Betriebsversuche mit Leistungszählern und registrierenden Belastungsanzeigern. Von Ingenieur Böttcher in Hamburg. (Schluß von S. 598 d. Bd.) BOETTCHER: Betriebsversuche mit Leistungszählern und registrierenden Belastungsanzeigern. Ausführungsform II des registrierenden Belastungs-Anzeigers mit Achsenreglern. Bei Maschinen mit Achsenreglern – es sind dieses vorwiegend Dampfmaschinen – stehen die Einlaßorgane (Kolbenschieber oder Ventile) in der Weise in Abhängigkeit vom Regler, daß diese in bekannter Weise gleichzeitig Exzentrizität und Voreilungswinkel des die Einlaßorgane betätigenden Exzentriks verstellt, derart, daß bei größter Leistung größte Exzentrizität und kleinster Voreilungswinkel und bei kleinster Leistung (Leerlauf) kleinste Exzentrizität und größter Voreilungswinkel eingestellt wird. Die an das Exzentrik angeschlossene Exzenterstange wird also bei Höchstleistung der Maschine den größten Ausschlag und bei kleinster Leistung (Leerlauf) den kleinsten Ausschlag, und zwar um stets die gleiche Mittellage ausführen. Der Belastungsanzeiger Form II registriert den mit der Belastung der Maschine wechselnden Ausschlag des Antriebgestänges der Hochdruckeinlaßorgane. Der Apparat zeigt folgende Einrichtung (Abb. 18): Die im Gehäuse gelagerte Achse E trägt an einem Ende den fest aufgeklemmten Antriebhebel B, welcher bei A in der später erläuterten Weise mit dem Antriebgestänge der Hochdruck-Einlaßorgane verbunden wird. Ist diese Verbindung in der richtigen Weise ausgeführt, so macht der Anschlußpunkt A den jeweils gleichen Ausschlag wie das betreffende Gestänge, d.h. bei größter Belastung der Maschine den größten Ausschlag, bei kleinster Belastung (Leerlauf) den kleinsten Ausschlag, und zwar um eine und dieselbe Mittellage. Der Anschlußzapfen A des Hebels B ist in einem Schlitz verstellbar. Die Achse E hat eine Rückdrehfeder C, der Antrieb des Hebels B kann demnach durch eine einfache Zugschnur erfolgen. Außer dem Hebel B und der Feder C sitzt auf der Achse E noch ein zweiter Hebel Z), welcher an seinem äußeren Ende einen Anschlagstift T trägt. Textabbildung Bd. 329, S. 657 Abb. 18. Parallel zur Achse E ist die Achse E gelagert. Sie trägt einen Hebel G, welcher unter der Einwirkung des Anschlagstiftes T des Hebels D steht und von diesem in eine Stellung gedrückt wird, welche dem jeweils größten Ausschlagwinkel B entspricht. Der Hebel G ist auf der Achse F festgeklemmt, also zwangläufig mit ihr verbunden. Neben dem Hebel G trägt diese Achse F ein Schneckenrad R, das mittels der eingeschalteten Räderübersetzung vom Sperrad M aus durch die am Antriebhebel B befindliche Schaltklinke L derart angetrieben wird, daß es die Achse F der Wirkung des Anschlagstiftes T entgegen stets wieder in die der Mittellage des Antriebhebels B entsprechende Lage zurückzudrehen bestrebt ist. Da das Schneckenrad R nicht fest, sondern nur durch den von der Feder S erzeugten Reibungsschluß auf der Achse F sitzt, so wird die rückdrehende Wirkung der Schaltklinke L stets durch die ihr entgegengesetzt gerichtete Wirkung des Anschlagstiftes T aufgehoben, was zur Folge hat, daß der Hebel G praktisch in derjenigen Lage stehen bleibt, welche dem jeweiligen, durch den gerade vorhandenen Belastungszustand der Maschine bedingten Ausschlag des Antriebhebels B des Apparates entspricht. Textabbildung Bd. 329, S. 658 Abb. 19. Die Stellung des Hebels G wird durch den gleichfalls auf der Achse F sitzenden Schreibhebel H in bekannter Weise auf die Schreibtrommel K übertragen und registriert. Das Gewicht J dient zur Ausbalancierung des Schreibhebelgestänges. Textabbildung Bd. 329, S. 658 Abb. 20. Vor der Aufstellung des Apparates an der Maschine mache man sich zunächst durch wiederholtes Ziehen an der Antriebsschnur mit der Wirkungsweise des Apparates vertraut. Durch die Wirkung der Rückdrehfeder C in Verbindung mit einem Anschlag hat der Hebel B eine bestimmte Ruhelage (Abb. 18), in