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eine Dampfumsteuerung der Compagnie de l'Ouest. Sie besteht aus einem wagerechten Steuercylinder ^.^. mit davorliegendem
Bremscylinder Ü, der mit
Wasser oder
Glycerin gefüllt ist und dazu dient, die in den Steuerungsteilen bei ihrer
Bewegung aufgespeicherte
lebendige Kraft zu vernichten, damit sie durch letztere nicht über die erforderliche
Stellung hinausgeschleudert
werden. Die gemeinschaftliche
Kolbenstange beider
Cylinder bewegt ein Führungsstück ^, ^, an welches eine mit der
Steuerung
der
Dampfmaschine
[* 3] in
[* 1]
Fig. 1. Damftfumstenerung der Compagnie de l'Ouest.
Verbindung stehende Steuerstange angeschlossen ist. Dieses Führungsstück vertritt also die Stelle der bei den Handumsteuerungen auf die Steuerung einwirkenden Hand. [* 4] Wenn nun der Maschinenführer den zweiarmigen, bei 2 drehbaren Hebel [* 5] N (Steuer hebel) in der Pfeilrichtung, also nach links, aus aus dem cylindriseiner Mittellage bringt, so wird zunächst der an dem schen Gehäuse ^. untern Ende von N bei ^V^V drehbar angebrachte mit dem Dampf-Hebel V V in dem Punkte V, welcher durch die einströ'mungs-Stange 8, den bei H drehbaren Hebel I' und die! stutzen V, dem Stange H mit dem zur Zeit noch ruhenden Stück ^^ l Deckel 0, welcher verbunden ist, festgehalten werden.
Der Hebel'I dreht! mit einer dampfsich daher um diesen Punkt in umgekehrter Richtung wie ! dichten Lagerung von welcher er ausging; dann ist die mittlere Stellung der Schieber und des Hahnes wieder erreicht und jeder Dampfzufluß zu Cylinder ^^ sowie jeder Wasserübertritt im Cylinder Z ausgeschlossen. Das Stück ^^ und mit ihm die Steuerung der Maschine ist [* 6] also durch den Dampf [* 7] im Cylinder ^^ in eine dem Ausschlag des Hebels N wie oben nach Richtung und Größe entsprechende Stellung gebracht und uon dem Wasser im Cylinders genau in dieser Stellung festgehalten.
Wird der
Hebel N nach links gedreht, so wird auch das
Stück^ nach links bewegt; wird der
Hebel N noch weiter nach links umgelegt,
so geht auch das
Stück ? weiter nach links; erhält N einen
Ausschlag nach rechts, so stellt sich auch
? rechts ein, und wird
endlich ^^ in die Mittellage zurückgebracht, so folgt auch ^^ in die Mittellage nach, bei welcher
die
Steuerung so steht, daß die
Dampfmaschine angehalten wird. Eine neue rotieren de
Dampfmaschine ist
von
Gwinner, in
Firma
Gwinner u. Schraivogel in
Rottenburg am
Neckar, angegeben.
Bei dieser wirkt der Dampf in einem ringförmigen Raum auf einen mit dem Cylinder fest verbundenen Kolben und führt dadurch die Drehung des auf der Antriebswelle aufgekeilten Cylinders, also auch der Antriebswelle selbst, herbei. Die Maschine (Fig. 2-6) besteht [* 1] Fig. 3. Hebel ^, ^, und hierbei werden die Stangen HI und ^, die am Hebel WV bei II angreifen, so verschoben, daß sowohl die Dampfschieber mittels des Hebels X und der Schieberstangen O und 1^ als auch der Wasserhuhn 0 aus ihrer Mittellage, bei welcher alle Kanäle von den Cylindern ^^ und V verschlossen sind, gebracht werden, und zwar in eine solche Stellung, daß am Dampfcylinder der Dampf auf der rechten Seite eintreten und im Wassercylinder das Wasser von der linken nach der rechten Seite übertreten kann.
