Titel: | Die Dampfmaschinen der Pariser Weltausstellung. |
Autor: | Fr. Freytag |
Fundstelle: | Band 316, Jahrgang 1901, S. 171 |
Download: | XML |
Die Dampfmaschinen der Pariser
Weltausstellung.
Von Fr. Freytag,
Chemnitz.
(Fortsetzung von S. 150 d. Bd.)
Die Dampfmaschinen der Pariser Weltausstellung.
Die von der Firma Biérix, Leflaire, Nicolet und
Cie. in Saint-Etienne (Loire) ausgestellte Tandemverbundmaschine mit
Kondensation von normal 315 PSe diente zum
direktenAntrieb einer 12poligen Gleichstromdynamo „Labour“ der Société d'Éclairage Electrique, die mit 130 minutlichen
Umdrehungen eine Leistung von 185 Kilo-Watt für Strom von 240 Volt Spannung
liefert.
Textabbildung Bd. 316, S. 171
Tandemverbundmaschine mit Kondensation von 315 PSe von Biétrix, Leflaive, Nicolet und Cie.
– Die Hauptabmessungen der in Fig. 69 und 70 ersichtlichen
Dampfmaschine sind folgende:
Durchmesser des Hochdruckcylinders
375 mm
„ „ Niederdruckcylinders
600 „
Gemeinsamer Kolbenhub
750 „
Admissionsspannung im Hochdruckcylinder
10 kg/qcm
Dampfverbrauch bei 1/12 Füllung im Hoch- druckcylinder
für 1 PSe/Std
5 kg
Die Dampfverteilung des Hochdruckcylinders regelt, gleichwie bei den von L. Láng in Budapest und A.
Borsig in Tegel bei Berlin ausgestellten Dampfmaschinen (1900 315 * 583 bezw. 678), eine auslösende Ventilsteuerung,
Bauart Collmann, mit Müssigkeitspuffern (D. R. P. Nr.
84548).
Textabbildung Bd. 316, S. 172
Fig. 71.Steuerung zur Maschine von Biétrix, Leflaive, Nicolet und
Cie.
Wie in Fig. 71 ersichtlich, ist das obere Ende der
Exzenterstange e jedes Einlassventils mit einer
Doppelschwinge k verbunden, zwischen deren Armen und
auf gemeinsamen Drehzapfen mit dieser der Ventilhebel b
angeordnet ist. Derselbe steht einerseits durch ein Gelenk mit der Ventilspindel in
Verbindung und wird andererseits beim Aufsetzen einer unter Federwirkung stehenden
Klinke c nach abwärts gedrückt, wobei das untere Ende
der letzteren mit der Gleitfläche eines um w drehbaren
Daumens so lange in Berührung bleibt, bis die Ausklinkung und damit der Schluss des
Ventils erfolgt. Der Daumen wird vom Regulator derart eingestellt, dass der
Ventilschluss um so früher erfolgt, je weiter der Daumen nach, aussen gedreht wird.
Seine Verstellung übt keinen Einfluss auf die Voreinströmung aus; diese bleibt bei
allen Füllungsgraden konstant. Ein weiterer Vorzug der Steuerung besteht darin, dass
der Rückdruck auf den Regulator fast gänzlich vermieden ist. Da ferner die Berührung
der Klinke mit dem um w drehbaren Daumen in dem
Augenblicke geschieht, wo das Exzenter in seiner Totpunktlage steht, arbeitet die
Steuerung auch bei grossen Geschwindigkeiten nahezu geräuschlos.
Der empfindliche Regulator wird von der längs der Cylinder gelagerten Steuerwelle aus
mittels Stirnräder angetrieben (Fig. 70).
Sobald der Hebel b frei geworden ist, erfolgt der
schnelle Schluss des Ventils dureb eine kräftige Spiralfeder, wobei jedoch, wie
bereits 1896 301 * 8 eingehender beschrieben, kurz vor
Ventilschluss eine Verzögerung eintritt. Fig. 72
zeigt einige Ventilerhebungskurven, welche dies erkennen lassen.
