Titel: Kraftmaschinen.Neuerungen an Dampfmaschinen.
Fundstelle: Band 310, Jahrgang 1898, S. 2
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Kraftmaschinen.Neuerungen an Dampfmaschinen. Mit Abbildungen. Neuerungen an Dampfmaschinen. 1) Dampfmaschinen mit Schiebersteuerungen. Um bei schnell laufenden Dampfmaschinen mit zweistufiger Expansion die Rückwirkungen auf den Regulator zu vermindern und Schwungradregulatoren mit nur geringer innerer Reibung verwenden zu können, bewirkt Georg Boner in Mülhausen i. E. (D. R. P. Nr. 93463) die hin und her gehenden Bewegungen beider Schieber von einem Excenter der Schwungradwelle aus, die zur Füllungsänderung nöthige Differentialbewegung des Hochdruckschiebers aber durch ein vom Schwungradregulator eingestelltes zweites Excenter, welches mittels Hebels eine im Angriffshebel des ersten Excenters drehbar gelagerte Achse bethätigt. Das auf der Schwungradwelle festgekeilte Excenter e (Fig. 1) bewegt mittels Stange t einen Hebel l der Zwischenwelle r, und mittels des Hebels m auf derselben Welle den Niederdruckschieber. Der Hochdruckschieber erhält seine Bewegung vom Ende des Hebels m1, der auf einer im Angriffshebel l des Excenters e drehbar gelagerten Achse sitzt, die ferner noch einen zweiten, bedeutend längeren Hebel l1 trägt, der durch Stange t1 mit dem vom Schwungradregulator eingestellten Excenter e1 in Verbindung steht. In Folge der ungleichen Längen der Hebel m1 und l1 werden Rückwirkungen des Hochdruckschiebers, die sich aus seiner Trägheit und dem Reibungswiderstande zusammensetzen, in entsprechendem Maasse verringert. Für einen gewissen Füllungsgrad können die Bewegungen beider Schieber sich auch decken. Für diese Stellung des Regulators muss der Hub des Excenters e1 gleich Null sein. Textabbildung Bd. 310, S. 1 Fig. 1. Verminderung der Rückwirkungen auf den Regulator nach Boner. Der Mittelpunkt des Excenters e1 bewegt sich behufs Aenderung der Füllung auf einer geraden Linie, die durch die Mitte der Welle geht. Der Regulator kann daher ohne irgend welche Veränderung in sich selbst für Vor- und Rückwärtsgang dienen. Bei Verwendung nur eines Gegengewichtes für den Schwungradregulator ist dasselbe unmittelbar auf der zugehörigen Blattfeder befestigt oder bei Anordnung einer Schraubenfeder mit dieser durch eine Zugstange verbunden. Dadurch wird die Fliehkraft auf die Feder direct und ohne Hilfe von Hebeln und Zapfen übertragen. Die innere Reibung fällt dabei viel geringer aus als bei der gewöhnlichen Anordnung, bei welcher sich das Schwunggewicht um einen Zapfen dreht. Wenn zwei Gegengewichte vorhanden sind, ist das zweite durch einen zwischengeschalteten Doppelhebel und angreifende Stangen mit dem Excenter verbunden. Anstatt das Excenter auf der Schwungradwelle geradlinig zu führen, kann dasselbe mit einem Arm versehen, auch um einen ausserhalb liegenden Zapfen gedreht werden. Der Excentermittelpunkt bewegt sich in diesem Falle auf einem Kreisbogen. Um besonders bei grösseren stehenden Maschinen mit hohen Umlaufszahlen die in Folge der Massenwirkungen der Steuerungsorgane beim Hubwechsel auftretenden Stösse und deren nachtheilige Folgen zu vermindern (1891 281 * 102), schlägt Joy nach Revue industrielle vom 19. Februar 1898 S. 75 nachstehend beschriebene, wegen ihrer Einfachheit bewerkenswerthe Anordnung vor. Auf der durchgehenden Stange jedes