Infolge davon wird der Dampfkolben und mit ihm das Stück? in der Richtung von rechts nach links bewegt. Hierbei wird jedoch die Stange tz, der Hebel I' und die Stange ^^ mitgenommen und dadurch der O für die rotierende Welle V versehen ist, und der [* 1] Fig. 4. ^» [* 1] Fig. 5. [* 1] Fig. 6. ^X [* 1] Fig. 2. Längsschnitt. [* 1] Fig. 3-6. Stellungen des Schiebers. [* 1] Fig. 2 - 6. Rotierende Dampfmaschine von Gwinner. Hebel VV um den Punkt ^V, welcher jetzt, da der Hebel^ inzwischen in der gewünschten Stellung festgestellt ist, als der feste Drehpunkt des Hebels V^V anzusehen ist, in derselben Richtung wie'vorher der Hebel N, also seiner eignen frühern Bewegung entgegen, gedreht. Auch der Punkt II erhält hierbei eine seiner ersten Bewegung entgegengesetzte Bewegung, und damit werden auch mittels der StangenN und N die in der Mitte befindlichen Scheibe^, welche Schlitz und Führung für den Dampfschieber N und eine zentrale Lagerung für die Welle Ii! besitzt. Die Scheibe Is ist mit dem cylindrischen Gehäuse 6 dampfdicht an das Gehäuse ^^ angeschraubt (die an der Drehbewegung teilnehmenden Teile sind im Querschnitt schwarz dargestellt), das Gehäuse 6 besitzt eine dritte Lagerung ür die Welle N und eine Dampfausströmungsöff Dampfschieber und der Wasserhuhn ihrer mittlern! nung U. Der auf der Welle N aufgekeilte Dampf-Stellung (Schlußstellung) wieder näher gebracht, bis cylinder X liegt mit seinem ringförmigen Raum ^ der Punkt II an derjenigen Stelle angelangt ist, dampfdicht auf der Scheibe ? auf. In dem ¶
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förmigen Raume des Cylinders ist der Kolben M angebracht. Die verschiedenen Stellungen des Schiebers und seine Führung gegenüber dem Cylinder und Kolben sind in [* 8] Fig. 4-6 in kreisrunden Schnitten durch den ringförmigen Dampfraum, die in eine Ebene abgewickelt sind, sowie durch die perspektivische Ansicht [* 8] (Fig. 3) gekennzeichnet. Der Schieber N ist als Hohlschieber konstruiert und wird durch den Dampfdruck gegen den Cylinderboden gedrängt, während die Seitendichtung durch zwei federnde Bronzeleisten hergestellt wird.
In der Schieberführung P sitzen ebenfalls vier federnde Bronzeleisten, welche die vier Seiten des Schiebers abdichten. Hat nun der Dampf den Schieber zur Stellung der [* 8] Fig. 4.und 2 in den Ringraum eingeschoben, so paßt die Öffnung Q von Führung und Schieber aufeinander. Der durch den Stutzen B in das Gehäuse A einströmende Dampf tritt also durch Q in den zwischen Schieber N und Kolben M befindlichen Raum ein und dreht, indem er diesen Raum vergrößert, den Kolben M samt Cylinder K in der Pfeilrichtung. Sobald die Erhöhung X des Cylinderbodens bei der Cylinderdrehung unter den Schieber kommt, wird der Dampfzufluß abgeschnitten [* 8] (Fig. 5) und die Expansion beginnt im Cylinder, bis der Schieber über die Öffnung R hinweggegangen ist und der expandierte Dampf durch dieselbe austreten kann [* 8] (Fig. 6). Erst nachdem der Schieber über den Kolben M hinweg bis auf den Boden des Cylinders gelangt ist, tritt wieder frischer Dampf durch die Öffnung Q ein.
Der Verlauf der Dampfwirkung bei dieser rotierenden Maschine ist demnach folgender: Der Dampf tritt durch den Stutzen B in die Maschine ein, drückt den Schieber N in den Cylinder hinein, strömt durch die Öffnung H des Schiebers N in den Cylinder K ein, dreht diesen, expandiert und zieht dann durch die Öffnung Q des mit dem Cylinder aus einem Stück bestehenden Kolbens in das Gehäuse G, aus welchem er durch die Öffnung R entweicht. Damit die Dichtungsflächen zwischen der Scheibe F und dem Dampfcylinder K dampfdicht erhalten werden können, ist außen auf dem Gehäuse G ein Winkel [* 9] W angebracht, an welchen die auf der Welle E aufgeschraubten Muttern V anliegen.
Mittels dieser kann der auf der Welle E aufgekeilte Cylinder K nach Bedarf nachgestellt werden. Die Maschine kann auch als Pumpe [* 10] verwendet werden, wenn man ihre Achse in umgekehrter Drehrichtung von einem Motor umtreiben läßt. In diesem Falle wird die zu fördernde Flüssigkeit durch die Öffnung R angesaugt und tritt durch die Öffnung Q des Schiebers aus. Nur ist dabei zu beachten, daß bei der Anwendung der Maschine als Pumpe die Erhöhung X des Cylinderbodens wegfallen muß.
