Ueber neue Dampfmaschinen-Steuerungen; von Ingenieur Müller-Melchiors. Mit Abbildungen auf Taf. VIII. (Fortsetzung von S. 12 dieses Bandes.) Müller-Melchiors, über neue Dampfmaschinen-Steuerungen. II. Doppelschieber-Steuerungen. Alle überhaupt möglichen Combinationen von Doppelschiebersteuerungen können, wie seiner Zeit (vgl. 1874 212 81 ff.) ausführlich nachgewiesen wurde, auf folgende sechs Hauptklassen zurückgeführt werden. 1) Die sogen. Zwei-Schieber-Steuerungen mit zwei auf besondern Gleitflächen über einander arbeitenden Schiebern. 2) Die eigentlichen Doppelschieber-Steuerungen mit dem Vertheilungsschieber als Grundschieber, dem Expansionsschieber als Rückenschieber. Diese selbst theilen sich nach der Art der Expansionsregulirung wieder ab in folgende Kategorien: a) Doppelschieber-Steuerungen mit fixer Expansion. b) Mit Expansionsregulirung durch Veränderung der Distanz der zusammen arbeitenden Kanten des Expansions- und Vertheilungsschiebers. c) Mit Expansionsregulirung durch Veränderung von Voreilung und Excentricität des Expansionsexcenters. d) Schleppschieber-Steuerungen. e) Doppelschieber-Steuerungen mit intermittirender Bewegung des Expansionsschiebers durch Vermittlung von Ablösungsvorrichtungen. Zur ersten Klasse der Zwei-Schieber-Steuerungen sind füglich auch diejenigen Expansionssteuerungen zu rechnen, bei welchen der Expansionsschieber durch ein Ventil ersetzt ist. Durch Anwendung eines Doppelsitzventiles wird der zum Anhub erforderliche Kraftaufwand genügend vermindert, um das Ventil direct von einer Nuth der Regulatorhülse aus bewegen und hiermit gleichzeitig die Expansion automatisch reguliren zu können. Diese bei den alten stehenden Maschinen Meyer'scher Construction beliebte Anordnung kehrt in etwas veränderter Gestalt wieder bei der in Fig. 1 und 2 [a. b/1] abgebildeten Maschine von Audemar, früherm Chef-Ingenieur der Gruben von Blanzy bei St. Etienne (Saone und Loire, Frankreich). Diese Disposition ist, was ausdrücklich hervorgehoben werden muß, weniger dazu bestimmt, bei neu zu construirenden Maschinen angewendet zu werden, da hier unter allen Umständen die Doppelschiebersteuerungen vorzuziehen sind, sondern zur Verbesserung bestehender Reversirmaschinen – speciell Fördermaschinen, welche mit ihrer Coulissensteuerung ungünstige Resultate ergeben haben. Demnach ist, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, der Vertheilungsschieber in gewöhnlicher Weise durch eine Gooch'sche Coulisse mit zwei Excentern bewegt und wird reversirt durch Verstellung der Schieberschubstange s mittels des auf der Welle w befindlichen Steuerhebels. – Um nun hier eine vollkommenere Expansionswirkung zu erzielen, als dies mittels der Coulisse möglich ist, wird auf dem bestehenden Schieberkasten ein Gehäuse h aufgesetzt, in welchem sich ein Doppelsitzventil befindet, das außer durch sein Eigengewicht noch durch das Gewicht g stets nach abwärts gedrückt wird. In eine Erweiterung der Ventilspindel greift das eine Ende eines doppelarmigen Hebels ein, der an seinem andern Ende eine Stange l trägt, welche mittels einer Rolle wider den rotirenden Kamm a anstößt und durch die wechselnde Contur desselben gehoben oder gesenkt wird. Die hieraus resultirende Bewegung des Doppelsitzventils bedingt somit abwechselnd Schluß und Oeffnung des Dampfeintrittes, nachdem die Welle r, auf welcher sich der Kamm a befindet, von der Maschinenwelle aus in continuirlicher Rotation versetzt wird. In so weit lehnt sich die Audemar'sche Steuerung an das oben