Neuere summirende Indicatoren. Mit Abbildungen auf Tafel 16. Neuere summirende Indicatoren. Das mit einem gewöhnlichen Indicator erhaltene Diagramm gewährt wohl ein übersichtliches Bild der Dampfvertheilung und der während eines Kolbenhubes im Cylinder sich verändernden Dampfspannung; dasselbe läſst auch die Bestimmung der Leistung des Dampfes im Cylinder durch Flächenberechnung des Diagrammes zu, jedoch in nicht genügender Weise. Dieses Rechnungsergebniſs gilt bloſs für den einen Kolbenhub, für welchen die Aufnahme des Diagrammes erfolgte, und kann nur auf eine längere Arbeitzeit Geltung erhalten, wenn sowohl in den zu überwindenden Widerständen, als in den Spannungs- und Füllungsverhältnissen keine Schwankungen vorkommen. Die Widerstände wechseln jedoch bei den meisten Dampfmaschinen und es fallen demnach durch die Regulatorthätigkeit die indicirten Leistungen jedes Kolbenhubes verschieden aus. Um darum einen einigermaſsen sicheren Schluſs auf die vom Dampfe in dem Cylinder geleistete Arbeit aus dem Indicatordiagramme zu ziehen, ist es nothwendig, eine groſse Zahl derselben aufzunehmen und zu berechnen. Es sind nun an Indicatoren verschiedene Einrichtungen angegeben worden, mittels welchen ohne Unterbrechung eine Anzahl Diagramme fortlaufend aufzuzeichnen sindVgl. Mallet 1876 221 282. Guinotte 1877 226 550. Schäffer und Budenberg 1879 234 * 15. Schöpfleuthner 1880 236 * 6. C. Strube 1881 240 * 338.; jedoch ist die Berechnung der letzteren, selbst mit Hilfe eines Planimeters, zu umständlich, um für den Zweck genauerer Angabe der indicirten Leistung geeignet zu sein. Hieraus kann ein Bedürfniſs nach Indicatoren, welche selbstthätig auf eine längere Dauer die vom Dampfe im Cylinder geleistete Arbeit zusammenzählen, sogen. summirenden Indicatoren, gefolgert werden. Solche Apparate, welche bereits seit längerer Zeit bekannt sind (vgl. Ashton 1869 194 * 16), besitzen ein Zählwerk, aus dessen Angabe die indicirte Leistung und dadurch die mittlere Arbeitspannung des Dampfes leicht zu berechnen ist. Im Nachfolgenden sind zwei neuere Ausführungen solcher summirender Indicatoren beschrieben. Prof. F. Hlawatschek in Graz läſst den Indicator gewissermaſsen als Planimeter wirken, so daſs, indem der sonst das Diagramm zeichnende Stift zu einem Meſsrädchen gemacht wird, durch entsprechendes Abrollen desselben auf der Zeichenfläche des Indicators die jedesmaligen Diagrammflächen nach einander summirt werden. Die Einrichtung ist dabei so getroffen, daſs jeder gewöhnliche Indicator leicht in einen „summirenden“ verwandelt werden kann. An Stelle des schwingenden Zeichencylinders wird, wie aus Fig. 1 Taf. 16 zu entnehmen ist, ein abgestutzter Kegel K benutzt, an welchem das Meſsrädchen r durch eine Feder in beständiger Berührung gehalten wird. Das Meſsrädchen ist mit Keil und Nuth auf der Achse b verschiebbar und wird zwischen dem gegabelten Arme a gehalten, welcher mit der Indicatorstange S verbunden ist, so daſs das Rädchen r die Auf- und Abbewegungen des Indicatorkolbens mitmacht. Die Achse b trägt eine Schnecke g, welche in zwei an einander liegende, auf demselben Zapfen sitzende Räder u mit 100 bezieh. 