Ueber Neuerungen an Regulatoren. Patentklasse 60. Mit Abbildungen auf Tafel 26. Ueber Neuerungen an Regulatoren. Pickering in Portland, Conn., ersetzt bei seinem im Engineer, 1884 Bd. 57 * S. 247 beschriebenen, aus Nordamerika von der Firma Ransome und Marshall in Liverpool eingeführten Centrifugalregulator (der übrigens schon im J. 1870 aufgetaucht ist) das Belastungsgewicht durch Blattfedern mit Schwungkugeln; letztere stecken mitten auf den Federn, welche mit ihren Enden an je einer Hülse befestigt sind. In die untere Hülse wird die Drehung eingeleitet; die obere Hülse kann sich auf der Regulatorspindel auf- und abwärts bewegen und nimmt hierbei die in der hohlen Spindel sich bewegende Stange des Drosselventiles mit. Bei der Drehung der Schwungkugeln gehen dieselben nach auſsen und die Federn biegen sich mehr und mehr durch, wobei die obere Hülse sich senkt, das Drosselventil sich daher mehr schlieſsen wird; die Einwirkung auf das letztere ist also eine direkte und entspricht somit jeder Umdrehungszahl der Dampfmaschine eine bestimmte Stellung der Schwungkugeln und damit eine bestimmte Eröffnung des Ventiles. Um einen Centrifugalregulator astatisch zu machen, bildet W. und J. Galloway und Söhne in Manchester bei dem im Engineering, 1883 Bd. 36 S. 537 mitgetheilten parabolischen Regulator das Belastungsgewicht, wie nebenstehende Abbildung zeigt, in der Weise, daſs es mit einem nach Parabel bögen geformten Einschnitt über die walzenförmigen Schwungkörper faſst. Die auf- und abwärts erfolgende Bewegung des Gewichtes wird somit aus der Bewegung der Schwungkörper und aus der Form des Einschnittes entstehen; die Uebertragung erfolgt direkt durch den am Gewichte befestigten Muff auf das Dampfregulirungsorgan. Textabbildung Bd. 254, S. 357 Zu den astatischen Regulatoren gehören noch die allerdings meistens nicht gerade einfachen und daher auch ziemlich selten zur Anwendung gelangten Interferenzregulatoren, welche bekanntlich in der Weise wirken, daſs ein Glied des Regulators, von der zu regulirenden Maschine getrieben, sich stets proportional der Geschwindigkeit der letzteren bewegt, ein zweites Glied durch einen besonderen Motor eine möglichst gleichbleibende Geschwindigkeit erhält und durch die Interferenz der Bewegungen beider Glieder die Bewegung des Stellzeuges bestimmt wird (vgl. z.B. H. Davey 1883 250 * 382). Bei dem in Fig. 12 und 13 Taf. 26 nach der Revue industrielle, 1884 S. 323 abgebildeten Regulator von L. Mégy in Paris stellen die Kettenräder G und H jene beiden Glieder vor. Das Rad G wird durch Zahnräder von einer darüber liegenden Welle gedreht, auf welcher auſserhalb des Gehäuses eine von der Kurbelwelle aus getriebene Riemenscheibe J sitzt, und das Rad H erhält einen gleichmäſsigen Antrieb durch das in der endlosen Kette hängende Gewicht E. Die Geschwindigkeit von H wird einerseits durch die Gröſse des Gewichtes E, andererseits durch die über dem Gehäuse befindlichen Windflügel B bestimmt, welche mittels Stirn- und Kegelräder von H aus eine entsprechend schnelle Drehung erhalten. Ein kleines, senkrecht geführtes Gewicht S dient dazu, die Kette immer gespannt zu erhalten. Die Verhältnisse müssen nun derartig gewählt sein, daſs bei normalem Gange der Maschine die Umfangsgeschwindigkeit des Rades G gleich der constanten Umfangsgeschwindigkeit des Rades H ist; dann wird in einer bestimmten Zeit ein ebenso