erwähnte Vorbild an; neu jedoch ist die Art, wie diese Expansionsvorrichtung den Bedürfnissen einer Fördermaschine angepaßt ist. Zu diesem Zwecke wird auf der Reversirwelle w ein zweiter Hebel aufgesetzt, welcher durch Vermittlung eines Winkelhebels und zweier Zugstangen derart mit dem Kamm a verbunden ist, daß er die Rotation desselben unbehindert läßt, gleichzeitig aber den Kamm auf einer Keilnuth der Welle r hin- und herschieben kann. Für die Mittelstellung des Reversirhebels und der Schieberschubstange steht dann auch das Mittel des Kammes a unter der Rolle des Ventilbewegungshebels l; nachdem aber hier der Kamm keine Erhöhungen besitzt, kann auch kein Anheben des Ventils eintreten, findet somit überhaupt keine Dampfeinströmung statt, wie dies der Mittelstellung der Coulisse entsprechen soll. Nach beiden Seiten zu beginnen jedoch in symmetrischer Anordnung die auf dem Kamme angebrachten Erhöhungen zuzunehmen, so daß endlich an den beiden äußersten Enden für vollkommen vor- und rückgelegte Steuerung volle Füllung stattfindet. Der Maschinist kann sonach durch Bewegung eines einzigen Steuerungshebels sowohl reversiren als expandiren, und zwar in höherm Grade, als dies mit einer Coulissensteuerung möglich wäre; nachtheilig ist jedoch der Umstand, daß gleichzeitig mit dem Expansionskamme auch die Schubstange des Vertheilungsschiebers verstellt werden muß, sowie endlich der bekannte Nachtheil aller Zwei-Schieber-Steuerungen – Beeinträchtigung der Expansionswirkung durch den großen schädlichen Raum – hinzutritt. Wenn trotzdem die vorliegende Steuerung bei zahlreichen Fördermaschinen in dem Eingangs erwähnten industriellen Departement Frankreichs Anwendung gefunden und nach authentischen Quellen gute Resultate ergeben hat, so ist dies nur ein neuer Beweis, wie weit noch die Mehrzahl der jetzt gebräuchlichen Dampfmaschinen selbst hinter den mäßigsten Anforderungen zurückbleibt. Die zweite hier zu besprechende Steuerung von Babcock und Wilcox in New-York, dargestellt in den Skizzen Fig. 3 bis 5 [a/2], scheint nach dem ersten Anblicke zwar nicht zu den Zwei-Schieber-Steuerungen zu zählen, nachdem hier der Expansionsschieber unmittelbar auf dem Vertheilungsschieber aufliegt, sie gehört aber ihrer Wesenheit nach doch zu dieser Klasse. Der Expansionsschieber hat nämlich seine Bewegungsrichtung senkrecht gegen die Bahn des Vertheilungsschiebers, so daß er die Bewegung des letztern zwar mitmacht, aber gleichwohl relativ unverändert zu demselben bleibt. Auf diese Weise wird hier ganz derselbe Effect erzielt, als ob der Expansionsschieber auf einem eigenen Schiebergesicht arbeiten würde, gleichzeitig aber der der Expansionswirkung schädliche Raum beträchtlich vermindert. Eine ganz ähnliche Disposition war bekanntlich schon auf der Weltausstellung in Wien erschienen (vgl. die Derham'sche Steuerung, * 1874 212 362) und erregte dort wegen ihrer Originalität vieles Interesse; Babcock und Wilcox scheinen jedoch hier die Priorität zu verdienen, nachdem ihre Maschine mit ausführlichen Details schon im Engineering, August 1870, S. 151 und 168 beschrieben ist (vgl. 1871 201 3 Note 2). In beiden Fällen wird durch die verschieden gerichtete Bewegung beider Schieber die Construction derart complicirt, daß die auch auf einfacherm Wege zu erreichenden Vortheile schließlich nicht mehr im Verhältnisse zu den aufgewendeten Mitteln stehen. Die rostartigen Vertheilungsschieber – zwei obere für Dampfeintritt, zwei untere für den Austritt – werden, wie aus dem Grundrisse Fig. 