LVIII. Die Dampfmaschinen-Steuerungen auf der Wiener Weltausstellung 1873; von Ingenieur Müller-Melchiors. Mit Holzschnitt und Abbildungen auf Tab. VI. (Fortsetzung von S. 267 des vorhergehenden Heftes.) Müller-Melchiors, über die Dampfmaschinen-Steuerungen auf der Wiener Weltausstellung 1873. Die letzte Gruppe von Doppelschieber-Steuerungen, welche in der Einleitung dieses Abschnittes angeführt wurden, sind die Schleppschieber-Steuerungen, bekannt durch die Farcot'sche Anordnung zweier Expansionsplatten auf dem Rücken des Vertheilungsschiebers, welche von demselben bei seiner Bewegung mitgenommen werden und – durch einen centralen Anschlag an ihrer Fortbewegung gehindert – die Dampfcanäle des Vertheilungsschiebers absperren.Vergl. Holzschnitt VII S. 83 (zweites Aprilheft). Beim Rückgange des Vertheilungsschiebers werden die verschobenen Expansionsplatten wieder durch zwei an den Enden des Schieberkastens befindliche Anschläge in ihre ursprüngliche Lage gebracht und das Spiel kann von neuem beginnen. Je nach der Größe a des centralen Anschlages, welche in bekannter Weise aus dem Diagramme I auf S. 81 (zweites Aprilheft) gefunden wird, variirt dabei die Dauer der Dampfadmission und man hat daher ein einfaches Mittel, durch Verschiebung eines Keiles oder durch Verdrehung einer spiralförmig begrenzten Platte verschiedene Füllungsgrade zu geben. Indem hierbei kein anderer Widerstand als die Reibung einer Stopfbüchse zu überwinden ist, kann diese Regulirung mit geringem Kraftaufwande geschehen und eignet sich daher vorzüglich zur automatischen Verstellung mittels des Regulators. Hierin, sowie in der Ersparung des Expansions-Excenters liegt ein wesentlicher Vorzug der Farcot-Steuerung vor allen übrigen Doppelschieber-Steuerungen. Zu Ungunsten dieser Steuerung sprechen jedoch in erster Linie die fortwährenden Stöße, welche durch das Wesen des Mechanismus bedingt sind, ferner aber die Beschränkung der erreichbaren Füllung auf höchstens 35 bis 40 Procent des Kolbenhubes. Daher wird auch die einst so beliebte Farcot-Steuerung neuerer Zeit nur selten ausgeführt und war auf der Ausstellung überhaupt gar nicht in ihrer ursprünglichen Gestalt, sondern nur in zwei Modificationen vertreten, welche beide die Erreichung höherer Füllungsgrade – von 0 bis 70 Procent – sich zur Aufgabe gestellt hatten. Dieser Zweck kann nun mit Anwendung eines Excenters unmöglich erreicht werden, denn für dieses tritt der größte Ausschlag aus seiner Mittelstellung nothwendig vor der mittleren Kurbelstellung ein, und die Expansionsplatten, wenn sie bis dahin nicht durch den centralen Anschlag über die Dampfcanäle des Vertheilungsschiebers geschoben worden sind, bleiben dann, weil sie sich nunmehr mit dem Vertheilungsschieber wieder von ihrem Anschlage entfernen, unverändert liegen, d.h. die Steuerung gibt volle Füllung, als ob gar kein Expansionsschieber vorhanden wäre. Das ergibt sich auch sofort aus dem Diagramme Holzschnitt I, nach welchem die Größe a des centralen Anschlages für die Kurbelstellung OD ihr Minimum und damit die hierdurch erzielbare Füllung das Maximum erreicht hat. Holzschnitt XIII, Bd. 212, S. 358 Es geht aber auch sofort aus demselben Diagramme, beziehungsweise aus dem beistehenden, in der Wesenheit damit ganz identischen Diagramme (Holzschnitt XIII) hervor, daß für den Fall, als mit Anwendung eines zweiten Excenters die relative Bewegung der Schleppschieber-Platten zum centralen Anschlage durch Expansions-Schieberkreis e (statt durch den Vertheilungs-Schieberkreis E) ausgedrückt wird, das Minimum dM der Größe a des Anschlages – also die Grenze der Füllung – beliebig weit hinter die mittlere Kurbelstellung OZ gerückt werden kann und auf diese Art alle Füllungen von 0 bis 100 Procent erreichbar werden. Der Abstand zwischen dem Expansions-Schieberkreise e und dem Distanzkreise OL – gemessen auf den Radien des letzteren – gibt dann die