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deutscher Ingenieure.
teren wieder gegen das Ende des Hubes, bei stärkeren Verzerrungen in der Regel nicht mehr. Während des Kolbenrückganges zeigt das verzerrte Diagramm eine zu hohe Spannung (bei geringen Verzerrungen nur zu Anfang); die Compressionscurve beginnt desto später und mit desto schärferer Rundung, je mehr das Diagramm überhaupt verzerrt ist. Das Ende der Compressionslinie liegt gegen die wahre Linie
zu tief.
War nun durch die besprocheneu Scalen- und DiagrammVergleiche schon die Möglichkeit gegeben, die durch die Verschiedenheit der Instrumente bedingten Ungenauigkeiten aus den Versuchsergebnissen zu entfernen, so wurde doch der grösseren Sicherheit wegen stets noch die Vorsicht gebraucht, nach einer gewissen Anzahl von Diagrammentnahmen die Instrumente gegen einander auszuwechseln. Anfänglich wurden in der Regel je 3, bei allen späteren Versuchsgruppen immer je 5 Diagrammpaare vor und ebenso viele nach der Auswechslung genommen. Wie sich im Laufe der Versuche herausstellte, bot dieses letzte Verfahren allein schon die genügende Sicherheit bezüglich Vermeidung der erwähnten Fehler, und so wurde dann bei den letzten Versuchsgruppen ein unmittelbarer Vergleich der Massstäbe überhaupt nicht mehr vorgenommen Des besseren Ausgleiches der persönlichen Fehler wegen geschah die Bedienung der Instrumente stets abwechselnd.
Zur Ermittlung der Versuchsergebnisse wurden die einzelnen Diagramme in 10 gleiche Teile geteilt und je zwei zusammengehörige Ordinaten mit einander verglichen. Auf solche Weise musste sich ergeben, ob etwaige Abweichungen stets in demselben Sinne stattfanden und somit eine gewisse Gesetzmässigkeit in letzteren vorhanden sei. Trotz mancher Unregelmässigkeiten, welche nicht auffallen können, da die unvermeidlichen Fehler der Beobachtung oft grösser waren, als die festzustellenden Diagrammunterschiede, liess sich bei allen Einzelversuchen fast ohne Ausnahme eine gewisse Gleichartigkeit in den Abweichungen erkennen und somit die Gesetzmässigkeit mit voller Sicherheit nachweisen.
Die sich aus den einzelnen Versuchsreihen (welche dem obigen zufolge in der Regel aus je 10 Diagrammpaaren bestanden) ergebenden Mitteldiagramme sind zum grösseren Teil auf den Textblättern 5 bis 9 in doppelter Grösse wiedergegeben. Die Blätter 5 bis 7 umfassen die Versuche, welche unter Beibehaltung der ursprünglichen Einrichtung für Seitenanbringung des Indicators angestellt wurden, Blatt 8 enthält Versuche nach Erweiterung der Bohrung zum Cylinder, auf Blatt 9, Fig. 1 bis 4, sind schliesslich diejenigen Versuche zur Darstellung gebracht, bei welchen der Winkelbahn ausgeschaltet war. In den Figuren ist immer dasjenige Diagramm, welches zum Vergleiche dient, in der Regel also das normale Deckeldiagramm ausgezogen, das verzerrte dagegen punktirt gezeichnet. Die neben den Ordinaten eingeschriebenen Zahlen bedeuten die Abweichungen derselben von einander in kg für 1 qcm, wie sich solche aus der Berechnung der Mittelwerte ergaben. Bei der Zusammenstellung ist überall der Grundsatz befolgt, auch die kleinsten Unterschiede der Rechnung anzudeuten, und so sind denn oft Abweichungen von einer im wirklichen Diagramme nicht mehr messbaren Grösse zur Darstellung gebracht.
Ein Blick auf die verschiedenen Figuren zeigt, dass ein gewisser Einfluss der Anbringungsart des Indicators auf den Verlauf des Diagrammes stets vorhanden ist, und ein genauerer Vergleich der einzelnen Diagramme unter einander lässt das Gesetz erkennen, nach welchem die Abweichungen gebildet sind.
Im allgemeinen wird man etwa nachstehende Schlussfolgerungen aus den Versuchen ziehen können:
1. Die Art der Anbringung des Indicators ist unter allen Umständen von Einfluss auf den Verlauf des Diagrammes, und zwar wird die Verzerrung des letzteren um so grösser, je weniger einfach und zweckmässig die Verbindung zwischen Cylinder und Indicator ist.