welcher er von der senkrechten Mittellage aus etwa 45° nach rechts liegt. Zieht man wiederholt an der Schnur Z derart, daß der Hebel B stets durch seine senkrechte Mittellage hindurchgeht, so wird jedesmal beim Gang von links nach rechts die Schaltklinke L die Schreibfeder N um ein kleines Stück nach abwärts schalten. Bei wiederholtem, geringem Ausschlage des Hebels B wird die Feder allmählich bis zum unteren Rande der Trommel nach abwärts gedrückt, so daß praktisch die Federstellung am unteren Rande der Schreibtrommel dem kleinsten Ausschlag, die Federstellung am oberen Rande dem größten Ausschlag des Antriebshebels B entspricht. Der Anschluß der Antriebsschnur an den Hebel B muß, einerlei wie der Apparat an der Maschine aufgestellt wird, stets so angeordnet sein, daß der Schnurlauf wagerecht liegt. Der Anschluß der Schnur an das Steuerungsgestänge ist von örtlichen Verhältnissen abhängig, er erfolgt zweckmäßig in der Nähe der Ventile oder Schieber selbst, weil das Gestänge dort vorwiegend Längsbewegung und nur geringe Querbewegung ausführt. Die Abb. 19, 20 und 21 stellen für einige typische Fälle den Anbau des Apparates an Maschinen dar, und zwar Abb. 19 für eine gewöhnliche Ventilmaschine mit Achsenregler auf der Steuerwelle, Abb. 20 für eine Lokomobile und Abb. 21 für eine Gleichstromdampfmaschine. Der Hebel B ist mit einem radialen Schlitz ausgeführt, um seinen zulässigen Maximalanschlag, der im Betriebe nicht mehr als 30° nach jeder Richtung betragen soll, dem Hub des Steuergestänges bei größter Maschinenbelastung anzupassen. Die Feststellung dieses größten Hubes des Steuerungsgestänges wird zweckmäßig bei langsamem Lauf der Maschine mit stark gedrosseltem Absperrventil durch Messung festgestellt. Textabbildung Bd. 329, S. 658 Abb. 21. Für die Beurteilung der mit dem Belastungsanzeiger genommenen Diagramme ist es wesentlich, zu berücksichtigen, daß beim Anlassen und Abstellen der Maschine infolge der Drosselung des Dampfes durch das Absperrventil der Antriebshebel B seinen größten Ausschlag aufweisen muß, so daß das Diagramm während der Arbeitspausen in die Linie größter Belastung übergeht. Textabbildung Bd. 329, S. 658 Abb. 22. Abb. 22 gibt ein typisches Betriebsdiagramm einer Dampfmaschine mit veränderlicher Belastung. Während der Zeit von ½9 bis 9 Uhr und von 12 bis 1 Uhr hat die Maschine gestanden; desgleichen vor 6 Uhr morgens und nach 6 Uhr abends. Als Beispiele der praktischen Verwendung seien folgende angeführt: Beispiel 1: Die normale Betriebsbeanspruchung einer Tandem-Walzenzugmaschine sollte mit Rücksicht auf vorzunehmende Betriebserweiterungen ermittelt werden; insbesondere war die Frage zu beantworten, ob die Möglichkeit bestand, die betreffende Maschine durch neu aufzustellende Arbeitsmaschinen weiter zu belasten. Textabbildung Bd. 329, S. 659 Abb. 23. Textabbildung Bd. 329, S. 659 Abb. 24. Einfache Indizierungen hätten im vorliegenden Falle nicht zum Ziele geführt, weil einerseits die Indizierungen stets Einzelwerte der Maschinenbelastung schafft, nie aber ein Bild über deren Gesamtverlauf, andererseits aber die Auswertung des eventuell genommenen überaus umfangreichen Diagramm-Materials viel zu lange Zeit in Anspruch genommen hätten. Es wurde der Belastungsanzeiger (Ausführungsform für Achsenregler) an die Maschine angesetzt und zunächst mit der 12-Stundentrommel das Diagramm (Abb. 23) erhalten. Dieses gab zunächst Aufschluß darüber, daß während der einzelnen Stiche die Maschinenleistung voll ausgenutzt war (Triowalzwerk mit Schwungrad). Es sollte nun weiter festgestellt werden, auf welche Zeitbeträge sich jeweils die Verzögerungsperioden des Schwungrades erstreckten. Zu diesem Zwecke wurde eine Trommel mit einstündigem Umlauf aufgesetzt und das Diagramm (Abb. 24) erhalten. Es gibt in schlagender Deutlichkeit über die Verzögerungs- und Beschleunigungsvorgänge Aufschluß und führte durch genauere Betrachtung zu dem Schluß, daß