Titel: Neuere Regulatoren an Dampfmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 295 (S. 121–124)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj295/ar295028

Neuere Regulatoren an Dampfmaschinen.

Mit Abbildungen.

Um ein Durchgehen von Maschinen beim Reissen des Regulatortreibriemens zu verhüten, haben J. Begtrup und J. H. Mc Evan in Ridgeway, Pa., nach Industries and Iron, 1894, die in Fig. 1 und 2 ersichtliche Einrichtung getroffen.

Textabbildung Bd. 295, S. 121

Am Regulatorgehäuse, in welchem sich die Spindel A dreht, ist seitlich unmittelbar über der zum Betreiben des Regulators dienenden Riemenscheibe ein Halter B drehbar befestigt, dessen freies Ende eine auf dem Regulatortreibriemen liegende Rolle trägt. C ist ein gegen den Kranz der Riemenscheibe vortretender Anschlag, welcher so lange an dem klinken artigen Theil des Halters B vorbeigeht, als die Rolle des letzteren vom Regulatortreibriemen getragen wird. Der Muff D gleitet auf der Regulatorspindel und überträgt seine auf- bezieh. abwärts gerichteten Bewegungen mittels einer Zugstange E auf ein Drossel- oder Steuerungsorgan der Maschine. Die Stange E greift an einem seitlichen, in einem Schlitz des Regulatorgehäuses geführten Vorsprung des Muffes D an; letzterer tritt bei der ihm vom Regulator ertheilten Bewegung mit seinem oberen Ende in einen auf der Regulatorspindel befestigten Cylinder F, wodurch ein Luftpolster gebildet wird.

Wenn, während die Maschine in Bewegung, ein Reissen des Regulatortreibriemens stattfindet, wird der Halter B nicht mehr gestützt und fällt mit seiner Klinke in eine Nuth des Anschlages C, was den augenblicklichen Stillstand der Riemenscheibe, sowie der beiden zur Bewegungsübertragung dienenden konischen Räder zur Folge hat. In Folge der Trägheit werden indess die zum Regulator gehörigen Theile ihre Drehbewegung noch einen kurzen Augenblick fortsetzen, so dass die Spindel A, da sie in die Nabe des mit ihr verbundenen konischen Rades eingeschraubt ist, mit dem Muffe D eine aufsteigende Bewegung annimmt, welche sich durch die Stange E derart auf die Abstellorgane der Maschine überträgt, dass letztere zum Stillstand kommt.

G G sind ellbogenförmig gekrümmte Arme, deren senkrechte Schenkel mit einem Querstück am oberen Theil der Regulatorspindel gelenkig verbunden sind, während an den beinahe rechtwinkelig zu den ersteren stehenden Schenkeln derselben Gelenkstangen angreifen, welche zu einer Schelle des Regulatormuffes führen.

H ist ein wagerecht liegender Bolzen, welcher lose durch die Spindel A, sowie Oeffnungen in den senkrechten Schenkeln der Arme G hindurchgeht und über welchen Schrauben federn gelegt sind, welche je nach ihrer Spannung unter Vermittelung von Scheiben gegen die vorgenannten Schenkel einen grösseren oder geringeren Druck ausüben, somit deren Centrifugalkraft entgegenwirken. Um das Ausschwingen der Arme G zu begrenzen, sind längs der Stange H stellbare Buffer angeordnet.

K ist ein auf dem oberen Theil der Spindel A befestigter Gewichtsträger, welcher mit den Armen G in der in Fig. 1 ersichtlichen Weise verbunden ist.

Bewegen sich in Folge anwachsender Geschwindigkeit des Regulators die Arme G nach auswärts, so steigt der Muff D und es findet eine entsprechende Einstellung der Steuerorgane statt. Bei abnehmender Geschwindigkeit bewegen sich die Arme nach einwärts und veranlassen in Folge Wirkung ihres Eigengewichtes, sowie der Centripetalkraft der Federn ebenfalls eine dem von der Maschine zu überwindenden Widerstand entsprechende Verstellung der Steuerorgane. Bei dem Aus- oder Einschwingen der Arme G findet auch eine bezügliche Drehung des Gewichtsträgers statt, wodurch in Folge Trägheit des letzteren jede ruckweise Bewegung der Arme verhindert wird.

Den E. Rayner und G. F. Alder in Tewkesbury unter Nr. 1426 vom 23. Januar 1893 in England patentirten Regulator für Dampfmaschinen veranschaulicht die ebenfalls Industries and Iron, 1894, entnommene Abbildung (Fig. 3). A ist die Regulatorspindel, B das Hülsengewicht, C ein um den Zapfen C1 beweglicher, gegabelter Hebel zur Einstellung eines Drosselorgans oder der Steuerung der Maschine.

