Titel: Neuerungen an Dampfmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 307 (S. 145–147)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj307/ar307040

Kraftmaschinen.
Neuerungen an Dampfmaschinen.

(Schluss des Berichtes S. 121 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Verschiedenes.

Albert Musmann in Berlin wurde ferner zum Hauptpatent Nr. 89148, Steuerexcenter mit gleichzeitiger Veränderung von Hub und Voreilung betreffend (1897 304 29), ein erster Zusatz unter Nr. 90249 und ein zweiter Zusatz unter Nr. 91620 im Deutschen Reiche patentirt.

Nach dem ersten Zusatz hat die bisherige Anordnung insofern eine Aenderung erfahren, als nicht nur das Expansionsexcenter, sondern auch das Excenter für den Grundschieber durch den Steuerungsmechanismus verstellt wird. Das Grundexcenter stellt sich als gekröpfte Achse dar, deren Kröpfung dem Kurbelhalbmesser des Excenters entspricht; sie wird von den verlängerten Stirnzapfen des Expansionsexcenters mitgenommen.

Der Fall hat für liegende Maschinen z.B. Werth, indem es dadurch möglich ist, die Steuerung dem Cylinder zu nähern, um die schädlichen Räume zu kürzen und das schwere Gestänge zu vermeiden.

Die in dem Hauptpatente gekennzeichnete steilgängige Schraube ruht excentrisch in einem die Steuerwelle central umfassenden Gehäuse, so dass sie sich gleichachsig zu einem dem Expansionsexcenter als Drehmittel dienenden Excenter befindet und dasselbe unmittelbar erfasst.

Den durch das zweite Zusatzpatent geschützten Steuerungsmechanismus lässt Fig. 56 erkennen.

Die hohle Welle a wird von der Kurbelwelle mittels Räderübersetzung, Kettentrieb o. dgl. angetrieben und hat mit dieser gleiche Umdrehungen; sie endet wie bei dem Zusatzpatente Nr. 90249 in einen Stirnzapfen b, auf dem sich das Expansionsexcenter c zu drehen vermag. Die steilgängige Schraube d ist einerseits in der centralen Bohrung des Stirnzapfens b der Welle a, andererseits in dem Verschlussdeckel derselben, welcher zugleich zum Antriebrade ausgebildet ist, gelagert, und zwar derart, dass die auf den Drehung d einwirkenden axialen Kräfte durch Kugeln, welche gegen die Stirnflächen des Deckellagers laufen, aufgenommen werden. Der Drehung d ist ausserdem am anderen Ende mit dem Expansionsexcenter c direct gekuppelt.

In der Welle a ist ferner die Rundführungsstange f befestigt. Auf dieser gleitet eine Hülse f1 welche mit der Mutter d1 des Drehlings d durch einen Zapfen verbunden ist und damit letztere bei axialer Verschiebung gegen ein Verdrehen sichert. Den Zapfen umschliesst ein kleines Querhaupt, an das die von dem Winkelhebel g mittels Kugelscharniers erfasste Lenkerstange e angreift. Der Hebel g steht unter dem Einflüsse des Regulators und es ist ersichtlich, dass auf diese Weise der Ausschub desselben die Mutter d1 des Drehlings axial zur Welle a bewegt und damit die entsprechende Verstellung des Expansionsexcenters herbeiführt. Bei kleinen Excentricitäten wird die Unterbringung der Rundführungsstange f unbequem. In diesem Falle kann dieselbe durch eine Nuth längs der Innenwand der Welle a ersetzt werden, in der ein einseitiger Ansatz der Mutter d1 läuft.

Textabbildung Bd. 307, S. 145

Der Firma Hammer und Co., Maschinenfabrik in Duisburg, ist unter D. R. P. Nr. 93050 ein Kugellaufexcenter mit harten, geschliffenen Gusstahllauf bahnen für die Kugeln patentirt worden. Nach Angaben wurde mit einem derartigen Excenter, einem gewöhnlichen Excenter gegenüber, bei bezüglichen, an einer Dampfmaschine von 300 mm Cylinderdurchmesser, 500 mm Hub und 93 Umdrehungen in der Minute angestellten Versuchen eine Verminderung der Leerlaufarbeit der Maschine um 33 Proc. durch Indicatordiagramme nachgewiesen.

Um bei schnell laufenden Dampfmaschinen die Abmessungen der Ventile und der Steuerungstheile möglichst gering zu erhalten und den Hub der ersteren, wie auch ihre zum Oeffnen erforderliche Kraft herabzumindern, schlägt die Actiengesellschaft Görlitzer Maschinenbauanstalt und Eisengiesserei in Görlitz vor, das Steuerungsventil (Ein- oder Auslassventil) aus je zwei oder mehr über einander |146| sitzenden Doppelsitzventilen auf gemeinschaftlicher Spindel zusammenzusetzen, die nach einander und unabhängig von einander durch die Ventilspindel geöffnet oder geschlossen werden. (D. R. P. Nr. 91523.)