langes Stück der Kette, als sich über H abwickelt, von G aufgewunden und das Gewicht E auf gleicher Höhe erhalten werden. Läuft aber die Maschine schneller oder langsamer, so wird das Gewicht E gehoben oder gesenkt, wodurch auch ein mit letzterem verbundener Hebel D bewegt wird. Auf der Achse desselben sitzt auſserhalb des Gehäuses ein Arm R, welcher durch die Zugstange A auf einen den Füllungsgrad beeinflussenden Maschinentheil (oder auch auf ein Drosselventil) einwirkt. Am Hebel D angebrachte Anschläge legen die äuſsersten Stellungen fest, welche der kleinsten und der gröſsten Füllung entsprechen. Durch Aenderung der Neigung der Windflügel B kann die Geschwindigkeit von H und damit auch die Normalgeschwindigkeit der Maschine geändert werden. Der Gleichgewichtszustand ist, wie ersichtlich, bei jeder Lage des Gewichtes E bezieh. des Stellzeuges möglich, der Regulator ist also astatisch. Da bei guter Ausführung die beim Heben und Senken des Hebels D auftretende Reibung sehr gering sein wird, so ist auch die Empfindlichkeit des Regulators an sich sehr groſs. Für die gute Wirkung kommt es (wie bei allen direkt wirkenden Regulatoren) darauf an, ob der von der Stange A bei der Verstellung der Steuerung u. dgl. zu überwindende Widerstand groſs oder gering ist. Ist derselbe bedeutend, so wird auch eine erhebliche Rückwirkung auf den Regulator in der Weise stattfinden, daſs auf das Gewicht E ein Druck nach oben oder nach unten ausgeübt und dadurch die Triebkraft für das Rad B verändert wird. Nimmt z.B. die Geschwindigkeit der Maschine, folglich auch des Rades G ab, so wird der im Stellzeuge auftretende Widerstand, dem Sinken von E entgegenwirkend, einen Theil des Gewichtes E aufheben, in Folge dessen auch H sich langsamer drehen wird. Der Regulator wird hierdurch mehr oder weniger statisch, erhält dabei aber auch einen mehr oder weniger groſsen Ungleichförmigkeitsgrad. Es ist hiernach nicht ersichtlich, welche Vorzüge dieser umständliche Mechanismus den gewöhnlichen Centrifugalregulatoren gegenüber bieten soll. Auch in der genannten Quelle ist hierüber nichts gesagt. Der Regulator ist von Mégy speciell für seine kleinen, mit etwa 600 Umdrehungen laufenden Boxmaschinen (vgl. 1879 232 * 1) zu Zwecken der elektrischen Beleuchtung auf Kriegsschiffen construirt worden. Die weiteren Neuerungen betreffen die mittelbare Uebertragung des Regulatorausschlages auf den Steuerungsapparat und können diese Vorrichtungen sowohl zur Regulirung von Dampf-, als auch von Wassermotoren verwendet werden. Die von Fr. W. Barth in Meiſsen (* D. R. P. Nr. 25347 vom 26. Januar 1883) angegebene Neuerung besteht aus dem in Fig. 14 und 15 Taf. 26 dargestellten Sperr- und einem Auslösemechanismus; der erstere hat den Zweck, die von der Stange K, welche von der Maschine durch eine Kurbel oder ein Excenter bewegt wird, auf den Hebel POG übertragenen Bewegungen mittels der Schubstange E und den Schaltklinken z, z1 den beiden hinter einander liegenden Schalträdern S oder S1 mitzutheilen. Der Drehpunkt O des Hebels POG befindet sich am Hebel MNO, welcher, um N drehbar, vom Hebel H mittels der Zugstange L verstellt werden kann, so daſs je nach der Stellung der Drehachse O der Endpunkt G des Hebels POG zwischen verschiedenen Grenzpunkten – für die äuſsersten Stellungen von O z.B. innerhalb der Punkte a, a1 und b, b1 – hin- und herschwingt. Die Schaltklinken z, z1 