Größe a des Anschlages für die jeder beliebigen Kurbelstellung zwischen OA und OM entsprechende Expansion. Es handelt sich somit nur mehr darum, den Schleppschieber und den centralen Anschlag so anzuordnen, daß die relative Bewegung derselben zu einander durch den Schieberkreis e dargestellt wird, und dies kann geschehen entweder dadurch, daß man den festen Anschlag beibehält und die Expansionsplatten auf einem Zwischenschieber gleiten läßt, dessen Excenter den Nacheilungswinkel δ und die Excentricität Od besitzt, – oder daß die Anordnung der Expansionsplatten auf dem Vertheilungsschieber beibehalten bleibt, und der Anschlag selbst von einem Excenter bewegt wird, dessen Voreilungswinkel Δx und Excentricität ODx auf bekannte Weise gefunden werden. Die erstere Anordnung war bei der modificirten Farcot-Steuerung der von der Sächsischen Dampfschiffs- und Maschinenbauanstalt in Dresden ausgestellten 12pferdigen Dampfmaschine durchgeführt und die zuletzt erwähnte Disposition bei der Steuerung der Ausstellungsmaschine von Gebrüder Decker und Comp. in Canstatt (Württemberg). Die Abbildungen Figur 1 und 2 stellen die Steuerung, welche bei der Dampfmaschine der Sächsischen Dampfschiffs- und Maschinenbauanstalt angewendet war, im Horizontal- und Verticalschnitte durch Cylinder und Schieberkasten dar. Die Anordnung der drei Schieber über einander und die dadurch erzielte Wirkung wird nach dem vorausgegangenen sofort verständlich sein; – der Vertheilungsschieber V hat das normale Voreilen, der Zwischenschieber E einen entsprechenden Nacheilungswinkel, damit sein größter Ausschlag erst nach 70 Proc. des Kolbenhubes stattfindet, und die Dampfcanäle in beiden Schiebern sind an ihrer Berührungsfläche so breit, daß sie bei der relativen Bewegung der beiden Schieber zu einander niemals ganz geschlossen werden. Es wird also die Grenze der Füllung nur durch den Schleppschieber S bestimmt, dessen Platten auf dem Zwischenschieber E aufliegen, und die Variirung der Füllung zwischen 0 und 70 Procent durch den Regulator bewerkstelligt, welcher die centrale Anschlagsplatte A entsprechend verdreht und dadurch die Schleppschieber-Platten früher oder später in ihrem Wege mit dem Zwischenschieber aufhält. Zu diesem Zwecke sind die Flanken der Platte A nach einer Curve (Stück einer Spirale) gekrümmt, deren Contour sich dadurch ergibt, daß nacheinander die verschiedenen Größen a, welche aus dem Diagramme XIII für verschiedene Füllungsgrade zu ermitteln sind, als Fahrstrahlen in einem beliebig zu wählenden Winkelabstande von einander aufgetragen werden. Dabei ist in diesem speciellen Falle nur noch zu bemerken, daß der Radius des Distanzkreises OL welcher nach S. 83 (zweites Aprilheft) „den Abstand der zusammen arbeitenden Kanten, für den Fall der ganz zusammengezogenen Expansionsplatten“ bedeutet, hier selbstverständlich durch die Größe L–l (vergl. Figur 1) ausgedrückt wird. Die Verbindung der Anschlagsplatte A mit dem Regulator geschieht durch das Schraubenrad r und die Zugstange z, und gestattet mittels des Griffrades g zugleich eine Verstellung der Expansion von Hand, wodurch es ermöglicht wird, das Spiel des Regulators in engeren Grenzen zu halten. Der ganze Mechanismus dieser Steuerung, wie vollkommen er auch seinem Zwecke entspricht, ist mithin schon ein ziemlich complicirter, und insbesondere die Steuerungswiderstände werden durch die Einschaltung eines Zwischenschiebers nicht unbedeutend vermehrt. Die Wirkungsart des Regulators auf die Expansion ist aber vollständig unverändert wie bei der Farcot-Steuerung geblieben und gewährt daher dieselbe Empfindlichkeit, welche der hauptsächliche Vorzug dieses Systemes ist.Einige Aehnlichkeit mit der hier behandelten Steuerung hat die kürzlich patentirte des Hrn. Beprez in Paris, welche auch drei Schieber über einander anwendet. Dabei ist aber der oberste kein Schleppschieber, der durch Anschläge regulirt