenden Regulators ist aus Fig. 100 Bd. 285 S. 59 zu entnehmen.

Textabbildung Bd. 291, S. 54
Textabbildung Bd. 291, S. 54
Die Lane and Bodley Co. in Cincinnati, Ohio, stellte eine Verbundmaschine mit neben einander, sowie eine solche mit hinter einander liegenden Cylindern aus; erstere entwickelt, mit 406 bezieh. 787 mm Cylinderdurchmesser, |55| 1067 mm Kolbenhub und 78 minutlichen Umdrehungen 300 , letztere mit Cylindern von 406 bezieh. 737 mm Bohrung, 1067 mm Kolbenhub und 80 minutlichen Umdrehungen dieselbe Leistung. Eine dritte Ausstellungsmaschine leistet mit nur einem Cylinder von 457 mm Bohrung für ebenfalls 1067 mm Kolbenhub bei 80 minutlichen Umdrehungen 200 .

Die Maschinen stimmen hinsichtlich der Construction ihrer Einzeltheile nahezu überein.

Textabbildung Bd. 291, S. 55
Die erstgenannte, mit Condensation arbeitende Verbundmaschine veranschaulicht Fig. 4; sie arbeitet, wie auch die übrigen Maschinen der Firma, mit Corliss-Schiebern, von denen jeder Cylinder je zwei für Ein- und Ausströmung des Dampfes besitzt. Die aussenliegenden Schieberkurbeln werden von Lenkstangen bewegt, welche zu einer Schwingscheibe führen; letztere wird unter Einschaltung eines Zwischenhebels in der gewöhnlichen Weise von einem Excenter der Schwungrad welle mitgenommen.

Die Cylinder besitzen kräftige Wandungen und stützen sich auf je zwei an ihren Enden liegende Querstücke aus Rippenguss, welche mit breiten Tragflächen auf dem Fundament aufliegen; an diesen Querstücken sind auch die Luftbuffer der Einströmschieber befestigt, deren Construction Fig. 106 Bd. 285 S. 80 angibt.

Die von der Schwingscheibe nach den Einströmschiebern führenden Stangen sind mit Klinken a (Fig. 5 und 6) versehen, welche sich beim Zusammentreffen mit einem vom Regulator eingestellten Daumen auslösen und damit unter Mithilfe der Luftbuffer das schnelle Abschliessen der Dampfzufuhr in den Cylinder ermöglichen. Der Daumen befindet sich auf einem Ring b, der lose über die Führungsbüchse der aus Phosphorbronze gefertigten Schieberspindel greift und durch eine Stange mit dem Regulator in Verbindung steht.

Textabbildung Bd. 291, S. 55
Der Maschinenrahmen besass ursprünglich die zuerst von Corliss ausgeführte Rippengussform (Fig. 20 Bd. 285 S. 3) mit flachen Kreuzkopfführungen, wie dies die Abbildung (Fig. 4) auch erkennen lässt. Die in Chicago ausgestellten Maschinen erhielten indes zum ersten Mal einen als Hohlgusskörper ausgebildeten Maschinenrahmen mit gebohrten Führungen für den Kreuzkopf, dessen Construction in Fig. 54 und 55 Bd. 285 S. 6 ersichtlich ist, nur mit dem Unterschiede, dass die Tragflächen der Gleitschuhe nicht mehr flach, sondern nach einem Kreise abgerundet sind. Der Kolbenkörper ist von einem schmalen Liderungsringe umgeben, der mittels dahinter liegender Spiralfedern aus Neusilber gegen die Cylinderwandung gedrückt wird. Die Pleuelstange zeigt geschlossene Köpfe mit Keilnachstellung; die Lager des Kurbelzapfens sind von Bronze, mit Babbittmetall ausgefüttert, diejenigen des Kreuzkopfzapfens bestehen aus Phosphorbronze.