liegen in dem als Rahmen gebildeten, mittleren Theile der Stange E und bestehen aus je einem um den Bolzen c drehbaren Arme, an welchem die eigentliche Klinke in B bezieh. B1 angeleckt ist. Die Arme sind so lang gemacht, daſs dieselben auf dem Rahmen E aufliegen und ein Herabfallen der Klinken um die Achse c verhüten, wobei die Feder F dieses Aufliegen unterstützt. Durch die Bewegung des Regulatormuffes wird nun der Drehpunkt d der beiden fest mit einander verbundenen Schalträder S, S1 seitlich verstellt, indem zuerst der Regulatormuff durch eine Stange einen Schlitten und dadurch den Bolzen e verschiebt, welcher mit seinem vorstehenden Ende in den bogenförmigen Schlitz des Hebels H faſst. Die seitliche Verstellung des Punktes d bewirkt aber einen Eingriff der Klinke z in das Schaltrad S, bezieh. der Klinke z1 in das Rad S1. Diese Schalträder sind mit einem Zahnrade R verbunden, in welches ein zweites R1 eingreift, so daſs die durch den Klinkeneingriff erfolgende Verdrehung der Schalträder auf die das Rad B1 tragende Welle W übermittelt wird, von welcher durch Kegelräder y die Verstellung der Stange des Expansionsschiebers oder der Steuerwelle des Einlaufapparates des Wassermotors bewirkt wird. Bei mittlerer Stellung der Hebel H und MNO bewegen sich die Schaltklinken hin und her, ohne zum Eingriffe zu kommen; sobald also die normale Motorgeschwindigkeit und die derselben entsprechende mittlere Muffenstellung erreicht wird, bleibt das Regulirungsorgan in seiner augenblicklichen Lage. Beharrt dagegen der vom Regulator geführte Bolzen a in seiner höchsten oder tiefsten Lage, so bewegt sich der Regulirapparat stets in demselben Sinne, wodurch endlich die eine oder die andere Grenze des Füllungsgrades erreicht wird. Um nun den Apparat bei diesen Grenzen auſser Thätigkeit zu setzen, ist ein Auslösemechanismus angebracht, welcher die im Eingriffe befindliche Klinke im Augenblicke der Erreichung der Grenzstellung aushebt, so daſs dann der Apparat stillsteht, bis der Regulatormuff seine Grenzlage verläſst. Diese Auslösung geschieht, indem das in der Hülse U gerade geführte Querstück T sich auf dem mit Gewinde versehenen Ende der Welle W verschiebt und in seiner äuſsersten Stellung durch Hebelübertragungen die Stange x bezieh. x\ hebt, wodurch ein Aufheben des Bolzens B bezieh. B1 und damit eine Auslösung der Klinke z bezieh. z1 erfolgt. Die Patentschrift enthält noch die veränderte Anordnung, daſs die Schalträder nicht hinter, sondern neben einander am Hebel H gelagert sind; in diesem Falle wird jedes von denselben mit einem Stirnrade verbunden, welche dann beide in das auf der Welle W sitzende Rad B1 eingreifen. Für die Verwendung des Apparates bei Maschinen mit Rider'scher Steuerung (vgl. 1874 212 * 183) ist eine vereinfachte Anordnung angegeben, bei welcher die Schalträder nur an einem Theile ihres Umfanges und zwar den Grenzen der Füllung bezieh. der Verdrehung der Expansionsschieberstange entsprechend mit Zähnen versehen sind; ferner können hierbei der ganze Auslösungsmechanismus, die Hebel GOP und MNO, sowie die Verbindungsstange L in Wegfall kommen, indem die Zugstange K unmittelbar mit der Schubstange E verbunden wird. Um den Füllungsgrad, mit welchem der Motor arbeitet, ablesen zu können, wird der Apparat mit Zeiger und Eintheilung versehen. Ist eine Auslösevorrichtung vorhanden, so wird der Zeiger auf dem Querstücke