Textabbildung Bd. 316, S. 172
Fig. 72.
Die Steuerung des Niederdruckcylinders entspricht derjenigen des Hochdruckcylinders;
nur erfolgt hier die Veränderung des Füllungsgrades von Hand, indem der die
Ausklinkung bewirkende Daumen durch eine Stellschraube entsprechend eingestellt
wird.
Die Auslassventile werden von besonderen Exzentern der Steuerwelle bethätigt. Jede
Stange a der letzteren ist mit einer Schwinge d gelenkig verbunden, deren Ende, als Gleitbahn
ausgebildet, auf eine Druckrolle r des Ventilhebels
wirkt.
Um die Zähne der konischen Antriebsräder der Steuerwelle behufs Vermeidung jeglichen
Geräusches stets imSinne der Drehbewegung aneinander zu halten, ist auf der
Steuerwelle ein kleines Schwungrad befestigt. Thatsächlich war der Gang der Maschine
nahezu geräuschlos.
Textabbildung Bd. 316, S. 172
Fig. 73.Eincylindermaschine mit Kondensation von 129 PSI von
Mollet-Fontaine und Cie
Die Steuerwelle selbst ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, von denen zwei mit
Rücksicht auf Temperaturänderungen durch eine Ausdehnungskuppelung miteinander
verbunden sind.
Die Schmierung der Kolben geschieht durch Mollerup-Pumpen, diejenige der Kurbel- und
Kreuzkopfzapfen durch Zentralschmiergefässe.
Kondensator und Luftpumpe sind unter Maschinenflur aufgestellt; der Antrieb der
letzteren erfolgt vom Kurbelzapfen aus. Ein mittels Handrad stellbares Wechselventil
gestattet, die Maschine mit Kondensation oder mit Auspuff arbeiten zu lassen.
Fig. 73 zeigt die von der Firma Mollet-Fontaine und Cie. in Lille ausgestellte liegende
Eincylindermaschine mit Kondensation und zwar insbesondere die allgemeine Anordnung
der äusseren Steuerung dieser Maschine.
Die Hauptabmessungen sind folgende:
Cylinderdurchmesser
450 mm
Kolbenhub
900 „
Minutliche Umdrehungszahl
90
Durchmesser des Schwungrades
4000 mm
Mit Dampf von 6 kg/qcm Spannung (effektiv) und 0,1 Füllung soll die Maschine 129 PSi entwickeln.
Ein- und Auslassschieber, Bauart Corliss, werden
unabhängig voneinander von zwei Exzentern der Schwungradwelle derart bewegt, dass
veränderliche Füllungen – bis 65% des Kolbenhubes –, sowie beliebige Einstellungen
der Vorausströmung und Kompression des abziehenden Dampfes möglich sind. Die
schädlichen Räume betragen zufolge Verlegung der Schieber an die, äussersten Enden
des Cylinders nur 1,85% vom Volumen desselben. Durch zweckmässige Wahl der
Abmessungen der Exzenter (Exzentrizität und Voreilwinkel), sowie entsprechende
Stellungen der auf den Schieberspindeln sitzenden Hebel und ihrer Antriebstangen
wird erreicht, dass die Einlassschieber bei 1/10, die Auslassschieber bei 1/16 des
Kolbenhubes schon vollständig geöffnet sind.
Die für jeden Einlassschieber aus nur drei beweglichen Teilen bestehende
Aussensteuerung zeichnet sich durch eine bemerkenswerte Einfachheit aus.