2. Die Abweichungen vom richtigen Diagramme sind folgende: Die Eintrittslinie liegt anfangs zu tief; statt der scharfen Ecke bei Beginn des Hubes ist eine je nach der Art der Anbringung geringere oder stärkere Abrundung vorhanden. Später steigt die verzerrte über die wahre Linie hinaus, bei geringeren Verzerrungen in der Regel schon während der Eintrittsperiode (was natürlich nur dann zutreffend sein wird, wenn, wie überall bei den Versuchen, schon während der Einströmung Spannungsabnahme im Cylinder stattfindet). Der Schnitt mit der richtigen Curve erfolgt im allgemeinen um so später, je stärker die Verzerrung überbaupt ist. Die Expansionslinie liegt jedenfalls höher als die wahre Linie; bei geringeren Verzerrungen nähert sie sich der letz
3. Geringere Diagrammverzerrungen beschränken sich hauptsächlich auf die Eintritts- und Expansionslinie, bei stärkeren Verzerrungen ist das ganze Diagramm fehlerhaft.
Abweichungen von diesen allgemeinen Regeln kommen namentlich in der Austritts- und Compressionsperiode häufiger vor; so liegt bei geringen Verzerrungen die Austrittslinie vielfach unter, die Compressionslinie über der wahren Linie. Der Unterschied ist dann aber immer so gering, dass diesen Unregelmässigkeiten keine Bedeutung beigemessen werden kann, um so weniger, als die Austritts- und namentlich die Compressionslinie diejenigen Teile eines jeden Diagrammes sind, welche erfahrungsmässig (an und für sich, ohne Rücksicht auf die Anbringungsart des Indicators) inbezug auf Zuverlässigkeit der Verzeichnung am meisten zu wünschen übrig lassen.
Was nun die Ursachen dieser Diagrammverzerrungen anlangt, so dürften dieselben vorwiegend in den Bewegungshindernissen zu suchen sein, welche der Dampf auf seinem Wege zum und vom Indicator findet. Ein gewisser Teil des Dampfes, der nach Oeffnung des Eintrittsventiles in den Cylinder strömt, geht weiter in die Leitung zum Indicator und gelangt in diesen selbst. Auf diesem Wege sind Widerstände, hervorgerufen durch Reibung, Richtungs- und Querschnittsänderungen, in der Zuleitung zu überwinden, und ein Spannungsausgleich zwischen Cylinderdampf und dem im Indicator befindlichen kann unmittelbar nicht stattfinden. Die Zeitdauer, welche zur Hervorbringung eines solchen erforderlich ist, wird im allgemeinen um so grösser sein, je grösser die Bewegungswiderstände an sich sind, je grösser ferner die Dampfmenge ist, welche zur Ausfüllung der Zuleitung erforderlich wird. Bleibt nun der Druck im Cylinder während einer längeren Zeit constant, so wird (bei nicht sehr ungünstiger Indicatoranbringung) die Cylinderspannung früher oder später auch im Indicator erreicht werden, und von jetzt an wird das Diagramm die Admissionslinie richtig angeben. Sinkt dagegen infolge von Drosselung die Spannung im Cylinder schon während der Einströmung, so muss,
nachdem ein Spannungsausgleich stattgefunden hat, nun unmittelbar eine Rückströmung vom Indicator nach dem Cylinder eintreten, welche so lange andauert, wie der Druck im Cylinder überhaupt abnimmt. Bei gleichbleibender Admissionsspannung beginnt diese Rückströmung erst in der Expansionsperiode. Jetzt werden nun wieder ähnliche Bewegungshindernisse zu überwinden sein, wie vorher bei der Bewegung zum Indicator, und so muss notwendig die Spannung im Indicator der zur Ueberwindung dieser Widerstände erforderlichen Druckhöhe entsprechend grösser sein als im Cylinder. Je rascher die Spannung im Cylinder sinkt, desto lebhafter wird die Rückströmung werden; desto mehr vergrössern sich aber die Widerstände, und desto grösser muss also der Unterschied der Diagrammlinie gegen die wahre Linie sein. Deshalb sind in dem mittleren Teile des Diagrammes die Unterschiede am stärksten, während dieselben gegen Ende des Hubes, wo die Kolbengeschwindigkeit geringer wird und der Druck im Cylinder sich nur langsam ändert, abnehmen. Eine Abweichung hiervon zeigen die stark verzerrten Diagramme, bei welchen in der Regel die Unterschiede bis gegen Ende des Hubes wachsen. Das erklärt sich aber leicht durch die Art der Anbringung des Indicators. Eine starke Verzerrung wird immer dann und nur dann hervorgerufen, wenn sich zwischen denjenigen Teilen der Zuleitung, welche hauptsächlich Bewegungshindernisse (Verengungen usw.) enthalten, und dem Indicator, ein verhältnismässig grosser Raum befindet; die Dampfspannung in diesem Raume kann wegen der zu überwindenden Widerstände nur allmählich die Cylinderspannung erreichen, und ebenso kann nachher eine Spannungsabnahme auch nur ganz allmählich und längst nicht in dem Masse wie im Cylinder selbst stattfinden.