wird, sondern derselbe bleibt fest und kann nur mittels des Regulators weiter oder enger gestellt werden. Dadurch wird die Distanz der arbeitenden Kanten (der Radius des Kreises OL unseres Diagrammes) verändert und mithin die Füllung innerhalb beliebiger Grenzen regulirt; die Einwirkung des Regulators direct auf die vom Dampfdrucke angepreßten Schieberplatten bedingt aber einen bedeutenden Kraftaufwand und kann daher nur unvollkommen stattfinden. Dagegen ist die Verbindung des Regulators mit dem verstellbaren Anschlage bei der Schleppschieber-Steuerung (Patent Krause) der Firma Gebrüder Decker und Comp. schon etwas complicirter und bedingt jedenfalls eine äußerst genaue und sorgfältige Ausführung – andererseits findet durch Wegfall des Zwischenschiebers eine Vereinfachung des Mechanismus und Verminderung der Steuerungswiderstände statt. Hier muß, wie oben gezeigt wurde, um Füllungen über 35 Procent erreichen zu können, der Anschlag selbst von einem Excenter, das mit einem gewissen Voreilungswinkel Δx (60 bis 70 Grad) aufgekeilt ist, angetrieben werden, und derselbe kann daher nicht mehr in fester Verbindung mit dem Regulator bleiben, wie es bei der Original-Farcot-Steuerung der Fall ist. Um nun die Bewegung des Anschlages A, welcher hier in Gestalt eines Keiles angeordnet ist, unter der Einwirkung seines Excenters zu gestatten und denselben gleichzeitig unter dem Einflusse des Regulators nach seiner Längsachse verschieben zu können, ist die aus Figur 3 und 4 ersichtliche Construction gewählt. Die mit dem Expansions-Excenter verbundene Schieberstange l ist zu einem Rahmen ausgeschmiedet, in welchem längs eines Quersteges d der Doppelkeil A verschiebbar angebracht ist, welcher je nach seiner Stellung auf dem Stege d früher oder später mit den Anschlägen i der auf dem Vertheilungsschieber ruhenden Schleppschieber-Platten S in Contact kommt und dadurch den variablen Schluß der Dampfadmission bewirkt. Die Variirung der Füllung mittels des Regulators geschieht dabei in einfacher Weise dadurch, daß der Hebel h – durch die Welle w und den Hebel H mit der Regulator-Zugstange z verbunden – den Keil A entsprechend auf und nieder bewegt, und um dieses bei der hin- und hergehenden Bewegung desselben zu ermöglichen, ist der Hebel h mit einem Gleitstück g verbunden, das in einer Schwalbenschwanzführung f gehalten wird, welche direct auf den Keil A aufgeschraubt ist. Der hierdurch erzielte jeweilige Füllungsgrad wird auf einer entsprechend eingetheilten Metallplatte durch den in der Verlängerung des Hebels H angebrachten Zeiger n angedeutet, und es kann auf diese Weise die Füllung zwischen 10 und 70 Procent durch den Regulator selbstthätig mit voller Leichtigkeit verändert werden. Die Ausstellungsmaschine selbst, eine liegende Condensationsmaschine von 400 Millim. Cylinder-Durchmesser und 800 Millim. Hub ward nicht in Betrieb gesetzt und konnte sich somit nur durch ihre schöne Construction und elegante Ausführung auszeichnen. Im Anschlusse an diese beiden modificirten Farcot-Steuerungen der Wiener Weltausstellung möge es schließlich noch gestattet sein, eine andere Modification derselben Steuerung zu erwähnen, welche zwar nicht ausgestellt war, aber in ihrer Einfachheit jedenfalls die beiden früher besprochenen übertrifft. Es ist die „Farcot'sche Steuerung für alle Expansionsgrade“ von Ingenieur A. Guhrauer Beschrieben in der Zeitschrift des österreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereins, 1872 Heft 16., welche wie die Decker'sche Steuerung die Expansionsplatten direct auf dem Vertheilungsschieber angeordnet hat und den verstellbaren Anschlag von einem eigenen Excenter bewegen läßt. Dabei besteht aber dieser Anschlag nicht aus einem flachen verstellbaren Keile, sondern ist um die Schieberstange in einer Cylinderfläche herumgewunden und mit derselben aus einem Stücke hergestellt, so daß durch einfaches Drehen der