T und die Theilung auf der Hülse U angebracht; ist die Auslösung nicht nothwendig, so wird der Zeiger passend auf der Welle W und die Theilung am Gehäuse befestigt. Beim Anlassen des Motors kann der Zufluſs durch ein auf der Welle des zweiten Kegelrades y befestigtes Handrad geregelt werden. Der gut erdachte Apparat dürfte nur an der Unsicherheit des Eingriffes zwischen Klinke und Schaltrad leiden. Einen anderen indirekt wirkenden Regulator, bei welchem Reibungseingriff oder vielmehr Klemmung verwendet ist, hat G. Knop in Gotha (* D. R. P. Nr. 25725 vom 29. April 1883) hauptsächlich zur Regulirung von Turbinen angegeben. Der Apparat soll entweder eine im Zufluſsrohre angebrachte Drosselklappe, oder eine die Leitradkanäle beeinflussende Schütze bethätigen. Die Bewegung des Regulators und des Stellzeuges erfolgt durch die vom Motor betriebene Welle h (Fig. 16 Taf. 26); das auf dieser befestigte Excenter h1 versetzt ein mit keilförmigem Sperrkegel g versehenes Schaltstück in hin und her gehende Bewegung um die Achse e, indem dieses Schaltstück im äuſseren Ende eines frei um die Welle e schwingenden Hebels h2 lose drehbar angeordnet ist. Mit dem Schwingungszapfen des Sperrkegels g ist noch ein nach der Schwingungsebene des Regulatorhebels k abgekröpfter und mit diesem durch die Stange k1 unter Einschaltung einer doppelten Spiralfeder gekuppelter Hebel f1 fest verbunden. Die keilförmige Schneide des Sperrkegels g faſst in die Kimme eines Keilrades f ein, auf dessen Welle e ein Kegelrad sitzt, im Eingriffe mit Rad c, von dessen Achse aus mittels Schneckengetriebe b die Bewegung auf eine Achse übertragen wird, welche das Stellzeug der Regulirungsvorrichtung in Gang setzt. In der Mittelstellung des Regulators findet keine Berührung des Sperrkegels g und des Keilrades f statt, indem ersterer bei seiner um e erfolgenden Auf- und Abschwingung stets radial zur Achse e gerichtet bleibt; das Keilrad f verharrt also in Ruhe. Wächst jedoch der von der Turbine zu überwindende Widerstand, bewegen sich also durch die geringere Geschwindigkeit der Transmission die Schwungkugeln nach einwärts und sinkt hierdurch der Muff, so bewegt der Hebel k die Stange k1 aufwärts; diese hebt den gekröpften Hebel f1 , wodurch der Sperrkegel g nach aufwärts gedreht wird. Es erfolgt dann in dieser Stellung eine Klemmung zwischen dem Sperrkegel g und dem Keilrade f und ersterer nimmt somit das Rad bei jeder Schwingung nach abwärts mit; es entsteht also eine Klemmschallung, welche so lange wirkt und eine Verstellung des eigentlichen Regulirungsorganes bewirkt, bis durch Eintritt der normalen Geschwindigkeit des Motors der Regulatormuff' wieder in mittlere Stellung kommt. Bei zunehmender Geschwindigkeit des Motors erfolgt, wie leicht zu ersehen, eine Senkung des Sperrkegels g, so daſs die Klemmschaltung auf Drehung des Keilrades nach der entgegengesetzten Richtung wirkt. Auch hier ist wie bei der vorher beschriebenen Anordnung dafür gesorgt, daſs, wenn der Regulatormuff in seinen äuſsersten Lagen beharrt, die Schaltung ausgelöst wird, da sonst dieselbe andauern würde und eine Verstellung der Drosselklappe bezieh. der Schütze über die Grenzen hinaus stattfände. Dieser Auslösungsmechanismus erhält hier seinen Antrieb ebenfalls von einer am Ende der Welle e sitzenden Schraubenspindel, deren Mutter bei ihrer Verschiebung einen Winkelhebel verstellt, von