Ueber Neuerungen an auslösenden Dampfmaschinen-Steuerungen mit schwingenden Cylinderschiebern. (Patentklasse 14. Schluſs des Berichtes S. 147 d. Bd.) Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 31. Neuere Steuerungen mit schwingenden Cylinderhähnen. Auf der Weltausstellung in Antwerpen befanden sich unter den 17 gröſseren Dampfmotoren vier liegende Maschinen mit Steuerung durch schwingende Cylinderschieber. Die an Leistung bedeutendste war nach dem Compoundsysteme von P. van den Kerchove in Gent gebaut und besaſs zwei Cylinder von 381mm und 762mm Durchmesser bei 1524mm Hub; dieselbe machte in der Minute 66 Umdrehungen und leistete bei 9at Dampfspannung 400 Pferd. Beide Cylinder besaſsen schwingende Cylinderschieber zur Dampfvertheilung. Diese Maschine lieferte durch einen 800mm breiten, auf dem Schwungrade liegenden Riemen die Betriebskraft für die Dynamomaschinen zur elektrischen Beleuchtung der Ausstellungshalle. Die Société anonyme des anciens Établissements Cail in Paris hatte eine Dampfmaschine von 150 Pferd und 500mm Cylinderdurchmesser ausgestellt mit einer Steuerung, welche gegen die frühere Anordnung (vgl. 1879 233 * 6) nur in unwesentlichen Punkten abweicht; diese Maschine betrieb einen Theil der französischen Abtheilung. Zum Betriebe der deutschen und englischen Abtheilung diente eine von H. Bollinckx in Brüssel erbaute Maschine von gleicher Leistung; dieselbe besaſs 600mm Cylinderdurchmesser, 1200mm Hub und machte in der Minute 55 Umdrehungen. E. Boyer in Lille führte eine Compoundmaschine mit Condensation von derselben Leistung (150 Pferd) vor; die Cylinderdurchmesser waren 356mm und 560mm, der Hub 857mm und machte die Maschine, welche einen Theil der französischen Ausstellung mittels Hanfseile betrieb, in der Minute 60 Umdrehungen. An der Dampfmaschine von H. Bollinckx ist zunächst die Construction des Cylinders bemerkenswerth. Derselbe besteht, abgesehen von den Deckeln, aus zwei Theilen und zwar in der Art, daſs den einen Theil der Innencylinder mit den vorderen Hahngehäusen, den anderen der Dampfmantel mit den hinteren Hahngehäusen bildet. Die Verbindung ist, wie aus Fig. 1 Taf. 31 zu entnehmen, an der Vorderseite durch eine Flanschenverschraubung hergestellt; an der Hinterseite aber ist der Innencylinder bloſs mit seinem cylindrisch abgedrehten Ende in die genau schlieſsende Bohrung des Mantels eingesteckt. Durch diese Verbindung soll den etwa vorkommenden verschiedenen Ausdehnungen des Cylinders und seines Mantels Rechnung getragen und jede hieraus hervorgehende schädliche Spannung vermieden werden. In wie weit jedoch diese Verbindung sowie die ohne Kitt hergestellte Flanschenverschraubung den Ansprüchen auf Dampfdichtheit genügt, wird freilich abzuwarten sein. Jedenfalls ist eine ganz ausnehmend sorgfältige Arbeit dabei erste Bedingung. Die Auſsenseite des Dampfcylinders ist mit umlaufenden Riffelungen von dreieckigem Querschnitt versehen, so daſs die Oberfläche dadurch etwa zweimal so groſs wird als bei glatter Cylinderfläche; hierdurch soll eine erhöhte Wärmeaufnahme aus dem Dampfmantel zur Vermeidung aller etwa möglicher Condensation im Cylinder erzielt werden. Um den Dampf schon vor seinem Eintritte in den Cylinder möglichst zu entwässern, stöſst derselbe bei der Einströmung durch das Dampfrohr rechtwinkelig gegen den Cylinder, an welchem er scharf nach rechts oder links abgelenkt wird, um nach den Einlaſshähnen zu gelangen; dabei wird das mitgerissene Wasser in seiner Hauptsache nach unten in den Mantelraum