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Durch diese Bewegung bewirkt der Schieber die sog. Dampfvert eilung, indem erdienach dem Dampf- cylinder ^ führenden Kanäle o und ä abwechselnd 1) für den Dampfzutritt öffnet, 2) abschließt, 3) mit dem Raum 3 verbindet, aus dem der Dampf [* 3] durch das Austrittsrohr i- entweicht, 4) wieder schließt. (Näheres überdieDampfverteilungs.unten,S.739a.) Durch diese Dampfverteilung bewegt der Dampf den Kolben N im Cylinders auf und ab, und diese geradlinige Bewegung wird durch diemitderKolben- stange mittels des^Kreuzkopfes 15 verbundene Pleuel- stange ? in die drehende Bewegung des Kurbel- zapfens H umgewandelt, wodurch die Welle, auf der das Schwungrad x sitzt, in Umdrehung versetzt wird.
Von dieser drebenden Welle wird die von dem Dampf geleistete Arbeit mittels Riemenscheibe oder sonstiger Transmissionsteile auf die betreffende Arbeits- maschine übertragen. Das Schwungrad x bewirkt, daß die Drehung der Welle eine gleichförmigere wird. In anderer Weise sorgt für den gleichmäßigen Gang [* 4] der Mafchine der mit Regulator [* 5] benannte Mechanis- mus a. Wird nämlich der gleichmäßige Gang der Maschine [* 6] z. B. dadurch gestört, daß sie plötzlich weni- ger Arbeitsmaschinen zu treiben hat, als beim nor- malen Arbeitsgang, so fängt sie an, schneller zn gehen, da sich der Widerstand verringert hat.
Da- durch drehen sich aber auch die Schwungkugeln des Regulators, der von der Welle durch konische Räder in Umdrehung versetzt wird, in demselben Verhältnis schneller; die Folge davon ist, daß sich die Arme v der Kugeln vermöge der wachsenden Centrifugal- kraft heben und auch den Wulst Ii in die.höbe ziehen; dadurch bebt sich auch eine Gabel, die in die ring- förmige Nut des Wulstes eingreift und die dünne Stange d emporzieht, die ihrerfeits durch Drehung der kleinen, im Dampfzuströmungsrohr ^ sitzenden Drosselklappe [* 7] das Rohr etwas verengt.
Dies hat zur Folge, daß die Maschine weniger Dampf be- kommt und daher nun wieder langfamcr läuft, wo- durch die Störung des gleichmäßigen Ganges felbst- thätig ausgeglichen ist. Bekommt die Maschine wie- der mehr zu arbeiten, so verringert sich durch das Wachsen des Widerstandes die Geschwindigkeit, die Schwungkugeln des Regulators senken sich, die Drosselklappe dreht sich entgegengesetzt wie vorhin und läßt mebr Dampf durch N, wodurch die Ge- schwindigkeit wieder steigt.
Außer dem Schieber und dem Regulator wird durch ein Excenter [* 8] c noch die Speisepumpe 0, die den Dampfkessel [* 9] mit Wasser versorgt, von der Maschine selbst bewegt. Gegenüber dieser vertikalen oder stehenden Anord- nung, deren äußere Ansicht Taf. II, [* 1] Fig. 2 giebt, hat man feit längerer Zeit meist der liegenden Konstruktion den Vorzug gegeben, von der ein Beispiel durch Taf. I, [* 1] Fig. 1 gegeben sei. Bei dieser liegenden Anordnung verbindet der Nahmen oder Balten a (hier Corliß-Nahmen) den Cylinder mit der Kurbelwelle.