die Maschine durch weitere Arbeitsmaschinen nicht mehr belastet werden durfte, daß ferner auch die von dritter Seite vorgeschlagene Ergänzung der Schwungradmassen zu einem Fehlschlage hätten führen müssen. Hervorzuheben ist, daß der ganze Versuch in einem Tage erledigt werden konnte, das abschließende Urteil über die vorliegenden Verhältnisse lag bereits am Abend des Versuchstages vor. Beispiel 2: In einem Mahlwerk, welches von zwei parallel auf die Transmission arbeitenden Lanzschen Lokomobilen mit Achsenregler betrieben wurde, war die Ansicht entstanden, daß infolge allmählicher Erweiterung des Betriebes die Maschinen zu schwach geworden seien. Diese Frage sollte eingehend geprüft werden. Es wurde, ohne daß es dem Mühlenbetrieb bekannt wurde, an jede der Lokomobilen ein Belastungsanzeiger angesetzt, und 14 Tage lang Diagramme unter gleichzeitiger Beobachtung des Mühlenbetriebes entnommen. In Abb. 25 und 26 ist von jeder Maschine ein Tagesdiagramm wiedergegeben. Die Untersuchungen führten zu dem Ergebnis, daß durch unrichtige Einstellung der Aufgabevorrichtungen zeitweise die Maschinen bis an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit beansprucht werden, daß aber dieser Ueberlastung durch entsprechende Betriebsdispositionen vorgebeugt werden konnte. Besonderes Interesse bietet beim Vergleich der Diagramme beider Lokomobilen die Aehnlichkeit der Belastungskurve. Textabbildung Bd. 329, S. 659 Abb. 25. Textabbildung Bd. 329, S. 659 Abb. 26. An allen Stellen, an denen der Apparat zur Aufstellung gelangte, hat er sich glänzend bewährt, besonders die Ausführungsform für Achsenregler hat eine offensichtliche Lücke ausgefüllt, weil es bislang kein Mittel gab, den Belastungszustand von Maschinen mit Achsenreglern überhaupt zu beobachten, geschweige denn zu registrieren. Gerade aber die Registrierung der Belastung in Form von Diagrammstreifen bietet als Ergänzung des Maschinenjournals ein Kontrollmittel von bislang unerreichter Schärfe und Treue, das in keinem modernen Betriebe fehlen sollte. Man hat bisweilen eingeworfen, daß der Apparat mit einer Vorrichtung ausgestattet sein müsse, welche die Admissionsspannung der Maschine verzeichnet, weil häufig der Kesseldruck sinkt, und dann die Maschine auf maximale Füllung gelangt, so daß dann der Apparat Vollast anzeige, während sie in Wirklichkeit nicht vorliegt. Die Erfahrung hat gelehrt, daß diese Verteuerung des Apparates nicht erforderlich ist; wenn in einem Betriebe häufiger der Kesseldruck sinkt, so ist die Maschine schon bei geringer Belastung an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit angelangt, und das eben soll der Apparat anzeigen. Beobachtet der Betriebsleiter die Ueberlastung der Maschine an der Form des Tagesdiagramms, so wird er der Ursache sofort nachgehen und, falls als solche das Wegsinken des Kesseldruckes erkannt ist, Abhilfe schaffen. An den Stellen wo dies nicht ohne weiteres gelingt, kann dann ein registrierendes Manometer angebracht werden; zweckmäßig also stets unabhängig vom Belastungsanzeiger. Ein Zusammenarbeiten von registrierendem Manometer mit dem Belastungsanzeiger empfiehlt sich aus dem angeführten Grunde nicht. Aus dem Wesen der vorbeschriebenen Apparate geht hervor, daß sie nicht nur für stationäre Kraftanlagen jeder Art (außer Dampfmaschinen, Gas- und Oelmaschinen aber auch Dampfturbinen und Wasserturbinen), sondern insbesondere auch für Lokomotiven und Schiffsmaschinen zum Zweck dauernder Beobachtung des Belastungszustandes wertvolle Dienste zu leisten imstande sind. Ist auch die Verwendung für diese Zwecke noch wenig bekannt, die Erfahrung wird erweisen, daß auch auf diesen Gebieten Resultate von bislang ungeahnter Schärfe und Beweiskraft erzielt werden, die Einblicke in die Arbeitsvorgänge in einer Weise gestatten, welche der allgemeinen Erkenntnis und Wirtschaftlichkeit gleichzeitig dient auf der Grundlage wissenschaftlicher Wahrheit.