101 Zähnen greift. Der Zeiger z gibt somit die Zahl der Umdrehungen des Meſsrädchens bis zu 100, ein zweiter Zeiger z1 aus den Verdrehungen der beiden Räder u gegen einander die Zahl der Hunderte der Umdrehungen bis zu 10000 an. Der Schwingungswinkel des auf gewöhnliche Weise mittels Schnur bewegten Kegelstutzes K kann an einem Nonius n genau abgelesen werden. Für jede Hin- und Herschwingung des Kegelstutzes K läſst sich nun ein mittlerer gleich bleibender Stand des Meſsrädchens denken, der einer mittleren Dampfspannung p entspricht und bei welchem die gleiche Umdrehungszahl des Meſsrädchens auf dem mittleren Durchmesser des Kegelstutzes besteht, wie sie sonst durch die wechselnden Durchmesser hervorgebracht wird. Bezeichnen nach Fig. 2 Taf. 16 d den Durchmesser des Meſsrädchens, n und n1 die Umdrehungszahlen der Hin- und der Herschwingung des Kegelstutzes, l die 1k/qc Dampfdruck entsprechende Hubhöhe des Meſsrädchens, so findet sich der Unterschied a der Radien für die Hubhöhe l aus der Proportion α : l = ½ (D1 – D) : L, nämlich α = (D1 – D)l : 2L. Ist die gesammte Umdrehungszahl des Meſsrädchens bei der Hin- und Herschwingung u = n – n1 und der Schwingungswinkel des Kegelstutzes φ (auf den Halbmesser 1 bezogen = φ°) so ist: uπd = φαp und, da der Bogen: \varphi=\varphi^0\,\frac{2\,\pi}{360},\ \mbox{so folgt}\ p=\frac{d\,360}{2\,\varphi^0\,\alpha}\,u=\frac{360\,d\,L\,u}{\varphi^0\,(D_1-D)\,l} Bei der Dampfspannung p ist bei einer Kolbenfläche F und einem Hube s die Arbeit A = pFs und die Leistung während einer länger andauernden Zeit von T Secunden, während welcher das Meſsrädchen U Umdrehungen gemacht hat: E = 2pFsU und mit Berücksichtigung des obigen Werthes von p die Anzahl der Pferd: N=\frac{2\,\times\,360\,d\,L}{75\,(D_1-D)}\ \frac{1}{l}\ \frac{1}{\varphi^0}\ \frac{U\,F\,s}{T}, oder da das erste Glied bei einem und demselben Apparate immer gleich bleibt: N=C\,\frac{1}{l}\ \frac{1}{\varphi^0}\ \frac{U\,F\,s}{T}. Bei diesem Indicator tritt ein schädlicher Widerstand durch die Reibung des Meſsrädchens beim Auf- und Abschleifen desselben an dem Kegelstutzen auf; doch wird demselben in Berücksichtigung, daſs bei jedem Planimeter ein Gleiches der Fall ist und beim gewöhnlichen Indicator der durch eine Hebel Verbindung wirkende Schreibstift eine sichtbare Spur hinterlassen muſs, keine wesentliche Bedeutung beigelegt. Ein von E. Kraft und Sohn in Wien hergestellter summirender Indicator von Hlawatschek ergab bei einem Versuche 29,2, ein gewöhnlicher Indicator unter denselben Umständen 29,1 Pferd. Durchgebildeter erscheint der summirende Indicator von Will. Ashton in Manchester (vgl. * D. R. P. Kl. 42 Nr. 32683 vom 18. Oktober 1884), welcher von E. Scott und Comp. in Newcastle-on-Tyne ausgeführt wird und auf der Erfindungsausstellung in London 1885 in Benutzung zu sehen war. Bei diesem Apparate sind die schädlichen Widerstände ziemlich vermieden und derselbe liefert auch das Ergebniſs für beide Cylinderseiten zusammen, nicht wie der vorher beschriebene Indicator nur für eine Seite; es werden somit bei der stetigen Summirung auch etwaige Verschiedenheiten der beiden Cylinderseiten in Betracht gezogen. Weiter lassen sich ebenfalls beim neuen Ashton'schen Indicator gewöhnliche Diagramme abnehmen. Die den Apparat veranschaulichenden Fig. 3 und 4 Taf. 16 sind abweichend von der in der Patentschrift gegebenen nach einer