Steuerungsorganes ist ein Kolben befestigt, der sich in einem auf dem Schieberkasten befestigten Hilfscylinder bewegt und mit am Umfange ausmündenden Kanälen b und b1 (Fig. 2 und 3) versehen ist, die mit dem Hochdruck- bezw. dem Niederdruckdampfe in Verbindung stehen. In nahezu der mittleren Höhe des Cylinders sind dessen Wandungen mit zwei einander gegenüber liegenden Oeffnungen a und a1 versehen, die mit einem ringförmigen Kanal communiciren, in welchen eine Frischdampfleitung s mündet. Ausserdem sind in der Cylinderwandung noch auf jeder Kolbenseite mehrere dreieckig gestaltete Oeffnungen (in Fig. 2 punktirt ersichtlich) angebracht, die in einen senkrechten Kanal e ausmünden, der durch eine Rohrleitung mit einem Condensator oder der freien Atmosphäre in Verbindung steht. Befindet sich der Kolben in seiner unteren Todtpunktlage,so liegen die Oeffnungen a und b über einander und es kann frischer Dampf in den unteren Theil des Hilfscylinders strömen, während der über dem Kolben befindliche Dampf durch die oberen Ausströmöffnungen entweicht. Damit werden die Massenwirkungen des vordem nach abwärts bewegten Steuerungsorganes ausgeglichen, und es vollzieht sich der Hubwechsel ohne jeglichen Stoss. Bewegt sich der Kolben nach aufwärts, so kommen zunächst die Oeffnungen a und b wieder ausser Verbindung und es werden auch die oberen Ausströmöffnungen geschlossen. Der noch über dem Kolben stehende Dampf wird verdichtet und bildet ein elastisches Polster, welches der Trägheit der bewegten Massen entgegenwirkt. Kommen bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens die Oeffnungen a1 und b1 über einander zu liegen, so erfolgt die Abwärtsbewegung des Kolbens in gleicher Weise wie die Aufwärtsbewegung desselben. Textabbildung Bd. 310, S. 2 Verminderung der beim Hubwechsel auftretenden Stösse nach Joy. Die Verwendung eines einzigen Schiebers als Steuerungsorgan für in Tandemart unmittelbar über einander liegende, aus einem Stück gegossene Cylinder stehender Verbundmaschinen empfehlen J. Kingdom and Simpson, Strickland and Co., Limited, Darmouth, Devon. Wie die Engineering vom 30. Juli 1897 S. 154 entnommene Abbildung (Fig. 4) erkennen lässt, besitzt der Schieber A eine Oeffnung B von genügender Breite, welche die Kanäle H bezw. D des Hochdruckcylinders E überdeckt, und ist ferner mit einem Durchlasskanal C und Oeffnungen B1 B2 versehen, welche letztere bei der Bewegung des Schiebers mit den Kanälen F bezw. F1 des Niederdruckcylinders G in Verbindung treten. Der Frischdampf strömt bei B in den Schieberkasten. Textabbildung Bd. 310, S. 2 Verwendung eines einzigen Schiebers als Steuerungsorgan nach Kingdom and Simpson, Strickland and Co. Wenn die Kolben ihre oberen Endstellungen einnehmen, bewegt sich der Schieber A nach abwärts und es strömt frischer Dampf durch den geöffneten Kanal H auf die obere Seite des Hochdruckkolbens, ferner wird durch die Oeffnung B, den Durchlasskanal C, die Oeffnungen B1 und F eine Verbindung der unteren Seite des genannten Kolbens mit der oberen Seite des Niederdruckkolbens hergestellt, so dass der im Hochdruckcylinder wirksam gewesene Dampf behufs weiterer Arbeitsverrichtung in den Niederdruckcylinder treten kann. Gleichzeitig wird auch die Oeffnung S des Schieberspiegels freigelegt und es kann der im Niederdruckcylinder wirksam gewesene Dampf durch den Kanal F1 und die Schieberhöhlung