Der von der Schwungrad welle mittels Riemen angetriebene Regulator bethätigt die Einströmschieber beider Cylinder und hat die in Fig. 7 ersichtliche Gestalt. Der Centrifugalkraft zweier an den äusseren Enden von Winkelhebeln sitzenden kleinen Kugeln wirkt eine über der Regulatorspindel liegende Spiralfeder entgegen, indem diese auf die inneren Enden der Winkelhebel drückt. In Folge der grossen Umdrehungsgeschwindigkeit des Regulators – ungefähr 300 Umdrehungen in der Minute – entsteht selbst bei nur geringen Geschwindigkeitsänderungen schon eine ganz bedeutende Zu- oder Abnahme der Centrifugalkraft und damit eine sichere Einwirkung auf die Arbeitsweise der Maschine. Um die Maschine anlassen zu können, ist am Regulator eine Stützvorrichtung angeordnet.

Textabbildung Bd. 291, S. 55
Das inmitten der Maschine liegende Schwungrad von 4,850 m Durchmesser und 1,000 m Breite ist aus zwei Theilen zusammengesetzt und wiegt etwa 9000 k.

Die Ausstellungsmaschinen der Lane and Bodley Co. arbeiten gemeinschaftlich auf eine Vorgelegswelle, die zum Betreiben von 16 neben einander liegenden Thomson-Houston-Bogenlicht-Dynamos zu je 50 Lampen dient.

Textabbildung Bd. 291, S. 55
Die Golden State and Miners' Iron Works in San Francisco haben eine 200pferdige liegende Verbundmaschine ausgestellt, welche zum Betreiben einer Transmission in der Maschinenhalle dient und mit einer bemerkenswerthen Flachschiebersteuerung arbeitet. Der Schieberkasten liegt seitlich am Cylinder und unmittelbar über demselben ist der Regulator aufgestellt, dessen Ständer, wie Fig. 8 erkennen lässt, gleichzeitig das Dampfeinströmrohr bildet. Im eigentlichen Schieberkasten bewegen sich zwei kurze Expansionsschieberplatten b, die den Durchgangskanal M nach den tiefer liegenden Ausströmkammern, in denen sich die Vertheilungsschieber befinden, abwechselnd öffnen und schliessen; letztere werden von einem Excenter der Schwungradwelle direct mitgenommen und übertragen ihre hin und her gehenden Bewegungen mittels der auf ihren Stangen |56| befestigten Mitnehmer B auch auf die Expansionsschieber. Dies geschieht in der folgenden Weise: Bei der Bewegung der Grundschieberstange treffen die genannten Mitnehmer B mit drehbaren Anschlägen auf den kurzen Stangen der Expansionsschieber zusammen und veranlassen damit die Innenbewegung derselben bezieh. ein Oeffnen des Durchlasskanales M. Dies dauert so lange an, bis die Rollen T der Anschläge mit wagerechten Keilstücken D, die vom Regulator senkrecht eingestellt werden, in Berührung kommen; es erfolgt dann ein Auslösen der Anschläge und die Expansionsschieber werden in Folge des auf die Flächen ihrer Spindeln ausgeübten Dampfdruckes wieder nach aussen getrieben bezieh. der Durchgangskanal M geschlossen, wobei etwa auftretende Stösse durch den Luftbuffer J gemildert werden. Je höher die Keilstücke D vom Regulator eingestellt werden, um so früher kommen dieselben mit den Rollen T der Anschläge in Berührung und um so früher erfolgt auch das Auslösen derselben und ein Abschneiden der Einströmung in den Cylinder.

Textabbildung Bd. 291, S. 56
Als unzweckmässig dürften bei dieser Steuerung die grossen schädlichen Räume anzusehen sein, welche das Volumen der Ausströmkammern in sich einschliessen.

A. B. Farquhar und Co. in York, Pa., stellten ausser einigen Locomobilmaschinen mit einfacher Schiebersteuerung und Regulator mit Drosselventil eine liegende Eincylindermaschine (System v. Mengeringhausen) aus, deren Steuerung im Princip dieselbe, wie bei den bereits besprochenen Maschinen der Atlas Engine Works in Indianapolis, Ind., ist, in der Ausführung jedoch von derselben abweicht.