Textabbildung Bd. 316, S. 173
Fig. 74.Steuerung zur Maschine von Mollet-Fontaine und Cie
Ein auf der Schieberspindel befestigter Hebel a (Fig. 74) ist mittels Stange an einen den
Schieberschluss bewirkenden Luftbuffer angeschlossen, während die vom Exzenter aus
bethätigte zweiarmige Schwinge b auf einer zur Lagerung
der Schieberspindel dienenden Büchse frei dreht. Der eine Arm der Schwinge b trägt die Klinke c
(aktiver Mitnehmer), welche, sobald sie einen Anschlag (passiver Mitnehmer) des auf
der Spindel festgekeilten Hebels a erfasst, diesen
mitnimmt, und damit das Oeffnen des Einlassschiebers bewirkt. Dies dauert so lange,
bis das entsprechend ausgebildete Ende einer zweiten, auf gemeinschaftlichem Zapfen
i mit der ersteren sitzenden, und durch die Feder
g beständig nach abwärts gedrückten Klinke
(punktiert angegeben) mit einem der auf der Nabe des vom Regulator eingestellten
Hebels h sitzenden Daumen zusammentrifft.
Der mit den Schiebergehäusen und dem Dampfmantel aus einem Stück gegossene Cylinder
ruht mittels an den Enden angegossener Füsse verschiebbar auf einer mit dem
Fundament verbundenen Sohlplatte. In die vom Cylinder nach dem Kondensator führende
Ab dampf leitung ist eine Kompensationsvorrichtung aus Kupfer eingeschaltet.
Derbajonettförmig gestaltete Maschinenrahmen bildet mit dem Schwungradlager,
welches direkt auf dem Fundament befestigt ist, ein einziges Gussstück. Die
vierteiligen Lagerschalen beider Wellenlager sind in zwei Richtungen nachstellbar
und derart ausgebildet, dass behufs Zugänglichkeit der Welle die Lagerdeckel ohne
vorherige Entfernung der seitlichen Keile abgehoben werden können. Die Schalen
lassen sich nach Anheben der Welle um einige Millimeter mittels einer Schraubenwinde
mühelos aus den Lagern herausnehmen; zu dem Zwecke werden die unteren, als Teile
eines Cylinders ausgebildeten Schalen mittels kleiner Haken über den Umfang der
Welle hinweggezogen.
Textabbildung Bd. 316, S. 173
Fig. 75.Eincylindermaschine mit Kondensation von Farcot.
Der empfindliche Kugelregulator erhält seinen Antrieb mittels Riemen von der
Schwungrad welle. Sollte aus irgend welchem Grunde ein Reissen des
Regulatortreibriemens eintreten, so bringt der mit dem Regulator in Verbindung
stehende Hebel h (Fig.
74) bezw. ein auf der Nabe desselben sitzender zweiter Daumen die Klinke
c in eine derartige Lage, dass sie bei ihrer
Drehbewegung mit dem Anschlage des auf der Spindel des Einlassschiebers befestigten
Hebels a nicht mehr zusammentrifft. Die Einströmung
frischen Dampfes in den Cylinder ist dann abgeschnitten und ein Durchgehen der
Maschine kann nicht stattfinden. Für das Ingangsetzen derselben wird durch einen
eingelegten Ring das Zurückgehen des Regulators in seine tiefste Lage verhütet und
damit eine gewisse Füllung gesichert.
Der dampfdichte Abschluss der Schieberspindeln wird bei Vermeidung von Stopfbüchsen
durch konische Liderungsringe bewirkt, die frei auf den Spindeln beweglich und durch
den Dampfdruck im Schieberkasten bezw. Cylinder gegen ihre Gleitflächen gepresst
werden.
Alle beweglichen Teile der Maschine können auch während des Ganges derselben
gefahrlos geschmiert werden. Die liegende doppeltwirkende Luftpumpe ist unter dem
Cylinder angeordnet.