Zerstörung von Dampfmaschinen. [* 11] Es kommt nicht selten vor, daß Dampfmaschinen (besonders solche von großer Leistung, Schiffsmaschinen, große Betriebsmaschinen etc.) plötzlich zerstört werden, nachdem sie eine Zeitlang ruhig und regelmäßig gegangen sind, ohne daß sich vorher irgend welche Anzeichen einer nahenden Gefahr gezeigt hätten. Mehrere solche Fälle haben im J. 1890 gewaltiges Aufsehen erregt. Bei dem einen handelt es sich um eine Schiffsmaschine von 10,000 Pferdekräften auf der City of Paris, [* 12] einem ganz neuen Schiff, [* 13] welches erst seine Probefahrt vollzogen hatte und gerade bezüglich seiner gewaltigen Maschinen besonders gerühmt wurde.
Schiff und Maschine sind von I. und G. Thomson in Glasgow [* 14] erbaut, denen besonders reiche Erfahrungen im Schiff- und Schiffsmaschinenbau zur Seite stehen. Die City of Paris hat zwei Schrauben, [* 15] deren jede durch eine dreifache Expansionsmaschine von 10,000 Pferdekräften betrieben wird. Die drei Dampfcylinder jeder Maschine haben bei 1,52 m Hub Durchmesser von 2,87, 1,88 und 1,14 m. Der Dampfdruck beträgt 11 Atmosphären, die Schraubenwellen erhalten 85 Umdrehungen in der Minute.
Die Gesamthöhe der Maschine beläuft sich auf 13,7 m. Am lief die City of Paris bei voller Geschwindigkeit in ruhiger Fahrt, als plötzlich kurz nach 5 Uhr [* 16] nachmittags an der Steuerbordmaschine der riesig Niederdruckcylinder (2,87 m Durchmesser) samt seinen Ständern und dem Kondensator [* 17] mit ungeheuerm Getöse zertrümmert wurde. Die umherfliegenden mächtigen Bruchstücke hatten die wasserdichten Schottwände und die Bordwände durchschlagen und die Seeventile zerstört, so daß sofort Wasser in beide Maschinenräume mit Heftigkeit einströmte und das Schiff anfüllte. Da die Dampfpumpen sämtlich unter Wasser standen, mußte das Schiff 40 Stunden lang mit den Handpumpen flott gehalten werden, bis ein andrer Dampfer zu Hilfe kam und das Schiff nach Queenstown schleppte.
Hier wurden die Löcher in den Bordwänden durch Taucher geschlossen und das Schiff ausgepumpt, worauf es mit der ziemlich unbeschädigt gebliebenen Backbordmaschine nach Liverpool [* 18] dampfte. Die sieben zur Zeit der Katastrophe im Maschinenraum befindlichen Maschinisten sind unbeschädigt geblieben und haben bis zum letzten Augenblick nichts Unregelmäßiges oder Auffälliges an der Maschine bemerkt. Die Ursachen des beispiellosen Unfalles sind noch nicht völlig aufgeklärt.
Bei genauerer Untersuchung fand sich, daß die Lager [* 19] der Schraubenwelle verletzt und zum Teil völlig zerstör! waren, und daß die über 0,5 m starke Schraubenwelle aus ihrer richtigen Lage gerückt und am hintern Ende, hart neben der Kuppelung, [* 20] die ihren äußern, die Schraube tragenden Teil mit den: im Schiffe [* 21] liegenden Teil verbindet, durchgebrochen war. Aus dein Befund des hintersten Lagers (mit 1,8 m langen Lagerbacken) und des in ihm gelagerten Wellenteiles kann geschlossen werden, daß der Wellenbruch infolge eines längere Zeit vorhergegangenen Bruches des obern Lagerfutters erfolgt ist.
Nach dem »Engineering« ist die Ursache der Zerstörung in dem durch den Bruch der Welle veranlaßten Durchgehen der Maschine zu suchen, jedoch müsse noch eine weitere Veranlassung vorgelegen haben, welche die Wirkung des Durchgehens der Maschine so beschleunigt und verstärkt habe, daß die sieben im Maschinenraum befindlichen Maschinisten nicht mehr Zeit fanden, wie es sonst unter gewöhnlichen Umständen möglich ist, durch Abstellung des Dampfes der Zerstörung vorzubeugen.