U in einen Condensator oder ins Freie entweichen. Haben die Kolben ihre unteren Endstellungen erreicht, so lässt der Schieber A frischen Dampf durch die Aussparung T und den geöffneten Kanal D gegen die untere Fläche des Hochdruckkolbens treten. Die obere Seite des Hochdruckcylinders kommt durch den Kanal H, Oeffnung B, Durchlasskanal C, Oeffnung B2 und Kanal F1 mit der unteren Seite des Niederdruckcylinders in Verbindung, und es strömt der Arbeitsdampf behufs nochmaliger Expansion in den letzteren. Die obere Seite des Niederdruckcylinders steht durch die Oeffnung F, Schieberhöhlung U und Ausströmöffnung S mit dem Condensator bezw. der Atmosphäre in Verbindung. Beide Kolben sind auf gemeinschaftlicher Stange befestigt, die in der gewöhnlichen Weise mittels Lenkstange auf die Kurbel wirkt. Fig. 5 zeigt einen entlasteten, röhrenförmigen Schieber, dessen Wirkungsweise dieselbe ist, wie vorstehend beschrieben. Die Kanäle H, D, F und F1 der Cylinder sind in ähnlicher Weise, wie Fig. 4 ersichtlich, angeordnet. Die Erfindung bezieht sich auch auf die am oberen Ende fehufs Vermeidung einer Stopfbüchse mit Packungsringen zwischen den beiden Cylindern mit vorstehenden Ringen und Nuthen versehene Kolbenstange, welche durch eine Bohrung in der entsprechend verstärkten Zwischenwandung beider Cylinder hindurchgeht. Behufs dampfdichten Abschlusses liegen bei der Bewegung der Kolbenstange stets mindestens drei Ringe derselben in der genannten Bohrung. Textabbildung Bd. 310, S. 2 Fig. 6. Verwendung eines einzigen Schiebers als Steuerungsorgan nach Angers. Mit nur einem einzigen Schieber als Steuerungsorgan arbeiten auch die Georg Angers in Breslau unter D. R. P. Nr. 93711 geschützten Verbundmaschinen mit unter 180° versetzten Kurbeln. Auch hier bilden, wie aus Fig. 6 ersichtlich,die beiden Cylinder und der axial zwischen beiden angeordnete Schieberkasten ein einheitliches Gehäuse. Der Rundschieber a wird als gemeinschaftlicher Grundschieber von einem Excenter angetrieben. Ein zweites Excenter dient zur Bewegung des in dem durchgehenden Hohlraum des Rundschiebers angeordneten Expansionsschiebers. Der Kesseldampf tritt durch den Stutzen b in den Schieberkasten ein, um von hier durch den Kanal d in den Hochdruckcylinder zu gelangen. Der am gegenüber liegenden Ende austretende Dampf gelangt unmittelbar in die im Schieber selbst befindliche Ringkammer f, welche mit ihren Kanten e bezw. e1 den jeweiligen Dampfauslass steuert. Diese Ringkanten sind für den Niederdruckcylinder gleichzeitig Einlasskanten und der Dampf tritt hier aus der Kammer f unmittelbar in den grossen Cylinder. Der am gegenüber liegenden Ende des Niederdruckcylinders austretende Dampf gelangt in den in der Wandung des Schiebers angeordneten Kanal h, welcher zusammen mit dem zweiten, am anderen Ende der Ringkammer angeordneten Kanal h1 einen sowohl von der Ringkammer f, als auch von dem Schieberkasten c ganz abgeschlossenen Hohlraum bildet, von welchem das vor der Bildfläche liegende Auslassrohr abführt. Die Anordnung der Auslasskanäle beider Cylinder in der beschriebenen Weise unmittelbar in den Schieber ermöglicht, die schädlichen Räume auf das denkbar kleinste Maass zu bringen, da die Cylinder und der Schieber so nahe an einander gerückt werden, dass Cylinderwandung und Schieberkasten gerade dort, wo die Einlass- bezw. Auslasskanäle