geschleudert, von wo es durch ein Rohr a nebst dem im Mantel entstandenen Dampfwasser abflieſst. Als Stützen für den Cylinder dienen die Ausblasestutzen, welche sich zu einem wagerechten, nach dem Condensator führenden Rohre vereinigen und, wie Fig. 2 Taf. 31 ersehen läſst, mit breiten Fuſsplatten mit dem Grundmauerwerke verschraubt sind. Der Dampfkolben ist von ungewöhnlicher Länge; derselbe ist hohl gegossen und durch Rippen verstärkt. Nur ein einziger, durch Federn angedrückter Dichtungsring aus Phosphorbronze ist angebracht. Die groſse Länge des Kolbens bezweckt jedenfalls, das Gewicht desselben vornehmlich auf dem Cylinder und nicht in den Stopfbüchsen aufruhen zu lassen, damit letztere nicht so bald den für Condensationsmaschinen, wegen der Lufteinsaugung, so unangenehmen Fehler der Undichtheit erhalten. Die Construction der Einlaſsschieber zeigt nichts besonders Bemerkenswerthes; in die Nuth der im Inneren des Gehäuses rechteckig gestalteten Spindel greift die eigentliche Schieberplatte von ⊥-förmigem Querschnitte mit ihrem Stege ein. Fünf kräftige Spiralfedern, welche in Bohrungen der Spindel liegen, bewirken ein sicheres Anschlieſsen des Schiebers an das Gehäuse. Die Form der Auslaſshähne – ein etwas mehr als den Halbkreis umfassender Kreisausschnitt – ist mit Rücksicht darauf gewählt, möglichst dichten Anschluſs derselben an den Kolben bei dessen Endstellungen zur Vermeidung schädlichen Raumes zu erhalten; zu diesem Zwecke ist der Kolben nach unten beiderseits abgeschrägt. An beiden Enden der Auslaſsschieber sind radial nach oben drückende Federn eingesetzt, welche ein stetes Anpressen der Schieber an ihren Sitz bewirken. Die äuſsere Steuerung dieser Maschine ist von bemerkenswerther Einfachheit. Von dem auf der Schwungradwelle sitzenden Excenter werden die beiden Auslaſsschieber durch die Stange K unmittelbar bewegt; die Hebel A auf deren Spindeln aber sind nach oben verlängert (der Winkel ist ein stumpfer, was durch die Krümmung verborgen erscheint) und mittels einer Stange C an die Hebel B angeschlossen, welche lose auf den Spindeln der Einlaſsschieber, oder vielmehr auf cylindrischen Ansätzen der Gehäusedeckel derselben drehbar sind. Auch diese Hebel sind nach der anderen Seite verlängert und tragen hier die Zugklinken D, welche, durch eine Feder zum Einfallen in die auf den Schieberspindeln festsitzenden Hebel E veranlaſst, diese und damit den Einlaſsschieber drehen und so den Dampfzutritt in den Cylinder bewirken. Bei dieser Drehung der Schieber gelangt aber der in excentrischer Form gebogene Schweif der Klinke unter einen Riegel F, welcher in dem Zapfen eines nach oben stehenden Armes des Schiebergehäuses verschiebbar angebracht ist; je nach seiner Stellung wird dieser Riegel die Klinke D früher oder später auslösen, so daſs nun der vorher angehobene Kolben in dem Cylinder J unter dem Einflüsse des äuſseren Luftdruckes niederschnellen und den Einlaſsschieber schlieſsen kann. Um den Riegel F zu verstellen, ist neben demselben noch ein drehbarer Arm G angebracht, welcher mit einem excentrischen Anschlage gegen das obere Ende des Riegels F drückt. Dieser Arm G wird vom Regulator mittels der Stange H entsprechend verstellt. Da der Riegel F, sobald die Klinke D gegen denselben trifft, in seiner Führung beträchtliche Reibung erfährt, nicht minder auch an der Berührungsstelle desselben mit dem Anschlage des Hebels G Reibung auftritt, so hat der Druck der Klinke D wenig oder gar keine Rückwirkung auf den Regulator zur Folge. Was die