Textabbildung Bd. 307, S. 146

Fig. 57 stellt ein solches viersitziges, als Dampfeinlassventil ausgebildetes Steuerungsorgan dar. Auf der Spindel a ist der untere Theil des Ventils, das Doppelsitzventil b, durch die Mutter c fest aufgeschraubt. Ueber der letzteren sitzt der andere Theil des Ventils, das Doppelsitzventil d, lose und mit Spiel zwischen der Oberkante der Mutter c und der Unterkante der Ventilnabe f. Das Ventil d wird durch eine Feder g, die sich andererseits gegen den Deckel i stützt, auf seinen Sitz gedrückt. Wird die Ventilspindel durch den Mechanismus der Aussensteuerung angehoben, so folgt der Ventiltheil b sofort, derjenige d dagegen erst, nachdem die Mutter c die Nabe f erreicht hat, dieser Bewegung. Beim Rückgange der Ventilspindel wird zuerst der Theil d unter Wirkung der Feder g geschlossen, dann entfernt sich die Mutter c von der Nabe f und die Steuerung drückt den unteren Ventilhebel b auf seinen Sitz.

In ähnlicher Weise kann das Auslassventil angeordnet werden.

Einen direct von der Dampfzuströmung bethätigten Geschwindigkeitsregler für Dampfmaschinen von J. W. Fr. Scheffer in Boorweerth (Holland) zeigt Fig. 58.

Das in die Dampfleitung eingeschaltete Gehäuse hat zwei Abtheilungen b und b1, von denen die obere b mittels des Rohrstutzens a an die vom Kessel kommende Rohrleitung, die untere b1 mittels des Stutzens s an die nach dem Schieberkasten führende Leitung anschliesst. Zwischen den beiden Abtheilungen liegen zwei auf einander geschliffene ringförmige Scheiben p1p2, von denen die untere, festliegende mit einer Hülse c ausgestattet ist, auf der sich die obere, drehbare Scheibe führt. Der Ringkranz beider Scheiben ist von einer Anzahl radial gestellter Oeffnungen durchbrochen, die durch den mittels Handkurbel bewegten, in die Verzahnung c1 der oberen Scheibe eingreifenden Trieb s0 mehr oder weniger geöffnet werden können.

In der Hülse c führt sich der Kolben p, der normal am oberen Ende der Hülse steht; er ist auf einer Stange t befestigt, die noch zwei Tellerventile s1s2 trägt und in Kappen c2c3 des Gehäuses gleitet. Am unteren Ende stützt sich die Stange t auf ein die Feder r bedeckendes Scheibchen r1; sie kann ferner mit dem Kopfe r2 eines von aussen zu bethätigenden Stiftes t1 in Berührung gebracht werden. Etwaige Ansammlungen von Condenswasser lassen sich durch die verschraubten Kanäle l entfernen.

Die Regulirung findet in folgender Weise statt:

Sind die Durchlassöffnungen der Ringscheiben p1p2 auf normale Gangart der Maschine eingestellt, so bleiben, solange sich dieselbe nicht verändert, sämmtliche Theile des Apparates in Ruhe. Sobald die Geschwindigkeit der Maschine anwächst, tritt der Dampf mit grösserer Beschleunigung aus s in die nach dem Schieberkasten führende Leitung und strömt in Folge dessen auch schneller durch a nach. Dadurch erhält der Kolben p einen dem Unterschiede der Geschwindigkeiten des Dampfes entsprechenden Stoss und bewegt sich mitsammt der Stange t nach abwärts, so dass durch die Ventile s1s2 der freie Durchgangsquerschnitt für den Dampf verringert wird. Der Dampf wird sich in Folge dessen in b1 und b2 ansammeln und, da seine Spannung zunimmt, den Kolben p mit den Ventilen s1s2 so lange nach oben treiben, bis das Gleichgewicht wieder hergestellt ist.

Bei etwaigem plötzlichen bezieh. zu weitem Niedergange des Kolbens p schlägt die Stange t auf das Scheibchen r1 auf; sie wird jedoch durch die Feder r wieder angehoben, so dass die Ventile von ihren Sitzen entfernt bleiben. Sollte letzteres nicht eintreten, so kann die Kolbenstange t mit Kolben und Ventilen durch den Stift t1 angehoben werden.