liegen, zusammenfallen. In Folge dieser kurzen Dampfwege, sowie auch des gleichzeitigen Fortfalls jeglicher Krümmungen derselben finden so gut wie keine Contractionen statt, wodurch Drosselungen des Dampfes vermieden werden. Textabbildung Bd. 310, S. 3 Vierfachexpansions-Zwillingsdampfmaschine, System Restler. Die zum Betreiben von Centrifugalpumpen in der Pumpstation der Southwark and Vauxhall Water Company in Hampton aufgestellten einfach wirkenden Vierfachexpansions-Zwillingsdampfmaschinen, System Restler, mit um 90° gegenseitig versetzten Kurbeln, sind je ebenfalls nur mit einem einzigen, als Kolbenschieber ausgebildeten Steuerungsorgan versehen. Wie die The Engineer vom 17. Juni 1898 S. 582 entnommenen Abbildungen (Fig. 7 und 8) einer derartigen Maschine von nominell 100 erkennen lassen, besteht jede Maschinenseite aus einem Hochdruckcylinder von 138, zwei Mitteldruckcylindern von je 229 und einem Niederdruckcylinder von 432 mm Durchmesser für 229 mm gemeinschaftlichen Kolbenhub. Die minutliche Umdrehungszahl beträgt 250. Die Hochdruckcylinder sind als selbständige Gusstücke ausgeführt, alle anderen Cylinder mitsammt dem Schieberkasten in einem Stück gegossen. Letzterer enthält eine Hartgusseinsatzbüchse und nimmt den Kolbenschieber auf, der aus mehreren über die Schieberstange geschobenen Theilen besteht. Der Dampfeinlass befindet sich am oberen Ende des Schieberkastens, der Auslass am unteren Ende desselben bei 13 (Fig. 7). Vor dem Dampfeinlass sitzt ein Separator, um dem aus dem Kessel kommenden Dampfe das Wasser zu entziehen. Der frische Dampf tritt durch die Bohrung 1 (Fig. 7) in den Hochdruckcylinder a, dessen Kolben in Folge dessen seinen Niedergang ausführt. Während dessen nimmt der Kolbenschieber eine solche Stellung ein, dass der Inhalt des Cylinders a1 nach erfolgter Expansion auspuffen und durch den Kanal 3 in denjenigen 4 des ersten Mitteldruckcylinders b treten kann. In gleicher Weise wie vordem gelangt der Dampf aus dem letzteren durch die Kanäle 5 und 7 in den ringförmigen Cylinder c, während der in diesem enthaltene Dampf durch die Kanäle 8 und 10 in den Cylinder d1 der Gegenseite überströmt. Der Cylinder d wiederum sendet seinen Auspuff durch den Kanal 11 in den Kolbenschieber und durch diesen in den Kanal 13, welcher ihn zum Condensator entführt. Beim Rückgange seines Kolbens empfängt der Cylinder a1 frischen Kesseldampf, während die Cylinder b1 und c1 Dampf aus den Cylindern a und b durch die Kanäle 1, 5 bezw. 6, 8 entnehmen. Expandirender Dampf tritt aus dem Cylinder c in denjenigen d durch die Kanäle 9 und 11 über, während jetzt der Cylinder d1 seinen Auspuff durch den Kanal 12 in den Condensator entlässt. Die Kanäle 4, 7 und 10 sind Einströmkanäle, diejenigen 6, 9 und 12 Auspuffkanäle für die zugehörigen Cylinder. Bei s, t und i sind diese Kanäle mit einander in Verbindung gebracht, um zu ermöglichen, einen einzigen Schieber als Dampfvertheilungsorgan für die ganze Maschine zu benutzen. Wegen ihrer hohen Umlaufszahl ist die Maschine mit Selbstschmierung ausgestattet, auch bewegen sich sowohl die Kurbeln, wie auch Pleuel- und Excenterstangen in einem Oelbade des geschlossenen Untergestelles der Maschine. Um die durch die D. R. P. Nr. 77417 bezw. 89204 beschriebene Expansionsstellvorrichtung für Rider-Steuerungen von Martin Hanner, in Firma Hanner u. Comp. in Duisburg (1897 304 * 