Die Kolbenstange d trägt an ihrem vordern Ende den Kreuzkopf, [* 10] welcher in dem cylindrisch ausgebohrten Teile des Corliß-Rahmens gleitet. Vom Kreuzkopf aus führt die Pleuelstange [* 11] c zum Kurbelzapfen ä der Kurbel [* 12] 6, die auf der Schwungradwelle oder Kurbelwelle k sitzt, die direkt hinter der Kurbel durch das Kurbellager oder Haupt- wellenlager F gehalten wird, das in den vordern Teil des Corliß-Balkens eingebaut ist. Auf der Welle ist das Scbwungrad zu erkennen, von dem aus in neuerer Zeit die Maschinenarbeit nach der Trans- mission geleitet wird und zwar durch Riemen oder Seile,dem entsprechend das Schwungrad als Riemen- oder Seilscheibe [* 13] auszubilden ist.
Die Kolbenstange d ist durch den hintern Cylinderdeckel hindurchgeführt und am Ende durch ein Gleitstück Ii nochmals unter- stützt, welches auf einer an den Cylinderdeckel ange- fchraubten und hinten von einer Säule getragenen Gleitbahn sich bewegt. Durch einen Zwischenhebel i steht das Ende der Kolbenstange mit demjenigen Hebel [* 14] in Verbindung, durch den die unter dem Fuß- boden des Maschinenhauses aufgestellte Konden- fatorpumpe angetrieben wird. Der Regulator K wirkt hier nicht auf eine Drosselklappe des Dampf- einströmungsrohres, sondern auf die Steuerung direkt ein. ^iehe über diefe Einzelteile auch die be- treffenden ^pecialartikel.
Einteilung und Benenuung. Die
Dampfmaschine
[* 15] zerfallen in zwei Gruppen: folche, bei denen der Kolben im Cylinder
in eine (fast ausnahmslos gerad- linige) hin und her gehende
Bewegung umgewan- delt wird, und solche,
bei denen der Kolbens direkt mit der zu treibenden
Welle fest verbunden, eine rotierende
Bewegung ausführt, die rotieren-
den
Dampfmaschine. Die erstern sind die allein wichtigen: trotz vielfacher Verfuche ist es noch nicht gelungen, eine
rotierende Maschine zu konstruieren, welche nur an- nähernd an Güte den
Maschinen der ersten Art gleichkäme.
Im folgenden follen zunächst die Ma- schinen mit hin und her gehenden Kolben betrachtet und zum Schluß noch die rotierenden
Maschinen angeführt werden.
Nach der Aufstellungsart unter- fcheidet man stati 0 näre
Maschinen, die fest mit einem Fundament verbunden an einem bestimmten
Orte aufgestellt sind und, bei denen der
Kessel meist in einem besondern Raume, dem
Kesselhause, von der
Maschine getrennt untergebracht ist, und Lokomo- bilen, die samt
Kessel auf einem Rädergestell auf- gebaut, von einem Orte
zum andern transportiert und jeweilig in Betrieb genommen werden können. Den Übergang von den stationären
Dampfmaschine zu
den Lokomo- bilen bilden die Halblokomobil en und die trän s- portabeln
Dampfmaschine, lokomobile
Dampfmaschine ohne Rädergestell, wobei
Kessel und
Maschine zu einem Ganzen vereinigt sind.
Ist ferner
Kessel und
Maschine auf einem Fahrgestell aufgebaut, erfolgt aber die Fortbewegung durch die Mafchine selbst und
ist dieser
Transport der
Maschine und weiter angehängter Wagen an sich Zweck der
Maschine, so heißt sie
Lokomotive.
[* 16] Eine besondere
Klasse, dieSchiff
s m afchinen, bil- den endlich die Vetriebsdampfmafchincn für
Dampf- schiffe (Schrauben-
und Raddampfer). In betreff der
Lokomobilen
[* 17] und transportabeln
Dampfmaschine f.
Lokomobile,
[* 18] in betreff der
Lokomotiven und
Schiffsmaschinen
s.
Lokomotive und Dampfschiff.
