-
Doppelt wirkende, liegende Reihen-Großverbrennungskraftmaschine. Großgasrnaschinen
werden in der Regel als liegende Viertaktreihemasahinen ausgeführt, was den Vorteil
hat, daß bei jedem Hingang und Rückgang des) Triebgestänges j e ein Arbeitsimpuls
auf die Kurbel übertragen wird. Wegen des bequemeren Ein-und Ausbaues der Kolben
wird die Kolbenstange geteilt, d. h. jeder der beiden hintereinander angeordneten
Zylinder hat seine eigene Kolbenstange mit zugehörigem Kolben. Die beiden Stangen
sind durch eine besondere Kupplungsmuffe miteinander verbunden, und erhält letztere
einen Tragschuh, -der auf der zwischen beiden Zylindern befindlichen Gleitbahn des
sogenannten Zylinderzwischenstückes hin und her läuft. Das vordere Ende der vorderen
Kolbenstange ist in dem Kreuzkopf, das hintere Ende der hinteren Stange auf einem
hinteren Tragschuh mit zugehöriger Gleitbahn getragen. Die Kolbenkörper sitzen schwebend
jeder in der Mitte seiner Stange, ohne die Zylinderfläche zu berühren. Damit die
Kolbenstange nur wenig durchhängt, erhält sie verhältnismäßig großen Durchmesser.
Oft wird die. Stange mit Krümmung nach oben ausgeführt, damit ihre Längsachse unter
der Kolbenlast und dem Eigengewicht sich in eine gerade Linie hnnuntersenke.
-
Diese Anordnung der Zylinder und Kolbenstange hat zwei hauptsächliche
Nachteile. Erstens wird das Gestänge mit .den beiden Hohlkolben sehr schwer, so
daß man bezüglich Hubgröße und Tourenzahl beschränkt ist, um zu vermeiden, daß die
zur Beschleunigung des Gestänges bei Hubbeginn nötige Kraft nicht die Höhe des Kolbendruckes
erreiche oder gar übersteige, womit die Arbeitsleistung bei Hubbeginn negativ, gegen
Hubende dann allerdings positiv, aber sehr hoch werden und damit große zusätzliche
Reibungsarbeit auf Kurbelzapfen, Kurbelwelle und Gleitbahn verursachen würde, welche
sich bei leichteren-Gestänge vermeiden ließe. Denn &.s Minimun: an Reibungsarbeit
bei gegebener Nutzarbei würde eintreten, wenn die Kraft auf den Kurbelzapfen bei
Hubbeginn und gegen Hubende ungefähr die gleiche wäre, wobei auch die Zapfenfläche
und-die Beanspruchung von Kurbelzapfen und Kurbelwelle ein Minimum wurde.
-
Zweitens hat das Durchhängen der an ihren beiden Emden unterstützten
Kolbenstange zur Folge, daß sich diese beim Hin- und Hergang in den Stopfbuchsen
um die Größe der Durchbiegung hebt und senkt, so daß die Dichtungsringe durch Auf-
und Abgleiten in ihren Gehäuseringen diesen Stangenbewegungen folgen müssen. Dieses
Auf- und Abgleiten der Stopfbuchedichtungsringe ist aber erschwert durch ihr Klebenbleiben
zwischen den Gleitflächen infolge von Öl und Schmutz, so daß leicht Undichtheit
der Stopfbuchsen und damit stärkeres Verschmutzen und rasche Zunahme der Undichtheit
eintritt und die Stopfbuchsen öfters gereinigt, die Ringe ersetzt und die Kolbenstangen
nachgeschliffen werden müssen. Diese Übelstände treten auch dann ein, wenn auch
vielleicht in vermindertem Maße, wenn die Stangen in ihrem unbelasteten oder Normalzustand
nach oben gebogen sind, um belastet eine Gerade zu bilden, weil es schwierig ist,
diese Gerade genau zu erreichen. Denn die Durchbiegung der Stange im Kolbenkörper
ist vermindert und jedenfalls von Zufälligkeiten abhängig, daher nicht genau bekannt,
und auch am freien Stangenschaft können Erwärmung und ungleiches Schmieden und Glühen
einen Einfluß auf die Durchbiegung ausüben, der sich nicht genau bestimmen läßt.
-
Außer diesen beiden obigen Nachteilen, die in jedem Falle vorhanden
sind, kann noch zu fälligerweise, trotz aller Sorgfalt, hinzukommen, daß der Gestellrahmen
mit der großen Öffnung über der Gleitbahn, und das Zylinderzwischenstück mit ähnlicher
großer Öffnung, beim Ausbohren auf der Werkzeugmaschine und dann wieder bei der
Montage durch ungenaues, d. h. ungleichmäßiges Unterlegen im einen oder anderen
Sinne verzogen, d. h. also aus der spannungslosen Form verschoben oder herausgedrückt
werden, so daß die Zylinder nicht scharf in einer geraden Linie liegen. Es ist klar,
daß in einem solchen Falle, der nur allzu häufig eintritt, auch die Kolbenliderungsringe
den gleichen Übelstand zeigen müssen, wie er eben für die Stopfbuchsen dargelegt
wurde.
