Titel: Ueber Neuerungen an Regulatoren für Dampfmaschinen.
Autor: K. H.
Fundstelle: Band 257, Jahrgang 1885, S. 389
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Ueber Neuerungen an Regulatoren für Dampfmaschinen. (Patentklasse 60. Fortsetzung des Berichtes Bd. 256 S. 54.) Mit Abbildungen auf Tafel 26. Ueber Neuerungen an Regulatoren für Dampfmaschinen. Direktwirkende Centrifugalregulatoren. O. Lilienthal in Berlin verwendet neuerdings für seine Kleindampfmaschinen (vgl. 1882 245 * 315) einen Regulator, der nicht mehr wie die in D. p. J. 1883 247 * 232 beschriebene Construction Hub und Voreilwinkel des Expansionsexcenters verstellt, sondern unmittelbar auf ein Sperrventil wirkt. Nach einer Notiz in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1885 * S. 31 sind die Schwunggewichte a in der zur Arbeitsabgabe der Dampfmaschine angeordneten Riemenscheibe angebracht, wie Fig. 1 Taf. 26 zeigt; die Gewichte a schwingen um die Bolzen b, werden durch an den Zapfen c angreifende, beide Gewichte mit einander elastisch verbindende Spiralfedern zusammengehalten und verschieben durch die bei e angreifenden Verbindungsstücke f den Muff g, welcher auf das Drosselventil wirkt. Durch Einfachheit zeichnet sich der von der Dampf- und Spinnerei-Maschinenfabrik in Chemnitz (* D. R. P. Nr. 31680 vom 30. Oktober 1884) angegebene Regulator aus. An die senkrechte Spindel sind die zwei Schwungkugeln angelenkt und diese selbst sind wieder mittels zweier Gelenkverbindungen an einen Träger gehängt, welcher die Spindel lose umfaſst und die Unterstützung des als Hohlkugel den Mechanismus umschlieſsenden Belastungsgewichtes bildet. Beim Auseinanderfliegen der Kugeln wird somit das Belastungsgewicht in die Höhe gedrückt. Während in dieser Anordnung der Regulator stark astatisch während seines ganzen Ausschlages ist, wird er bei der zweiten, in der Patentschrift angegebenen Einrichtung pseudoastatisch. Diese Anordnung ist nur eine Umkehrung der ersteren; die Hohlkugel hängt hier an den Kugelarmen und wird somit, wenn die Auswärtsbewegung der Kugeln eintritt, gehoben. Von der zweiten Construction ist im Praktischen Maschinen-Constructeur, 1885 S. 246 eine wenig abgeänderte Form angegeben, welche in Fig. 5 Taf. 26 wiedergegeben ist. Die Kugelarme a sind mit der Hülse h, auf welcher die Hohlkugel u sitzt, zu beiden Seiten der in der Mitte durchgehenden Spindel s gelenkig verbunden; die Gelenkstücke b sind in dem festen Punkte e der Spindel s aufgehängt. Die somit beim Ausfliegen der Kugeln eintretende Hebung des Belastungsgewichtes u wird noch durch die Feder f gehemmt, deren durch die Mutter m zu bewerkstelligende Anspannung der gewünschten Umlaufzahl der Dampfmaschine angepaſst werden kann. Die beschriebene Regulatorconstruction ist einfach und hat wenige Gelenkpunkte, welche nur einseitig belastet sind; die Reibung derselben wird also gering sein. Die Form des Belastungsgewichtes schützt den Mechanismus vor Schmutz und bildet zugleich als Einkapselung drehender Theile eine Schutzvorrichtung für den die Maschine bedienenden Arbeiter. Die Spindel s wird nur auf Zug beansprucht, indem das Drosselventil zugezogen, nicht wie gewöhnlich zugedrückt wird; es kann somit kein Verbiegen der Ventilspindel und Zwängen derselben in der Stopfbüchse eintreten. Das Drosselventil kann auch gleichzeitig als Absperrventil verwendet werden, indem die Dampfabsperrung durch. Heben des Belastungsgewichtes mittels eines Handrades ohne jeden Zwischenmechanismus geschehen kann. Somit erscheint der Regulator zweckmäſsig zu sein. Bei dem a. a. O. S. 38 beschriebenen Regulator von Wright liegt die Spindel W (Fig. 2 Taf. 26) wagerecht, Die an einem Träger X aufgehängten Schwungkugeln O werden durch Blattfedern S, welche mit einem Ende sich gegen Nasen P an den Kugelarmen, mit dem anderen sich