[* 19]
Durch ihre Anordnung unterscheiden sich dieD. in liegende und stehende Maschinen, je nachdem die Achse des Dampfcylinders horizontal oder vertikal gerichtet ist. Bei den stehen- d en Maschinen kann dabei der Dampfcylinder unter- halb der Kurbelwelle liegen (wie bei den ältern B 0 ck- und Säulenmaschinen u. s. w.und den jetzt noch gebräuchlichen kleinern Wand 0 ampf m aschinen), oder die Kurbelwelle liegt nahe dem Fußboden unten und der Cylinder ist auf Ständer (Ständerma- schine) resp. Säulen [* 20] gestützt über ihm angeordnet (wie bei den in den letzten Jahren sich mehr verbreiten- den, den Hammermaschincn der Dampfer nachgebil- deten Betriebsmaschinen für Fabriken, elektrische Be- leuchtungsanlagen u. s. w.). Seltener ist die geneigte Lage der Dampfcylinderachse, wie sie bei Dampfwin- den und bei Raddampfer- und kleinen ¶
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dampfermaschinen ausgeführt wird. Nach der Wir- l tungsweise des Dampfes in der Maschine zerfallen ! die
Dampfmaschine in einfach wirkende
und doppelt wir- j tcnde. Unter den einfach wirtenden
Dampfmaschine sind solche ! zu verstehen, bei denen der Dampf nur auf einer ! Seite
des Kolbens wirkt, während der Rückgang des ! Kolbens entweder durch den atmosphärischen Druck oder
durch Gegengewichte erfolgt. Bei den doppelt wirkenden
Dampfmaschine wirkt der Kesseldampf abwechselnd auf beide Seiten des Kolbens.
Ferner unterscheidet man
Dampfmaschine mit und ohne Kondensation, erstere werden mit dem Namen Kondensationsmaschinen, letztere mit Auspuffmaschinen
bezeichnet. Hat die
Dampfmaschine nur einen einzigen Cylinder, so nennt man sie Ein- cylindermafchine.
Sind zwei solche Cylinder gleicher Abmessungen an einer Maschine vorhanden, von denen jeder den Admissionsdampf aus dem Kessel
erhält, so hat man eine Zwillingsma- schine, entsprechend bei drei gleichen Cylindern eine Drillingsmaschine oder häufiger
Dreicylin- dermaschine.
Eine weitere Klasse von
Dampfmaschine bilden diejenigen, bei denen die Erpansion des Dampfes stufenweife in mehrern
Cylindern nacheinander vor sich geht. Hierzu sind zu rechnen die Wo olfschen und die Compo und Maschinen (s. oben, Ge- schichtliches,
S. 737a). Nach der Art der Steue- rung werden noch die Ausdrücke Schieberma- schinen und Ventilmaschinen gebraucht. Die Maschinen
mit hoher Umdrehungszahl, etwa von MO Umdrehungen in der Minute an, werden oft als Schnelllaufende
Dampfmaschinen
[* 25] oder kurz
Schnellläufer bezeichnet (Verwendung zum Betriebe von Centrifugalpumpen und Dy- namos).
Der Name Valanciermaschine kommt den
Dampfmaschine zu, bei denen die Kolbenstange nicht direkt durch die Pleuelstange
mit der Kurbel verbunden ist, sondern erst auf einen Balancier
[* 26] wirkt, von dem aus dann durch die Pleuelstange
die Welle umge- trieben wird. Oscillierende Maschinen, bei denen der oder die Cylinder um eine Achse schwingen und die Kolbenstange
direkt am Kurbelzapfen an- greifen, werden wegen ihrer geringen Länge in Rich- tung der Cylinderachse meist für Raddampfer
kon- struiert.