Band XXIX. No. 40.
3. October 1885.
Frese, Ueber die Beeinflussung des Indicatordiagrammes der Dampfmaschine usw.
773
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Beim Beginne der Ausströmung sinkt der Druck im Cylinder rasch; dadurch wird eine lebhaftere Bewegung des Dampfes nach dem Cylinder und somit ein erhöhter Špannungsunterschied hervorgerufen. Der Druckausgleich erfolgt jetzt wieder um so später, je grösser die Bewegungshindernisse sind und je mehr Dampf sich in den Zuleitungsröhren befindet; bei sehr ungünstiger Indicatoranbringung findet ein solcher Ausgleich während der Ausströmung überhaupt nicht statt. In der Compressionsperiode muss wieder eine Strömung des Dampfes zum Indicator eintreten, wodurch die tiefere Lage der Compressionslinie bedingt wird. Ist am Schlusse der Ausströmung die Indicatordampfspannung noch nicht auf die Cylinderspannung zurückgegangen, so wird der Wechsel in der Bewegungsrichtung des Dampfes erst nach entsprechender Compression im Cylinder stattfinden, wie das die stark verzerrten Diagramme auch durchgehends zeigen. Dass ausser den
genannten auch thermische Einflüsse vorhanden sind, ist wohl nicht bezweifeln. Jedenfalls ist die mittlere Temperatur in den Rohrleitungen Indicator und in diesem selbst
geringer, als die mittlere Temperatur der Cylinderwandungen; letzterer war in dem hier in Frage kommenden Falle mit Dampfmantel versehen, ist auch sonst stets durch Umhüllungen möglichst gegen Wärmeabgabe geschützt und erfährt bei jeder Kurbeldrehung zweimal Wärmezufuhr (wenn auch an schiedenen Stellen), während die Rohrleitungen und der Indicator nicht eingehüllt sind und nur einmal Dampf erhalten. Es wird also bei Beginn der Einströmung ein ferneres Niederschlagen von Dampf zwischen Cylinder und Indicator stattfinden, wodurch unter Umständen zu Anfang des Hubes ähnliche Erscheinungen wie die beobachteten hervorgebracht werden können. Eine grössere Bedeutung für den ganzen Verlauf des Diagrammes dürfte diesen Einflüssen aber nicht beizumessen sein, da die Temperaturunterschiede jedenfalls sehr gering sind. Bei Versuchen, die in dieser Richtung gemacht wurden, indem das als Zuleitungsrohr dienende gerade Zwischenstück durch ein nach jeder Diagrammentnahme mit frischen Wasser gefülltes Gefäss geführt wurde, liess sich eine Beeinflussung des Diagrammes durch die Kühlung deutlich nur bei der Eintritts- und Compressioncurve nachweisen.
Die Versuche im einzelnen bieten noch Veranlassung zu einigen weiteren Bemerkungen. Die Diagramme, welche seitlich direct unter Beibehaltung der ursprünglichen Vorrichtung zur Anbringung des Indicators genommen wurden, ergaben im Vergleich mit den normalen Deckeldiagrammen schon Unterschiede, die keineswegs unbedeutend genannt werden können. Die Verzerrung nimmt etwas ab, nachdem eine Ursache derselben, die Verengung der Bohrung zum Cylinder, beseitigt ist und verringert sich weiter sehr erheblich, wenn auch der Winkelhahn mit seiner engen Durchgangsöffnung ausgeschaltet wird. Bei allen mit den verschiedenen Zwischenstücken angestellten Versuchen wiederholen sich ähnliche Erscheinungen; namentlich sind in dieser Beziehung beachtenswert die Diagramme, welche mit dem engen Verbindungsrohr vor und nach Ausschaltung des Winkelhahnes genommen wurden. Hiermit ist das Unzweckmässige der ursprünglichen Anordnung erwiesen, und man sieht, dass man unter allen Umständen starke Verengungen in der Leitung zum Indicator vermeiden muss, um sich vor grösseren Fehlern zu schützen. Das von Völkers angegebene Verfahren, der Bildung von Wellenlinien im Diagramme durch Verengung des Hahndurchganges entgegen zu wirken), ist deshalb jedenfalls unzulässig; bei unseren jetzigen verbesserten Indicatoren sind übrigens derartige Kunstgriffe, ein gutes Diagramm zu erhalten, überhaupt auch kaum noch erforderlich (s. Einleitung).