Wirkung der Steuerung anbelangt, so ergibt sich nach den in der Revue industrielle, 1886 * S. 63 bezieh. Engineer, 1885 Bd. 60 * S. 468 mitgetheilten graphischen Untersuchungen, daſs sowohl die Einlaſs-, wie die Auslaſskanäle bereits nach 7 Procent des Kolbenhubes völlig geöffnet sind; die Auslaſskanäle schlieſsen sich erst, wenn der Kolben noch 30mm Weg zurück zu legen hat, so daſs also eine merkbare Compression nicht stattfindet. Die schädlichen Räume sind dank der hierauf verwendeten besonderen Sorgfalt auf 2 Procent des Cylinderinhaltes bezieh. des vom Kolben beschriebenen Raumes herabgezogen worden. Die Ausführung der Maschine zeigte noch mehrere bedeutsame Eigenthümlichkeiten. So waren sämmtliche bewegte Theile der Steuermechanismen, um die möglichste Sicherheit gegen Abnutzung zu erhalten, aus Stahl hergestellt, gehärtet und schlieſslich auf genaue Form geschliffen; ebenso waren sämmtliche Hebel, Zapfen, die Kurbel und sogar das Schwungrad auf ihren Wellen bezieh. in den Augen nur mittels Aufpressen, unter Vermeidung aller Keile, befestigt; dieses Verfahren soll befriedigen (vgl. auch Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1886 * S. 63). Auch die Maschine von P. van den Kerchove in Gent, über welche im Génie civil, 1886 Bd. 9 * S. 241 berichtet wird, zeigt eine eigentümliche Construction des mit Dampfmantel versehenen Cylinders, welche, obschon von der Bollinckx'schen Anordnung ganz verschieden, doch den gleichen Zweck verfolgt, nämlich eine verschiedene Ausdehnung von Cylinder und Dampfmantel ohne Gefahr von Brüchen zu gestatten. Zu diesem Zwecke verbindet P. van den Kerchove den als besonderes Stück gegossenen Mantel, wie in Fig. 3 Taf. 31 rechts unten verdeutlicht ist, mit dem Cylinder. Der letztere wird an beiden Enden mit Z-förmigen Flanschenringen versehen (wie dies übrigens schon bei Schneider-Creuzot's Maschine ausgeführt ist, vgl. 1884 253 * 182), von welchen der eine, z.B. der linke, ein klein wenig mehr Durchmesser hat als der rechte. Auf den äuſseren Umfangflächen beider Flanschenringe wird Gewinde von gleicher Steigung geschnitten und der an beiden Enden mit entsprechendem Muttergewinde versehene Mantel darüber geschraubt. Der etwas verschiedene Durchmesser der Gewinde erleichtert diese Arbeit. Nachdem diese ausgeführt, zieht man über die Enden des Mantels noch zwei Schwindringe von Schmiedeisen auf wodurch die Verbindung völlig fest und dicht wird. Die Nachgiebigkeit der Z-förmigen Flanschen genügt, um innerhalb der hier gezogenen Grenzen eine verschiedene Ausdehnung von Cylinder und Mantel zu gestatten. Im Uebrigen gleicht die äuſsere Anordnung des Cylinders ganz der vorher beschriebenen. Als Füſse desselben dienen wieder die Auslaſsrohre für den Abdampf, welche von den auf der Unterseite der Cylinder liegenden Auslaſsschiebern ausgehen; die Gehäuse für letztere, wie für die Einlaſsschieber, sind in den Cylinderdeckeln angebracht. Die äuſsere Steuerung erfolgt von dem Excenter aus mit Hilfe des von Corliſs schon bei seinen ersten Constructionen angewendeten fünfarmigen Hebels, welcher aber hier aus der Gestalt einer Scheibe in einen eigentümlich geformten schwingenden Rahmen umgewandelt ist. Am unteren Zapfen A desselben greift in üblicher Weise die Excenterstange B an; die Auslaſsschieber sind mit ihren Armen an dem Rahmen durch Gelenkstücke verbunden, während die Einlaſsschieber in folgender Weise bewegt werden: Auf den Schieberspindeln sitzt ein lose aufgesteckter Winkelhebel am, welcher bei m den durch