Wie die Abbildung (Fig. 9) erkennen lässt, wird die Ausströmung des Dampfes mittels gewöhnlicher Corliss-Schieber geregelt, die unter Einschaltung einer Schwinge direct von einem festen Excenter der Schwungradwelle ihre Bewegung erhalten. Die Expansionsschieber mit mehrfacher Dampfeinströmung (Fig. 10) werden von Lenkstangen mitgenommen, welche ihre Bewegung von entsprechend gekrümmten Nuthen einer Schwingscheibe ableiten, die durch ein vom Schwungradregulator eingestelltes bewegliches Excenter bethätigt wird. Wenn die Kurbelwelle sich dreht, theilt das letztgenannte Excenter der Schwingscheibe eine hin und her gehende Bewegung mit, so dass die in derselben liegenden Nuthen in Kreisbahnen schwingen. So lange nun die mit beiderseitigen Zapfen a versehenen Rollen, über welche die nach den Einströmschiebern führenden Lenkstangen greifen, mit den Aussenflächen der Nuthen in Berührung sind, wird sich die Bewegung der Schwingscheibe den Schiebern nicht mittheilen, da diese Flächen concentrisch zur Schwingachse liegen; wenn dagegen die Rollen mit den Innenflächen der Nuthen in Berührung kommen, werden die hier gekrümmten Flächen denselben eine solche Bewegung ertheilen, dass die Schieber veranlasst werden, den Einlasskanal zwangläufig zu öffnen oder zu schliessen.

In der über die Schwingscheibe greifenden Haube sind zur Führung der Rollenzapfen a dienende Ausschnitte angebracht.

Textabbildung Bd. 291, S. 56
Das Diagramm (Fig. 10) lässt die Arbeitsweise der Maschine genau erkennen. Vorausgesetzt, es befinde sich der Kurbelzapfen in der mit 1 bezeichneten Stellung, in welcher der Kolben seinen Hub noch nicht beendet, die Mitte des beweglichen Excenters bei a, der Zapfen der Schwingscheibe, an welchen die Excenterstange angreift, bei 1, und der am Kopfende des Cylinders sitzende Schieber halte die Einströmöffnungen geschlossen, dann hat, sobald die Kurbel, im Sinne des auf der Abbildung ersichtlichen Pfeiles drehend, die Stellung 2 erreicht, das Excenter sich gleichzeitig nach b bewegt und die Arbeitsfläche der linksseitigen Schwingscheibennuth ihre zugehörige Rolle nach einem Punkt gebracht, der zwischen den in Fig. 10 angegebenen voll und punktirt ausgezogenen beiden Kreisen |57| liegt. Der Schieber kommt jetzt in eine Lage, in welcher das Oeffnen der Einlasskanäle ungefähr beginnt. Hat die Kurbel die Stellung 3 erreicht, so steht das Excenter bei c, der Schwingzapfen ebenfalls bei 3, und die Rolle nimmt die durch den punktirten Kreis angedeutete Lage ein, in welcher der Schieber die Einströmkanäle vollständig geöffnet hat.

Textabbildung Bd. 291, S. 57
Bewegt sich die Kurbel weiter nach 4 und 5, so kommt das Excenter von c nach d und e, der Schwingzapfen nach 4 und darauf wieder zurück nach 3, während die Rolle sich inzwischen frei in der Nuthe führt und die Einströmkanäle geöffnet bleiben. Erreicht die Kurbel die Stellung 6, in welcher das Excenter bei f, der Schwingzapfen bei 2 steht, so erfolgt durch die Bewegung der Rolle von der einen Seite der Nuth zur anderen das schnelle Schliessen der Einströmkanäle. In gleicher Weise öffnet der zweite Einströmschieber die Kanäle auf der entgegengesetzten Cylinderseite, während die Kurbel sich von 8 nach 9 bewegt, und es wiederholen sich die Vorgänge wie oben beschrieben. Die Kurbel dreht in demselben Sinne weiter, während der Schwingzapfen nach der entgegengesetzten Seite ausschlägt, wie dies die punktirten Linien andeuten; die linksseitige Rolle bewegt sich frei in dem breiteren Theil der Nuth, und die rechtsseitige Rolle wirkt je nach der Lage, welche sie in der Nuth einnimmt, auf den zugehörigen Schieber.

