Titel: | Amerikanische Hochdruck-Dampfmaschine mit horizontalem Cylinder und mit Moderator mit Differential-Bewegung; von Hrn. A. Luttgens zu New-York. |
Fundstelle: | Band 129, Jahrgang 1853, Nr. XXXVIII., S. 181 |
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XXXVIII.
Amerikanische Hochdruck-Dampfmaschine mit
horizontalem Cylinder und mit Moderator mit Differential-Bewegung; von Hrn.
A. Luttgens zu
New-York.
Aus Armengaud's Génie industriel, Juni 1853, S.
288.
Mit Abbildungen auf Tab.
IV.
Luttgens' Regulator für
Hochdruck-Dampfmaschinen.
Das Princip dieses Apparats besteht in der Anwendung eines beweglichen Excentricums
zum Zulassen oder Unterbrechen des Dampfes, dessen Lauf durch einen Mechanismus
regulirt wird, der von einer Frictionsrolle, von einer andern mit einer Bremse
versehenen Rolle, so wie von einem Zahnrade abhängt, welche auf derselben Welle
angebracht sind. Die Bremsrolle und das Zahnrad sind mit einander fest verbunden und
beide laufen auf ihrer Welle leer, drehen sich daher frei auf derselben, jedoch ohne
Spielraum in der Längenrichtung. Die Frictionsrolle läuft leer auf der Nabe der
Leerrolle, und sie ist so angeordnet, daß sie das Zahnrad und die Bremsrolle durch
Friction treibt, indem sie selbst durch einen Laufriemen in Bewegung gesetzt wird,
welcher sie in derselben Richtung wie die Welle, aber mit einer größeren
Geschwindigkeit dreht.
Die Bremsrolle ist von einem Bremsbande umgeben, welches von dem Regulator bewegt
wird, so daß es auf der Rolle, die es umgibt, eine größere oder geringere Reibung
ausübt.
Der Mechanismus, welcher die Stellung und den Lauf des Excentricums regulirt, besteht
aus einer kleinen Welle, deren Zapfenlager auf der Peripherie der Hauptwelle und
parallel mit ihr angebracht sind.
Diese kleine Welle ist an dem einen Ende mit einem Getriebe versehen, welches in das
erwähnte Zahnrad greift, und an seinem andern Ende mit einem Winkelrade, welches in
ein zweites Winkelrad an der Verlängerung einer Schraube greift; indem sich diese
Schraube dreht, verändert sie die Stellung des Excentricums und folglich auch dessen
Lauf.
Der Apparat ist so angeordnet, daß wenn die Maschine mit der gehörigen
Geschwindigkeit geht, der Regulator mittelst der Bremse auf der Bremsrolle eine
Reibung ausübt, welche der von der eigentlichen Frictionsrolle hervorgebrachten, die
auf dem Zahnrade sitzt, genau das Gleichgewicht hält, so daß sich folglich dieses
Rad mit derselben Geschwindigkeit wie die Hauptwelle bewegt, und daher dem mit ihm
in Eingriff stehenden Getriebe keine Bewegung mittheilt; das Excentricum bleibt
daher stationär.
Sobald aber die Geschwindigkeit der Maschine größer oder geringer wird, übt der
Regulator mittelst der Bremse auf der Rolle eine Reibung aus, welche größer oder
geringer als diejenige der andern Rolle gegen das Zahnrad ist; daher bewegt sich
dieses Rad mehr oder weniger geschwind als die Hauptwelle, und wirkt also
verschiedenartig auf sein Getriebe ein, indem es der Welle dieses Getriebes die eine
oder die andere Bewegung mittheilt, welche Bewegung, indem sie durch die erwähnten
Winkelräder auf die Schraube übergeht, den Lauf des Excentricums vermehrt oder
vermindert und folglich den Eintritt des Dampfes in den Cylinder früher oder später
unterbricht.
Fig. 19 ist
eine Seitenansicht der Luttgens'schen Maschine, und Fig. 20 ein
Querdurchschnitt des Mechanismus mit Differential-Bewegung.