gegen Nasen an dem Träger stützen, nach der Spindel zu gepreſst. Die Kugelarme sind mit gegabelten Armen Y versehen, welche in den Regulatormuff N greifen, dessen Bewegung durch die in der Hohlspindel W verschiebbare Stange M mittels Kurbel H auf einen cylindrischen Drosselschieber übertragen wird. Derselbe verengt bei wachsender Maschinengeschwindigkeit die schlitzförmigen Durchgangsöffnungen für den Dampf. Die Empfindlichkeit des Regulators wird durch die der Centrifugalkraft entgegenwirkenden Federn S gemildert. Centrifugalregulatoren, welche unmittelbar auf das den Dampfschieber bewegende Excenter wirken und dessen Voreilungswinkel und Excentricität verstellen, scheinen neuerdings mehr zur Anwendung zu gelangen, wie aus der gröſseren Zahl hierfür angegebener Constructionen geschlossen werden kann (vgl. 1884 251 * 194. 1885 256 * 12). Eine neuere, im Scientific American, 1885 Bd. 52 S. 194 beschriebene Anordnung von Th. Perrine in Anna, Nordamerika, ist in Fig. 3 und 4 Taf. 26 veranschaulicht. Auf der Kurbelwelle B sitzt fest die excentrische Scheibe A, welche lose von dem excentrischen Ringe C umschlossen wird; um letzteren faſst dann der Bügel der den Dampfschieber bewegenden Excenterstange. Die Schwunggewichte H sitzen verstellbar an gebogenen Stangen E, welche um Drehzapfen f beweglich an der auf der Kurbelwelle festsitzenden Scheibe D angebracht sind. Hinter den Gewichten tragen die Stangen E stellbare Köpfe I, an welche die Stangen K angehängt sind und so mit dem Excenterringe C in Verbindung stehen. Ferner greifen an den Stangen E mittels der gleichfalls verstellbaren Köpfe M Spiralfedern an, welche an die Scheibe D gehängt sind und die Aufgabe haben, der Centrifugalkraft der Schwunggewichte H entgegen zu wirken und damit die Empfindlichkeit des Regulators zu mildern. Wenn nun bei der Drehung der Schwungrad welle die Gewichte H nach auſsen sich bewegen, so tritt eine entsprechende Drehung des Ringes C auf der Scheibe A ein, wodurch Voreilwinkel und Excentricität für die Schieberbewegung eine Veränderung erfahren. Eine zweite solche Regulatoranordnung ist von Taylor in Chambersburg, Nordamerika, a. a. O. S. 13 mitgetheilt. Hier ist wie bei dem Regulator von Meier (vgl. 1885 256 * 13) das Excenter um einen Zapfen C am Kranze einer auf der Kurbelwelle festsitzenden Seheibe B (Fig. 9 Taf. 26) drehbar. Die Schwunggewichte sitzen an Stangen F, welche mit dem einen Ende an die Zapfen G des Scheibenkranzes B gehängt und am anderen Ende durch Stangen H gelenkig mit den Armen D verbunden sind, die eine Drehung des Excenters um seinen Aufhängepunkt entsprechend der Auswärtsbewegung der Schwunggewichte bewirken. Der (Zentrifugalkraft wirken auch hier in Kapseln I befindliche Federn entgegen, welche beliebig angespannt werden können. Um eine ruhige Bewegung des Regulators zu erzielen, ist noch ein Widerstand eingeschaltet, indem ein an dem Excenter befestigter Zahnbogen K in ein kleines, in einem Arme der Scheibe B drehbares Zahnrädchen greift. Auf der Achse desselben sitzt ein Flügelrad, das von einem mit Oel gefüllten Gehäuse J umschlossen ist. Eine Verstellung des Excenters um seinen Aufhängepunkt C bewirkt somit eine Drehung des Flügelrades, welcher jedoch durch das Oel ein gewisser Widerstand entgegengesetzt wird. Der Regulator soll sich auch für gröſsere Maschinen bewährt haben. Es ist noch ein Regulator mit direkter Wirkung zu erwähnen, welcher von J. L. Heald in Crockett, Nordamerika (* D. R. P. Nr. 31607 vom 1. Oktober 1884) angegeben worden ist. Die Neuerungen desselben sind unwesentlich. Die Schwungkugeln schwingen mit ihren Armen um Gelenke, welche am Rande einer von der Maschine in Drehung um die Spindel versetzten Scheibe angeordnet sind. Die Kugelarme stehen in schräger Richtung gegen einander und werden durch Blattfedern gehalten, die