Unter Hubmaschine n versteht man solche, bei denen nur hin und her gehende Bewegungen der Getriebe [* 27] und Steuerungsteile vorkommen, wie bei vielen Wasserhaltungsmaschinen. Wanddampf- mafchinen, mit der Grundplatte an der Gebäude- mauer, der Raumersparnis wegen, angebracht, gewöhnlich kleinere Maschinen, kommen im Fabrik- detriebe ziemlich oft vor. (Vgl. Wasserhaltungsma- schine, Cornische Maschinen, Fördermaschine und Kleinmotoren.) Die Steuerungen. Zur Erklärung der Steuerung, d. h. der Einrichtung, die den Dampfeintritt und Dampfaustritt, mit einem Wort die Dampfvertei - lung selbstthätig regelt, dienen nachstehende [* 24] Fig. 5 u. 6. In beiden [* 24] Figuren steht der Kolben X in der Mitte des Cylinders, in [* 24] Fig. 6 in der Bewegung nach abwärts, in [* 24] Fig. 5 in der nach aufwärts begriffen.
Der Mafchinenteil, welcher den Dampf bald über, bald unter den Kolben treten läßt, ist der Schieber (einfacher Muschelschieber) ^.V, der in [* 24] Fig. 5 nahezu seine höchste, in [* 24] Fig. 6 angenähert seine tiefste Stel- lung einnimmt. Derfelbe wird von einem auf der Maschinenwelle sitzenden Excenter bewegt und gleitet über den drei Kanälen l, 0, ä, von denen t' in den untern Raum des Cylinders bei ^, ä in den obern dei 6 mündet, während 0, der Austrittstanal, mit der freien Luft oder dem Kondensator [* 28] in Verbindung steht, über dem Schieber ist der Schieberkasten OT an dem Cylinder befestigt und mit dem Dampf- kessel durch das Rohr v in Verbindung gesetzt.
Denkt man sich in [* 24] Fig. 5 den Kolben 3, der von unten den Druck des Dampfes erhält, in die Höhe gehend, so wird durch das entsprechend auf der Kurbelwelle aufgesteckte Excenter der Schieber ^L gleichzeitig von oben nach unten bewegt, fchließt den Kanal [* 29] t' und sperrt somit den Dampfzufluß unter den Kolben [* 24] Fig. 5. [* 24] Fig. 6. ab. Bei der fortgefetzten Drehung der Kurbel- welle bewegt sich der Schieber immer tiefer, wäh- rend der Kolben bis zum höchsten Punkte geht und umkehrt.
Dann erhält der Kolben Dampfdruck von oben, denn der Kanal ä wird durch den Schieber mit dem Dampfraum in Verbindung gebracht, wäh- rend der Kanal l durch den Schieberhohlraum und den Ausströmungskanal 0 mit der freien Luft oder dem Kondensator kommuniziert, sodaß der im un- tern Teil des Cylinders enthaltene Dampf entweicht. Hat dann der Kolben die in [* 24] Fig. 6 gezeichnete Mittelstellung eingenommen, so hat auch der Schieber nahezu seinen tiefsten Punkt erreicht und bewegt sich wieder nach oben, wobei er zuerst die Kanäle t'und ä schließt, dann, wenn der Kolben nahe am untern toten Punkt steht, t mit dem Dampf- raum, ä dagegen mit der freien Luft oder dem Kon- densator verbindet, sodaß der Kolben aufwärts be- wegt wird.