einen Zapfen mit ihm verbundenen kurzen Arm l trägt, an dem eine vorspringende harte Stahl platte angebracht ist. Diese Stahlplatte greift unter das ebenfalls mit einer harten Stahlplatte versehene Ende des Hebels s, welcher auf der Schieberspindel festsitzt, und hebt denselben und damit auch den mit Hebel s verbundenen Luftbufferkolben an. Das obere Ende des Armes l ist durch eine Zugstange mit dem um w drehbaren Hebel p verbunden, welcher vom Regulator mehr nach links oder nach rechts gedreht werden kann. Bei der Hebung des Gelenkpunktes m wird natürlich die Mitnahme von s durch l desto früher aufgehoben, je mehr der Hebel p nach links (am anderen Cylinderende natürlich nach rechts) geneigt ist. Da die Stahlplatte des Armes l beweglich angeordnet und nur durch eine Feder f in ihrer Arbeitsstellung gehalten ist, so kann dieselbe beim Niedergange des Gelenkzapfens m vom Hebel am von Neuem unter den Arm s fassen. Durch die Stellung, welche die Hebelarme und Verbindungsstangen gegen die Bewegungsrichtung der Zapfen am Gelenkrahmen einnehmen, wird bewirkt, daſs sich die Schieber sehr rasch öffnen und der volle Dampfeinlaſs beispielsweise schon nach 7 Procent Kolben weg erreicht ist. Merkwürdigerweise wird trotz der sehr hohen Kolbengeschwindigkeit von 3m,5 jede Voreinströmung des Dampfes grundsätzlich vermieden und auch gleicherweise von Compression gänzlich abgesehen. In einem von P. van den Kerchove herausgegebenen Schriftchen wird, wie Prof. Brauer in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1886 * S. 65 mittheilt, hierfür der Grund angegeben, „die Voreröffnung sei unnöthig, da der Einlaſs bereits auf den angegebenen kurzen Theil des Hubes ganz geöffnet sei, die Compression aber gefährlich, da Cylinderbrüche in Folge eingeschlossenen Wassers dadurch hervorgebracht werden könnten. Zudem hätten beide Anordnungen den Erfolg, den Gang der Maschine ruhig zu erhalten, auch wenn wesentliche Spielräume in den Gestängelagern vorhanden seien, wodurch der Maschinenwärter gewöhnt werde, diese wichtigen Theile zu vernachlässigen.“ Trotzdem diese Maschine bei 3m,5 Kolbengeschwindigkeit ganz ruhig ging, dürften doch die vorhin erwähnten Gesichtspunkte über Voreinströmung und Compression kaum den allgemeinen Beifall der Techniker finden. Der Regulator beeinfluſst die Steuerungen beider Cylinder in ganz gleicher Weise, so daſs also in denselben stets gleiche Füllungsgrade stattfinden. Zwischen den beiden Cylindern liegt der Zwischenbehälter (Receiver): mit diesem steht ein besonderer Ueberhitzer in Verbindung, wodurch es möglich gemacht wird, daſs der Dampf mit höherer Temperatur in den groſsen Cylinder gelangt, als er aus dem kleinen entweicht. Das Condensationswasser wird durch eine besondere kleine Pumpe aus dem Zwischenbehälter abgezogen und in einen Ueberhitzer gedrückt; letzterer liegt im Fuchs der Dampfkesselanlage und das Wasser wird in demselben wieder in Dampf übergeführt, dessen Temperatur höher ist als diejenige in den Dampfkesseln selbst. Dieser überhitzte Dampf wird in den Zwischenbehälter zurückgeleitet, wo sich derselbe mit dem aus dem kleinen Cylinder abströmenden Dampfe mischt und dann zur Arbeit dem groſsen Cylinder zugeführt wird. Der Condensator steht senkrecht unter der Pleuelstange des groſsen Cylinders und wird von der Kurbel der Schwungradwelle angetrieben. Durch diese Art der Aufstellung wird eine Raumersparniſs erzielt, welche wegen der ohnehin schon groſsen Längenausdehnung der Maschine sehr wünschenswerth erscheint. Die