als Bögen von den Kugeln aus nach ihren Befestigungspunkten an der Scheibe laufen. Auf den Drehachsen der Kugelarme sitzen Stangen, welche in den auf der Spindel befindlichen Muff fassen und somit die Spindel und in Weiterem das an dieser befestigte, vollkommen entlastete Kolbenventil bewegen. Centrifugalregulatoren mit indirekter Uebertragung. F. Knüttel in Barmen (* D. R. P. Nr. 30163 vom 19. Juli 1884, Zusatz zu Nr. 8197, vgl. 1880 235 * 8) hat seinen indirekten Uebertrager dadurch verbessert, daſs die Scheiben des Reibungswendegetriebes nicht mehr in den Kegelrädern hegen, sondern auſserhalb des Gehäuses angeordnet sind; hierdurch können diese Scheiben beliebig groſs gemacht werden und der Reibungsangriff leidet nicht mehr durch das abtropfende Schmieröl. Die neue Anordnung der Reibungsräder bedingt die Trennung der Reibungskuppelung in zwei Theile. Die Verschiebung der auf der Achse beweglichen Kuppelungshälften behufs Eingriffes derselben geschieht nicht mehr Mittels eines Zahnbogens, sondern durch eine Mutter, welche auf dem mit Gewinde versehenen Ende der Kuppelungswelle sitzt und von dem Regulatormuffe verschoben wird. Bei der Einrückung einer Kuppelung wird die Welle mitgenommen und ihr mit Gewinde versehenes Ende schraubt sich durch die nicht drehbare Mutter, so daſs die Kuppelung wieder ausgerückt wird. Es erfolgt also eine absetzende Verstellung des den Dampfzutritt beeinflussenden Organs, bis die Normalgeschwindigkeit wieder erreicht ist. Die von A. Kampf in Offenbach (* D. R. P. Nr. 31287 vom 19. Oktober 1884) angegebene Regulirungsvorrichtung ist eigentlich eine Präcisionssteuerung und gehört zu derjenigen Gruppe derselben, bei welcher ein von der Kurbelwelle bewegter Mitnehmer einen mit dem Expansionsventile verbundenen Mitgänger so lange behufs Eröffnung dieses Ventiles führt, bis der Mitgänger abschnappt und unter der Wirkung von Federn in seine erste Lage, bei welcher der Dampfzutritt abgeschlossen ist, zurückkehrt. Die Kampf'sche Einrichtung benutzt zur Expansion einen Drehhahn a (Fig. 6 bis 8 Taf. 26). Ein auf dessen Spindel lose sitzender Hebel l wird von der Grundschieberbewegung aus mittels Gestänges und der Hebel r und t sowie des Kugellagers e in Schwingungen versetzt. Der Backen n (vgl. Fig. 7) legt sich dabei gegen die Nase m, welche in dem auf der Hahnspindel festsitzenden Hebel h geführt wird, bewegt dieselbe vorwärts und dreht dadurch den Hahn a. Der Regulator verstellt die Nase m ihrer Höhenlage nach; gleitet dann n von m ab, so wird der Hebel h durch die Federn f (Fig. 8) wieder zurück in seine Mittellage geschnellt, bei welcher a sich schlieſst. Die Länge des Eingriffes zwischen n und m, also die Dauer des Dampfeintrittes hängt von der Stellung der Nase m ab, so daſs also der Regulator unmittelbar die Füllung beeinfluſst. Wenngleich die Anordnung nicht umständlich erscheint, so dürfte doch durch die gezwungene Bewegungsübertragung von dem Gestänge auf den Hebel l mittels des Kugellagers und die unsichere Einstellung des Hahnes durch die Federn f diese Steuerung weniger zweckmäſsig sein als zahlreiche andere solche Neuerungen. Auch die in der Revue industrielle, 1885 * S. 123 mitgetheilte Regulirungsvorrichtung von G. Low kennzeichnet sich als Präcisionssteuerung. Der Expansionshahn ist hier unmittelbar auf dem Rücken des Grundschiebers angeordnet und wird seine Oeffnung wie sein Abschluſs durch den Regulator herbeigeführt, wobei erstere stets bei gleicher Stellung der Maschinenkurbel erfolgt. Auf der Achse des Expansionshahnes sitzt ein Hebel, dessen Ende eine kleine Rolle trägt, welche zwischen zwei mit Vorsprüngen versehenen Scheiben liegt. Die untere derselben sitzt fest auf der Achse eines Schwungkugelregulators und stoſsen ihre Vorsprünge stets bei gleicher Stellung der Maschinenkurbel gegen die kleine