Ausser durch Verengung der Durchgangsöffnung wird der Winkelhahn einen schädlichen Einfluss ausüben wegen der plötzlichen Richtungsänderung, zu welcher der Dampfstrom durch die Winkelbohrung gezwungen wird. Richtungsänderungen sind jedoch nicht in einem solchen Grade schädlich, um wesentliche Diagrammverzerrungen zu veranlassen, wie das die mit der geraden Verlängerung, dem Krümmer und dem Knie angestellten Versuche beweisen. Die Vermutung,
dass diese Teile eine der Reihenfolge, in der sie genannt sind, entsprechende Fehlervergrösserung hervorrufen würden, hat sich nicht bestätigt, vielmehr giebt bald das eine, bald das andere Zwischenstück grössere Unterschiede, und im allgemeinen zeigen sogar die mit der geraden Verlängerung angestellten Versuche die stärksten Abweichungen. Man wird diese auffallende Erscheinung wohl lediglich den Beobachtungsfehlern zuzuschreiben haben, von denen ja auch diese Versuche trotz der aufgewandten Vorsicht nicht frei sein können; immerhin dürfte aber doch der obige Schluss, dass Richtungsänderungen das Diagramm nur wenig beeinflussen, gerechtfertigt erscheinen.
Wichtig sind die Ergebnisse der mit den beiden die Cylinderenden verbindenden Bogenröhren und mit der Schlange angestellten Versuche. Hier sieht man, zu welchen Fehlern man durch unzweckmässige Anbringung des Indicators kommen kann. Die Kanalverengungen usw. in der Nähe des Cylinders einerseits, der grosse Rauminhalt des Zuleitungsrohres zwischen diesen Bewegungshindernissen und dem Indicator andererseits bewirken, dass letzterer Zerrbilder liefert, welche mit dem richtigen Diagramm unter Umständen kaum noch Aehnlichkeit haben. Ein Vergleich der verschiedenen Diagramme mit einander zeigt deutlich, wie eine Vergrösserung des Dampfraumes in dem Zuleitungsrohre (z. B. dadurch, dass die Verbindung mit der zweiten Rohrbälfte hergestellt wird, oder durch Verwendung des weiten statt des engen Verbindungsrohres) eine stärkere Verzerrung zur Folge hat, und andererseits, wie die Diagrammfehler ganz erheblich abnehmen, sobald die Verbindung zwischen Rohr und Cylinder die genügende Weite erhält (worauf auch schon oben hingewiesen wurde).
Setzt man sonach den Indicator mitten vor den Cylinder, so wird man den Versuchen zufolge bei richtiger Wahl des Verhältnisses zwischen der Bohrung nach dem Cylinder und dem Rohrdurchmesser zwar wohl Diagramme erhalten können, welche erhebliche Fehler nicht aufweisen, immerhin bleibt aber diese Anbringungsart des Indicators ein Notbehelf, der bei genaueren Untersuchungen nicht zulässig ist. Die Verwendung der sog. Differenzindicatoren (die jedoch, selbst wenn sie immer richtige Diagramme lieferten, keine grössere Bedeutung haben dürften) ist daher nicht zu empfehlen, ebenso wenig aber die solcher Indicatoren, welche die geleistete Arbeit fortlaufend auf einem Zifferblatt anzeigen, sofern dieselben eine ähnliche Anbringungsart bedingen. Nebenbei gesagt, können die Angaben derartiger Instrumente anderer bedeutender Fehlerquellen wegen auch so wie so nicht als besonders zuverlässig gelten. -- In Rücksicht auf grösstmögliche Einfachheit wird zuweilen bei Anwendung eines Bogenrohres der Dreiweghahn in der Mitte weggelassen; dem obigen zufolge führt das zu einer weiteren Fehlervergrösserung und ist also nicht zulässig.