Auf der Spindel A sitzt eine kugelige Scheibe D, welche sich mit dem Regulator umdreht. Die concave, mit Leder oder einem anderen Material überzogene Scheibe E ist auf einer Spindel E1 (Fig. 3 und 4) befestigt, welche in dem Führungsstücke F rotirt; letzteres führt sich bei seiner Auf- bezieh. Abwärtsbewegung in einer am Regulatorständer G1 angegossenen Büchse G, und zwar erfolgt diese Bewegung vom Hebel C aus mittels der Stangen H, H1, indem dieselben mit einem Gleitbacken I gelenkig verbunden |122| sind, der, entgegen der Wirkung zweier Spiralfedern, in dem Führungsstücke F auf und ab gleitet.

Die genannten Theile sind so montirt, dass, wenn sich die Regulatorspindel mit normaler Geschwindigkeit bewegt, die concave Frictionsscheibe E mit der centralen Scheibe D nach oben ausser Berührung bleibt. Bei einem Steigen des Hülsengewichtes kommen dann die Scheiben sofort in Berührung; so dass die Scheibe E sammt der Spindel E1, auf welcher sie befestigt ist, ebenfalls in Umdrehungen versetzt wird.

Textabbildung Bd. 295, S. 122

Es ist leicht verständlich, dass auch bei dem Fallen des Hülsengewichtes B der Scheibe E sammt Spindel E1 eine Drehbewegung ertheilt wird, nur erfolgt diese im entgegengesetzten Sinne als vordem. Nachdem die Scheiben D und E mit einander in Berührung gekommen sind, setzt das Hülsengewicht seine Auf- bezieh. Abwärtsbewegung so lange fort, bis es in die der normalen Geschwindigkeit der Maschine entsprechende Lage gekommen ist, ohne dabei durch Zusammendrückung der Feder I1 bezieh. I2 eine weitere Bewegung des Führungsstückes F zu bewirken.

Die der Spindel E1 mitgetheilte Drehbewegung wird durch Zahnräder (Fig. 3) auf einen mit äusserer Nuth versehenen hohlen Muff K übertragen, in dessen Innengewinde eine Stange L geschraubt ist, welche mit dem Drossel- oder Steuerorgan der Maschine in Verbindung steht. Der Muff K gleitet in einer Bohrung des Führungsstückes F und ist mit dem Hebel C2 durch einen losen Bügel M verbunden; ferner ist der Muff auch längs des Rades N, durch welches er in Umdrehung kommt, beweglich.

Um die Wirkungen der Reibung und des Widerstandes, welche die Thätigkeit eines Schwungkugelregulators verlangsamen, nach Möglichkeit abzuschwächen, hat J. H. Dales in Leeds die Anordnung von Kugellagern in den Gelenken getroffen.

Wie die dem Praktischen Maschinenconstructeur vom 7. Juni 1894 entnommenen Abbildungen (Fig. 5 bis 8) erkennen lassen, ist die auf der Achse des Regulators sitzende Hülse a mit den vier die Drehzapfen für die beweglichen Kugelhebel tragenden Armen f in einem Stück gegossen. Jeder dieser Kugelhebel besteht aus einem rechtwinkelig gekrümmten Winkelhebel d, dessen Drehzapfen c von kleinen Kugeln umgeben sind (Fig. 7), welche in kreisförmigen Aushöhlungen der Winkelhebelnabe angeordnet sind und auf den konisch abgedrehten Lagerschalen der Drehzapfen laufen; letztere gehen frei durch die Arme f des Regulators hindurch, ohne sie zu berühren, und tragen auf der einen Kopfseite einen festen Bund, auf der anderen je zwei Muttern, mittels welchen eine Anspannung der Kugellager leicht möglich ist.

Textabbildung Bd. 295, S. 122

Die wagerechten Arme der Winkelhebel sind an ihren, der Regulatorachse zugekehrten Enden gegabelt und durch kurze Stangen i mit der Hülse h verbunden. Auch hier sind verstellbare Kugellager in der in Fig. 8 ersichtlichen Weise angeordnet. Mit h1 ist ein an der Hülse angebrachter Bolzen, mit h2 eine Mutter bezeichnet, welche die Regelung der Lagerspannung gestattet. Die Hülse h steht unter der Einwirkung einer Spiralfeder, welche um die Regulatorspindel gewunden ist und deren oberer Theil an der auf der Spindel befestigten Kappe a angebracht ist; sie besitzt an ihrem Halslager Schlitze, in welche behufs Verbindung mit einem gegabelten Hebel k Bolzen eingreifen. Das andere Ende von k ist mit der oscillirenden Welle i gelenkig verbunden, die wieder mittels Kugellagern von den oberen Enden der Kolbenstangen m und n der Cylinder o und p getragen wird. Die Kolbenstangen gehen durch die Cylinder hindurch und sind unterhalb derselben durch eine wagerechte Welle w, an welcher zwei Pleuelstangen x und ein Kreuzkopf angebracht sind, mit einander verbunden. Die Pleuelstangen wirken unter Vermittelung von Winkelhebeln x1 o. dgl. auf das Steuerorgan der Maschine.