127) auch für andere Expansionssteuerungen verwenden zu können, ist die nachstehend beschriebene Anordnung getroffen (D. R. P. Nr. 93603). Mit dem Gleitring a (Fig. 9 und 10) des Regulators sind die Winkelhebel b1 und b2 durch Druckstifte derart verbunden, dass sie sich bei den Verschiebungen des ersteren um einen entsprechenden Winkel verdrehen. Findet z.B. in Folge schnelleren Ganges der Maschine eine Verschiebung des Gleitringes nach oben statt, so legt sich das untere Ende des Winkelhebels b1 gegen die Rolle des Druckpunktes c1 vom Schaltzeug d1 und bewirkt dadurch eine Verdrehung der Schaltklinke e1 um ihren Drehpunkt f, bis sich die obere Nase der Klinke in die Verzahnung des Steuerkörpers g1 fest eingehakt hat und die Wirkung des Schaltzeuges beginnt. Der fortgesetzte Druck des Winkelhebels b1 gegen die Rolle des Druckpunktes c1 hat zur Folge, dass durch das in Wirkung gesetzte Schaltzeug der Steuerkörper um seine Achse h gedreht wird. Auf dieser kann entweder zwischen den beiden Steuerkörpern g1 und g2 oder auf der punktirt angegebenen Verlängerung derselben ein Hebel befestigt werden, welcher die Bewegung der Achse h auf ein beliebiges Steuerungsorgan überträgt, welches den Füllungsgrad so lange verändert, bis derselbe der veränderten Leistung der Maschine bei normaler Umdrehungszahl entspricht. Der Regulator kehrt dann in seine Mittelstellung zurück und nimmt den Gleitring a und durch diesen die Winkelhebel b1 und b2 ebenfalls in die Mittelstellung zurück. Bei Eintritt der zurückgehenden Bewegung hört der Druck, den der Winkelhebel b1 auf den Druckpunkt c1 ausgeübt hatte, auf, und die Schaltklinke e1 wird sich sofort, durch ihr Eigengewicht unterstützt, durch den als Gegengewicht ausgebildeten Theil i1 der Schaltklinke aus der Verzahnung des Steuerkörpers ausklinken und der Rückwärtsbewegung des Schaltzeuges d1 folgen, ohne den Steuerkörper mit zurückzudrehen. Dadurch, dass der Steuerkörper bei dem Rückgange des Schaltzeuges in der Ruhestellung unverändert stehen bleibt, bleibt auch der durch denselben eingestellte Füllungsgrad unverändert. Textabbildung Bd. 310, S. 4 Expansionsstellvorrichtung für Ridersteuerungen von Hanner. Die Rückwärtsbewegung der Schaltzeuge d1 und d2 wird durch die als Gegengewichte ausgebildeten Theile k1 und k2 derselben bewirkt. Die Ruhestellung der Schaltzeuge wird durch Anschläge l1 bezw. l2 am Regulatorbock bewerkstelligt. Wird durch inzwischen eingerückte Maschinen oder durch Abnahme der Dampfspannung der Gang der Maschine langsamer, der Regulator also sinken, so wirkt der mitsinkende Gleitring a durch den entgegengesetzt von b1 sitzenden Winkelhebel b2 auf den Druckpunkt c2, und es wird durch Schaltzeug d2 und Steuerkörper g2 die Achse h zu einer der vorigen entgegengesetzten Drehung veranlasst, was eine Vergrösserung der Füllung der Maschine zur Folge hat. Sobald die normale Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine erreicht ist, kehrt der Regulator in die Mittelstellung zurück und lässt den eingestellten Füllungsgrad bestehen, weil auch hier die Wirkung des Schaltzeuges d2 bei Eintritt des Rückganges aufgehoben wird. Zur Beseitigung der gleitenden Reibung, welche während der Drehbewegung des Schaltzeuges d1 und d2 durch den Winkelhebel b1 und b2 im Druckpunkt c1 und c2 entstehen würde, sind die letzteren mit Rollen versehen. (Fortsetzung folgt.)