Die meisten Versuche sind angestellt bei seitlicher Anbringung der Zwischenstücke; es bot jedoch auch ein gewisses Interesse, zu untersuchen, ob bei einer Anbringung derselben am Deckel sich ähnliche Erscheinungen zeigten, und so wurden denn in dieser Richtung ebenfalls einige Versuche gemacht. Dabei konnte natürlich das normale Deckeldiagramm nicht unmittelbar zum Vergleich kommen, solcher wurde vielmehr erst möglich durch Vermittelung des Seitendiagrammes. Die Ergebnisse dieser Versuche sind auf Blatt 5, Fig. 6 bis 8, dargestellt; zum besseren Vergleich sind in Fig. 5 desselben Blattes zwei Seitendiagramme der nämlichen Versuchsgruppe noch einmal verzeichnet, und zwar das Seitendiagramm bei Einschaltung des geraden Zwischenstückes (Fig. 2) in Beziehung auf das normale Seitendiagramm (Fig. 1). Man erkennt nun unmittelbar, dass der Einfluss der Zwischenstücke sich wieder in ähnlicher Weise geltend macht, wie an der Seite, hier jedoch in viel geringerem Grade als dort, was offenbar wieder der günstigeren Verbindung mit dem Cylinder zuzuschreiben ist.
Inbezug auf Fig. 7 und 8, Blatt 5, ist noch zu bemerken, dass die betreffenden Versuchsreihen gleichzeitig dazu dienen sollten, zu ermitteln, ob die Stellung des Indicators (wagerecht oder senkrecht) von Einfluss auf das Diagramm sei. Abgesehen von solchen sehr kleinen Unterschieden, die weit unterhalb der Grenze der bei den Versuchen überhaupt erreichbaren Genauigkeit liegen, sind die fraglichen Diagramme durchaus gleich. Somit braucht man denn wohl kein erhebliches Ge
1) a. a. 0. S. 28.
deutscher Ingenieure.
wicht auf eine senkrechte Anbringung des Indicators zu legen, und jedenfalls würde es fehlerhaft sein, durch Einschaltung eines Zwischenstückes eine solche erreichen zu wollen. Dieses Resultat liess sich mit einiger Wahrscheinlichkeit voraussehen; ist doch der Einfluss, den Kolben- und sonstige hier in Frage kommende Reibungen des Instrumentes auf das Diagramm ausüben, unter allen Umständen verschwindend im Vergleich mit derjenigen, keineswegs unbedeutenden Verzerrung, welche bei nicht sehr sorgfältigem Indiciren durch die Reibung des Schreibstiftes auf dem Papiere hervorgerufen wird.
Letztere ist aber von der Lage des Indicators gänzlich unabhängig.
Um festzustellen, welchen Einfluss die Verzerrungen auf den Flächeninhalt des Diagrammes ausüben, wurden entsprechende Flächenmessungen mittels des Amsler'schen Polarplanimeters vorgenommen. Dabei ergab sich die folgende Zusammenstellung, in welcher die verzerrten Diagrammflächen in ihrem Verhältnis zu der gleich Eins gesetzten Fläche des normalen Deckeldiagrammes angegeben sind. Der mittlere Druck ist aus der letzteren bestimmt:
Anbringung
des
Versuche unter Beibehaltung der ursprünglichen Versuche nach Er- Versuche nach Vorrichtung zur Seitenanbringung weiterung der Boh- Ausschaltung des des Indicators.
rung zum Cylinder. Winkelhahnes. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
9. Mit Ohne Ohne
Mit Condens. Condens. Condens. Condens. Condens. Mit Condensation Mit Condensation (s. Bl. 5 (s. Bl. 6 (s. Bl. 7 (s. Bl. 6
(s. Bl. 8 Fig. 1-8) (s. Bl. 9 Fig. 1—4) Fig. 1-8) Fig. 1—4) Fig. 1--8) Fig. 5–8)
Mittlerer Druck in kg auf 1 qem 0,543 1,050 1,288 | 1,427 | 1,917 | 0,620 | 1,637 | 0,800 | 1,867
Indicators
1,019 1,029 1,067
Die Tabelle zeigt viele Unregelmässigkeiten, doch erkennt man, dass die Diagrammfläche bei geringen Verzerrungen im allgemeinen zu gross ausfällt, sich aber dem wahren Werte mit wachsendem mittlerem Dampfdrucke nähert. Dieses Resultat folgt auch unmittelbar aus der Natur der beobachteten Verzerrungen, welche hauptsächlich in Erhöhung der Expansionslinie bestehen, während die absolute Grösse der Unterschiede bei verschiedenen mittleren Dampfdrücken annähernd dieselbe bleibt. Bei stärkeren Verzerrungen ergaben die Flächenmessungen durchweg zu kleine Werte; hier kann offenbar der Verlust in der Eintritts- und Austrittsperiode nicht durch den Gewinn in der Expansions- und Compressionsperiode ersetzt werden.