A ist die Triebwelle der Maschine. B ist eine darauf befestigte Rolle, welche zur Bewegung
des Regulators dient; sie ist mit zwei schwalbenschwanzförmigen Führern a versehen, die auf ihr befestigt sind. C ist das Excentricum zum Zulassen oder Abstellen des
Dampfes, mit zwei schwalbenschwanzförmigen Leisten b
versehen, welche in den Führern a gleiten. In diesem Excentricum ist zum
Durchgang der Welle eine länglich viereckige Oeffnung angebracht, damit der Grad der
Excentricität verändert werden kann; c ist die Schraube
welche zur Veränderung des Laufs des Excentricums dient. Das eine Ende dieser
Schraube wird von einer Hülse aufgenommen, die an der Rolle B befestigt ist, und das andere von der Spitze einer Centralschraube, die
durch eine Mutter e an derselben Rolle geht. Die
Schraube c ist senkrecht zur Achse der Welle A, in der Richtung eines Radius dieser Welle, und da sie
in einer unveränderlichen Stellung erhalten wird, so kann sie keine hin- und
hergehende Bewegung machen. Sie ist an ihrem untern Ende mit einem Winkelgetriebe
S versehen und dreht sich in einer Schraubenmutter
t, die in einer kleinen, an dem Excentricum
angebrachten Büchse eingeschlossen ist. Wird nun die Schraube c gedreht, so hat diese Bewegung zur Folge, daß die Mutter t sich auf dieser Schraube bewegt, und folglich die
Stellung des Excentricums verändert wird.
D ist die Bremsrolle; E ist
ihre auf der Triebwelle angebrachte Nabe; F ist eine
metallene Scheibe, welche an die Bremsrolle angeschraubt ist. G ist das Zahnrad, welches in einem an der Scheibe F befestigten Kranz mit innerer Verzahnung besteht. Die Bremsrolle und das
Zahnrad können sich wegen des Halses g, g nicht
seitwärts bewegen.
Y ist die Rolle, welche dem Zahnrade oder Zahnkranz G Bewegung ertheilt; sie hat denselben Durchmesser wie
die Rolle B und läuft auf der Nabe E leer. Diese Frictionsrolle hat auf beiden Seiten
Vertiefungen oder Kehlen, welche zur Aufnahme zweier Scheiben h dienen, von denen die eine gegen die Scheibe F, und die andere gegen die Fläche der Bremsrolle drückt. Zwischen beiden
Scheiben ist eine Reihe von Springfedern i angebracht,
welche sie von einander zu entfernen suchen und sie gegen die Oberflächen drücken,
mit denen sie in Berührung stehen.
H, kleine Zapfenlager, wovon das eine auf der Triebwelle
A, das andere in der Rolle B befestigt ist; diese Lager tragen die kleine Welle I, an deren einem Ende sich das Getriebe J befindet, welches mit dem Rade G im Eingriff steht, während ihr anderes Ende das Winkelrädchen J' enthält, welches in das gleich große Winkelrädchen
S greift, das sich auf der Verlängerung der Schraube
c befindet, die das Excentricum bewegt.
K, Fig. 19 bezeichnet die
obern Gerüststücke der Maschine. M ist eine Rolle, die
auf einer kleinen Querwelle befestigt ist; sie erhält ihre Bewegung mittelst des
Laufriemens k, der von der Rolle B auf der Triebwelle herkommt.
N ist eine andere Rolle von größerem Durchmesser, welche
die Frictionsrolle Y in Bewegung setzt. Auf der Welle,
welche die Rollen M und N
trägt, befindet sich auch ein Winkelrad 0, welches den Regulator in Bewegung
setzt.
P ist die Regulatorstange, welche unten von den Büchsen
m in dem Gerüst K
umschlossen ist. Diese Stange ist mit einem Winkelrade Q
versehen, welches in das Winkelrad O greift. R, R bezeichnet die Regulatorarme und n die schwachen Stangen (von denen in der Abbildung nur
eine zu sehen ist), mittelst denen die Regulatorarme R
auf den inneren Arm des Hebels V wirken, welchen Arm sie
bei zunehmender Geschwindigkeit erheben und umgekehrt.
Der Moderator bewegt sich mit derselben Geschwindigkeit wie die Triebwelle, indem die
Durchmesser-Differenz der Rollen B und M durch diejenige der Winkelräder O und Q ausgeglichen wird.