P. Farcot und A. Farcot in Saint-Ouen (Seine) hatten
eine liegende Eincylindermaschine mit Kondensation der in Fig. 75 ersichtlichen Bauart ausgestellt. Die zu den ansehnlichsten der
Ausstellung gehörige Maschine arbeitet mit einer auslösenden Hahn Steuerung, System
Farcot, deren zugehörige Schieber in den
Cylinderdeckeln untergebracht sind, so dass die schädlichen Räume noch nicht 1% des
Cylindervolumens betragen.
Die Hauptabmessungen der Maschine sind folgende:
Cylinderdurchmesser
1000 mm
Kolbenhub
1350 „
Normale Umdrehungszahl in der Minute
80 „
Die Maschine war auf der Ausstellung mit einem Generator, Type Hutin-Leblanc-Farcot, direkt gekuppelt, dessen
gleichzeitig als Schwungrad dienendes Magnetrad bei einem Durchmesser von 5,500 m
ohne die zugehörige Welle 49800 kg wiegt. Der Generator liefert bei 79 minutlichen
Umdrehungen und 42,5 Perioden in der Sekunde Strom von 2000 Volt und 188 Ampère.
Der in Fig. 76 ersichtliche, mit Dampfmantel umgebene,
eigenartige Cylinder ist mit ebenfalls von bewegtem Dampfe durchströmten und
gleichzeitig die Schiebergehäuse bildenden Deckeln versehen. Der Frischdampf strömt durch ein
Rohr am unteren Teile des Cylinders in den Mantel desselben, aus diesem durch
Knierohre in die oberen Hohlräume der beiderseitigen Deckel, in denen die
Einlassschieber liegen, und nachdem diese durch den äusseren Steuerungsmechanismus
geöffnet sind, in den Cylinder. Da nach jedesmaligem Abschluss der Einlassschieber
frischer Dampf durch ein Rohr von bedeutendem Querschnitte zugeführt wird, der sich
in Wirbelungen um den Cylinder bewegt und eine fortwährende Erneuerung der
Wärmeabgabe bewirkt, ist, auch in Anbetracht der kleinen schädlichen Räume, der
Dampfverbrauch dieser Maschine, wie viele Versuche bestätigt haben, sehr gering. Die
Firma gibt denselben zu 5,800 kg für 1 PSi/Std. an. Versuche, welche an einer relativ
kleineren Maschine derselben Bauart – 515 mm Cylinderdurchmesser, 1150 mm Hub – von
M. Compère, Ingenieur-Directeur de l'Association
parisienne des proprietates d'appareils à vapeur angestellt wurden, ergaben bei 66,6 minutlichen Umdrehungen, 6,25 kg/qcm Kesseldruck
und 145 PSi einen Dampf verbrauch von 6,430 kg für 1 PSi/Std.
Holland, Ingenieur-Directeur des analogen Vereins
in Deville-les-Rouen, ermittelte bei einer gleichen Maschine von 650 mm
Cylinderdurchmesser, 1300 mm Hub, 75 minutlichen Umdrehungen, 7,2 kg/qcm
Kesseldruck, 289 PSi den Dampf verbrauch zu 6,273 kg
für 1 PSi/Std.
Textabbildung Bd. 316, S. 174
Fig. 76.Cylinder zur Maschine von Farcot.
Die in den unteren Hohlräumen des Cylinders liegenden Auslassschieber treten bei
geöffnetem Kanal in das Innere des Cylinders und entfernen sich beim Schliessen der
Ausströmöffnungen wieder, so dass der Kolben unbehindert das Ende seines Hubes
erreichen kann. Die Steuerung, welche ein schnelles Oeffnen und Schliessen der
Schieber bei beliebiger Cylinderfüllung gestattet und bei einem Schadhaftwerden des
Regulators sofort die Dampfeinlasskanäle schliesst, zeigte einen äusserst
gleichmässigen und ruhigen Gang.
