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Aus diesen Formeln ersieht sich nun: 1) dass der
Enddruck poV im grossen Cylinder ganz allein abhängig ist von dem Verhältniss der beiden Cylinderinhalte und von dem Füllungsgrade im kleinen Cylinder; 2) dass, da in allen anderen Formeln E (ein echter Bruch) als gemeinschaftlicher Factor im Nenner erscheint, bei jeder Maschine die Werthe für alle anderen Spannungen mit der im grossen Cylinder stattfindenden Expansion wachsen. Diese Spannungen, welche im grossen Cylinder als wirksamer Druck thätig sind, treten zwar im kleinen Cylinder als schädlicher Gegendruck auf; da aber die Cylindervolumina sich in der Regel wie 1 : 4 verhalten, wird immerhin # des durch vermehrte Expansion E erzielten Spannungszuwachses der Leistung der Maschine zu gute kommen. Die Grössen m und n, sind bei gleichem E lediglich von dem Neigungswinkel abhängig, unter welchem die Cylinder zu einander stehen, m ausserdem noch von der inneren Deckung des kleinen Schiebers. Aus der Fig. 1 ist zu ersehen, dass der Eintritt des Dampfes in den grossen Cylinder desto früher stattfindet, je früher der kleine Cylinder abbläst, je kleiner also die innere Schieberdeckung ist. Ebenso ist aus Fig. 1 der Einfluss ersichtlich, den der Neigungswinkel auf den früheren oder späteren Dampfeintritt hat. Wir können nach dem im Eingange Gesagten die Axe ab des kleinen Cylinders mit den dazu gehörigen kleinen Schieberkreisen um den Mittelpunkt der Kurbelwelle in jede beliebige Lage gedreht denken. Verkleinern wir den Neigungswinkel, so folgen alle auf den kleinen Cylinder bezüglichen Punkte einer Drehung in der Richtung des Pfeiles y, der Punkt drückt weiter nach b, und der Uebertritt des Dampfes in den grossen Cylinder erfolgt später, also ungünstiger. Vergrössern wir dagegen den Neigungswinkel, so drehen die bezüglichen Punkte sich im Sinne des Pfeiles z und der Uebertritt des Dampfes rückt von d in eine immer
günstigere Lage nach c hin. Durch die Bedingung,
dass eine Schiffsmaschine ebenso gut rückwärts wie vorwärts arbeiten muss, ist die Wahl in der Grösse des Neigungswinkels begrenzt. Vollständig erfüllt wird diese Bedingung nur, wenn der Winkel 90% beträgt, doch findet man auch, was bei Schiffen, die grössere Reisen machen, also seltener die Umsteuerung gebrauchen, zulässig sein mag, die Cylinder unter einem stumpfen Winkel gestellt; in diesem Falle hat man den Vortheil, dass die Maschine vorwärts günstiger arbeitet, durch den Nachtheil erkauft, dass dieselbe rückwärts desto ungünstigere Dampfeinströmung hat. Uebrigens giebt eine Zweicylinder-Maschine, deren Cylinder unter 90° stehen, ganz befriedigende Steuerungsverhältnisse, wenn man die oben gezogenen Folgerungen nicht unbeachtet lässt. Berücksichtigen wir noch aus der Fig. 1, dass der freie Querschnitt für den Dampfübertritt in den grossen Cylinder hauptsächlich durch die Höhe der Dampfcanäle des kleinen Cylinders
bedingt ist, wählen wir also für die Höhe der Dampf
wege des kleinen Cylinders die den Verhältnissen des
grossen Cylinders entsprechende Grösse und demnach für beide Schieber gleichen Hub, so werden sich für eine solche Maschine etwa die Steuerungsverhältnisse herausstellen, welche Fig. 2 zur Anschauung bringt. Beide Excentriks haben gleichen Hub und etwa 35° Voreilung, der grosse Schieber geringe, der kleine gar keine innere Ueberdeckung. Der aus dem kleinen Cylinder austretende Dampf findet den grossen Kolben kurz nach beendetem Wechsel auf 0,2 seines Weges und genügend grossen freien Querschnitt für seinen Uebertritt vor. Durch die Expansion im grossen Cylinder wird ein ausreichendes Dampfquantum im kleinen Cylinder und Verbindungsrohr zurückgehalten, um beim Wechsel des grossen Kolbens diesen durch das erste Fünftel seines Weges hindurchzubringen. Die Spannungen, welche diese Steuerung für 7* Anfangsdruck bei einem Cylinderverhältniss von 1:4 und bei einem Inhalt des Verbindungsrohres gleich dem des kleinen Cylinders, geben würde, sind nach den oben entwickelten Formeln berechnet in die Figur eingeschrieben. Die Annahme, dass der Inhalt des Verbindungsrohres und des grossen Schieberkastens zusammen dem Inhalt des kleinen Cylinders gleich sei, entspricht annähernd den thatsächlichen Constructionsverhältnissen. Man findet aber auch mitunter absichtlich ein grösseres Verhältniss gewählt, einen Zwischenbehälter, Receiver, eingeschaltet, durch welchen eine vermuthete schädliche Compression des Dampfes ausgeglichen werden soll; wie aber die Rechnung ergiebt, ist eine schädliche
Compression im Verbindungsrohre schon bei gleichem
Inhalt desselben mit dem kleinen Cylinder ausgeschlossen, und deshalb jede weitere Vergrösserung des Rauminhaltes nur geeignet, unnöthigen Verlust durch Abkühlung des Dampfes herbeizuführen.
