Titel: Die Dampfmaschinen der Pariser Weltausstellung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1901, Band 316 (S. 184–189)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj316/ar316040

Die Dampfmaschinen der Pariser Weltausstellung.

Von Fr. Freytag, Chemnitz.

(Fortsetzung von S. 171 d. Bd.)

Die von der Société française de constructions mécaniques (anciens établissements Cail) in Paris ausgestellte stehende Verbundmaschine mit Kondensation ist mit einem Generator der Compagnie française Thomson-Houston direkt gekuppelt. Die für einen Admissionsdruck des Arbeitsdampfes von 12 kg/qcm berechnete Dampfmaschine entwickelte auf der Ausstellung mit 9 kg/qcm Dampfdruck die für den Generator von 1000 Kilo-Watt erforderliche Leistung von 1750 PS. Ihre Hauptabmessungen sind folgende:

Durchmesser des Hochdruckcylinders 815 mm
„ „ Niederdruckcylinders 1726 „
Kolbenhub 1220 „
Minutliche Umdrehungszahl 75

Die zum Tragen der Cylinder A und B (Fig. 80 bis 84) dienenden beiden Maschinenständer von kreisförmiger Gestalt sind unabhängig voneinander und ohne besondere gegenseitige Versteifungen auf dem Fundament befestigt; ihr Abstand ist so gewählt, dass die zwischenliegenden Teile der Schwungradwelle – Generator E und Schwungrad F – eine bequeme Zugänglichkeit ermöglichen. Die Ständer bestehen aus je zwei durch Schraubenbolzen miteinander verbundenen Teilen, von denen die oberen die Rundführungen der Kreuzköpfe bilden. Die unteren Teile ruhen auf je einem mit dem Fundament verbundenen Sockel. Diese sind mit je einem der beiden Schwungradwellenlager aus einem Stück gegossen.

Zwei durch Treppen leicht erreichbare Bühnen ermöglichen die Zugänglichkeit sämtlicher Teile. Die obereBühne, welche sich 5,765 m über Flur erhebt, ist besonders geräumig gehalten; sie bietet dem Maschinisten hinreichend Platz zur Beobachtung der Steuerungsteile beider Cylinder. Die Schwungradwelle führt sich, wie schon angegeben, in zwei auf der rechten Seite jedes Maschinenständers liegenden Lagern. Die in kugelförmig gestalteten Höhlungen der letzteren liegenden Schalen gestatten bezügliche Ortsveränderungen der in Berührung stellenden Teile. Insbesondere werden hierdurch nachteilige Wirkungen der von den Vertikalkräften herrührenden Durchbiegung der Schwungradwelle vermieden. Die Einrichtung gestattet in gleicher Weise wie bei der vorbeschriebenen Maschine von P. Farcot und A. Farcot ein beständiges Anliegen der Lagerschalen an die Zapfen der Schwungradwelle und damit eine gute Führung der letzteren. Die gusseisernen Lagerschalen sind mit Weissmetall ausgegossen; ihre Abmessungen sind unter Zugrundelegung eines Flächendruckes von 10 kg/qcm ermittelt. Der Durchmesser der Achsschenkel beträgt 556 mm bei 1067 mm Länge. Jeglicher Erwärmung der aufeinander reibenden Flächen wird durch einen Wasserumlauf in den Höhlungen der Lagerschalen vorgebeugt. Die an den Enden der Schwungradwelle mittels Druckwasser aufgezwängten, ausserdem noch aufgekeilten Kurbelscheiben sind mit den Gegengewichten aus einem Stück gegossen.

Die auf den Oberteilen der Ständer befestigten Dampfcylinder sind wie auch die zugehörigen Deckel von Heizmänteln umgeben. Die gusseisernen Kolben (Fig. 85) sind |185| auf ihrem Umfange mit einer Anzahl Rillen versehen. Ein gusseisernes Segment von genügender Breite, welches mittels Flachfedern gegen die Cylinderwandung gepresst wird, sichert vollkommenes Dichthalten. Die nachstellbaren Kreuzkopfschuhe sind auf ihren Gleitflächen mit Weissmetall ausgegossen.

Die Treibstangen haben eine Länge gleich dem 5,5fachen Kurbelhalbmesser; ihre Lagerschalen sind aus Gussstahl gefertigt und mit Weissmetall ausgegossen.

Der Zwischenbehälter besteht aus einem unterhalb der Cylinder auf zwei Konsolen der Maschinenständer gelagerten Cylinder C aus Stahlblech von 965 mm Durchmesser. Inmitten des Zwischenbehälters befindet sich ein Rohrbündel, welches von dem aus dem Mantel des Hochdruckcylinders tretenden Dampfe umspült wird, so dass der Receiverdampf leicht überhitzt, demnach vollständig trocken in den Niederdruckcylinder eintritt.

