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Leitfaden für den

Unterricht in -er Mafchinenknn-e

an der ttaiserlichen Marineschule

Herausgegeben von der

Inspektion -es vildungswesens -er Marine

Text

Zweite Auflage <3 0 0

Berlin 1907

Ernst Siegfried Mittler und Sohn Königliche Hofbuchhandlung Kochstraße 68-71

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Alle Rechte aus dem Gesetze vom 19. Juni 1901 sowie ba§ Übersetzungsrecht sind Vorbehalten.

Akc. Nr.

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Vorwort zur ersten Auflage.

er vorliegende Leitfaden dient als Hilfsmittel für den Unterricht der Fähnriche zur See auf der Marineschule und soll vor allem das bisher übliche Diktieren oder Nachschreiben überflüssig machen. Bei seiner Abfassung war nicht nur auf das Bedürfnis eines angehenden Seeoffiziers, sondern auch auf den Grad seiner mathematischen, physikalischen und technischen Vorbildung Rücksicht zu nehmen.

Es mußte daher einerseits das Buch auf die wichtigsten Konstruktionen und deren Hauptteile beschränkt bleiben, um es nicht zu umfangreich und für einen Nichtfachmann unübersichtlich zu machen, anderseits konnte die Behandlung des umfangreichen Gebietes im allgemeinen nur auf eine Beschreibung der fertigen Anlagen und eine Erklärung der prinzipiellen Wirkungsweise hinauslaufen, während der konstruktive und berechnende Standpunkt von vornherein ausgeschaltet werden mußte. Auch mußte vieles genau erklärt werden, was bei einem Techniker als bekannt vorausgesetzt werden kann und daher in einem nur für Fachmänner bestimmten Buche entbehrt oder wenigstens gekürzt werden könnte.

Die wichtigsten Teile sind durch Abbildungen erläutert, welche hauptsächlich unseren neuesten Kriegsschiffen entnommen sind. Es ist aber mit diesen Abbildungen nicht beabsichtigt, das bisher auf der Marineschule übliche Skizzieren einzuschränken, sondern nur ein vollkommeneres Bild zu geben, als es durch die Handskizzen möglich ist. Die Zahl der Abbildungen ist im Verhältnis zum Text möglichst beschränkt worden, um das Buch nicht zu sehr zu verteuern.

Der Text ist aber so gehalten, daß auch diejenigen Konstruktionen, deren Form und Zusammensetzung nicht durch Figuren erläutert sind, in ihrer allgemeinen Wirkungsweise verstanden werden können, so daß das Buch auch für Personen, welche die Vorträge an der Marineschule nicht hören, also für Offiziere, für Studierende, für praktische Techniker usw., zur allgemeinen Orientierung über die maschinellen Einrichtungen an Bord verwendbar sein dürfte.

Vorwort zur zweiten Auflage.

WA

ei der vorliegenden zweiten Auflage des Leitfadens sind die bisherigen Erfahrungen des Unterrichtes an der Marine-Akademie und -Schule verwertet, die künftigen Verhältnisse nach der Verlegung der Marineschule nach Mürwik in Betracht gezogen und die Fortschritte der Technik aus dem Gebiete des Schiffsmaschinenwesens berücksichtigt.

Die nach vorstehenden Gesichtspunkten erforderlichen Änderungen der ersten Auflage waren so umfangreich, daß die zweite Auflage eine vollständige Neubearbeitung darstellt.

Die wesentliche Vermehrung und Verbesserung der Figuren war ein durch die geringe praktische Anschauung der Schüler auf maschinentechnischem Gebiet bedingtes unabweisbares Bedürfnis und wird es noch mehr werden, wenn nach Verlegung der Schule nach Mürwik die praktische Anschauung nicht mehr in dem Maße durch Werftbesichtigungen unterstützt werden kann, wie hier in Kiel. Das schematische Skizzieren im Unterricht muß trotz der Vermehrung der Figuren in dem bisherigen Umfange beibehalten werden.

Die neu hinzugetretenen Teile „Dampfturbinen" und „Verbrennungsmotoren" entsprechen der erweiterten Maschinentechnik in der Marine; die neu hinzugetretenen Teile „Baumaterialien", „Betriebsmaterial", „Betriebseinrichtungen" und „Behandlung der maschinellen Anlagen" sollen dazu beitragen, eine bisher vorhandene- Lücke in der maschinentechnischen Ausbildung des angehenden Seeoffiziers auszufüllen.

Im Text ist abweichend von der ersten Auflage möglichst knappe Form angestrebt; die für das Verständnis der Marineschule vielfach erforderlichen näheren Erläuterungen bleiben dem Unterricht überlassen.

Durch die Trennung von Text und Atlas wird eine bessere Übersichtlichkeit des ersteren und bessere Handlichkeit des Ganzen erstrebt.