Die Verbindung eines der Kanäle ä und l mit dem Dampfraum oder der freien Luft oder dem Kondensator muh stets etwas vor dem Augenblick stattfinden, wo der Kolben seine Endstel- lung eingenommen hat. Dagegen kann die Ab- sperrung des Dampfzutritts durch die Verdeckung der Einströmungskanäle ä und l in jeder beliebigen Kolbenstellung erfolgen, worauf der Dampf durch Erpansion wirkt. Die Kolbenstange 6 sowie die Schieberstange ^ sind durch Stopfbüchsen [* 30] dampf- dicht nach außen geführt. Da die eben beschriebene einfache Muschelschieber- steuerung, wenn der Schieber durch ein auf der Welle sitzendes Excenter bewegt wird, sich nicht znr Anwendung einer großen Expansion, 0. h. zu einer geringen Füllung des Cylinders mit frischem Dampf eignet (der einfache Muschelschieber giebt mindestens 50 Proz. Füllung und mehr), versuchte man teils die Bewegung des Schiebers durch unrunde Scheiben zu bewirken, teils durch Anwendung eines zweiten Schiebers, des Expansionsschiebers, den Dampf früher abzusperren, als dies durch den einfachen Schieber mit Ercenterbewegung möglich ist, welch letztere Einrichtung den Vorteil bot, daß man so die aus praktischen Gründen unübertreffliche Bewe- gung der Schieber durch Excenter beibehalten konnte. 47* ' ¶
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Gleichzeitig ist in der veränderlichen Expansion, d. h. frühern oder spätern Absperrung des Dampfes, das rationellste Mittel zur Regulierung der Um- drehungszahl einer Maschine geboten. Das Be- streben, auf diefe Weise eine möglichst vollkommene Regulierung zu erreichen, charakterisiert daher alle neuern Steuerungen. Zur Erzielung einer größern Expansion, also kleinern Füllung, als sich mit dem einsacken Muschel- schieber erreichen läßt, dient vorzugsweise der Meyersche Expansionsschieber, welcher es ermöglicht, die Füllung des Cylinders zwischen wei- ten Grenzen [* 32] variieren zu lassen. Die Meyersche Konstruktion (s. nachstehende [* 31] Fig. 7) besteht darin, [* 31] Fig. 7. daß zwei Schieber übereinander angeordnet sind, deren jeder durch ein eigenes Excenter bewegt wird.
Der untere Schieber wirkt genau so wie der einfache Muschelschieber, hat jedoch für den Dampfeinlaß zwei getrennte Kanäle a, d, die durch den zweiten Schieber, der aus zwei getrennten Platten o, ä be- steht, im geeigneten Moment geschlossen werden. Durch ein Handrad 6 können die schließenden Flächen des obern Schiebers von außen verstellt und dadurch die Cylinderfüllungen beliebig größer oder kleiner gemacht werden. An der außen be- findlichen Maßteilung Ii läßt sich die Stellung der Platten des Expansionsschiebers erkennen.
Als Varianten der Meyerschen Steuerung können die von Rider und Guhrauer sowie die Farcotsche Schleppschiebersteuerung betrachtet werden, von denen namentlich die letzte in vielen Abänderungen ausgeführt wird. Die letztern Steuerungen be- zwecken die leichte Einwirkung des Regulators auf die Expansion und damit die Beseitigung eines Übelstandes der Meyerfchen Steuerung, welche zur Verstellung der Expansionsschieberplatten, also zur Änderung der Füllung, zu viel Kraft [* 33] erfordert.
Den Schiebersteuerungen verwandt sind die Drehschieber- oder Hahnsteuerungen, welche in der seinerzeit außerordentliches Aussehen erregen- den Corlih-Steuerung den besten Repräsentan- ten finden. Die Corliß-Steuerung gehört zu den sog. Präcisions st euerungen, welche den Udra^sionsdampf im geeigneten Moment plötzlich absperren, die aber sowohl unter den Schieber- als unter den Ventilsteuerungen ihre Vertreter haben. Die Steuerung der Corliß-Maschine ist aus [* 31] Fig. 3 der Taf. III zu ersehen.
Die Schieber (sog. Dreh- schieber oder Hähne) sind vier an der Zahl (1^ und vv), und zwar sind ein Einlaßschieber (oben) und ein Auslahschieber (unten) auf jeder Seite des Dampfcylinders in größter Nähe der innern Boh- rung angebracht. Auf diese Weise hat man durch kurze Dampfwege und durch die Befchränkung des schädlichen Raumes auf ein Minimum eine wesent- liche Dampsersparnis erzielt. Beide Schieberpaare werden durch ein Excenter betrieben, welches auf eine Scheibe N wirkt, die auf einem vom Cylinder her- vorragenden Zapfen [* 34] schwingt.
