Titel: WINTERMEYER: Sicherheitsvorrichtungen für Dampffördermaschinen usw.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1912, Band 327 (S. 325–327)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj327/ar327105

SICHERHEITSVORRICHTUNGEN FÜR DAMPFFÖRDERMASCHINEN MIT HYDRAULISCHER REGELUNG.

Von Dipl.-Ing. Wintermeyer, Südende-Berlin.

Inhaltsübersicht.

Es wird die Entwicklung der Sicherheitsvorrichtungen für Dampffördermaschinen mit hydraulischer Regelung gegeben, wobei die Konstruktionen von Schwarzenauer, Schönfeld und Iversen besprochen werden.

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Die Sicherheitsvorrichtungen (Fahrtregler, Retardierapparate) für Fördermaschinen haben in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen, da sie das wirksamste Mittel bilden, um Unglücksfälle, die durch die Unaufmerksamkeit des Fördermaschinisten hervorgerufen werden, zu verhüten. Die ältesten Sicherheitsvorrichtungen (von Römer, Baumann, Schlüter usw.) wirken in der Weise, daß bei zu großer Geschwindigkeit während der Fahrt bezvv. bei der Annäherung an die Hängebank oder beim Uebertreiben mittels Fliehkraftreglers und Teufenzeigers ein Fallgewicht oder dergl. ausgelöst und dadurch die Bremse zur Wirkung gebracht wird. Diese Sicherheitsvorrichtungen auslösender Art haben den Nachteil, daß die Maschine mit einem plötzlichen Ruck stillgesetzt wird und dadurch erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Außerdem bedeutet das Stillsetzen der Fördermaschine eine Betriebsunterbrechung.

Textabbildung Bd. 327, S. 325

Einen gewaltigen Fortschritt im Bau der Sicherheitsvorrichtungen für Fördermaschinen brachte die Einführung des elektrischen Antriebes für Fördermaschinen mit sich. Der zuerst von den Siemens-Schuckert-Werken auf den Markt gebrachte Retardierapparat für elektrisch betriebene Fördermaschinen stellt eine ideale Lösung der Aufgabe dar, einen bestimmten Verlauf der Fördergeschwindigkeit bei allen Belastungen und bei jedem Hub ohne wesentliche Mitwirkung des Maschinisten zu erzielen. Dieser Retardierapparat besteht in einem vom Teufenzeiger bewegten Kurvenschub, der die jeweilige Lage des Steuerhebels während des ganzen Hubes vorschreibt. Der Kurvenschub besteht meistens aus zwei auf gleicher Welle angeordneten, von der Fördermaschine angetriebenen unrunden Scheiben; gegen eine von diesen wird das eine Ende eines mit dem Steuerhebel verbundenen Hebels durch den Maschinisten angedrückt. Die völlig sichere Wirkung dieser überaus einfachen Vorrichtung beruht auf der Eigenschaft der elektrischen Fördermaschine, daß jedem Ausschlag des Steuerhebels nach vorwärts oder rückwärts bei allen Belastungen eine ganz bestimmte Voltzahl am Fördermotor und damit eine bestimmte Geschwindigkeit der Fördermaschine entspricht. Während also bei der elektrischen Fördermaschine die Aufgabe der Sicherung des Förderbetriebes mit einfachen Mitteln völlig gelöst ist, ist ein Gleiches bei der Dampffördermaschine noch nicht der Fall. Dies hat seinen Grund in der Eigenart des Betriebes mittels einer Dampfmaschine, insbesondere darin, daß bei ihr der Bremse zum Stillsetzen der bewegten Massen eine viel größere Rolle zufällt als bei einer elektrischen Fördermaschine. Die verschiedensten Wege sind beschritten worden, um auch bei der Dampffördermaschine eine ideale Sicherheitsvorrichtung zu erhalten und so den Vorsprung, den die elektrische Fördermaschine sich erobert hat, wieder einzuholen.

Eine Gruppe dieser Sicherheitsvorrichtungen für Dampffördermaschinen verzichtet auf den meist üblichen Fliehkraftregler (Regulator) und benutzt zur Sicherung der Förderung ein Flüssigkeitsmittel. Von diesen Sicherheitsvorrichtungen mit hydraulischer Regelung, die berufen zu sein scheinen, eine hervorragende Rolle unter den Sicherheitsvorrichtungen für Dampffördermaschinen zu spielen, soll im folgenden die Rede sein.