Wie in Fig. 75 ersichtlich, erteilt die Exzenterstange
a der am Cylinder drehbaren Scheibe b eine schwingende Bewegung, welche durch die Stangen
c den auf den Spindeln der Einlassschieber lose
drehbaren zweiarmigen Doppelhebeln dd (Fig. 77 bis 79) mitgeteilt wird.
Zwischen den Hebeln d befindet sich an ihren unteren
Armen die Klinke f (aktiverMitnehmer), welche
mittels einer Feder r beständig gegen die
Schieberspindel gedrückt wird. Auf dieser Spindel ist ein Hebel g (passiver Mitnehmer) befestigt, welcher unter
Mitwirkung eines Federpuffers das Schliessen des Schiebers bewirkt, und dessen Nabe
zwischen den Hebeln d eine Stahlplatte h für den Angriff einer ähnlichen an der Klinke f angebrachten Stahlknagge j besitzt. Es ist leicht einzusehen, dass der Einlassschieber die
Schwingbewegungen der Hebel d mitmachen muss, so lange
die Stahlplatten h und j
in Eingriff stehen. Um das Auslösen des Schiebers in einem gegebenen Augenblicke zu
bewirken, ist die Berührung zwischen h und j durch Abdrücken der Klinke f nach aussen hin aufzuheben. Dies geschieht durch zwei exzentrische
Stahlscheiben kk1, die
auf der Führung der Schieberspindel lose drehbar sind, und, wie Fig. 75 zeigt, mittels geeigneter Gestängeverbindungen
vom Regulator eingestellt werden. Die erhöhten Teile dieser Scheiben legen sich
behufs Abstosses der Klinke f je nach der
Regulatorstellung früher oder später unter einen seitlichen Ansatz o der mit der Klinke aus einem Stück gefertigten Hülse
m, und zwar wirkt die Scheibe k mittels des Ansatzes direkt auf die Hülse m, um die Auslösung beim Vorwärtsgange des Schiebers
für kleine Cylinderfüllungen bis zu 0,35 des Kolbenhubes zu ermöglichen, während die
Scheibe k1 die
Auslösung beim Rückwärtsgange des Schiebers durch Einwirkung auf einen aus dieser
Hülse vortretenden Stift n zwischen 0,35 bis 0,8
Cylinderfüllung gestattet. Beim Vorwärtsgange des Schiebers wird dieser Stift von
einem abgeschrägten Teil der Scheibe k1 abgedrückt, um die Thätigkeit der Scheibe k nicht zu hindern, während der Stift beim
Rückwärtsgange des Schiebers, durch eine untergelegte Schraubenfeder aus der Hülse
m herausgetrieben, vor den hohen exzentrischen Teil
der Scheibe k1
tritt.
Wenn durch irgend einen Unfall der Regulator beim Arbeiten der Maschine in seine
tiefste Lage kommt, verhindern die Scheiben kk1 das Einklinken des aktiven Mitnehmers; die
Einlassöffnungen bleiben dann geschlossen und es kann kein Dampf in den Cylinder
eintreten.
Die Lager der Schwungradwelle haben selbstthätige Ringschmierung. Die drei Schalen
des Hauptlagers sind aus Gusseisen gefertigt und mit Weissmetall ausgegossen; die
zum Nachstellen der seitlichen Schalen dienenden Stahlschrauben endigen in
halbkugelförmigen Köpfen, welche bei ausgelaufener Unterschale und erfolgtem Sinken
der Welle ersteren samt hinterliegenden Druckplatten eine derartige Beweglichkeit
gestatten, dass ein stets dichtes Anliegen der Schalen und damit eine gute Führung
des Wellenzapfens erreicht wird.
Textabbildung Bd. 316, S. 174
Steuerung zur Maschine von Farcot.
Die Ausstellungsmaschine entwickelt nach Angabe der Firma mit 6 kg/qcm Dampfdruck
und Füllungen von 0,1, 0,2 und 0,3 des Kolbenhubes bezw. 700, 1020 und 1230 PSe.
(Fortsetzung folgt.)