Schieberstange um ihre Achse, mittels eines außerhalb des Schieberkastens aufgesetzten Hebels, die Verdrehung des Anschlages und damit die Variation der Füllung erfolgen kann. Diese sehr gelungene und einfache Construction ist jedoch unseres Wissens bis jetzt noch nicht ausgeführt worden und bleibt, ebenso wie die oben besprochenen Steuerungen, einem principiellen Einwande unterworfen, der sich auf keine Weise hinwegläugnen läßt. Denn es ist allerdings wahr, daß in vielen Fällen, trotz der anerkannten ökonomischen Vortheile hoher Kesselspannung und geringer Füllungen, ein geringerer Dampfdruck und längere Cylinderfüllung erwünscht scheinen können; dann aber dürfte man auch ohne weiteres auf die geringfügige Ersparung durch automatische Expansion verzichten und lieber zu dem einfachen Drosselventil zurückkehren, statt sich die Maschine und deren Erhaltung durch kostspielige und difficile Expansions-Vorrichtungen zu vertheuern. Derselbe Einwand wird auch bei einigen der später zu behandelnden Corliß-Steuerungen wiederholt werden müssen. –––––––––– Mit der Vorführung dieser verschiedenen Steuerungs-Mechanismen sind die in der Einleitung des Abschnittes „Doppelschieber-Steuerungen“ auf Grund des Diagrammes I abgeleiteten Hauptgruppen von Steuerungen mit zwei von Excentern bewegten Schiebern ziemlich erschöpfend erledigt – erschöpfend in dem Sinne, als von jeder überhaupt möglichen Art der Variirung der Füllungsgrade ein oder mehrere Beispiele der constructiven Durchführung gegeben werden konnten. Und daß selbst die abweichendsten Constructionen von Doppelschieber-Steuerungen im weitesten Sinne, sobald sie nur eine continuirliche oscillatorische Bewegung der Schieber besitzen, unter eine der oben aufgestellten Kategorien gefaßt werden können, möge zum Schlusse noch an der eigenthümlichen Steuerung der von John J. Derham in Blackburn (England) ausgestellten Maschine nachgewiesen werden. Eine Classe von Steuerungen mit zwei Schiebern wurde bis jetzt hier nicht beachtet; es sind dies die Steuerungen mit auslösbarer Bewegung des Expansionsschiebers, mittels einer Knagge, eines Mitnehmers oder dergl. Derartige Systeme waren jedoch auf der Ausstellung gar nicht vertreten und gehören auch ihrer eigentlichen Wesenheit nach, obwohl sie zwei auf oder über einander gleitende Schieber anwenden, mehr zu der Gruppe der Corliß-Steuerungen als zu den Doppelschieber-Steuerungen. Dagegen gehört die Derham'sche Steuerung, obwohl sie verschiedene eigenthümliche und theilweise ganz neuartige Mechanismen angewendet hat, unmittelbar hierher und hätte schon bei Beginn dieses Abschnittes unter den Zwei-Schieber-Steuerungen abgehandelt werden können, zu welcher sie ihrer Wesenheit nach jedenfalls gezählt werden muß. Denn wie aus dem Grundrisse in Figur 5 und dem Cylinder-Querschnitte in Figur 6 zu ersehen ist, ruhen die Expansionsplatten zwar unmittelbar auf dem als Langschieber angeordneten Vertheilungsschieber, sind aber in ihrer Bewegung und der dadurch bewirkten Dampfvertheilung gänzlich von dem Vertheilungsschieber unabhängig gerade so, als ob der Expansionsschieber auf einem eigenen festen Schiebergesichte arbeiten würde. Dabei ist aber der Nachtheil der großen schädlichen Räume, welcher im allgemeinen den Zwei-Schieber-Steuerungen anhaftet, in diesem speciellen Falle glücklich vermieden. Der Expansionsschieber liegt unmittelbar auf dem Vertheilungsschieber und wird durch zwei Führungsleisten, welche auf den letzteren aufgeschraubt sind, bei dessen hin und her gehender Bewegung mitgenommen, kann aber dabei in der Richtung normal zur Bewegung des Vertheilungsschiebers verschoben werden und auf diese Weise Dampfzutritt und Abschluß bestimmen. Die Canalöffnungen auf dem Rücken des Vertheilungsschiebers sind nämlich gegenüber den Oeffnungen des Schieberspiegels um 90° verdreht (vergl. die rechte Seite des Vertheilungsschiebers im Grundrisse Figur 5, wo