Hebelübersetzung, welche die Kurbelbewegung auf die Kolbenstange des Condensators überträgt, ist so gewählt, daſs die Geschwindigkeit der letzteren nicht hoch ist und die Luftpumpe ohne Geräusch arbeitet. Auffallend erscheint das ungemein groſse Verhältniſs vom Kolbenhub zum Cylinderdurchmesser (1524 : 380, d. i. mehr als 4), welches bei dem kleinen Cylinder in Anwendung gekommen ist; dasselbe ist offenbar der hohen Kolbengeschwindigkeit zu Liebe gewählt; man darf aber billig bezweifeln, ob damit an und für sich irgend ein erheblicher Vortheil erreicht wird. Hohe Kolbengeschwindigkeit ist doch nur in so fern von Vortheil, als dadurch die Abmessungen der Maschine verringert werden; man hebt aber diesen Vortheil wieder auf, wenn man der Verringerung der Durchmesser eine Vergröſserung der Längen gegenüberstellt. Ganz richtig bemerkt Prof. Brauer a. a. O., daſs jedenfalls dem Besitzer der Maschine nicht damit gedient sein wird, wenn durch übergroſse Cylinderlänge die ganze Maschine um das 4½ fache dieser Zugabe verlängert wird, nämlich 1fach beim Cylinder, 2 ½ fach bei der Pleuelstange, 1fach bei der Kurbel. Ergibt sich solchergestalt bei der Anschaffung kein Vortheil, so ist auch beim Betriebe kein solcher zu sehen. Der Dampfverlust, an welchem allein gespart werden kann, ist zwar vom Verhältnisse zwischen Inhalt und Oberfläche nicht unabhängig; einen weit gröſseren Einfluſs hat aber die Dauer einer Arbeitsperiode: denn je kürzer die Zeit ist, während welcher eine Dampfmenge mit den Wänden eines Gefäſses in Berührung ist, um so geringer wird der Bruchtheil der Dampffüllung sein, welcher sich dabei condensirt. In dieser Beziehung ist also ein langer Hub nur nachtheilig. Handelt es sich aber um die Betreibung rasch laufender Maschinen, wie z.B. bei elektrischen Beleuchtungsanlagen, so ist die Verminderung der Umlaufzahl durch Einführung eines ungewöhnlich langen Hubes erst recht unvortheilhaft. Dieses Beispiel wird also kaum als ein nachahmenswertes zu betrachten sein, wenn schon die Maschine in Antwerpen dank ihrer im Uebrigen trefflichen Anordnung, vorzüglichen Ausführung und der hohen Anfangsspannung des Dampfes recht gute Betriebsergebnisse aufzuweisen hatte. Textabbildung Bd. 262, S. 494Die beigegebenen Diagramme sind von dem Niederdruck- bezieh. Hochdruckcylinder genommen und ergeben als mittlere Ordinate 1k,14 bezieh. 4k,02; auf der anderen Kolbenseite aber betragen diese Werthe 1k,125 und 4k,00. Bei einem Cylinderquerschnitte von 1140qc,02 erhält man die Gesammtarbeitsdrücke für den kleinen Cylinder 4583k und 4560k oder im Mittel 4571k und für den groſsen Cylinder bei einer Kolbenfläche von 4560qc,37 diese Drücke zu 5199k und 5130k oder im Mittel zu 5165k. Bei 66 minutlichen Umdrehungen ergibt sich die Kolbengeschwindigkeit zu 3m,353 und hieraus die mittlere Leistung der Maschine: N=\frac{3,353\,(4571+5165)}{75}=205,7+230,9=436,6 Pferd. Im Anschlusse an diese Mittheilungen gibt das Génie civil, 1886 Bd. 9 S. 262 noch eine Uebersicht der Betriebsergebnisse, welche mit einer ganz ähnlichen Compoundmaschine während 7tägiger Versuche (15. bis 22. Oktober 1884) auf der Nourse-Mill in den Vereinigten Staaten von Nordamerika erhalten worden sind; diese beziffern sich, wie folgt: Verbranntes Holz zum Anzünden der Feuer     1319,40k Steinkohlenmenge, welche dem calorischen Werthe des    Holzes entspricht (40%)     527,76 Kohlenmenge zum Anheizen   9445,41 Kohlenverbrauch während des Ganges 19653,48 ––––––––––– Gesammtmenge der verbrannten Kohlen 