Von den beiden Cylindern o und p ist der erstere ein Treibcylinder, der andere ein Hubregulator. Der Treibcylinder hat den Zweck, den Widerstand und die Reibungen zu überwinden, sowie den Regulator in seiner Thätigkeit zu unterstützen. Der Dampf wird ihm deshalb je nach Erforderniss von der einen oder anderen Kolbenseite durch einen Flach- oder Kolbenschieber zugeführt.

Um den Schieber zu bethätigen, ist die oscillirende Welle l mit einer Kurbel q versehen, welche durch eine Lenkstange r mit einem um die Achse t drehbaren Winkelhebel s verbunden ist, dessen Arm u auf die Schieberstange einwirkt.

Der Cylinder p als Hubregulator ist mit einer Flüssigkeit, gewöhnlich Oel, angefüllt, derart, dass sein Kolben, |123| wenn er durch den mit ihm verbundenen Treibkolben des Cylinders o in Bewegung kommt, hemmend auf diese Bewegung einwirkt, da die Flüssigkeit erst durch einen seitlichen Kanal und eine im Kolben selbst angeordnete Oeffnung von der einen Seite desselben zur anderen gedrückt werden muss; hierdurch wird jeglicher Stoss vermieden.

Entfernen sich in Folge Erhöhung der Umlaufsgeschwindigkeit der Maschine die Schwungkugeln von der Regulatorachse, so wird die Hülse h und mit ihr auch der Hebel k gehoben. Die Welle l wird dadurch etwas umgedreht, so dass die Hebel q r s u zur Wirkung kommen und die Schieberstange v von rechts nach links bewegt wird (Fig. 5). Auf diese Weise werden die zum Cylinder führenden Dampfwege durch den Schieber geöffnet und es kann Dampf über den Kolben des Treibcylinders o treten und diesen abwärts bewegen. Hierdurch werden die Kolbenstangen m und n, sowie die Hebel x mit nach unten gestossen, so dass die Hebel x1 das Schliessen des Steuerorgans der Maschine bewirken. Letzteres bleibt indess nicht lange geschlossen, da der Kolben, bei seiner Abwärtsbewegung, zugleich auch diejenigen Hebel und Organe mit nach abwärts zieht, welche vorher durch den Regulator gehoben worden waren. Der Schieber wird daher wieder von links nach rechts geschoben, die Zuführung von Dampf abgesperrt, der Kolben in Ruhe gesetzt und mit ihm auch das Steuerorgan der Maschine.

Ueberschreitet der Kolben die dem Gleichgewichte entsprechende normale Stelle, so öffnet sich das im Kolben befindliche Ventil und stellt die Verbindung des mit frischem Dampf angefüllten Raumes oberhalb des Kolbens mit dem den Abdampf enthaltenden Raum unterhalb des Kolbens her, so dass der Kolben wieder etwas steigt.

Textabbildung Bd. 295, S. 123

Etwaige Schläge in der Bewegung der Mechanismen werden durch das Spiel des Hubregulators p ausgeglichen.

Der Regulator soll Schwankungen von höchstens 1,25 Proc. in der normalen Geschwindigkeit zulassen.

Unter D. R. P. Nr. 59337 wurde ferner J. H. Dales ein Schwungkugelregulator geschützt, welcher zum Zwecke möglichst reibungsloser Bewegungen mit Federgelenken versehen ist und wegen seiner geringen Geschwindigkeitsänderung zur Regelung von Expansions- oder Ventilsteuerungen ebenfalls höchst geeignet erscheint.

Der Regulator besitzt wieder, wie vordem, rechtwinkelige Winkelhebel, welche mit dem umlaufenden Kopf des Regulators durch Flachfedern verbunden sind, die unter Spannung in Richtung der Resultante eines Kräfteparallelogramms fallen, welches durch die Centrifugalkraft der Schwungkugeln des Regulators und die Hülsenbelastung gebildet wird.

Die Belastung des Regulators wird durch eine oder mehrere Spiralfedern herbeigeführt, die concentrisch zu der umlaufenden Spindel desselben liegen.