-
Es sollen nun die obigen Nachteile durch die im folgenden vorgeschlagene
Anordnung vermieden werden. In derselben wird das besondere Zwischenstück zwischen
beiden Zylindern,
das infolge seiner großen Öffnung auf der oberen
Seite leicht aufs der Form gebracht wird,'ganz weggelassen, und werden die 'b'eiden
-in ihrer gewohnten Form an sich sehr steifen Zylinder unmittelbar gegeneinander
verschraubt. Die Kolbenstange wird für beide Zylinder aus einem gemeinsamen Stück
hergestellt, und sind für das Tragen der Stange und ihrer Kolben mehrere möglichst
gleichmäßig verteilte Unterstützungen und für ihren bequemen Ausbau weitere besondere
Hilfsmittel geschaffen.; Es ist nun zwar bekannt, daß schon Reihen-(Verbund-)Dampfmaschinen
(und auch solche reit zwei Zylindern gleicher Druckstufe) gebaut worden sind, deren
beide Kolben auf gemeinsamer Stange sitzen. Gewöhnlich ist aber diese Kolbenstange
durch nur drei Deckel geführt und sitzt der hintere Kolben, wie man sagt, fliegend
auf der Stange. Auch ist der vordere Zylinder (Hochdruckzylinder) kleiner als der
hintere (Niederdruck-) Zylinder, so daß die ganze Stange mit beiden Kolben und die
beiden dazwischenliegenden Zylinderdeckel zusammen und gemeinsam nach hinten herausgezogen
werden können und besondere Maßnahmen zum Lösen der Kolben von der Stange im Zylinder
nicht nötig sind. Es gab wohl auch schon Gasmaschinen mit zwei einfach wirkenden
Zylindern hintereinander mit einer gemeinsamen, die beiden Tauchkolben verbindenden
Stange. Die Tauchkolben werden aber unmittelbar durch die Zylinderwand getragen,
was für große Maschinen untunlich ist; auch erlauben diese Anordnungen keine geeignete
Unterstützung der Kolben durch die Stange an mehreren zweckmäßig verteilten Punkten
bei verhältnismäßig geringer Gesamtlänge. Die wie oben vorgeschlagene und nachstehend
näher beschriebene Anordnung mit gemeinsamer, durch vier Deckel durchgehender Kolbenstange
für zwei doppelt wirkende, in Reihe hintereinander gestellte Gaszylinder ist jedoch
neu und wurde gewählt aus neuen Gesichtspunkten mit neu zu erreichenden Vorteilen
und mit zum Teil neuen Hilfsmitteln.
-
In beiliegender Zeichnung ist ein Beispiel der neuen Anordnung näher
veranschaulicht. Die beiden Zylinder Cl und C2 (s. Längsschnitt Abb. z) sind bei
FF miteinander verschraubt. Seitliche Öffnungen 0 an der Verbindungsstelle gestatten
den Zugang zu den Stopfbuchsen SZ und S3 der beiden zwischenliegenden Zylinderdeckel
D, und D, Die Kolbenstange L, die ein für beide Zylinder gemeinsames Stück bildet,
ist zwischen den beiden Kolben K1 und K= stärker gehal-' ten als an den beiden Enden,
so daß die Kolben, welche gegen die Anpässe A, und A,
verschraubt sind,
nach Öffnen der Deckel D,_ und D4 und nach Lösen der Befestigungsmuttern über die
Stangenenden weggezogen werden können. In der Regel wird man die Kolbenstange nach
hinten ausbauen wollen und nur die Stangenverbindung und den vorderen Deckel und
Kolben lösen, während der Kreuzkopf und die Schiebestange ohne weiteres an ihrem
Platze bleiben können und wohl der hintere Zylinderdeckel, nicht aber auch der hintere
Kolben von der Stange gelöst werden muß. Meist aber kann der Ausbau der Stange (mit
festsitzendem vorderen Kolben) rascher erfolgen nach vorn als nach hinten, weil
die Arbeit zum Lösen der Teile auf beide Stangenenden und auf zwei verschiedene
Arbeitergruppen gleichmäßiger verteilt ist, nämlich Hochschwenken des Kreuzkopfes
samt angebauter Schubstange und Lösen des Zylinderdeckels am vorderen Stangenende
und Lösen [des hinteren Deckels und des hinteren Kolbens am hinteren Ende. Der Ausbau
von Kolben und Stange kann also nach hinten oder nach vorn erfolgen je nach Bedarf
und je nachdem dabei an Mühe und an Zeit gewonnen wird, welch letzteres bei großen
schweren Maschinen von Wichtigkeit ist. Das Lösen der Kolbenmuttern wird da, wo
es im Zylinder zu erfolgen hat, und auch außerhalb derselben ganz wesentlich erleichtert,
wenn man dieselben mit einem .angemessenen Spiel um die Stange versieht, so daß