29626,65k Abzug für Kohle, welche nur theilweise verbrannt aus    den Oefen gezogen wurde, 206k,8, zu 80% gerechnet   165,44 ––––––––––– Wirklich verbrannte Kohlen innerhalb 7 Tagen 29461,10k Arbeitszeit der Maschine 79 Std. 52 Min. Mittlere Umdrehungszahl in der Minute 57,10 Kohlenverbrauch in der Stunde 368k,88 Mittlere Leistung der Maschine (aus 636 Diagrammen    berechnet) 499e,13 Kohlenverbrauch für Stunde und Indicatorpferd (im    regelmäſsigen Betriebe) 0k,739 Dampfverbrauch für das Indicatorpferd in der Stunde,    mit Kesseln, welche auf das Pferd 81 Wasser in der    Stunde verdampfen 5k,912 Bei diesen Versuchen hatte die Umdrehungszahl der Maschine zwischen den Grenzwerthen 56,84 und 57,56, der Kohlenverbrauch für Indicatorpferd und Stunde zwischen 0k,706 und 0k,760 geschwankt. Bei der Maschine von E. Boyer, welche in ihrer Anordnung ganz der oben beschriebenen Bollinckx'schen Maschine gleicht, ist hauptsächlich die Zusammensetzung des Cylinders bemerkenswerth. Derselbe besteht aus drei Theilen, den beiden Kopfstücken mit den Gehäusen für die Steuerschieber und dem eigentlichen Cylinder, welche, wie in Fig. 5 Taf. 31 veranschaulicht ist, stumpf zusammenstoſsen. Das besondere Arbeitsfutter für den Kolben wird an den Rändern von den Kopfstücken gefaſst, welche hierzu etwas ausgedreht sind. Auf dieses Arbeitsfutter ist zur Bildung eines Dampfmantels ein zweiter Cylinder aufgeschoben, welcher oben den Dampfzutrittskanal erhält, und auf diesen nochmals ein äuſserer Cylinder aufgezogen. Der Dampfmantel wird durch in besondere Ausdrehungen am Arbeitsfutter und dem umhüllenden Cylinder eingestoſsenen Asbest gedichtet. Das bei der Beschreibung der Bollinckx'schen Maschine über die Cylinderanordnung Gesagte trifft auch hier zu. Für die Vernon Spinning Company in Stockport hat J. B. Hamond daselbst eine groſse Betriebsdampfmaschine geliefert, deren Dampfvertheilung nach dem Textile Manufacturer, 1886 * S. 243 ebenfalls mittels schwingender Cylinderschieber erfolgt. Diese sind alle vier, wie aus Fig. 4 Taf. 31 zu entnehmen ist, am unteren Theile des Cylinders angeordnet, so daſs wie bei der Wheelock'schen Anordnung (vgl. 1878 229 * 418) ein Einlaſs- und ein Auslaſsschieber je neben einander liegen. Entgegen dem Bewegungsmechanismus der letzteren Steuerung erhalten jedoch die Auslaſs- und die Einlaſsschieber, je zusammen, gesonderte Bewegung von Excentern auf der Schwungradwelle aus. Die Einwirkung des Regulators auf die Steuerung der Dampfeinlaſsschieber ist die bekannte; die Verstellung der Auslöseknaggen für die federnden Mitnehmerklinken bedingt eine geringere oder gröſsere Füllung des Cylinders. Die Verbindungsstange zwischen dem Regulatormuffe und den Stellhebeln für die Auslöseknaggen ist jedoch aus zwei durch starke Federn verbundenen Theilen zusammengesetzt; auſserdem erfolgt die Verbindung der beiden Stangentheile durch einen Hebel, welcher für gewöhnlich die Federn gespannt erhält und die Mitnahme des unteren Stangentheiles vom oberen bewirkt. Tritt im Gange der Maschine eine zu groſse Geschwindigkeit ein, so daſs der Regulator auf einmal plötzlich ausschlägt, so vermag der Hebel die Spannung der Federn nicht mehr zu halten, die letzteren kommen zur Wirkung und drehen die Auslöseknaggen auf einmal so viel, daſs ein Dampfeinlaſs in den Cylinder nicht mehr stattfinden kann, die Dampfmaschine also stehen bleibt. Der Regulator läuft sehr schnell; derselbe macht bei mittlerem Gange 230 Umdrehungen minutlich bei einer Pendellänge von 280mm.