Einer der ersten, der auf die Wichtigkeit dieses Prinzips zur Sicherung einer Förderanlage hingewiesen |326| und Vorschläge gemacht hat, in welcher Weise ein Flüssigkeitsmittel zur Einwirkung auf die Steuerung der Fördermaschine zu verwenden ist, ist E. Schwarzenauer gewesen.

Fig. 1 stellt eine Sicherheitsvorrichtung für Dampfmaschinen mit hydraulischer Regelung von Schwarzenauer dar. Allerdings ist hier noch ein besonderer Fliehkraftregler benutzt worden, und erst bei späteren Konstruktionen wirkt ein hydraulisches Arbeitsmittel ohne Zutun eines Fliehkraftreglers auf die Steuerung der Dampfmaschine ein. In Fig. 1 ist die Kolbenstange 1 mit dem Steuerhebel verbunden zu denken, so daß der Kolben 2 jede Bewegung desselben mitmacht. Die selbsttätige Steuerung tritt ein, sobald die je nach der Umlaufsrichtung der Fördermaschine von dem einen Zylinderende nach dem anderen durch das Kapselwerk 3 gepumpte Flüssigkeit durch das Schließen des auf der jeweiligen Druckseite liegenden Ventils 4 oder 5 eine solche Drucksteigerung erfährt, daß der Kolben 2 verschoben wird. Die Einstellung der Ventile bewirkt der Regulator 6. Dessen Stellzeug wird selbsttätig für die jeweilige Drehrichtung der Maschine umgeschaltet, beispielsweise durch das auf der Scheibe 8 liegende Schleifstück 9. Läuft nun die Maschine so um, daß das Schleifstück durch die Reibung nach rechts mitgenommen und dadurch die Stellstange 10 des Regulators nachdem rechten Arm des Hebels 11 verschoben wird, so wird, wenn der Regulator steigt, durch den linken Arm des im Ventilgehäuse 12 liegenden und durch einen Drehbolzen mit dem äußeren Hebel 11 verbundenen doppelarmigen Hebels 13 der Kegel des linken Ventiles 4 gesenkt, also der Durchflußquerschnitt verkleinert, während durch den rechten Arm des Hebels 13 das Ventil 5 weiter geöffnet wird. Bei einer Bewegung des Kolbens durch den Maschinisten nach links muß daher die verdrängte Flüssigkeit durch einen kleinen Querschnitt gepreßt werden. Die Bewegung ist also erschwert und schließlich ganz gehindert, wenn der Regulator das Ventil vollends schließt. Dann wächst auch der Flüssigkeitsdruck, schiebt den Kolben nach rechts und bewirkt eine Steuerung auf langsameren Gang. Ein Ueberholen dieser selbsttätigen Steuerung ist ohne weiteres möglich, weil dabei nötigenfalls das linke Ventil sich öffnen würde, um Flüssigkeit nachströmen zu lassen.

Die erwähnte Konstruktion von Schwarzenauer hat eine Bedeutung für die Praxis nicht bekommen, was aber wohl kaum auf Rechnung des ihr zugrunde liegenden Prinzips zu setzen ist, da dieses Prinzip bei späteren Weiterausbildungen sich als sehr brauchbar herausgestellt hat.