die Dreieck- und Trapezgewinde des einen und anderen Stückes, gleichsam wie auf
einer Kugelfläche sitzend, sich gegenseitig etwas seitlich schieben und nach Bedarf
etwas schräg oder gerade stellen können, so daß die tragende Mutterfläche genau
und fest auf die zugehörige Kolbenfläche zu sitzen kommt. Beim Zusammenbau soll
die Kolbenmutter eine Pressung erhalten, die etwas größer ist als der maximale Kolbendruck,
so daß je nach den Zylinderabmessungen ganz bedeutende Kraft- und namentlich Reibungsinomente
zu überwinden sind. Es wird das Anziehen und Lösen der Kolbenmutter nun außer durch
das Spiel um die Stange noch weiter ganz wesentlich dadurch erleichtert, daß man
'den Körper der Kolbenmutter mit mehreren gleichmäßig verteilten Löchern parallel
zur Achse durchbohrt und mit entsprechenden Schrauben VV ... versieht, wie
aus A1'13. a und 3 ersichtlich ist. Nach schwachem Anziehen der großen Mutter Ul
bzw. M2 werden diese Schrauben einzeln gleichmäßig und allmählich gegen den Kolbenkörper
angepreßt, so daß --das Festziehen und auch das Lösen der Kolben sehr erleichtert
wird: Damit diese Arbeit durch die seitlichen öffnungen 'der Gleitbahn erfolgen
kann und ein Einsteigen der Maschinisten in den Zylinder nicht nötig ist, kann man
nach
Lösen des Deckels Dl und Verschieben desselben gegen den Kreuzkopf
auf die Kolbenstange einen zweiteiligen Hilfsring R (:4bb.2) aufschrauben, durch
dessen Löcher ein sogenannter Steckschlüssel St gegen die Schrauben VV
... der Mutter Ml vorgeschoben werden kann. Um ein Losgehen der mit Spiel
geschnittenen Kolbenmutter Q171 zu verhindern, können die Schrauben VT,'.
. .
etwas in den mit Keil auf die Stange I. aufgesteckten Kolbenkörper K,
eintreten und die Schrauben VV ... ihrerseits auf irgendeine bekannte Weise
am Losdrehen verhindert werden. Die Befestigung rles Kolbens h" der in der Regel
nicht von der Stange gelöst wird, erfolgt wie diejenige von K, Die Kolbenstange
ist am vorderen Ende durch den Kreuzkopf mit Gleitbahn getragen, am hinteren'Ende
kann ebenfalls ein gewohnter Tragschlitten auf zugehöriger Gleitbahn hin und her
gehen. Es kann statt dessen aber auch am hinteren Zylinderdeckel D,1 zweckmäßigerweise
ein Tragstück T,1 angebracht sein, auf dessen halbzylindrischem Gleitschuh die Stange
sich hin und her bewegt. An den Zylinderdeckeln D., und D.. sind ähnliche Tragstücke
T_ und T;, vorgesehen, deren Flanschen B= und B.; gegen die Deckel befestigt sind
und damit gleichzeitig die Stopfbuchsen S._ und S; an ihrem Platze halten. Es ist
zweckmäßig, diese Tragstücke T." T3 und T, mit besonderen Gleitschuhen zu ver:_
sehen, welche in der Höhe nachstellbar sind, damit auch bei etwaiger Abnutzung dieser
Schuhe die Kolbenstange immer genau in Höhe der Zylinderachse gehalten werden kann.
-
Durch diese Art der Unterstützung der Kolbenstange werden zwei Vorteile
erreicht: i. Führung der Stange direkt neben den Stopfbuchsen, daher ruhige Lage
der Stopfbuchsenringe und Kolbenringe und gutes Dichthalten derselben; daher selten
notwendige Reinigung. a. Kurze freitragende Längen der beiden Stangenhälften (vordere
und hintere), die zusammen einen ganzen kontinuierlichen und daher sehr steifen
Balken bilden, so daß die Stange im Querschnitt wesentlich leichter gehalten werden
kann.
-
Durch das Weglassen des Zylinderzwischenstückes wird erreicht: i.
Kurze Kolbenstange,. Weglassen der Kupplungsmuffe mit Tragschlitten, wozu auch noch
das Weglassen des hinteren Tragschlittens folgerichtig hinzukommt, so däß an den
hin und her gehenden Massen ganz wesentlich gespart wird. Es können infolgedessen
viel höhere Kolbengeschwindigkeiten angenommen werden bei guter zweckmäßiger Verteilung
der Kurbelzapf endrücke für den ganzen Kolbenhub. Es sind also auch viel stärkere
Maschinen-, d. h. Krafteinheiten möglich, wie man sie für neuzeitliche große Kraftzentralen
braucht.
-
2. Wird durch das Weglassen des besonderene Zwischenstückes ein genauer
Zusammenbau der beiden Zylinder in einer Geraden viel besser gewährleistet und damit
ein leichter sicherer Gang des ganzen L'Iaschinenge-,tänges.