In Fig. 9 sind die Kräfteparallelogramme mit ihren Resultanten b durch punktirte Linien angedeutet.

Eine Feder c (Fig. 10) liegt in Richtung der Resultante des genannten Kräfteparallelogramms zwischen dem Ansätze oder Stifte d je eines Armes e des Regulatorkopfes und einem ähnlichen Ansatz f auf dem Schwungkugelarme g.

Durch den Arm g geht eine Spindel h, deren äussere Enden frei durch Löcher in den Armen e des Regulators treten, und in der Spindel sind Schlitze für die Federn c vorgesehen, durch welche letzere ebenfalls frei hindurchgehen. Zwischen den vorstehenden Enden der Spindel h und Ansätzen j ist ein zweiter Satz Federn k, je eine auf der äusseren Seite der Arme e, ausgespannt. Diese Federn sind in Spannung, wenn der Regulator in Thätigkeit, wobei diese Spannung der Centrifugalkraft der Kugel arme im allgemeinen entgegen wirkt, zum Unterschiede von der Hebel Wirkung der Regulatorarme. Die wagerechten Schenkel l der Regulatorarme sind mit dem Muff m ebenfalls durch Flachfedern n verbunden.

Textabbildung Bd. 295, S. 123

Am Muff m des Regulators greift ein Hebel o an, dessen anderes Ende an dem Kopfe der Controlschraube p befestigt ist, die mit der zum Expansionsschieber führenden Stange q in Verbindung steht. Die Regulatorspindel trägt ein Paar Reibungsscheiben s, s1, mit denen die Scheibe t beim Heben oder Senken des Regulators durch Hebel o und Stange u in Berührung gebracht wird, so dass die Spindel v in Drehung gesetzt wird; letztere überträgt sich mittels Universalgelenkes x auf eine zweite Spindel und dadurch auf Kegelräder w, w1, von denen w1 an dem Kopfe der langen Schraubenmutter w2 für die Controlschraube befestigt ist, derart, dass sich letztere in entgegengesetzter Richtung wie der Regulatormuff bewegt. Hierdurch wird die Reibungsscheibe ausser Berührung mit dem Reibungsrade t gebracht, so dass die weitere Bewegung der Schraube p aufhört.

Der Regulator kann wieder zur Unterstützung seiner Thätigkeit mit einem Kraftcylinder in Verbindung gebracht werden, dessen Kolbenstange behufs Vermeidung etwaiger Stösse mit einem Flüssigkeitscylinder verbunden ist.

Der Regulator von John H. Cooper arbeitet direct auf ein Drosselventil, welches beim Reissen des Regulatortreibriemens auch die sofortige Absperrung des Arbeitsdampfes bewirkt.

In der American Machinist vom 10. Mai 1894 S. 11 entnommenen Abbildung (Fig. 11) sind die Regulatorkugeln mit A A bezeichnet, B ist die Regulatorspindel und D ein mit zwei Paar Scheiben a a bezieh. b b versehenes Ventil. E ist ein Excenter, welches auf dem Bolzen d befestigt ist; letzterer ist durch Hebel F mit einem Gewicht F1 |124| verbunden. Wenn die Maschine abgestellt wird, fallen die Regulatorkugeln nach unten und die Scheiben a a des Ventiles D kommen auf ihre Sitze zu liegen; die Hebel F bewegen sich mit dem Gewichte F1 ebenfalls nach abwärts.

Um die Maschine anzulassen, wird das Gewicht F1 angehoben und hierdurch das Excenter E auf einen Vorsprung f der Regulatorspindel gedrückt, so dass das Ventil D sich öffnet. Wenn die Maschine dann in Gang gekommen ist, steht die Regulatorspindel nur noch unter dem Einflüsse der Regulatorkugeln; diese drücken sie weiter nach unten, so dass der Vorsprung f ausser Berührung mit dem Excenter E kommt und die Hebel F durch das Gewicht F1 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückfallen.

Sobald ein Reissen des Regulatortreibriemens erfolgt, fallen die Regulatorkugeln nach unten und die Scheiben a a schliessen die weitere Dampfzufuhr nach dem Cylinder sofort ab, während bei anwachsender Geschwindigkeit der Maschine das Ventil D sich abwärts bewegt und die Scheiben b b desselben den Eintrittsquerschnitt für den Arbeitsdampf derart verengen, dass eine mehr oder weniger starke Drosselung des letzteren stattfindet.

Bei dem Regulator von Eugen Courady in Morgan ton, N. C., findet die Uebertragung der Regulatorbewegung auf den Steuerungsmechanismus mittels Frictionsscheiben statt.