Ausführung gezeichnet. Mit den beiden Cylinderseiten der Dampfmaschine werden durch die Rohre a und b die beiden Seiten des Indicatorcylinders d verbunden (vgl. Hambruch 1882 246 * 212), in welchem der Kolben c durch eine auſserhalb liegende, mit seiner Stange verbundene Feder e in der Mittelstellung zu erhalten gesucht wird. Die Indicatorkolbenstange ist in gelenkiger Verbindung mit einem Rahmen f, welcher in einem zweiten drehbaren Rahmen k gelagert ist. In dem Rahmen f liegt vorn eine Walze g, welche durch die Wirkung einer hinter k liegenden Feder in beständiger Berührung mit einem hyperbolischen Kegel h erhalten wird. Der Kegel h lagert in einem Rahmen l, welcher durch Schnüre in bekannter Weise mit dem Kreuzkopfe der Dampfmaschine verbunden und folglich von demselben aus hin- und hergeschoben wird. Der Kegel h trägt auf seiner Achse eine Schnecke i, welche bei der Hin- und Herbewegung in den Zähnen einer gezahnten Achse j schleift, so daſs die durch Abrollen des Kegels h an der Rolle g erfolgenden Drehungen desselben auf die Achse j übertragen werden; letztere setzt dann ein Zählwerk in Bewegung. Ein zweites im Apparate angebrachtes Zählwerk gibt die Zahl der Doppelhübe der Dampfmaschine an. Mit der Stange des Indicatorkolbens c kann noch ein Schreibstift verbunden werden, welcher auf dem (an einem den ganzen Mechanismus einhüllenden Gehäuse zu befestigenden) Cylinder r gewöhnliche Diagramme abzunehmen gestattet. Die Umfangsflächen der Rolle g und des Kegels h sind mit feinen, spitzen, in einander tretenden Zähnchen versehen, so daſs Gleitungsverluste, welche die Richtigkeit der Angabe des Zählwerkes beeinträchtigen, kaum vorkommen können. Der Kegel h hat darum eine hyperbolische Form erhalten, weil bei derselben eine der Schwingung der Rolle g mehr entsprechende Bogenform der Abwickelungslinie erreicht wird. Nach der Asymptotengleichung der Hyperbel y = b : (a + x), wo also y als der jeweilige Radius der Berührungsstelle der Rolle g anzusehen und x abhängig von den Erhebungen und Senkungen der letzteren ist, hat man die Anzahl Umdrehungen n des Kegels h bei einer wagerechten Verschiebung l desselben n = l : 2πy = l (a + x) : 2πb. Folglich ist hierbei n direkt proportional den Bewegungen des Indicatorkolbens. Bezeichnet wieder n1 die Umdrehungszahl des Kegels während des Rückganges, so ist die gesammte Umdrehungszahl u während eines Doppelhubes: u=n-n_1=\frac{l}{2\,\pi\,b}\,(x-x_1)=\frac{l}{2\,\pi\,b}\,z, wo z die einem mittleren Stande des Indicatorkolbens entsprechende Höhe der Stellung der Rolle g bedeutet. Die Gröſse der Verstellung der Rolle g und somit u wird nun bei einem gegebenen Dampfdrucke abhängig von der Stärke der Feder e. Je gröſser f : p, wo p die Dampfspannung, f die Federspannung bedeuten, desto geringer wird die Umdrehungszahl u sein. Ebenso wird auch u gröſser, je bedeutender die Verschiebung l ist. Man erhält also in gleicher Weise wie oben die Anzahl Pferd in einer Zeit von T Secunden, wenn F wieder die Kolbenfläche und s den Hub bezeichnen: N=C\,\frac{1}{l}\ \frac{f}{p}\ \frac{U\,F\,s}{T}, wo wieder C als für ein und denselben Apparat, gleichbleibend aus den Gröſsen des hyperbolischen Kegels, ähnlich wie beim vorherigen Apparate, mit Hilfe der Hyperbelgleichung zu bestimmen ist.