Es erschien wünschenswert, die Resultate der an der Dampfmaschine der Technischen Hochschule angestellten Versuche durch ähnliche Versuche an anderen Maschinen bestätigt zu sehen. Hierbei konnten jedoch wegen des Fehlens der nötigen Vorrichtungen die zum Vergleich kommenden Diagramme nur nach einander genommen werden. Das erschwerte die Untersuchungen und liess die Feststellung feiner Unterschiede, wie sie bei den gewöhnlichen Indicatoranbringungen sich gezeigt hatten, ganz unmöglich erscheinen. Einige entsprechende Versuche scheiterten vollständig; dagegen wurden bei Einschaltung solcher Zwischenstücke, welche die betreffenden Einflüsse in erhöhtem Masse zeigen mussten, wieder ähnliche Diagrammverzerrungen festgestellt, wie bei den Versuchen in der Technischen Hochschule. Die Figuren 5, 6, 7 auf Blatt 9 zeigen einige der so gewonnenen Diagramme, genommen an einer der Woolf'schen Dampfmaschinen des städtischen Wasserwerkes in Ricklingen (Fig. 5 und 6) und an der Betriebsmaschine mit Ventilsteuerung der Herren Oppenheim & Co. in Hainholz bei Hannover (Fig. 7). Bei den ersten Versuchen blieb die Arbeit der Maschine, wie es in der Natur der Sache lag, während der ganzen Versuchsdauer sehr annähernd gleich, und konnten daher auch die nach einander genommenen Diagramme unmittelbar mit einander verglichen werden; bei
1,022 1,026 1,000 1,040 1,016 1,010 1,020 1,029
0,998 1,055 1,026 1,022 0,996 1,027 1,027 0,028 0,987 1,023
0,978
0,664
0,796 den letzten Versuchen war solches nicht der Fall, da die Maschine sehr veränderliche Widerstände zu überwinden hatte. Die beiden über einander gezeichneten Diagramme dürfen daher nicht in dem Sinne mit einander verglichen werden, wie die sonstigen Diagramme. Die Ordinatenunterschiede sind deshalb auch der Figur nicht eingeschrieben. – Interessant inbezug auf die durch die Bewegung des Dampfes von and nach dem Indicator veranlassten Druckunterschiede ist das Diagramm des Hochdruckcylinders der Wasserwerksmaschine. So lange die Spannung des Cylinderdampfes infolge Austritts durch den Zwischenbehälter nach dem grossen Cylinder abnimmt, so lange also eine Bewegung des Indicatordampfes nach dem Cylinder zu vorhanden ist, liegt die Austrittslinie des verzerrten Diagrammes zu hoch gegen die wahre Linie; dagegen sinkt dieselbe infolge der veränderten Bewegungsrichtung unter diese Linie von dem Zeitpunkte an, wo nach Absperrung des Eintrittsventiles zum grossen Cylinder Compression im kleinen und im Zwischenbehälter stattfindet.
Die Versuche im grossen und ganzen bestätigen, dass man bei der Indicatoranbringung stets mit grosser Sorgfalt vorgehen muss; sie zeigen, dass vor allen Dingen Verengungen in der Rohrleitung zum Indicator zu vermeiden sind, und geben einen Anhalt über das Wesen und die ungefähre Grösse der durch fehlerhafte Indicatoranbringung veranlassten Diagrammverzerrungen. Im allgemeinen sind letztere nicht so bedeutend, um Untersuchungen bezüglich des Arbeitens der Steuerung zu erschweren; bei Bestimmung der indicirten Arbeit ist man jedoch leicht Fehlern von mehreren Procent ausgesetzt; vor allen Dingen aber ist die grösste Vorsicht geboten, wenn das Diagramm zu genaueren Untersuchungen bezüglich des Verhaltens des Dampfes in der Maschine benutzt werden soll. Hierbei ist doch auch immer noch zu berücksichtigen, dass selbst das unter den günstigsten Bedingungen genommene Diagramm noch keineswegs das wahre, sondern nur ein der Wahrheit nahe kommendes Diagramm ist, dass man aber den Grad der Annäherung nicht kennt.
Holzbearbeitungsmaschinen. Ueber eingeführte Neuheiten auf dem Gebiete der Holzbearbeitungsmaschinen berichtete Georg Richards am 20. März 1885 vor dem Vereine der Maschinen-Ingenieure zu London"). Teile dieses Berichtes sowie der sich anschliessenden Verhandlung dürften auch für deutsche Techniker Wert haben, wenn sie auch nur wenig neues enthalten.