4 ersichtlich, normal gegen die Cylinderachse von Schlitzplatten bewegt, welche von einem Excenter aus in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt werden; die Form des Schlitzes sichert rasche Oeffnung und Absperrung der Canäle, läßt aber auch baldige Abnützung der Führung und damit nachtheiligen todten Gang erwarten. Die Expansionsschieber werden in der Längsrichtung des Cylinders verschoben und erhalten ihre Bewegung von dem Dampfkolben eines am Vorderende des Schieberkastens angebrachten Steuercylinders. Die Verbindung mit den Expansionsschiebern muß selbstverständlich eine solche sein, daß denselben auch die seitliche Bewegung mit den Grundschiebern gestattet ist, – eine neue Quelle von Abnützungen, welche in kurzer Zeit auf die Genauigkeit störend einwirken müssen. Der Dampfzutritt vor oder hinter dem erwähnten Steuerkolben, und damit Vor- und Rückgang der Expansionsschieber, wird durch einen kleinen Kolbenschieber vermittelt, dessen Schieberstange von der herzförmigen Regulatorhülse bewegt wird. Durch Heben oder Senken der letztern wird sonach bei entsprechender Formgebung die Admission in den Steuercylinder und hierdurch der Expansionsgrad der Maschine regulirt. Von Doppelschieber-Steuerungen mit fixer Expansion läßt sich selbstverständlich nichts neues berichten; auch erscheint deren Anwendung in so weit überhaupt irrationell, als sie in den meisten Fällen ebenso wenig als die einfache Schiebersteuerung die volle Ausnützung der Kesselspannung gestatten, somit gegenüber der letztern eine unnöthige Complication darbieten. Dagegen verdient eine Modification der bekannten Meyer-Steuerung, welche nach der Eingangs aufgestellten Reihenfolge nunmehr zu erwähnen ist, besondere Beachtung. Es ist dies die automatisch variable Expansionssteuerung von Ommaney und Tatham, welche auf der Peel Park Exhibition 1874 in Manchester ausgestellt war. Dieselbe ist zwar schon in diesem Journal, 1874 213 8 (Taf. I Fig. 22 und 23) dargestellt und besprochen worden; doch möge der Vollständigkeit und der principiellen Bedeutung halber, welche gerade dieser Steuerung zukommt, ein wiederholtes kurzes Eingehen gestattet sein. Auf dem Rücken des Vertheilungsschiebers bewegen sich, ganz analog der Meyer'schen Expansionssteuerung, zwei Schieberplatten, deren Distanz vergrößert oder verringert werden kann, um hierdurch im erstern Falle erhöhte Expansion, im andern höhere Füllung zu bewirken. Bei der Meyer'schen Steuerung geschieht diese Veränderung der „Distanz der zusammen arbeitenden Kanten“ bekanntlich durch die Wirkung zweier entgegengesetzt geschnittener Schrauben, welche derart an der Expansionsschieberstange angebracht sind, daß durch Drehung derselben die gewünschte Distanzveränderung stattfindet. Hier jedoch sind die beiden Expansionsplatten jede mit einer eigenen Schieberstange fest verbunden, welche gesondert aus dem Schieberkasten heraustreten und erst hier an einem gemeinschaftlichen Quadranten angreifen, der an einem dritten Punkte mit der Stange des Expansionsexcenters verbunden ist und von demselben seine oscillirende Bewegung empfängt. An einem vierten Punkte dieses Quadranten endlich greift die Zugstange des Regulatorhebels an und vermag den Quadranten um den Angriffspunkt der Excenterstange zu verdrehen. Hierdurch wird beim Steigen der Regulatorkugeln der Abstand der beiden Expansionsplatten von einander vergrößert, bei sinkendem Regulator vermindert und damit die gewünschte Regulirung des Expansionsgrades erzielt. In ähnlicher Weise