Textabbildung Bd. 307, S. 146

Um Heizdampf aus dem Aufnehmer von Verbunddampfmaschinen auch in solchen Fällen in grösseren Mengen entnehmen zu können, wo der zum Betriebe der Heizung erforderliche niedrigste Druck des Dampfes über der mittleren Aufnehmerspannung liegt, schliesst Carl Pieper in Berlin (D. R. P. Nr. 91320) das von dem Aufnehmerdampf durchströmte Rückschlagventil anstatt unmittelbar an den Sammler der Heizung an den Saugraum einer Düsenanordnung an, durch welche der Dampf aus der Kesselleitung der Heizung zugeführt wird. Durch die Injectorwirkung tritt mit dem hochgespannten Kesseldampfe je nach dem grösseren oder geringeren Ueberschuss der Dampfspannung in der Heizung über diejenige im Aufnehmer eine geringere oder grössere Menge Dampf unter Erhöhung seiner Spannung und Temperatur in die Heizleitung über.

Eine Dampfmaschine mit federbelasteten Kolben anstatt der Cylinderdeckel von Otto Abraham und Hermann Meisel in Platkow bei Güsow ist in Fig. 59 dargestellt.

Anstatt der Deckel sind bei dem Dampfcylinder a zwei Kolben cc1 angeordnet, welche den Cylinder an den Enden dampfdicht abschliessen sollen. Durch beide Kolben und die mit ihnen verbundenen Rohrführungen dd1 ist die Stange e des Arbeitskolbens b geführt, deren Enden mit Kreuzköpfen kk1 versehen sind. Zwischen den Kolben cc1 |147| und den an beiden Enden des Cylinders a angeordneten Stegen Hegen Spiralfedern ff1, die eine Bewegung der ersteren nach aussen bis eventuell an die Anschläge ss1 gestatten.

Die Bewegung der Kolben cc1 nach innen wird mittels auf den Rohren dd1 befestigter Anschlagringe gg1 begrenzt. Berühren dieselben die Stege hh1, so schneiden die inneren Flächen der Kolben mit den äusseren Kanten der Dampfkanäle ab.

Textabbildung Bd. 307, S. 147

Solange der Dampf in den Cylinder einströmt, werden die Kolben cc1 abwechselnd nach aussen bewegt, um während der Expansion desselben wieder zurückzutreten. Die Kolbenbewegung wird mittels einer mit den Enden der Kolbenstange e verbundenen, über Kettenräder ii1 geführten Kette l auf die Schwungradwelle übertragen.

Die Kettenräder, welche lose auf den Wellen mm1 sitzen, tragen beiderseits Sperrklinken n1, welche in Zähne von Sperrädern oo1 eingreifen bezieh. darüber hinweggleiten, die auf den vorgenannten Wellen festgekeilt sind. Die Zähne der Sperräder o sind denen der Sperräder o1 entgegengesetzt angeordnet. Die Sperräder werden demnach mit ihren Wellen, entsprechend der jeweiligen Hin- und Herbewegung des Kolbens b, abwechselnd in Umdrehung versetzt, wobei die Wellen wiederum ihre Bewegung durch auf dieselben festgekeilte Riemenscheiben pp1 und den gekreuzten Riemen r gegenseitig abwechselnd übertragen.

Die beschriebene Anordnung bietet den Vortheil, dass, gegenüber den bestehenden Maschinen, kleinere und leichtere Schwungmassen verwendet werden können, da Ungleichmässigkeiten der Kolbenbewegungen nicht in dem Maasse wie bei Kurbelmaschinen durch das Schwungrad auszugleichen sind, dass aber andererseits die Nachtheile der Maschine, die bei einem Undichtwerden der Endkolben cc1 auftreten und mit Benutzung von Ketten, Ketten- und Sperrädern in Folge der Abnutzungen dieser Theile im Laufe der Zeit ohnehin zu erwarten sind, ganz erhebliche sein müssen, ist unschwer erkennbar.

Bei den Dampfmaschinen mit geradliniger Kolbenbewegung tritt bei jedem Hubwechsel ein todter Punkt auf, in welchem keine Kraftübertragung stattfindet. In der Nähe dieses Punktes ist aber die von dem Dampfe auf den Kolben ausgeübte Kraft am grössten.

A. Cornez in St. Raphael (Var.) schlägt vor, die Dampfmaschinen so zu bauen, dass ihre grössten Kraftentwickelungen in dem Augenblicke auftreten, in dem die Pleuelstange einen rechten Winkel mit der Kurbel bildet (D. R. P. Nr. 91958).

Um dies zu erreichen, kommen Cylinder mit beweglichen Böden in Anwendung, welche sich mit dem Kolben nach jedem Ende des Cylinders um einen Bruchtheil des Hubes bewegen und unbeweglich stehen bleiben, sobald der Dampf eingelassen werden soll.

Die Einrichtung lässt sich nicht nur an Dampfmaschinen, sondern auch an Gasmaschinen, Heissluftmaschinen u. dgl. in Anwendung bringen. An Stelle eines beweglichen Bodens können auch zwei bewegliche Böden für jeden Cylinder angeordnet werden.

Fr.

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