Textabbildung Bd. 291, S. 57
Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass die Kurbel sich von 2 nach 3 bewegen muss, damit der Schieber die Einströmkanäle öffnet; dieser Weg entspricht im vorliegenden Falle 1/50 des Kolbenhubes, so dass demnach das Oeffnen und Schliessen des Schiebers innerhalb eines Zeitraumes von nur 1/25 des Kolbenhubes vor sich geht.

Die Robb Engineering Co. in Amherst, N. S., Canada, stellte eine als Robb-Armstrong bezeichnete liegende Eincylindermaschine aus, deren äussere Abbildung und Beschreibung Bd. 288 S. 217 zu entnehmen ist. Der Schwungradregulator, sowie der mit Entlastungsplatte versehene schmale Vertheilungsschieber zeigen die Construction nach Prof. Sweet, wie sie auch an den Maschinen der Straight Line Engine Co. in Syracuse, N. Y. (1890 276 * 402), anzutreffen ist.

|58|

Diese Maschine, wie auch die von E. Leonard and Sons in London, Canada, ausgestellte Collection kleiner, schnell laufender Eincylindermaschinen befindet sich nicht in Betrieb; letztere zeigen die in Fig. 11 ersichtliche Gestalt. Die Dampfvertheilung erfolgt durch einen aus zwei in einander gesteckten Hohlcylindern mit viereckigen Aussenflanschen gebildeten Flachschieber derselben Construction, wie sie bei den Maschinen der Ball and Wood Co., sowie denjenigen der Ball Engine Co. in Anwendung gekommen ist.

Textabbildung Bd. 291, S. 58
Die von der Providence Steam Engine Co. in Providence in der Maschinenhalle der elektrischen Kraftstation ausgestellte 750pferdige Tandem-Verbundmaschine besitzt die Bd. 290 S. 124 dieses Berichtes gegebenen Hauptabmessungen. Die Dampfcylinder arbeiten, wie aus dem wagerechten Schnitt der Maschine (Fig. 12) hervorgeht, mit entlasteten Flachschiebern nach Green, und zwar wird der Hochdruckschieber von einer beweglichen Gegenkurbel, der Niederdruckschieber von einem festen Excenter mitgenommen; ersterer steht unter dem Einflüsse des in das Schwungrad der einen Maschinenseite eingebauten Federregulators. Die Construction und Einstellung der Entlastungsplatten, sowie die Formgebung der übrigen zur Maschine gehörigen Theile geht aus der Abbildung zur Genüge hervor.

Textabbildung Bd. 291, S. 58
Die Erie City Iron Works in Erie, Pa., stellten zwei schnell laufende Eincylindermaschinen mit 381 mm Cylinderdurchmesser und 365 mm Kolbenhub, welche bei 275 minutlichen Umdrehungen je 135 leisten, sowie eine 160pferdige Eincylindermaschine mit sogen. Tangye-Bett aus; letztere hat 457 mm Cylinderdurchmesser, 559 mm Kolbenhub und läuft mit 160 Umdrehungen in der Minute.

Die erstgenannten Maschinen besitzen, wie Fig. 13 erkennen lässt, einen gabelförmigen Maschinenrahmen und zwei aussenliegende Schwungräder, von denen das eine den Regulator aufnimmt. Ueber die Kurbelarme greifen Scheiben mit Gegengewichten.

Die Kreuzkopfführung ist eine viergleisige und der gusseiserne Kreuzkopf mit dem zugehörigen Zapfen aus einem Stück gefertigt. Der Schieberkasten ist an den Cylinder angeschraubt und mit Kanälen versehen, deren Höhe gleich dem Cylinderdurchmesser ist. Zur Steuerung dient ein gewöhnlicher Kolbenschieber, der mittels Hebelübersetzung von einer durch den Regulator eingestellten Gegenkurbel bethätigt wird.

Die eigenartige Form der Eincylindermaschine mit Tangye-Bett zeigt Fig. 14. Der Regulator ist in einer besonderen Scheibe eingebaut und arbeitet auf einen entlasteten Flachschieber.

Die gusseiserne Kurbelscheibe ist mit Gegengewichten versehen und die Kurbelwelle ausser im Maschinenrahmen noch in einem von diesem unabhängigen Lager geführt.

(Schluss folgt.)

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