die Expansionsplatte weggenommen ist) und werden somit durch die Querbewegung der geschlitzten Expansionsplatten abwechselnd geöffnet und geschlossen. Diese Querbewegung wird den Expansionsschiebern, welche mit ihren Schieberstangen l resp. l' durch entsprechende Führungsstücke verbunden sind, mittels rotirender Herzscheiben mitgetheilt, welche sich in dem rahmenartig ausgeschmiedeten Ende der Schieberstangen bewegen. Denkt man sich nun die verticalen Wellen w und w', auf denen die Herzscheiben aufsitzen, derart mit der Schwungradwelle verbunden, daß sie dieselbe Tourenzahl wie die letzten machen, so ist die Möglichkeit der Erzielung einer beliebigen fixen Expansion sofort gegeben, indem man die Herzscheiben nur so anzuordnen braucht, daß sie bei der entsprechenden Kurbelstellung den Expansionsschieber über die Oeffnungen des Vertheilungsschiebers zurückgezogen haben und den Dampfzutritt absperren. Eine variable Expansion kann aber, nachdem die Distanz der arbeitenden Kanten sowie der Hub des Excenters – beziehungsweise der Herzscheibe, welche hier an dessen Stelle getreten ist – unveränderlich bestimmt sind, nur durch eine Veränderung des Voreilwinkels der Herzscheiben erzielt werden; und um dieses zu erreichen werden die verticalen Wellen w, w' der beiden Herzscheiben nicht direct mit der Schwungradwelle verbunden sondern durch Vermittelung eines Differenzialräder-Mechanismus bewegt, welcher unter der vollkommenen Controlle des Regulators steht. Eine Welle a, welche quer durch das Fußgestelle des Regulators geht, ist mittels der Kegelräder m, n und der Welle f mit der Schwungradwelle in Verbindung und macht die gleiche Tourenzahl wie dieselbe. Von dieser Welle a wird zunächst die Regulator-Spindel angetrieben, ferner aber auch mittels des Stirnrades o das Rad p, welches auf einem festen Zapfen b rotirt. Der Zapfen b ist in einem, mit dem Regulatorständer fest verbundenen Rohre C befestigt, das an seinem anderen Ende einen zweiten Zapfen b' eingesetzt hat, auf welchem sich das Stirnrad s bewegt. Mit letzterem ist endlich noch ein Kegelrad verbunden, welches die horizontale Welle d und von dieser aus die beiden verticalen Wellen w und w' in Bewegung setzt. Das Stirnrad s steht mittels der Welle c und der darauf aufgekeilten Stirnräder q und r mit dem von der Schwungradwelle angetriebenen Rade p im Eingriffe und empfängt von diesem die zum Antriebe der Herzscheibe erforderliche rotirende Bewegung; die Zwischenwelle C aber ist nicht – gleich den übrigen Wellen und Rädern – fest gelagert, sondern in einem drehbaren Arme T angebracht, welcher auf den festen Zapfen b und b' schwingt und durch Zugstange z und Hebel h von dem Regulator bewegt wird (Figur 7). Es ist somit, bei der durch die Pfeile bezeichneten Bewegungsrichtung der betreffenden Zahnräder – leicht ersichtlich, wie beim Steigen der Regulatorkugeln der Arm T gesenkt und dadurch dem Rade s und den damit in Verbindung stehenden Herzscheiben eine gewisse Voreilung ertheilt wird; umgekehrt findet beim Sinken der Regulatorkugeln ein Zurückbleiben der Herzscheiben und damit späterer Dampfabschluß statt. Die gewünschte Abhängigkeit des Füllungsgrades von dem Regulator ist somit erzielt, und zwar bewies die Regulirung der Ausstellungsmaschine – trotz dieser vielen Zahnräder – eine auffallende Empfindlichkeit, welche wohl hauptsächlich der guten Ausbalancirung und den großen Regulatordimensionen zuzuschreiben ist. Eine astatische Regulirung – über deren Werth allerdings sehr getheilte Ansichten bestehen – läßt sich mit dieser Einrichtung, wo einer bestimmten Regulatorstellung stets derselbe Füllungsgrad entspricht, nicht erzielen. Der hier beschriebene Regulirungs-Mechanismus gehört übrigens nicht wesentlich zum Derham'schen Steuerungssysteme und wurde auch schon vom Erfinder selbst durch einfachere Vorrichtungen zur automatischen Expansion ersetzt. Fortsetzung folgt.)