Ausgewählte Beiträge zur
Technik von Dampfbooten
Seit
die
Dampfmaschine
zum
Antrieb
von
Schiffen
und
Booten
eingesetzt
wurde,
war
es
notwendig,
die
Drehrichtung der Maschine ändern zu können. Dies bewerkstelligten die sogenannten Umsteuerungen.
Bis
in
die
1840er
Jahre
war
die
Umsteuerung
mit
losem
Exzenter
gebräuchlich.
Hierbei
saß
die
Exzenterscheibe
lose
auf
der
Kurbelwelle,
welche
zwei
feste
Knaggen
besaß.
An
der
Exzenterscheibe
befand
sich
ein
Mitnehmer,
der an einen der beiden Knaggen - je nach Drehrichtung - stieß und mitgenommen wurde.
Mitte
des
19.
Jahrhunderts
wurde
mit
Zahnradsteuerungen
experimentiert.
Vor
allem
ist
die
sog.
4-Rad-Steuerung
von Maudslay (1860) bekannt geworden.
Über
die
auch
bei
unseren
Dampfbooten
weit
verbreitete
Stephenson'sche
Kulissensteuerung
muss
hier
wohl
keine
Erläuterung folgen.
Interessant
sind
die
sogenannten
Lenkersteuerungen,
die
mit
nur
einem
Exzenter
(Hackworth,
Klug,
Marshall
und
Bremme) oder gar ohne einen solchen (Joy) auskommen.
Von
den
vorgenannten
soll
hier
die
Klug'sche
Umsteuerung
näher
beschrieben
werden,
auf
die
am
31.
Dezember
1878 in Hamburg ein Patent erteilt wurde.
Es bedeuten:
A: Mittelpunkt der Kurbelwelle
Auf
der
Kurbelwelle
ist
für
jeden
Zylinder
ein
in
einer
Linie
mit
der
Kurbel
liegender
Exzenter
H
angeordnet,
oft
sind
Kurbelwelle
und Exzenter in einem Stück geschmiedet.
Die
Exzenterstange
H-C
trägt
an
ihrem
Ende
(in
C)
eine
Schubstange
D,
die
mittels
Scharnier
mit
der
Schieberstange
verbunden ist.
Aufgehängt
ist
die
Exzenterstange
in
einem
Punkt
B
an
einer
Gelenkstange
("Lenker")
B-V, wobei B zwischen H und C liegt.
Die Umsteuerung
von Klug
Hubert Paulus
Die
Bewegung
am
Ende
der
Exzenterstange
(Punkt
C)
infolge
der
Drehung
des
Exzenters
H
um
A
und
der
Aufhängung
am
Lenker
in
B
an
V
ist
eine
ellipsenförmige,
die
sich
um
ca.
90°
dreht,
wenn
der
Steuerrahmen
von
V
auf
R
gelegt
wird.
Entsprechend
ändert
sich
die
Lage
der
Schubstange,
der
Schieberstange
und
des
Schiebers,
die
Maschine läuft rückwärts.
Der
Lenker
ist
an
seinem
oberen
Ende
in
Punkt
V
(bzw.
R)
an
einem
Steuerrahmen
F
drehbar
gelagert,
der
seinerseits
um
den
Punkt
G
von
seiner
linken
Position
(G-V)
nach
rechts
(G-R)
geschwenkt
werden
kann.
Dabei
markieren die beiden gezeigten Positionen des Steuerrahmens die Zustände "Voll voraus" bzw. "Voll zurück".
Hier eine Zeichnung mit der technischen Umsetzung:
Die
Umsteuerung
von
Klug
wurde
vor
allem
in
Deutschland
bei
kleineren
Schiffsmaschinen
angewendet.
Maschinen
bis
ca.
150
PS
waren
mit
dem
abgebildeten
Steuerrahmen
mit
angeschraubtem
Handhebel
ausgestattet.
Das
Führungssegment
des
Umsteuerrahmens
war
mit
Einschnitten
versehen,
in
denen
der
Umsteuerhebel
für
verschiedene Füllungsgrade einrastete.
Bei
größeren
Maschinen
gab
es
einen
Schnecken-
oder
Spindel-Handantrieb,
ggf.
diente
eine
kleine
Dampfmaschine
zum Umsteuern.
Die
vorstehend
abgebildete
Maschine
steht
im
Schifffahrtsmuseum
Flensburg.
Es
ist
eine
Zweizylinder-
Verbundmaschine mit einer Leistung von 75 PS bei 210 U/min. Baujahr ist 1914.
Auf den folgenden Fotos kann man die beiden Stellungen des Umsteuerrahmens mit dem Handhebel gut erkennen.
Hier liegt der Handhebel in der "Voll voraus"-Position.
In
der
Bildmitte
unten
ist
die
rot
bemalte
doppelt
ausgeführte
Exzenterstange
zu
sehen.
Dazwischen
greift
am
linken
Ende
die
gebogene
Schubstange
an,
die
oben
mit
der
Schieberstange
verbunden
ist.
In
der
Mitte
der
recht
kurzen
Exzenterstange erkennt man die kurze Lenkerstange, die oben am Umsteuerrahmen drehbar gelagert ist.
Hier liegt der Umsteuerhebel auf "Voll zurück":
Eine
Besonderheit
der
Klug'schen
Umsteuerung
ist
die
Anordnung
der
Schieber.
Bedingt
durch
die
Position
der
Exzenter
innen
neben
den
Kurbeln
und
ihre
seitliche
Ausrichtung
liegen
die
Schieberkästen
"neben"
den
Zylindern,
wodurch
die
Maschine
eine
kompakte
Bauweise
erhält.
Ein
weiterer
Vorteil
ist,
dass
durch
einfache
Hebelverstellung
eine
variable
Expansion
erreicht
wird.
Je
mehr
die
Steuerung
überliegt,
desto
größer
ist
die
Füllung.
Das
macht
einen
besonderen
Expansionsschieber entbehrlich.
Das
Video
zeigt
jeweils
3
Kurbel-
umdrehungen
vorwärts
wie
rückwärts.
Ausgangspunkt
ist
jedesmal
der
obere
Totpunkt
der
Kurbelwelle,
bei
Beginn
der
Drehung
bewegt
sich
die
Steuer-
stange
nach
unten,
d.h.
sie
gibt
die
obere
Öffnung
des
Schieberspiegels
frei,
der
Kolben
(der
hier
nicht
dar-
gestellt ist) bewegt sich nach unten.
Die Umsteuerung von Klug