Als solche Veranlassung wird im »Engineering« übergroßer Gegendruck (Kompression) im Cylinder bezeichnet, der dadurch herbeigeführt sein soll, daß die durch besondere Maschinen betriebene Kondensation bei dem Durchgehen der Hauptmaschine ihren normalen Gang [* 22] beibehalten habe, bei welchem sie den übermäßig zuströmenden Dampf nicht hinreichend habe verdichten können, und daß ferner die Ableitungsrohre nicht genügend Dampf haben fortschaffen können. Hiergegen wendet sich O. H. Müller in Gmunden in einem beachtenswerten Aufsatz (»Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure«, 1890), indem er ausführt, daß die Kompressionsspannung wegen der großen schädlichen Räume bei derartigen schnelllaufenden Maschinen nicht übermäßig groß werden konnte (höchstens 3 Atmosphären), und daß gerade das Gegenteil, nämlich der Mangel an genügender ¶
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Kompression, die unheilvolle Wirkung gehabt habe. Der 10,000 kg schwere Kolben hat bei der riesigen Geschwindigkeit, in die er gleich nach dem Wellenbruch versetzt wurde, am Hubende ein aus abgesperrtem und komprimiertem Dampf gebildetes Kissen von solcher Elastizität, daß es die bewegte Masse genügend hätte verzögern, bez. sanft in die entgegengesetzte Bewegung überführen können, nicht vorgefunden, daher mußten bei dem Hubwechsel starke Stöße auftreten, die zunächst das Ausbrechen von Stücken des Kolbens nach sich zogen.
Ein abfliegendes Bruchstück des Kolbens mag nun zwischen den noch an der Kolbenstange sitzenden Kolbenteil und den Cylinderdeckel
geraten sein und so den Deckel herausgesprengt haben, wobei zugleich die Ständer zertrümmert wurden,
so daß der Cylinder auf die Kurbelachse herabstürzte. Müller vermutet, daß die Ursache manches unaufgeklärten Schiffsunterganges,
wie beim Arctia, Franklin, Humboldt, wahrscheinlich auf ähnliche Vorkommnisse an den Maschinen zurückzuführen sein dürften.
H. J. C. E. Lange in Hamburg
[* 24] ist bei der Beobachtung eines ähnlichen Unfalles bei einer großen Land
dampfmaschine
zu derselben Ansicht gekommen. Er berichtet darüber in derselben Zeitschrift 1891 und gibt dadurch erneuten Anlaß zu Erklärungsversuchen
für diese Vorkommnisse, welche bisher vollständig rätselhaft geblieben sind.
Die von Lange beobachteten Vorkommnisse sind besonders dadurch merkwürdig, daß sich derselbe Unfall bei derselben Maschinenanlage
(derjenigen der ersten Zentralanstalt der Hamburger städtischen Elektrizitätswerke) mehrmals wiederholten. Die Maschinenanlage
bestand aus 4 Verbund
dampfmaschinen mit Zentralkondensation, einer von 100 Pferdekräften und 375 mm, bez. 625 min Cylinderdurchmesser,
einer zweiten von WO Pferdekräften und 500, bez. 850 mm Cylinderdurchmesser, sowie 2 Maschinen von je 400 Pferdekräften und
700, bez. 1200 mm Cylinderdurchmesser.
Alle Maschinen hatten gleichen Hub (600 mm), gleiche Umdrehungszahl in der Minute (100) und waren als Hammermaschinen gebaut. Die Maschinen liefen nach einigen Änderungen am Schwungrad und Regulator [* 25] derart, daß man der weitern Betriebsführung mit Ruhe entgegengehen zu können glaubte. Da trat plötzlich nachmittags 1 Uhr 40 Min. der erste Bruch bei der 200pferdigen Maschine ein, 1 ¼ Stunde nachdem sie angelassen war und ruhig und ziemlich gleichmäßig gearbeitet hatte.
Weder der Maschinenwärter, welcher zur Zeit des Bruches bei der Maschine stand, noch der ältere Aufsichtsmaschinist, welcher bis 2 Minuten vor dem Bruche die Maschine beobachtet hatte, noch der leitende Ingenieur hatten irgend eine Störung oder Unregelmäßigkeit wahrgenommen. Man hörte einen scharfklingenden Ton, wie wenn ein Stahlmeißel zerbricht, und gleich darauf einen donnerähnlichen Krach, sah auch noch den Deckel des Hochdruckcylinders sich heben, dann aber verhüllte austretender Dampf das Weitere. Es wurden nur noch verschiedene starke schlüge gehört, entsprechend dem Aufschlagen abgeschleuderter Eisenteile an Wänden und Fußboden, und dazwischen noch besonders heftige, allmählich sich verlangsamende Einzelschläge, welche die von der Kolbenstange abgerissene Bleuelstange des Hochdruckcylinders verursachte, die, von der Kurbel [* 26] herumgeschleudert, wie ein Dreschflegel auf den gemauerten Fußboden und auf den Maschinenrahmen aufschlug, bis die Maschine nach dem schleunigen Absperren des Hauptdampfventils zur Ruhe kam. An dem Bleuelstangenkopf für den Kreuzkopfzapfen des Hochdruckcylinders waren beide Deckelbolzen (Kreuzkopfbolzen) abgerissen.