Rolle und drücken diese etwas aufwärts, wodurch die Verdrehung der Hahnachse und damit die Oeffnung des Expansionshahnes erfolgt. Letzterer bleibt dann in dieser Lage, bis die Rolle durch die Vorsprünge der oberen Scheibe wieder abwärts gedrückt wird, und schlieſst sich hierdurch der Hahn wieder. Die obere Scheibe sitzt nun auf einer hohlen Welle, welche mit einer schraubenförmigen Rinne versehen ist, in welcher ein von den Schwungkugeln in seiner Höhenlage beeinfluſster Stein greift. Wenn somit bei einer Steigerung der Maschinengeschwindigkeit die Schwungkugeln nach auswärts fliegen, so heben sie den Stein, dieser verschiebt sich in genannter Rinne und verursacht somit eine Verdrehung der hohlen Welle und damit der oberen Scheibe, die dabei noch gleich schnell wie die untere gedreht wird. Die besondere, durch den Regulator somit' eintretende Verdrehung der oberen Scheibe bewirkt damit auch, daſs die Vorsprünge früher oder bei langsamerem Gange später gegen die Rolle stoſsen, so daſs der Abschluſs des Expansionshahnes entsprechend früher oder später erfolgt. Die Vorrichtung ist einfach und soll nach genannter Quelle gut wirken. Zu erwähnen ist noch, daſs der von C. v. Lüde angegebene Regulator mit indirekter Uebertragung unter Benutzung von Dampfkraft (vgl. 1884 251 * 201) nunmehr von Schäffer und Budenberg in Buckau ausgeführt wird. Der Praktische Maschinen-Constructeur, 1885 * S. 247 bringt eine Beschreibung der in den Handel gebrachten Construction, welche sich jedoch von der früher beschriebenen Anordnung nicht wesentlich unterscheidet. Ein eigenthümlicher Regulator von Napier ist im Engineer, 1885 Bd. 59 S. 279 dargestellt. In einem mit Wasser gefüllten cylindrischen Gehäuse sind zwei Scheiben angebracht, welche mit nach einer Seite vorstehenden gekrümmten Schaufeln versehen sind. Beide Scheiben Werden mit den Schaufeln gegen einander gesetzt, so daſs nur ein geringer Zwischenraum zwischen den beiderseitigen Schaufelkanten bleibt. Da die Krümmung der Schaufeln bei beiden Scheiben gleichartig ist, so kreuzen sich in der Zusammensetzung die Schaufelflächen. Die eine Scheibe wird nun von der Kurbelwelle in rasche Drehung versetzt und schleudert dann wie bei einer Centrifugalpumpe das Wasser von der Achse gegen den Umfang. Die besondere Schaufelform jedoch verursacht dabei auch eine Bewegung des Wassers gegen die zweite Schaufel; letztere würde nun gleich einer Turbine durch das andrängende Wasser in Bewegung gesetzt werden, wenn sie nicht dadurch gehemmt wäre, daſs auf der Achse des Rades eine Rolle sitzt, über welche eine  an einen belasteten Hebel angehängte Kette führt, die das Bestreben hat, das Schaufelrad rückwärts zu drehen. Je nach der Maschinengeschwindigkeit wird die Kraft, mit welcher das von dem stets sich drehenden Rade bewegte Wasser das zweite Rad zu drehen sucht, gröſser oder geringer werden als der entgegengesetzt wirkende Druck durch die belastete Kette; es wird sich demnach das zweite Schaufelrad entsprechend etwas vor- bezieh. rückwärts bewegen. Diese von der Maschinengeschwindigkeit abhängigen Bewegungen werden durch den erwähnten Hebel auf die Drosselklappe übertragen. Zum Schlusse sei auf eine von Prof. Salaba angegebene graphische Methode der Berechnung von CentrifugalregulatorenVgl. Salaba; Die graphische Ausmittelung der Centrifugalregulatoren mit maximaler Energie (Prag 1883). aufmerksam gemacht, welche ein Uebergangsglied zwischen der statischen und dynamischen Regulatortheorie bildet. Salaba nimmt die mit der Zurücklegung eines gewissen Weges von Seiten der Hülse verbundene Arbeitsleistung zum Ausgangspunkte seiner Entwickelungen, deren graphische Behandlung einen klaren Einblick in den Zusammenhang der wichtigen Bestimmungsgröſsen der Regulatoren gestattet. K. H.

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