Die theoretische Leistung eines Dampfquantums ea von der Spannung p, welches sich auf das Volumen A ausdehnt, ergiebt sich bekanntlich aus dem Inhalt der Fläche in Fig. 3, wenn p als Ordinate zu A aufgetragen und die Curve nach dem Expansionsgesetz berechnet und gebildet ist.
Wir benutzen zur Bestimmung dieser Curve wieder das Mariotte'sche Gesetz, nehmen für den Anfangs
druck p = 7“, für das Verhältniss # = #, und für e
den aus Fig. 2 sich ergebenden Werth von 0,7 und erhalten dann in dem Inhalte der geschlossenen Figur die theoretische Leistung des von unserer Maschine verbrauchten Dampfes. Die berechnete Leistung derselben wird durch die schraffirten Flächen repräsentirt, und entspricht von denselben die Fläche mit der Basis a der Leistung des kleinen Cylinders und die Fläche mit der Basis A = 4 a der Leistung des grossen Cylinders.
Beide Flächen decken sich zum Theil und in einer Ausdehnung, welche dem Inhalt des leer gebliebenen Raumes innerhalb des theoretischen Diagramms nahe
bedingt ist. Im grossen Cylinder treibt man die Expansion nie weiter als solche mit einem Schieber erreichbar ist; dem kleinen Cylinder dagegen giebt man oft noch einen besonderen Expansionsschieber. Jede ZweicylinderMaschine erhält aber noch eine besondere Vorrichtung zur Erleichterung des Anlassens, durch welche man im Stande ist, dem grossen Cylinder directen Dampf zuzuführen und welche zweckmässigst in einer besonderen Handsteuerung besteht. Nach den Diagrammen in Fig. 3 würde der kleine Cylinder etwa #, der grosse Cylinder # der ganzen Leistung geben. Zur Erzielung eines gleichmässigeren Ganges und gleicher Inanspruchnahme sämmtlicher Maschinentheile müsste jeder Cylinder etwa die Hälfte der gesammten Leistung liefern. Dies kann man nur dadurch erreichen, dass man dem kleinen Cylinder weniger Füllung giebt, da dies aber mit einem Schieber nicht zu erreichen ist, so würde hier also schon ein besonderer Expansionsschieber für den kleinen Cylinder Anwendung finden. Dass durch Anwendung eines kleineren Füllungsgrades die Leistung beider Cylinder einander näher gebracht wird, ergeben die Formeln, nach welchen sämmtliche Spannungen also auch die Gegendrucke im kleinen und die wirksamen Drucke im grossen Cylinder geringer werden, wenn für e ein kleinerer Werth eingesetzt wird. Für die Maschine selbst resultiren daraus freilich eine geringere Maximalleistung, oder falls diese bestimmt ist, grössere Cylinderdimensionen. – Ich möchte nun noch auf eine Zweicylinder-Maschine näher eingehen, mit der ich mich specieller beschäftigen musste, weil mir die Ablieferung derselben nach eingetretener Liquidation und Betriebseinstellung der hiesigen Actien-Gesellschaft Vulcan zufiel. Diese Maschine hatte nach Fig. 4 zwei Cylinder von 400“ und 800" Durchm. und 480“ Hub, welche unter einem Winkel von 55° gegen einander geneigt waren, und eine gemeinschaftliche Kurbel. Die Excentriks hatten bei 110" Hub für den kleinen Cylinder 30° und für den grossen Cylinder 7° Voreilung, der kleine Schieber 27“,5 äussere, 2“,5 innere, der grosse Schieber 4",5 äussere, 2“,5 innere Deckung. Die Kolbenstangen wurden einseitig geführt, die Umdrehung erfolgte in Richtung des Pfeiles. Die Luftpumpe befand sich über dem Condensator, so dass sie 1“,200 Saugehöhe zu überwinden hatte, die Kühlwasserpumpe führte das kalte Wasser von oben in den Röhrencondensator und das warme Wasser unten ab. s