Um die Bremsrolle D geht das Bremsband, welches in Fig. 19 nicht
sichtbar ist. Dieses Band besteht aus Federstahl und hat daher das Bestreben sich
wieder aufzurichten. Beide Enden sind durch Bolzen vereinigt, wovon einer die
Verbindung mit dem Hebel U herstellt, welchen der obere
Hebel V mittelst der Kurbelstange X bewegt. Der Schwingungsmittelpunkt des Hebels V befindet sich auf dem Support oder der Säule W. Das gegabelte Ende dieses Hebels umfaßt einen Ring, welcher auf dem
unteren Theile der Stange P verschiebbar ist, und auf
den die Stangen n einwirken.
Die geringste steigende oder sinkende Bewegung dieses Ringes wird sofort dem Hebel
V mitgetheilt, und folglich auch dem andern Hebel
U, welcher das D
umgebende Stahlband anzieht oder nachläßt und dadurch die Reibung auf dieser Rolle
verstärkt oder vermindert.
Da die eigentliche Frictionsrolle Y durch eine größere
Rolle, als B ist, bewegt wird, so dreht sie sich
geschwinder als diese; sie läuft frei auf der Nabe E der
Rolle D und mittelst der Frictionsscheiben h führt sie die Scheibe F
nebst dem Rade G und der Bremsrolle D mit sich, so daß sie sich auf der Welle drehen.
Wenn die Friction der Bremse auf ihrer Rolle nachläßt (die Welle und die Rolle Y drehen sich in gleicher Richtung), so ertheilt die
Rolle Y dem Rade G einen
Vorsprung auf der Triebwelle, wodurch das Getriebe J,
die Welle I und das Winkelrad J' in Bewegung gesetzt werden, so daß sie die Schraube c in der Richtung drehen, welche sie annehmen muß, um
die Excentricität des Dampf-Admissions-Excentricums zu vermindern, indem dieser Theil in
eine mehr concentrische Stellung zu der Welle gebracht wird. Wenn dagegen die
Friction der Bremse auf der Rolle D zunimmt, und
beträchtlicher wird als diejenige der Scheiben h auf der
Scheibe F und der Rolle D,
so wird das Zahnrad G eine Verzögerung auf der Welle A erleiden, so daß die Getriebe J, J' und die Schraube c in umgekehrter
Richtung umlaufen, und der Grad der Excentricität von C,
welches unmittelbar mit dem Admissionsventil verbunden ist, zunimmt. Je
beträchtlicher der Grad der Excentricität ist, um so eher wird die Admission des
Dampfes unterbrochen. Die normale Stellung des Excentricums ist eine solche, daß es
das Einströmen des Dampfes dergestalt unterbricht, daß er den für die gewöhnliche
Leistung der Maschine nothwendigen Druck ausübt; die Bremsrolle und alle damit
verbundenen Maschinentheile bewegen sich mit derselben Geschwindigkeit wie die
Hauptwelle, daher die kleine Welle I und die Schraube
c, sowie auch das Excentricum stationär bleiben.
Sobald aber der Dampfdruck zunimmt, oder der Widerstand sich vermindert, steigt die
Geschwindigkeit der Maschine; die Moderatorarme entfernen sich alsdann von einander,
die Hebelgabel V geht mit ihrer Hülse in die Höhe, die
Stange X geht nieder und der Hebel U wirkt auf das Bremsband, zieht dasselbe an und
vermehrt dadurch den von der Reibung auf der Rolle D
veranlaßten Widerstand, wodurch, wie schon erklärt wurde, die Excentricität von C zunimmt. Vermindert sich der Dampfdruck, oder vermehrt
sich der Widerstand, so entsteht eine entgegengesetzte Wirkung.
Die Excentricität oder der Lauf des Excentricums C, sowie
die Unterbrechung des Dampfes, werden daher durch den Dampfdruck und durch den
Widerstand, den die Leistung der Maschine veranlaßt, regulirt. Eine Maschine, welche
mit dem Regulator des Hrn. Luttgens versehen ist, hat folglich eine sehr gleichförmige
Bewegung, welche viel regelmäßiger ist, als man sie mittelst der jetzt
gebräuchlichen Mittel erlangen kann, indem man den Druck dadurch verändert, daß man
in der Dampf-Zulassungsröhre ein rundes, scheibenförmiges
Regulator-Ventil anbringt, welches den Dampf-Durchgang verengt ohne
ihn gänzlich zu versperren.