Der Kolben dieses Cylinders war zertrümmert, der obere Teil der Kolbenstange verbogen, die Kreuzkopflagerschalen waren zerbrochen. Die krumm gebogene Bleuelstange, an welcher die eine Gabelhälfte abgebrochen war, lag über dein Maschinenraum nach außen. Der untere Teil beider Geradführungsleisten war zerschlagen, ebenso das Geländer um die Maschine. In den Fußboden und dessen Lattenbelag vor der Maschine war von der Bleuelstange ein Loch geschlagen.
Der mittlere, die Stopfbüchse [* 27] tragende Teil des Cylinderdeckels war durchgeschlagen, wobei das abgerissene Stück von etwa 1 Ztr. Gewicht bis auf den Hausflur flog und unterwegs noch Wand und Thürbekleidung beschädigte. Außerdem lagen im Umkreise von 5 m Eisenbruchstücke zerstreut. Auch zeigten sich Zerstörungen an den elektrischen Apparaten. Die sofort vorgenommene Prüfung ergab, daß alle Lager kalt waren. Das Ereignis war eingetreten, während die Maschine nur mit etwa 15 Proz. ihrer normalen Leistung arbeitete und der Dampf von 6,5 Atmosphären auf 3 Atmosphären gedrosselt war.
Die Verhandlungen über den Unfall führten zu der Annahme, daß der Bruch der Bleuelstangenkopfbolzen als unmittelbare Ursache des Ereignisses zu betrachten sei; daher übernahm der Fabrikant die Reparatur. Die Maschine konnte wieder dem Betrieb übergeben werden. Aber schon 13. April, abends 8 Uhr 57 Min., wiederholte sich fast genau der Vorfall vom Januar an derselben Maschine, nachdem sie 3 Stunden vorher angelassen worden war, bis dahin ganz befriedigend gearbeitet hatte und wiederum vorher keinerlei Unregelmäßigkeiten bemerkt waren.
Der an der Maschine stehende Maschinist bemerkte zuerst den Bruch der Bolzen am Bleuelstangenkopf, dann das Aufschlagen der Bleuelstange und dann einen starken Krach oben an der Maschine. Diesmal war dem Bruch kein scharf klingender Ton vorausgegangen. Die Beschädigungen waren ähnlicher Art wie bei dem frühern Vorfall. Während man nun noch mit Untersuchungen und Beratungen darüber beschäftigt war, ob etwa Konstruktionsfehler und welche vorlägen, deren Beseitigung vor allem angestrebt werden müßte, trat 19. April, abends 10 Uhr 30 Min., eine Wiederholung des Unfalles an einer der 400pferdigen Dampfmaschinen, jedoch in viel größerm Umfange, ein.
Der ganze Maschinensaal wurde wie mit Granatsplittern größter Gattung überschüttet. Wunderbar erscheint es nur, daß dabei kein Mensch ernstlich verletzt wurde. Wiederum war von dem gesamten Maschinenpersonal vorhernicht die geringste Unregelmäßigkeit oder Abweichung von dem normalen Gange bemerkt worden. Die Maschine war6 Stunden lang mit etwa einem Drittel ihrer normalen Leistung befriedigend gegangen. Nach dem Protokoll ergaben sich folgende Zerstörungen: der Deckel des Hochdruckcylinders total zertrümmert, sämtliche Schrauben des Deckels abgerissen, Beschädigungen des Kolbens vor seiner Auseinandernahme nicht zu übersehen, Kolbenstangenfuß abgebrochen, Bleuelstange verbogen durch Aufschlagen auf das Fundament, beide Gleitbahnbacken abgeschlagen, beide Bleuelkopfstangenbolzen zerbrochen, Oberteil der Lagerschalen weggeschleudert, Unterteil verbeult, Kolbenstangenstopfbüchse und Ölfangvorrichtungen vollständig zertrümmert; außerdem Zerstörungen am Geländer, Maschinengestell, Dampfrohr etc. Sämtliche Brüche sind frisch. Nach Lange liegt die Folgerung nahe, daß, wenn ein ähnlicher Unfall bei einergrößern, etwa 1000pferdigen oder noch stärkern Schiffsmaschine ¶