Zum leichteren Zurechtfinden in dem vielseitigen Inhalt des Leitfadens ist außer dem Inhaltsverzeichnis ein alphabetisches Sachverzeichnis beigefügt.

Zur Erleichterung der Vorbereitung auf die Seeoffizierprüfung ist alles Wichtige durch fetteren Druck hervorgehoben.

Die vorliegende zweite Auflage dürfte in höherem Maße als die erste Offizieren, Studierenden und Technikern ein willkommenes Mittel an die Hand geben, einen allgemeinen Überblick über die maschinentechnischen Einrichtungen an Bord von Kriegsschiffen zu gewinnen.

G. ttlamroth,

Marine-Ober-Baurat und Maschinenbau-Betriebsdirektor, Lehrer an der Marine-Akademie und -Schule.

Inhaltsverzeichnis.

Teil I. Hilfswissenschaften.

Seite

A. Tabellen

1.    Verwandlung des englischen Maßes in Metermaß........

2.    Verwandlung von Metermaß in englisches Maß. ........

3.    Vergleich der Pferdestärken verschiedener Länder.........

4.    Vergleich von Flächendrucken................

5.    Tabelle zur Verwandlung von kg pro qcm in Pfund englisch pro

Quadratzoll englisch...................

6.    Die Seemeile.....................

B. Mechanik.....

1.    Arbeit.....

2.    Leistung oder Effekt

3.    Lebendige Kraft .

4.    Zentrifugalkraft .

5.    Reibung . . . .

1.    Grundbegriffe................

2.    Wirkungen der Wärme.............

3.    Gleichwertigkeit von Wärme und Arbeit .......

D.    Wafferdampf..................

1.    Eigenschaften und Zustandsänderungen des Wasserdampfes

2.    Arbeit des Wasserdampfes............

E.    Elektrotechnik.................

1.    Eigenschaften des elektrischen Stromes.......

2.    Elektrische Maßeinheiten............

3.    Leitungswiderstand..............

4.    Erzeugung der Elektrizität und des elektrischen Stromes .

5.    Gesetze des elektrischen Stromes........ .

6.    Wirkungen des elektrischen Stromes........

7.    Meßmethoden und Meßinstrumente . .......

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Teil II. Leistung und Wirkungsgrad der Aeffel und Maschinen.

A.    Arten, graphische Darstellung und Berechnung der Leistung . . . .

1.    Theoretische Leistung des Brennmaterials...........

2.    Theoretische Leistung des Dampfes.............

3.    Wirkliche, indizierte Leistung des Dampfes...........

4.    Effektive Leistung der Maschine...............

B.    Wirkungsgrad der Kessel und Maschinen............

1.    Wärmewirkungsgrad ..................

2.    Mechanischer Wirkungsgrad ................

3.    Gesamter Wirkungsgrad einer Schiffsmaschine.........

4.    Einfluß der Hilfsmaschinen auf den Kohlenverbrauch.......

Seite

25

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46

Teil III. Entwickelung der Schiffsmaschine.

A.    Kesseldruck und Maschinensystem...............

1.    Allgemeiner Zusammenhang zwischen Kesseldruck und Maschinensystem .

2.    Kesseldruck und Kohlenverbrauch bei den einzelnen Maschinensystemen .

B.    Anordnung der Zylinder und Kurbeln.............

1.    Einfach-Expanstonsmaschine................

2.    Zweifach-Expansionsmaschine................

3.    Dreifach-Expansionsmaschine................

4.    Vierfach-Expansionsmaschine................

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47

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49

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Teil IV. Zusammenhang zwischen Schiffsgeschwindigkeit, Maschinenleistung und Rohlenverbrauch.

A.    Rechnerischer Zusammenhang................

1.    Theoretische Hauptgesetze.................

2.    Abweichungen der Wirklichkeit von den theoretischen Hauptgesetzen .    .

3.    Rechnungsbeispiele...................

B.    Graphischer Zusammenhang.................

1.    Theoretische und wirkliche Kurven..............

2.    Probefahrtsergebnisse...................

52

52

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Teil V. Formen und ktrten der Schiffskessel.