welchem aus in den äuſsersten Lagen durch Druck gegen einen der beiden auf der verlängerten Stange k1 befindlichen Anschläge m oder n diese Stange selbst bewegt wird, bis dieselbe in ihre mittlere Stellung kommt, wobei der Sperrkegel g unter Einfluſs des hierbei sich verstellenden Hebels f1 auſser Eingriff gelangt. Derselbe Zweck kann auch von Hand durch den Griff o mit dem Keilstücke p erreicht werden, wenn dieses zwischen die Anschläge q und r zum Eingriffe gebracht wird. Zur Verstellung der Regulirungsvorrichtung unabhängig vom Regulator ist dann ein Handrad d angeordnet. Es ist auch angegeben, daſs, falls die zur Verstellung des Regulirungsorganes nöthigen Kräfte groſs sein müssen, die Einwirkung der Welle des Schneckenrades auf dieses Organ als eine indirekte gestaltet werden soll, indem die Verstellung dieser Welle dabei nur zur Aus- bezieh. Einschaltung von Reibungskuppelungen u. dgl. benutzt wird, deren eigentliche Bewegung vom Motor selbst erfolgt. Diese mittelbare Uebertragung wird wohl in den meisten Fällen als nothwendig sich herausstellen, da die durch die Klemmung übertragbaren Kräfte nicht groſs sein werden. Eine mittelbare Regulirung durch Zuhilfenahme des elektrischen Stromes verwendet John Richardson in Lincoln, England (* D. R. P. Nr. 25734 vom 15. Juli 1883). Der Muff eines gewöhnlichen Centrifugalregulators stellt den Contact zwischen den beiden Enden eines Drahtes her, durch welchen der elektrische Strom kreist- ein in den Stromkreis eingeschalteter Elektromotor wird hierdurch in Bewegung gesetzt und verstellt so lange das betreffende Dampfsteuerungsorgan, als der Contact dauert, also bis die zu regulirende Dampfmaschine ihre Normalgeschwindigkeit wieder erlangt hat, in welchem Augenblicke der elektrische Contact aufgehoben und der Elektromotor auſser Thätigkeit gesetzt wird. Schlieſslich ist noch eine Vorrichtung von Steinle und Härtung in Quedlinburg (* D. R. P. Nr. 25447 vom 14. Juni 1883) zu erwähnen, welche es ermöglichen soll, von beliebig entfernter Stelle aus die Umdrehungszahl der Dampfmaschine zu ändern, was bei manchen Arbeitsmaschinen von Vortheil sein mag. Der hierzu in Vorschlag gebrachte Centrifugalregulator hat kein Muffenge wicht, sondern es ist an dessen Stelle wie bei Tangye (vgl. 1870 196 * 108. 1875 215 * 485) eine Feder angebracht, welcher nun durch Auf- und Niederschrauben einer in der hohlen Regulatorspindel verschiebbaren Stange eine gröſsere oder geringere Spannung gegeben wird. Diese Verstellung der Spannstange geschieht unter Vermittelung einer auf deren oberes Ende gesteckten Schraubenspindel durch eine Schnur- oder Kettenscheibe, welche in ihrer Nabe das zugehörige Muttergewinde besitzt und unter Vermittelung von Leitrollen von einem beliebigen Standpunkte aus verdreht werden kann. Statt des Schnurtriebes kann auch die Verstellung durch Kegelräder und eine mit Universalgelenk versehene Achse von einem Handrade aus geschehen. Durch die Veränderung der Federspannung ändert sich der Ausschlag der Schwungkugeln und damit der Hub des Drosselventiles, so daſs also hierdurch der Regulator auf eine andere Umdrehungszahl der Dampfmaschine eingestellt wird, oder derselbe das Bestreben erhält, so lange das Drosselventil zu verstellen, bis diese Umdrehungszahl erreicht ist. Natürlich kann eine solche Aenderung der Umdrehungszahl immer nur zwischen bestimmten Grenzen stattfinden.