Zur Dampfverteilung dient eine Steuerung, Bauart Reynolds-Corliss, mit Drehschiebern für doppelte Dampfeinströmung; dieselben sind zur Verringerung der schädlichen Räume in den Cylinderdeckeln untergebracht. Einlass- und Auslassschieber jedes Cylinders werden unabhängig voneinander von zwei Exzentern der Schwungradwelle bethätigt; dieselben erteilen den am Cylinder drehbaren Scheiben a und e (Fig. 82) schwingende Bewegungen, welche dann mittels geeigneter Gestängeverbindungen u.s.w. auf die Einlass- und Auslassschieber bb1 bezw. cc1 übertragen werden. Dies geschieht bei den letzteren direkt durch einfache Lenkstangen, bei den ersteren unter Vermittelung einer Ausklinkvorrichtung.

Auf dem äussersten Ende der Spindel jedes Einlassschiebers sitzen drei Hebel, von denen der auf der Spindel festgekeilte die Mitnahme des Schiebers bewirkt, und durch eine angeschlossene Stange mit einem Luftbuffer d bezw. d1 in Verbindung steht. Ein zweiter Hebel – ein Winkelhebel – erhält mittels angreifender, nach der Schwingscheibe a führender Lenkstange eine entsprechende Drehbewegung. Der andere Arm dieses Winkelhebels ist mit einem Zapfen versehen, über den eine zweiarmige Gabel greift. Der eine Schenkel der letzteren trägt einen Anschlag, welcher bei der abwechselnden Bewegung der Gabel mit einem entsprechenden Anschlag des erstgenannten, auf der Spindel festgekeilten Hebels in Eingriff kommt und diesen, infolgedessen auch den Einlassschieber mitnimmt, so dass Dampf in den Cylinder einströmen kann. Ein dritter vom Regulator eingestellter Hebel trägt einen Daumen – die Stellung desselben kann für eine gewisse Regulatorstellung als „fest“ angesehen werden –, welcher beim Zusammentreffen mit dem zweiten Schenkel der vorgenannten Gabel das Ausklinken derselben bewirkt. Der Einlassschieber wird dann frei und kehrt unter Mitwirkung des Luftbuffers plötzlich in seine Schlussstellung zurück. Der im Cylinder eingeschlossene Dampf verrichtet nun seine Expansionsarbeit. Wenn bei zu- oder abnehmender Geschwindigkeit der Maschine die Regulatorkugeln ihre Lage verändern, nimmt auch der Daumen eine andere Stellung ein und es erfolgt das Zusammentreffen desselben mit der Gabel früher oder später, was eine kürzere oder längere Einströmperiode des Dampfes in den Cylinder zur Folge hat.

Die Bewegung des Regulators wird durch zwei voneinander unabhängige Gestänge auf den Hochdruck- und Niederdruckcylinder übertragen. Ein zweiter Regulator r (Fig. 80) bewirkt, sobald die normale Geschwindigkeit der Maschine eine gewisse Grenze überschreitet, das Auslösen eines Gegengewichtes p und damit das plötzliche Schliessen eines in die Dampfleitung eingeschalteten Sicherheitsventils – eines Drehschiebers (Fig. 85) –, so dass die weitere Dampfzufuhr nach der Maschine unterbrochen wird. Das Schwungrad hat 7,315 m Durchmesser und wiegt 65000 kg. Es ist aus zehn einzelnen, mit je einem Arm ein Gussstück bildenden Segmenten zusammengesetzt.

Der unabhängige Kondensator I (Fig. 80) wird einige Minuten vor dem Anlassen der Hauptmaschine in Gang gesetzt; er nimmt das Kondenswasser der letzteren auf und erzeugt in dem Niederdruckcylinder ein hinreichend grosses Vakuum, so dass die Hauptmaschine schon nach wenigen Kolbenhüben ihre volle Leistung entwickeln kann.Ein derartiger Kondensator kann an jedem Punkte der Anlage aufgestellt werden; sein Betrieb ist von den Veränderungen in der Belastung und in der Geschwindigkeit der Hauptmaschine unabhängig.

Der Abdampf des Niederdruckcylinders strömt durch das gusseiserne Rohr H (Fig. 80) von beträchtlichem Querschnitt in einen unter Flur aufgestellten Mischkondensator; mittels einer Luftpumpe wird das nötige Vakuum erzeugt und die Kondensationsprodukte fliessen durch die Leitung K einem Sammelbehälter zu. Ueber der Luftpumpe ist der Motor angeordnet, dessen Dampfverteilung in gleicher Weise wie bei der Hauptmaschine durch eine Hahnsteuerung, Bauart Reynolds-Corliss, geregelt wird. Die Füllungen sind zufolge der Wirkung eines Kugelregulators ebenfalls veränderlich.