A.    Feuerrohrkessel...............

1.    Zylinderkessel mit durchschlagender Flamme .    . .

2.    Zylinderkessel mit rückschlagender Flamme ....

3.    Lokomotivkessel..............

B.    Wafferrohrkessel..............

1.    Wirkungsweise und Konstruktion von Wasserrohrkesseln

2.    Weitrohrige Wasserrohrkessel..........

3.    Engrohrige Wasserrohrkessel..........

C. Vergleich der Kessel . . .

1.    Gewicht und Raumbedarf

2.    Wirtschaftlichkeit . . .

3.    Betriebseigenschaften

4.    Bau- und Reparaturkosten

Seite

78

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80

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Teil VL Feuerungsanlage und Kesselarmatur*

A.    Kohlenfeuerung mit natürlichem Zug.........

1.    Verbrennungsraum mit Rost und Aschfall.......

2.    Feuerzüge mit Rauchkammer und Schornstein......

3.    Rauchlose Feuerung...............

B.    Künstliche Zuführung der Verbrennungsluft......

1.    Allgemeine Wirkungsweise.............

2.    Praktische Ausführung..............

C.    Ölfeuerung...................

1.    Feuerungseinrichtungen..............

2.    Versuchsergebnisse und Wert der Olfeuerung......

D.    Kesselarmatur..................

1.    Ablatzvorrichtungen...............

2.    Speisevorrichtungen...............

3.    Sicherheitsvorrichtungen.............

4.    Reinigungsvorrichtungen.............

5.    Vorrichtungen für Ternperaturausgleich und Wasserumlauf .

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Teil VII. Hauptmaschinenteile.

A.    Dampfzylinder..............

1.    Zylinderkörper mit Schieberkasten......

2.    Einsatzzylinder und Dampfmantel......

3.    Zylinderarmaturen...........

B.    Übertragung der Dampfkraft auf die Kurbelwelle

1.    Dampfkolben und Kolbenstange.......

2.    Geradführung.............

3.    Pleuelstange.............

4.    Verbindung zwischen Zylinder und Kurbelwelle .

C.    Wellenleitung..............

1.    Wellen...............

2.    Wellenlager..............

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Teil VIII. Schiffsschraube.

A. Wirkungsweise und Form der Schiffsschrauben

1.    Propellerschub und Slip........

2.    Arbeitsverluste............

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108

Seite

3.    Form der Schraubenflügel......

4.    Zahl der Schraubenflügel.......

5.    Zeichnerische Darstellung einer Schiffsschraube

6.    Turbinenpropeller........ .

B. Praktische Ausführung der Schiffsschrauben

1.    Material.............

2.    Schraubennabe und Befestigung der Flügel

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112

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113

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114

Teil IX. Steuerung. A. Schiebersteuerung mit Exzenterantrieb.

115

1.    Allgemeines..............

2.    Normalsteuerung............

3.    Schieber mit Voreilung und Überdeckung . . .

4.    Außen- und Jnnenkantenabschluß......

5.    Hebel zwischen Exzenter und Schieberstange . .

6.    Schieber mit mehrfachem Dampfein- und -Austritt

7.    Schieb erdiagramme...........

115

115

115

116

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B.    Umsteuerungen...............

1.    Umsteuerung durch Vertauschung der Dampfwege .

2.    Umsteuerung durch Änderung der Schieberbewegung

C.    Expansionssteuerung.............

1.    Zweck und Wirkungsweise der Expansionssteuerung .

2.    Bauart der wichtigsten Expansionssteuerungen. . .

D.    Bauart der inneren und äußeren Steuerung . . .

1.    Schieber................

2.    Steuerungsgestünge und Exzenter.......

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Teil X. Aondensatoren.

A.    Zweck und Wirkungsweise der Kondensatoren .

1.    Zweck der Kondensatoren........

2.    Wirkungsweise der Kondensatoren.....

B.    Anordnung und Bauart der Kondensatoren

1.    Anordnung der Kondensatoren......

2.    Bauart der Kondensatoren.......

3.    Armaturen des Kondensators......

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127

Teil XI. pumpen.

A. Wirkungsweise und Arten der Pumpen

1.    Allgemeine Wirkungsweise der Pumpen

2.    Wirkungsweise der Kolbenpumpen . .

3.    Wirkungsweise der Zentrifugalpumpen

4.    Wirkungsweise der Dampfstrahlpumpen

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B.    An Bord verwendete Pumpen......

1.    Luftpumpen............

2.    Zirkulationspumpen.........

3.    Speisepumpen...........

4.    Lenzpumpen...........

5.    Sonstige Pumpen für Flüssigkeiten .    .    .

6.    Luftkompressionspumpe für Torpedoarmierung

C.    Antrieb der Pumpen.........

1.    Antrieb durch Hauptmaschine.....

2.    Antrieb durch besondere Dampfmaschinen .

Seite

129

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Teil XII. Rohrleitung.

A.    Zweck und Anordnung der wichtigsten Rohre

1.    Dampfzuleitungsrohre........

2.    Dampfabgangsrohre.........

3.    Wasserrohre............

B.    Bauart der Rohrleitung........

1.    Rohre und Rohrverbindungen.....

2.    Rohrabsperrvorrichtungen.......

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.    147

149

Teil XIII. Anordnung von Maschinen, Ressel und Rohlenbunker.