Richards empfiehlt für kleine Walzenhobelmaschinen zum Schlichthobeln, denen die Arbeitsstücke mit der Hand zugeführt werden, die beiden Tischhälften so um kurze Lenker schwingen zu lassen, dass die der Messerwalze zugekehrten Kanten derselben möglichst nahe der von den Schneiden beschriebenen Trommel bleiben, während die Tischhälften gehoben oder gesenkt werden. Thomas N. Robinson äussert dagegen die Meinung, dass man die genügende Innehaltung der Entfernung zwischen den erwähnten Tischkanten und der Messerwalze zu erreichen vermöge durch Verschieben der Tischplatten in um etwa 25° geneigten Führungen, bei diesem Verfahren aber eine sichrere Lage für die Tischplattenhälften gewinne, als durch die von Richards empfohlenen Lenker.
Um das Verschieben des Holzes mit der Hand, welches wegen der stofsweisen Wirkung der Hobelmesser ziemliche Geschicklichkeit und nicht geringen Kraftaufwand erfordert, zu erleichtern, legt Richards die Schneiden schräg zur Drehachse der Messerwalze. Zu dem Ende wird, nach Fig. 1, der Messerblock keilförmig gestaltet. Für 30cm lange Messer
soll die Schräglegung beiFig. spielsweise
betragen. Wenn nun auch angesichts dieser geringen Abweichung der Schneide von der zur Achse des Messerblockes parallelen Lage das geäusserte Bedenken hinsichtlich der Genauigkeit des Schnittes nicht geteilt wird, so ist doch nicht zu leugnen, dass der gewonnene Vorteil ein sehr geringer ist und
den höheren
Kosten der Herstellung eines solchen Messerblockes mindestens reichlich aufgewogen wird.
Zweckmässig scheint die von Richards empfohlene Schutzvorrichtung zu sein. Ein schwach nach oben gebogenes Blech g, Fig. 2 u. 3, ist mit einem Rande an einem im Tische der Hobelmaschine versenkten Bolzen s befestigt, welcher vermöge einer belasteten Schnur stets nach dem Führungsbacken b hingezogen wird. Will man die Hobelmaschine benutzen, so verschiebt man die Platte mittels eines
1.
6 mm
von
Druckbalken p; derselbe ist um die Achse des Messerblockes C drehbar, indem zwei Hörner y in Nuten der beiden Gestellschilder gleiten. Zwei einzustellende, sich auf die Gestellschilder stützende Schrauben verhindern ein zu tiefes Sinken des Druckklotzes. Eigenartig ist die Einschaltung der Feder i, welche den Druck des Klotzes auf das Werk stück W übertragen soll; es wird beabsichtigt, durch sie der Stelle, an welcher die Messer wirken, so nahe zu kommen, dass das Ablösen grösserer Splitter bezw. Hinwegschleudern derselben unmöglich gemacht wird.
Ob die geriffelte Speisewalze F in den überstehenden Armen des Druckbalkens p oder in den Schildern des Maschinengestelles gelagert ist, geht aus der Beschreibung nicht deutlich hervor; an einer Stelle des Vortrages ist erwähnt, dass dünnere Bretter weniger, dicke Bretter stärker seitens p niedergedrückt würden, woraus auf das erstere Verfahren geschlossen werden kann. Ist F in den Armen des Druckbalkens p gelagert, so würde die Feder i auch die Verschiedenheiten auszugleichen haben, welche aus dem Ausschlage des Druckbalkens p entstehen.
Während p durch sein Gewicht wirkt, wird der hintere Druckbalken b vorwiegend durch zwei Schraubenfedern s niedergedrückt, welche sich andererseits gegen Vorsprünge der Gestellschilder stützen.
Richards beschreibt ferner eine eigentümliche Kreissäge, welche er » Dimension Sawing Machine« nennt. Sie soll so glatte Schnittflächen liefern, dass nur ein Nachputzen derselben mittels Glaspapieres erforderlich ist; angeblich ist sie vorwiegend in Modelltischlereien eingeführt, wo sie zu den mannigfaltigsten Gestaltungsarbeiten Verwendung finde.
Die Blätter dieser Sägemaschine sind hohl geschliffen (vergl. Fig. 5) und die Zähne nur wenig geschränkt. Ersteres beeinträchtigt zweifellos die Steifheit der Sägenblätter; bei genauer Schränkung, auf welche Richards mit Recht grossen Wert legt, dürfte man auch ohne solches Hohlschleifen mit
Fig. 5.
einem Schrank auskommen, welcher genügend glatte Flächen liefert. Jede Maschine ist mit zwei Kreissägen versehen, von denen die eine zum Langschneiden, die andere zum Querschneiden dient). Die Wellen beider sind in einem gemeinsamen Rahmen c, Fig. 7, gelagert, welcher um die Achse x x drehbar ist, so dass nach Bedarf die eine oder die andere Säge nach oben gebracht werden kann, um über dem Tische ab (Fig. 6 u. 7) benutzt zu werden. Bemerkenswert ist die Anordnung des Antriebs, welche eine derartige Umlagerung der Kreissägenachsen gestattet. Fig. 8 u. 9 erläutern dieselbe. Die
Knopfes in erforderlicher Weise, während die Platte selbstthätig wieder gegen den Backen gezogen wird, sobald das Arbeitsstück nicht mehr zwischen ihr und dem Führungsbacken sich befindet. Die in der Grundrissfigur 3 erkennbare
1) Inst. of mech. Eng. Proceedings, März 1885, S. 77-95 m. Abb. Engineering, Febr. 1885, S. 164, m. Abb.