Die Einrichtung ist durch Hinzufügung eines in die nach dem Hochdruckcylinder führende Dampfleitung F (Fig. 80) eingeschalteten Wasserabscheiders G vervollständigt.

Die nachstehende Tabelle gibt die Leistungen der Maschine bei verschiedenen Dampfdrücken und Cylinderfüllungen an.

Dampfspannung
(effecktive)

Füllung in Prozenten des Kolbenhubes
15% 25% 40%
kg/qcm PS PS PS
12 1300 2000 3100
10 1100 1700 2630
9 970 1530 2370

Eine Maschine derselben Grosse und Bauart verbrauchte bei angestellten Leistungsversuchen 6 kg Dampf für 1 PSi/Std.

Die von der Société alsacienne de constructions mécaniques in Beifort ausgestellten beiden Dampfmaschinen – eine liegende Tandemverbundmaschine von 300 PS und eine stehende Verbundmaschine von 1200 PS – gehörten, was die konstruktive Durcharbeitung und die Ausführung anbelangt, zu den besten Dampfmaschinen der Ausstellung. Die mit Kondensationseinrichtungen versehenen Maschinen dienten zum direkten Betreiben zweier von der Firma selbst erbauter Dynamos.

Die liegende Tandemmaschine hat Cylinder von 400 bezw. 600 mm Durchmesser und 900 mm Hub; sie entwickelt die Leistung von 300 PS mit einem Dampfdruck von 8 kg/qcm, einem Vakuum von 68 cm Quecksilbersäule und 125 minutlichen Umdrehungen bei einer normalen Füllung im Hochdruckcylinder von 15% des Kolbenhubes. Zur Dampf Verteilung dienen Corliss-Schieber. Die Einströmung des Dampfes in den Hochdruckcylinder regelt eine durch Exzenter bethätigte Auslösesteuerung, die behufs Erzielung veränderlicher Füllungen von einem Regulator beeinflusst wird. Die Steuerung ist dieselbe wie bei der stehenden Ausstellungsmaschine der Firma weiter unten beschrieben, nur erfolgt die Auslösung der beiden Mitnehmer nicht wie hier durch eine über den End zapfen eines vom Regulator eingestellten Hebels greifende Rolle, sondern der aktive Mitnehmer wird durch Auftreffen auf eine schiefe Ebene zum Auslösen gebracht. Die zugehörige Dynamo entwickelt Gleichstrom von 440 Ampère bei 450 Volt.

Die stehende Verbundmaschine ist in den Abbildungen Fig. 86 bis 90 dargestellt. Auf den durch Zwischenstücke miteinander verbundenen Tragplatten der beiden Ständer sind die Cylinder von 800 bezw. 1350 mm Durchmesser und 1200 mm Hub befestigt, deren Kolben auf zwei um 180° gegenseitig versetzte Kurbeln arbeiten. Jede Kurbel hat ein Innenlager, zwischen welchen die Enden der geteilten Kurbelwelle durch eine Flanschenverschraubung zusammengehalten werden. Zwischen den beiden Aussenlagern jeder Kurbel ist einerseits das Schwungrad, andererseits die Dynamo auf der insgesamt 1000 kg schweren Welle befestigt. Letztere führt sich demnach in sechs Lagern von je 350 mm Durchmesser und bezw. 400, 600 und 700 mm Länge. Die gusseisernen Lagerschalen sind mit Weissmetall ausgefüttert und für Wasserkühlung eingerichtet. Das Kühlwasser wird ihnen mittels einer elektrisch betriebenen Pumpe zugeführt, die augenblicklich |186| angelassen öder abgestellt Werden kann, je nachdem das eine oder andere Bedürfnis vorliegt.

Textabbildung Bd. 316, S. 186

Das Schwungrad hat 5700 mm äüsseren Durchmesser bei 700 mm Kranzbreite und wiegt 31000 kg;

Auf Arbeitsleisten der zweiteiligen, mittels Schraubenbolzen vereinigten Fundamentplatte sind die kräftig gehaltenen Ständer mit gebohrten Kreuzkopfführungen befestigt. Die Kronen der Ständer sind durch gusseiserne Zwischenstücke miteinander verbunden.