war dasselbe Problem bei einer Maschine der „Berliner Union“ auf der Wiener Weltausstellung gelöst (vgl. * 1874 212 181); hier war jedoch, allerdings auf Kosten der Einfachheit, der Regulator fast gänzlich entlastet, während er bei der Steuerung von Ommaney und Tatham den ganzen Reibungswiderstand der Expansionsplatten überwinden muß. Daß dessen ungeachtet der Regulator bei der hier vorliegenden Construction so gut fungiren konnte, wie dies thatsächlich constatirt wurde, ist einfach dadurch zu erklären, daß die Expansionsplatten vollkommen entlastet sind. Dies wird erreicht, indem auf dem Vertheilungsschieber zwei feste Deckplatten aufgesetzt sind, unter welchen die Expansionsplatten hin- und hergleiten. Es empfiehlt sich die hier angedeutete Entlastung der Rückenschieber fast aus denselben Gründen, wegen derer sie bei den Grundschiebern verworfen zu werden pflegt. Während bei den letztern die Complication des Mechanismus, die Unsicherheit des dampfdichten Abschlusses und der geringe damit zu erzielende Vortheil als vollkommen berechtigte Einwände gegen die Anwendung der Entlastung geltend gemacht werden, wird eine entlastete Expansionsschieber-Steuerung eine wesentlich vereinfachte Anordnung der automatischen Expansionsregulirung gestatten und damit einen ganz bedeutenden Vortheil in der Ausnützung der Dampfkraft gewähren, während schließlich der dampfdichte Abschluß hier bei weitem nicht die Rolle spielt, wie bei dem Vertheilungsschieber. Denn wenn selbst der Expansionsschieber bei längerm Gebrauch nicht ganz dicht schließen sollte, so können hierdurch gleichwohl nicht die enormen Verluste entstehen, wie bei einem undichten Vertheilungsschieber, welcher den frischen Kesseldampf direct in die Ausströmung entweichen läßt. Es empfiehlt sich somit auch von diesem Gesichtspunkte aus die von Ommaney und Tatham construirte Steuerung als eine besonders glückliche Lösung des Problems automatisch variabler Expansionssteuerung. Daß hier, sowie überall, eine vollkommene Ausnützung dieser Vortheile nur bei entsprechend construirtem Regulator erzielbar wird (vgl. S. 384) bedarf wohl keiner nähern Ausführung. Neben dieser unstreitig vollkommen berechtigten Weiterbildung der Meyer'schen Expansionssteuerung ist noch – fast nur der Curiosität halber – eine Modification derselben anzuführen, welche von E. Charles in St. Denis (Frankreich) construirt und nach der Revue industrielle, 1875 S. 116 in Fig. 6 bis 8 [d/1] dargestellt ist. Dieselbe behält die von Meyer eingeführte Verstellung der Expansionsplatten mittels rechts- und linksgängiger Schraube bei (vgl. Figur 6), leitet jedoch die Bewegung derselben nicht direct von einem auf der Maschinenwelle angebrachten Excenter ab, sondern von einer doppelt abgekröpften Vorgelegewelle w (Fig. 7), welche gleichzeitig den Vertheilungsschieber in Bewegung setzt. Diese Welle steht mit der Maschinenwelle durch ein Paar Ellipsenräder in Verbindung, deren große Achse das doppelte der kleinen Achse beträgt, so daß die Geschwindigkeit der Vorgelegewelle w bei jeder Umdrehung zwischen den Grenzen 1 bis 4 wechselt. Wie aus Figur 6 ersichtlich, hat dieselbe für die Stellung der Kurbel in den todten Punkten ihre Maximalgeschwindigkeit, so daß jedenfalls eine rasche Oeffnung der Dampfcanäle stattfindet. Die Stellung der Excentricität auf der abgekröpften Welle w kann dabei ganz gleich der gewöhnlichen Anordnung bleiben, bei welcher das Vertheilungsexcenter ca. 20°, das Expansionsexcenter 60° Voreilung hat. Werden nun ferner die