1) Vergl. Z. 1883, S. 270 m. Abb.
2) Vergleiche über die Verschiedenheit der Zahnformen für die beiden Zwecke: Hermann Fischer, die Holzsäge, S. 1 bis 11.
deutscher Ingenieure.
:
Powis Bale betont in der späteren Verhandlung sehr richtig, dass die Sägenbrüche vielfach durch die Spannungen entständen, welche die Temperaturwechsel zur Folge haben; er wendet sich damit auch gegen die Richards'sche Bauart der Bandsägen, bei welcher die Lagerung nur durch Schrauben, nicht durch belastete Hebel zu verändern ist. Powis Bale macht aber auch auf den Umstand aufmerksam, dass den Bandsägenrollen vielfach ein zu kleiner Durchmesser gegeben werde, infolge dessen die Biegungsspannungen sehr grosse würden).
Beachtenswert dürfte die von Richards beschriebene Maschine zum Abziehen der Bretter (Scraping Machine) sein. Das betreffende Brett W wird mittels vier Speisewalzenpaare zwischen dem Druckbalken B, Fig. 13 und 14, einerseits und der Ziehklinge S andererseits hindurchgeschoben, wobei der sehr dünne Span H gebildet wird und nach unten abfällt; die sekundliche Arbeitsgeschwin
R
]
Fig. 8.
usw.
um
zu
die Rolle P in ihrer richtigen Lage und betreibt nur die zu benutzende Säge; während des Umwechselns der Sägenlager, Fig. 9, hebt sich P ein wenig.
Im übrigen ist noch zu erwähnen, dass der Tisch a, Fig. 7, unbeweglich, der Tisch aber längs gehobelter
Schienen verschiebbar Fig. 9. ist, und dass beide
Tische nach Bedarf mit Anschlagplatten, Beilagen
ausgerüstet werden,
genaues S. S
Schneiden in verschiedenen Richtungen
sichern. Zu den Bandsägen übergehend, empfiehlt Richards, behufs Verminderung der Sägenbrüche die Rollen wesentlich leichter zu machen als bisher gebräuchlich. Derselbe führt die Rollen nach Art der »Bicycle« - Räder aus, nur kräftiger als diese (was übrigens seitens der bekannten Firma J. Fay & Co. in Cincinnati bereits seit mehreren Jahren geschieht) und legt, nach Fig. 10, zwischen den Reifen, in welchem die zahlreichen Speichen (im 90cm grossen Rad 40 Speichen) befestigt sind, und demjenigen, auf welchem die Säge liegt, einen Gummiring besonderer Güte. Nächst der Leichtigkeit der Bandsägenrollen wird den Führungen des Sägenblattes ein grosser Einfluss auf die Verminderung der Sägenbrüche zugesprochen. Die von Richards empfohlene Führung, Fig. 11 und 12, dürfte jedoch von manch anderer, z. B. der Pfaffschen), übertroffen werden. Die Seitenführung wird durch die Apfelbolzbrettchen A bewirkt, die Rückenführung durch einen walzenförmigen Körper P, welcher mittels eines Schlüssels
digkeit wird zu 0,2m und die Spandicke zu 1/40mm angegeben. Zwei Schraubenfedern A, Fig. 13, drücken den Balken, in welchem die Ziehklinge sich befindet, gegen das Brett, welches sich andererseits gegen den Balken B legt. Gestalt und Herstellung der Ziehklingen bedürfen noch einiger Erklärung. Fig. 16 soll den Querschnitt der Ziehklingen in halber natürlicher Grösse darstellen; derselbe soll aus dem Querschnitt Fig. 15 gewonnen sein mit Hilfe eines Polirstahles, und der durch Fig. 15 dargestellte wurde gebildet zwischen zwei kleinen Schmirgelscheiben, welche nach Fig. 17 angeordnet sind. Ver
1) Dingl. polyt. Journ. 1879, Bd. 233, S. 276 m. Abb.
.
1) Vergl. Die Holzsäge, S. 92 bis 93.