Diese Maschine wurde von dem technischen Director
nach unternommener Probefahrt zur Ablieferung geeignet erklärt! Sie sollte contractlich bei 70 Umdrehungen und 6* absolutem Dampfdruck 200 Pferde indiciren, und ergab bei den auf meine Veranlassung unter Zuziehung von sachverständigen Zeugen wiederholten Probefahrten als Maximalleistung bei 7* absoluter Dampf
spannung und 74 Umdrehungen 120 indicirte Pferde, von welchen 100 Pferde auf den kleinen und 20 Pferde auf den grossen Cylinder entfielen. « Nach dem Vorgetragenen konnte diese geringe Leistung nicht unerwartet sein. Die ganze Anlage der Maschine war eine verfehlte. Wie durch die völlig unüberlegte Wahl des spitzen Neigungswinkels für die Cylinder und durch den Mangel an Expansion im grossen Cylinder die Wirkung des Dampfes beeinträchtigt werden musste, ergiebt das mit Hilfe des Schieberdiagramm Fig. 1, Blatt 4 berechnete Diagramm in Fig. 5, Blatt 3, in welchem der leergebliebene Raum den Verlust repräsentirt. Nimmt man nun noch hinzu, dass infolge der falschen Disposition der Luftpumpe die Luftleere eine höchst mangelhafte, höchstens 56" erreichende war, so kann die geringe Leistung des grossen Cylinders nicht mehr Wunder nehmen. Im Interesse der Actien-Gesellschaft durfte ich die Maschine in diesem Zustande nicht zur Ablieferung bringen, konnte indess bei eingestelltem Betriebe und abgelaufener Lieferfrist eine zeitraubende gründliche Aenderung nicht mehr vorschlagen. f « Hätte die Maschine vollständige Kolbenführungen gehabt, so wäre es möglich gewesen, dieselbe rückwärts laufen zu lassen; sie hätte dann rechnungsmässig das Diagramm Fig. 6 indicirt, und wenn man dann noch dem grossen Cylinder Expansion gegeben hätte, das befriedigende Diagramm Fig. 7. Unter den obwaltenden Umständen blieb nur die Möglichkeit, durch Umänderung der Steuerung einen höheren Nutzeffect zu erreichen. Nach Fig. 1, Blatt 4 beginnt der kleine Cylinder abzublasen, wenn der grosse Kolben 0,6 seines Weges zurückgelegt hat, und der kleine Kolben wechselt, wenn der grosse Kolben auf 0,8 seines Hubes angelangt ist. Würde man nun dem grossen Cylinder etwa 0,65 Füllung geben und den kleinen Cylinder etwas später etwa auf 0,7 des grossen Kolbenweges abblasen lassen, so würde der abblasende Dampf den Zutritt zum grossen Cylinder bereits gesperrt finden und im Verbindungsrohr so lange zurückbleiben müssen, bis kurz vor dem Wechsel des grossen Kolbens der Dampfeintritt auf der anderen Seite desselben sich öffnet. Fig. 2, Blatt 4 giebt das diesen Bedingungen entsprechende Diagramm. « Der Schieber des kleinen Cylinders hat zur Erreichung des späteren Abblasens bedeutende innere Deckung und zur Vermeidung übermässiger Compression beim Wechsel des kleinen Kolbens nur 25° Voreilung; der Schieber des grossen Cylinders 36° Voreilung und infolge der dadurch bedingten grossen äusseren Ueberdeckung einen grösseren Hub erhalten müssen.