Die stehend angeordnete Luftpumpe erhält ihren Antrieb mittels eines Schwinghebels vom Kreuzkopf des Hochdruckcylinders aus; sie hat 800 mm Durchmesser und 440 mm Hub. Zur Steuerung dienen 33 Kolbenventile von je 100 mm Durchmesser und dieselbe Anzahl Saug- und Auslassventile. Die Verdichtung des Abdampfes erfolgt in einem Einspritzkondensator.

Der Mantel des Hochdruckcylinders wird mit frischem Kesseldampf gespeist, derjenige des Niederdruckcylinders |187| bildet einen Teil des Zwischenbehälters, der, da die Kurbeln entgegengesetzt gerichtet sind, nur ein geringes Volumen erfordert.

Textabbildung Bd. 316, S. 187

Die zum Niederdruckcylinder gehörigen Corliss-Schieber werden durch Lenkstangen einer Schwingscheibe, die ihren Antrieb von einem Exzenter der Schwungradwelle erhält, zwangläufig bewegt. Die Auslassschieber des Hochdruck-cylinders werden in gleicher Weise von einem zweiten Exzenter, die Einlassschieber dieses Cylinders durch eine von einem Pröll'schen Federregulator beherrschte Auslösesteuerung bethätigt, die ihre Bewegungen von einem dritten Exzenter der Schwungradwelle ableitet.

Der mittels Gelenkkette und konische Räder angetriebene, mit einem Oelkatarakt ausgerüstete Regulator ist auf einer senkrechten Spindel in etwa der halben Höhe zwischen der Schwungradwelle und den Schiebern angebracht.

Die Auslösevorrichtung des Hochdruckcylinders zeichnet sich durch grosse Einfachheit aus. Sie besteht für jeden Einlassschieber aus einer auf dem vom Exzenter bewegten Schwinghebel exzentrisch befestigten Klinke (aktiver Mitnehmer) mit gehärteter Stahlplatte, welch letztere mit einer ebensolchen Platte des auf der Schieberspindel befestigten passiven Mitnehmers in Eingriff kommt. Die Stahlplatte der Klinke ist über die Breite der Eingriffsplatte des passiven Mitnehmers hinaus verlängert und bildet mit ihrem abgeschrägten Ende eine Schneide, welche beim Zusammentreffen mit einer am Ende des vom Regulator eingestellten Hebels drehbar befestigten Rolle aus gehärtetem Stahl die Auslösung des aktiven Mitnehmers bewirkt, so dass der vordem geöffnete Schieber unter Mitwirkung eines Luftpuffers plötzlich in seine Schlussstellungzurückgelangt. Die Maschine arbeitet mit Dampf von 6 kg/qcm Spannung und einem im Kondensator herrschenden Vakuum von 66 cm Quecksilbersäule, welches im Cylinder – nach abgenommenen Indikatordiagrammen – 63 cm beträgt. Die Leistungen und der Dampfverbrauch der Maschine bei 75 minutlichen Umdrehungen und verschiedenen Füllungen im Hochdruckcylinder sind folgende:

Füllungsgrad 0,14 0,17 0,20 0,25 0,28
Indizierte Leistung in
Pferdestärken

810

925

1050

1250

1300
Bremsleistung in Pferde-
stärken

670

780

900

1100

1150
An den Klemmschrauben
gemessene elektrische
Leistung in Pferdestärken


592


698


834


1008


1061
in Kilo-Watt. 440 520 620 750 790
Dampfverbrauch in Kilo-
gramm
für 1 Kilo-Watt/Std. 11,75 11,40 11,00 11,25
für 1 PS/Std. (elektr.) 8,79 8,53 8,28 8,42
Textabbildung Bd. 316, S. 187

Eine Vergrösserung der Füllung über 0,25 des Kolbenhubes ist hiernach unökonomisch. Bei 0,25 Füllung erzielt man mit Vernachlässigung der Wirkungen der schädlichen Räume eine 10-fache Gesamtexpansion. Bei dieser Füllung entspricht der stündliche Dampfverbrauch von 8,23 kg für 1 PS (elektrisch) etwa 6,60 kg für 1 PSi/Std., was in Anbetracht, dass die Maschine mit gesättigtem, also nicht überhitztem Dampf gespeist wurde, als eine gute Leistung bezeichnet werden kann. Der mechanische Nutzeffekt von

|188|
Textabbildung Bd. 316, S. 188
|189|

ist ebenfalls ein äusserst günstiger. Die Dynamo ist für eine Leistung von 750 Kilo-Watt und veränderliche Spannungen von 465 bis 600 Volt gebaut. Bei 500 Volt und1500 Ampère beträgt der elektrische Nutzeffekt 95,5%, bei 600 Volt und 1200 Ampère nur noch 95%.

(Schluss folgt.)

Textabbildung Bd. 316, S. 189
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