Durch kurze Zug- stangen, die von der Scheibe zu denSchiebern reichen, werden letztere in eine eigentümliche Bewegung ge- setzt, die anfangs fchnell, zuletzt aber, wenn der Dampfkanal beinahe geöffnet ist, ganz langsam er- folgt. Diefe Wirkung ist auf sehr sinnreiche Weise dadurch erreicht, daß die Zapfen auf der Steuer- fcheibe fo angebracht sind, daß ihre Bewegungslinie beinahe rechtwinklig zur Richtung der Schieberzug- stangen liegt, wenn die Grenze derBewegung nabezu erreicht ist.
Die Zugstangen, welche die Steuer- scheibe mit den die Einlaßschiebcr bewegenden Armen verbinden, haben an ibrem äußersten Ende Klinken, welche dadurch ausgelöst werden, daß sie, sobald mit einem durch den Regulator mittels der Stangen Ull verstellbaren Hebedaumen in Berührung kommen. Diese Verstellung be- wirkt ein früheres oder späteres Schließen des Dampfkanals und verändert fo die Größe der Expansion, der Leistung der Maschine ent- ^ sprechend. Ist nämlich die Klinke [* 35] ausgerückt, ^ so wird der Schieber mittels einer kräftigen Feder oder eines Gewichts, welche auf den Hebel wirken, plötzlich gefchlossen. Hm hierbei jeden Stoß und starkes Aufschlagen der Gewichte zu verhindern, sind sog. Luftpuffer oder Luftkissen angeordnet, welche in der [* 31] Figur unter dem Fuß- boden angeordnet und mit den Hahnhebeln durch senkrechte Stangen verbunden sind.
Aus der [* 31] Figur ist auch die Anordnung des mit einem Handrad L zu bewegenden Dampfabsperrventils auf dem Cylin- der und des Dampfzuleitungsrohres ^ zu ergehen; 6 ist das Dampfaustrittsrohr. Taf. II, [* 31] Fig. 6 zeigt eine etwas modifizierte Anordnung der neuen horizontalen Corlih- Mafchine. Das Eigentümliche derselben liegt zu- nächst darin, daß hier zum Schließen der Einlaß- hähne weder metallische Federn noch Gewichte be- nutzt werden, sondern durch Lustfedern oder Luft- puffer die Wirkung des Luftdruckes in Anwendung gebracht ist.
Auch hat die Steuerscheibe insofern eine Änderung erfahren, als dieselbe nur zwei Zap- fen für die vier Zugstangen trägt, indem die Stan- gen für Ein- und Auslaßhähne auf jeder Seite an einem und demfelben Zapfen angreifen. Die Steuer- fcheibe sitzt excentrisch auf dem Drehzapfen und wird in bekannter Weise durch ein Excenter betrieben. Abweichend von den ältern Konstruktionen befindet sich jedoch der die Drehung des Hahns bewirkende Hebel nicht auf der Hahnfpindel selbst, sondern auf einem eigenen Drehzapfen, wodurch die Hadnspin- del von den Außenkräften entlastet ist.
Der bezeich- nete Hebel faßt mittels eines Hebedaumens eine Flachstange an, die an ihrem untern Ende mit dem Pufferkolben verbunden ist. Wird dieser gehoben, fo dreht sich auch der Einlaßhahn, da die Kurbel desselben durch eine Stange gleichfalls mit dem Pufferkolben in Verbindung steht; der ganze den Schluß bewirkende Zug des letztern hängt also nicht an der Kurbel der Hahnspindel, sondern direkt an dem Hebedaumen. Der Dampf wird dadurch abge- fperrt, daß die Flachstange von dem Hededaumen hinweggedrängt wird, was mittels kleiner, durch den Regulator verstellbarer Anschlagrollen gefcbieht. Erwähnenswert ist noch die vertikale Aufstellung der Luftpumpen [* 36] zur Seite des Bajonettbalkens und der Antrieb derfelben vom Excenter der Steuerung. Die [* 31] Figur zeigt auch dcn Corliß-Rahmen. ¶