Ellipsenräder, statt im Durchschnittspunkte ihrer Achsen, etwas außerhalb desselben aufgekeilt, so läßt sich die Dampfvertheilung auf leichte Weise so einrichten, daß auf beiden Seiten des Kolbens, trotz der verschiedenen Neigungen der Treibstange, stets vollkommen symmetrische Dampfvertheilung stattfindet. Endlich findet automatische Regulirung der Expansion dadurch statt, daß die Regulatorhülse mittels Winkelhebel und Zugstange eine Zahnstange z bewegt (Fig. 7), welche in ein Zahnrad eingreift, dessen Welle durch Winkelräderübersetzung die Spindel der Expansionsplatten verdreht. Um dabei die Action des Regulators zu erleichtern, sind die Expansionsplatten, ebenso wie der Vertheilungsschieber, entlastet. Rasche Oeffnung und Schließung der Dampfcanäle, Vermeidung der aus der endlichen Treibstangenlänge in der Dampfvertheilung entstehenden Unregelmäßigkeiten, endlich automatische Expansionsregulirung, dies sind die drei Hauptpunkte, welche E. Charles zu Gunsten seines Systems geltend macht, und die er theilweise auch erreicht hat. Doch wäre dem zu entgegnen, daß von allen Methoden zur Erzielung variabler Umdrehungsgeschwindigkeiten (vgl. Deprez' Coulissensteuerung, S. 9 dieses Bandes) die Bewegungsübertragung mittels unrunder Räder jedenfalls die denkbar schlechteste und für eine Steuerung wegen der unvermeidlichen und ungleichen Abnützung absolut verwerflich ist, sowie daß bei dieser Anordung zwar stets rasche Oeffnung, – rascher Dampfabschluß aber nur bei den niedersten und selten gebrauchten Füllungsgraden stattfindet. Was den schädlichen Einfluß der Neigung der Treibstange betrifft, in Folge dessen an dem der Kurbelwelle abgewendeten Cylinderende die größere Füllung stattfindet, so läßt sich derselbe bei weitem einfacher durch ungleiche Ueberdeckungen des Schiebers beheben (vgl. 1874 212 91 ff.); die automatische Regulirung schließlich wird zwar durch die Entlastung der Expansionsplatten wesentlich erleichtert, bleibt jedoch noch immer durch die vielfache Bewegungsübertragung schwierig genug. Dieser ganze Mechanismus bietet somit, wenn auch des Interessanten genug, doch wenig oder gar nichts Nachahmenswerthes; zu allem Ueberflusse ist er noch mit einem sogen. „obturateur mobile“ – einem Zwischenschieber versehen, welcher zwischen die Austrittsöffnung des Vertheilungsschiebers eingesetzt ist. Derselbe wird beim Rechtsgange des Vertheilungsschiebers (Fig. 6) von der linken innern Kante desselben mitgenommen, und dessen anderes Ende dabei über den rechtsseitigen Dampfcanal, durch welchen jetzt der Austritt stattfindet, theilweise hinweggeschoben. Tritt dann der Linksgang des Vertheilungsschiebers ein, so bleibt der Zwischenschieber in dieser Stellung stehen, bis die rechte innere Kante des Vertheilungsschiebers an demselben anstößt und damit gleichzeitig den Dampfaustritt absperrt. In Folge dessen findet Compression während der letzten 17 Proc. des Hubes statt, wodurch (wie der Erfinder meint) „der Einfluß des schädlichen Raumes vollkommen aufgehoben wird“. Ganz abgesehen davon, daß diese Ansicht gänzlich unrichtig ist (vgl. Trasenster, 1875 217 150), so kann auch hier wieder nur neuerdings hervorgeboben werden, daß sich derselbe Zweck weit einfacher durch vergrößerte innere Ueberdeckungen und größeres Voreilen des Vertheilungsexcenters erreichen ließe. Eine ganz ähnliche Construction wird uns noch später, bei der Expansionssteuerung (Schleppschieber-Steuerung) von Molard begegnen und soll dort näher besprochen werden. (Fortsetzung folgt.)