Textabbildung Bd. 295, S. 124

Wie Fig. 12 ersichtlich, ist auf der Regulatorspindel a ein Querhaupt e derart befestigt, dass dasselbe sich an der Spindel auf und ab schieben lässt, durch einen Federkeil aber gezwungen wird, an der Drehbewegung der Spindel theilzunehmen. An diametral gegenüberliegenden Zapfen der letzteren sind mit Gewichten b1 b2 belastete Hebel b von ⊣-förmiger Gestalt drehbar befestigt, welche mit der Spindel rotiren, ausserdem auf dieser drei Frictionsscheiben angeordnet, von denen die erste (Fig. 12 links) fest auf der Regulatorspindel sitzt, die zweite lose auf derselben läuft und die dritte f sowohl mit der Spindel rotirt als auch sich längs derselben verschieben lässt. Die lose Scheibe ist mittels geeigneter Vorrichtungen zur Uebertragung der Regulatorbewegung auf den Steuerungsmechanismus bestimmt.

Die zwischen dem Muffe d und der Frictionsscheibe f eingeschaltete Feder c wird durch die Bewegungen der Regulirgewichte b1 b2 so beeinflusst, dass sich beim Ausschwingen derselben die Scheibe f mit der Uebertragungsscheibe kuppelt und deren Drehung hervorruft. Diese überträgt sich dann auf die Steuerung. Die Beeinflussung geschieht mittels Rollen b3, welche an den kurzen Armen der Hebel b befestigt sind und deren Schwingungen auf das Querhaupt e bezieh. auf den mit ihm verbundenen Muff d übertragen.

E. Bier in Dresden-Plauen änderte den durch D. R. P. Nr. 35880 geschützten Pröll'schen Regulator in der Weise ab, dass, wie Fig. 13 ersichtlich, der den Federdruck aufnehmende, wenig veränderliche Belastungsarm m l des Aufhängearmes m d nicht vom festen Aufhängepunkt m nach innen, sondern nach aussen gerichtet ist, und die der Fliehkraft des Schwungpendels b c entgegenwirkende Kraft sich aus einer unveränderlichen Gewichts- und einer veränderlichen Federbelastung zusammensetzt. Die Maassund Kraftverhältnisse sind so gewählt, dass die Umlaufszahl sich im Verhältnisse des Weges der Hülse a, und zwar sehr wenig ändert.

Die Gewichtsbelastung soll sich nach dem Patentansprüche aus den Gewichten der Federhülse i, der auf der Spindel g losen Gegenplatte o und der Feder n zusammensetzen, doch kommt hier n nur mit etwa dem halben Gewichte und o gar nicht zur Wirkung, da bei Aenderung des Ausschlages sich nur i und das untere Federende mit dem Angriffspunkte l bewegen, dagegen o und das obere Federende in Ruhe bleiben. (D. R. P. Nr. 71040.)

Textabbildung Bd. 295, S. 124

Die neueste Form der von Schäffer und Budenberg in Buckau-Magdeburg seit einer Reihe von Jahren gebauten Vierpendelregulatoren (1886 259 * 433) veranschaulicht die Revue industrielle vom 17. Juni 1893 S. 235 entnommene Abbildung (Fig. 14).

Es sind hier die bisher zur Verwendung gekommenen Blattfedern, deren Biegungswiderstände der Centrifugalkraft der Winkelpendel entgegen wirken, durch Schraubenfedern ersetzt, welche entweder für eine feste oder eine während des Ganges verstellbare Umdrehungszahl angeordnet werden können. Im ersteren Falle kommt die den normalen Betriebsverhältnissen angepasste Feder unterhalb einer mit der Regulatorspindel durch Stifte verbundenen Hülse, also innerhalb des Regulatorgehäuses, im anderen Falle ausserhalb desselben zu liegen und wirkt je nach ihrer einstellbaren Spannung mit einem grösseren oder geringeren Druck auf den Deckel des Regulatorgehäuses bezieh. das Muffengewicht. Hierbei ist die Hülse a durch den Gehäusedeckel hindurchgeführt.

Textabbildung Bd. 295, S. 124

Die Theile b der Winkelpendel sind in beiden Fällen durch kurze Gelenke c mit der Hülse a verbunden, so dass sich beim Ausschlagen der Pendel der ganze Regulator – mit den Pendeln selbst – heben muss.

In Folge dessen bekommt der Regulator eine, im Verhältniss zu seinen Dimensionen grosse Energie.

Mittels der Fig. 14 ersichtlichen Feder kann die Tourenzahl um etwa 20 Proc. verstellt werden.

Freytag.

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