Textabbildung Bd. 327, S. 326
Textabbildung Bd. 327, S. 326

Zu diesen Weiterausbildungen gehört zunächst der Sicherheitsapparat von G. Schönfeld. Bei diesem (Fig. 2) ist der Teufenzeiger mit einem Zylinder b, angefüllt mit gewöhnlichem Maschinenöl, ausgerüstet, in welchem sich der Kolben c bei jedem Förderzuge auf- oder abwärts bewegt. Beim Aufwärtsgang. z.B. wird die verdrängte Flüssigkeit durch das Drosselorgan h und Umführung i in den unteren Raum des Zylinders b unter einen bestimmten Flüssigkeitsdruck gepreßt, welcher sich durch Rohrleitung r unter einen von einem Gewicht belasteten Kolben eines auf die Steuerung einwirkenden Reglers fortpflanzt und den Kolben während des Förderzuges im Gleichgewicht hält. Der Flüssigkeitsdruck ist abhängig von der in der Zeiteinheit verdrängten Flüssigkeitsmenge bezw. von der Hubgeschwindigkeit des Kolbens c, die der Fördergeschwindigkeit |327| entspricht und vom Drosselquerschnitt. Der Drosselquerschnitt wird mittels unrunder Scheiben, gegen die das Gestänge n anliegt, derartig verstellt, daß jeder Korbstellung ein bestimmter Drosselquerschnitt und bei gleichbleibendem Flüssigkeitsdruck auch eine bestimmte Fördergeschwindigkeit entspricht. Steigt dieselbe in irgend einem Teile der Förderungsperiode über die vorgeschriebene hinaus, so steigt auch die in der Zeiteinheit verdrängte Flüssigkeitsmenge des Kolbens c, dementsprechend auch der Flüssigkeitsdruck vor dem Drosselquerschnitt und unter dem Reglerkolben, so daß dieser im Sinne der Füllungsverkleinerung ausschlagen muß. Dieser Ausschlag regelt sich infolge Anbringung eines Puffers über dem Reglerkolben selbsttätig in der Weise, daß z.B. eine Geschwindigkeitsüberschreitung von etwa 0,5 m über die höchste Fördergeschwindigkeit nur einen Ausschlag von etwa 2 mm hervorruft und die Füllung oder die Bremskraft um etwa 5 v. H. verändert, während dieselbe Geschwindigkeitsüberschreitung über eine Fördergeschwindigkeit von etwa 0,3 m gegen Ende der Förderung einen Ausschlag des Reglerkolbens von etwa 20 mm zur Folge hat und die Bremse um etwa 50 v. H. anzieht.

Textabbildung Bd. 327, S. 327

Die Empfindlichkeit bezw. Verstellungskraft des Fahrtreglers Patent Schönfeld steigt also mit abnehmender Fördergeschwindigkeit, eine Eigenschaft, die für die Sicherheit des Förderbetriebes von großer Bedeutung ist.

Je nach Einstellung des Drosselquerschnittes des Drosselorganes h wird die für jeden Förderzug gewünschte höchste Geschwindigkeit bestimmt, da jedem Drosselquerschnitt eine bestimmte Fördergeschwindigkeit entspricht. Es kann also der Maschinist den Fahrtregler bequem für Produktenförderung, Seilfahrt (Mannschaftsfahrung) und Seilrevision einstellen. Fig. 2a gibt eine schaubildliche Darstellung des Schönfeldschen Fahrtreglers wieder.

Wie schon erwähnt, spielt bei den Sicherheitsvorrichtungen für Dampffördermaschinen auch die Ausbildung der Bremse eine hervorragende Rolle. Schönfeld führt seine Bremse mit selbsttätiger Druckregelung (D. R. P.) in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise aus. Der Druckregler besteht aus dem Gehäuse b, dem Hilfsschieber c, dem entlasteten Steuerschieber e und der Feder f, die gegen den Gehäusedeckel g gestützt den Hilfsschieber c einseitig belastet. Auf der Abstufung desselben ruht der reduzierte Dampfdruck, der dem Federdruck das Gleichgewicht hält, und zwar besteht dieses Gleichgewicht nur dann, wenn der Kanal h des Hilfsschiebers c in der Mitte über dem Schieberlappen i des Steuerschiebers e steht. Denn wenn das Gleichgewicht in dieser Stellung nicht bestände, so würde die Feder f den Hilfsschieber c nach links verschieben, so daß durch den jetzt geöffneten Kanal h Frischdampf in den Bremszylinder strömen würde und zwar so lange, bis das Gleichgewicht zwischen Dampf- und Federdruck wieder hergestellt ist. Würde umgekehrt der Dampfdruck größer als der Federdruck sein, so würde der Hilfsschieber nach rechts geschoben und so lange Dampf in den Auspuff strömen lassen, bis gleichfalls das Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Jeder veränderten Stellung des Steuerschiebers e bezw. seines Schieberlappens i entspricht eine andere Mittelstellung des Hilfsschiebers c bezw. seines Kanales h, jeder anderen Mittelstellung entspricht eine andere Federspannung und jeder anderen Federspannung ein bestimmter reduzierter Druck. Ein Bewegen des Steuerschiebers e nach rechts hat ein Nachfolgen des Hilfsschiebers c und ein Ansteigen des Bremsdruckes zur Folge, umgekehrt entspricht einem Verschieben des Steuerschiebers nach links ein Abnehmen des Bremsdruckes. Es entspricht also jeder Bremshebelstellung unabhängig von Betriebsdampfschwankungen und von Kondensationsverlusten ein bestimmter Bremsdruck.

Der Schönfeldsche Bremsdruckregler kann leicht an schon vorhandenen Fördermaschinen nachträglich angebaut werden, was zahlreich ausgeführt ist.

(Schluß folgt.)

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