A.    Allgemeine Gesichtspunkte für die Anordnung..........

1.    Bauliche und konstruktive Gesichtspunkte............

2.    Bedeutung der Betriebsverhältnisse für die Anordnung......

B.    Beispiele ausgeführter Anordnungen.............

1.    Zweischraubenschiffe...................

2.    Dreischraubenschiffe...................

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152

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156

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Teil XIV. Hilfsmaschinen.

A.    Allgemeines..........

1.    Zweck und Arten der Hilfsmaschinen

2.    Äetriebskraft der Hilfsmaschinen .

3.    Praktische Regeln für die mit Dampf betriebenen Hilfsmaschinen ...    161

B.    Hilfsmaschinen für den Hauptmaschinenbetrieb . . .

1.    Umsteuerungsmaschinen............

2.    Ventilationsmaschinen............

3.    Maschine zum Drehen der Hauptmaschine.....

4.    Aschheißmaschinen, Aschejektoren und Aschkühlvorrichtung

5.    Frisch Wassererzeuger.............

6.    Speisewasservorwärmer und Reiniger......

C.    Hilfsmaschinen für den Schiffsbetrieb.......

1.    Rudermaschinen..............

2.    Spillmaschinen...............

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Seite

3.    Dampfbootswinden...............

4.    Kohlenwinden..................

5.    Lösch- und Ladevorrichtungen der Handelsschiffe......

6.    Trinkwassererzeugung...............

7.    Dampfheizung..................

8.    Kühlanlagen..................

D. Bootsmaschinen..................

1.    Tabellarische Übersicht über die normalen Dampfbeiboote .    .

2.    Bauart der normalen Dampfbeiboote.........

3.    Beiboote mit Verbrennungsmotoren..........

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197

Teil XV. Elektrische klnlagen.

A.    Elektrische Kraftquellen..................

1.    Dynamomaschinen.............~ ......

2.    Akkumulatoren und Elemente . . .    ............

B.    Stromverteilung.....................

1.    Schaltanlage.....................

2.    Leitungsanlage . . . .................

C.    Elektrisches Licht.....................

1.    Glühlicht.......................

2.    Bogenlicht......................

D.    Elektrische Kraftübertragung................

1.    Elektromotoren....................

2.    Umfang und Wert der elektrischen Kraftübertragung auf Schiffen. . .

3.    Elektrische Boote....................

E.    Elektrische Befehlsübertragung................

1.    Vorzüge der elektrischen Befehlsübertragung..........

2.    Arten der elektrischen Befehlsübertragung...........

197

197

204

207

207

210

214

214

216

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231

Teil XVI. Dampfturbinen.

A.    Wirkungsweise und allgemeine Bauart der Dampfturbinen . .

1.    Dampfstrahl und Schaufelform.............

2.    Einteilung der Dampfturbinen.............

3.    Ausnutzung der hohen Dampfgeschwindigkeit........

4.    Wirkungsgrad der Dampfturbinen............

5.    Umsteuerung der Dampfturbinen............

6.    Axialschub....................

7.    Bauart der Hauptteile der Dampfturbinen.........

B.    Turbinensysteme

1.    Parsons-Turbine..................

2.    De Laval-Turbine.................

3.    Elektra-Turbine..................

4.    Curtis-, Riedler-Stumpf- und A. E. G.-Turbine.......

5.    Rateau- und Zölly-Turbine..............

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Seite

C. Dampfturbinen als Schiffsmaschinen

1.    Grundsätzliche Unterschiede zwischen Land- und Schiffsturbinenanlagen . 251

2.    Ausgeführte Schiffs-Turbinenanlagen

3.    Bisherige Ergebnisse und Aussichten der Schiffsdampfturbinen.... 255

251

253

Teil XVII. Verbrennungsmotoren.

A.    Verbrennung, Zündung, Kühlung..............

1.    Brennmaterial für Verbrennungsmotoren...........

2.    Art der Verbrennung..........*.......

3.    Zündung.......................

4.    Kühlung........................

B.    Kraftverteilung in Zylinder und Gestänge...........

1.    Höhe des angewendeten Drucks...............

2.    Arbeitsperioden.....................

3.    Gleichförmigkeitsgrad..................

C.    Steuerung und Regulierung der Verbrennungsmotoren......

1.    Steuerung......................

2.    Anlassen und Umsteuern.................

3.    Regelung der Geschwindigkeit...............

D.    Vorteile und Nachteile von Verbrennungsmotoren und Verwendbarkeit für Schiffszwecke...................

1.    Gewicht und Raumbedarf.................

2.    Wirtschaftlichkeit....................

3.    Betriebsverhältnisse unter Berücksichtigung des Schiffsbetriebes . . . 266

4.    Aussichten der Verwendung von Verbrennungsmotoren auf Schiffen. . 267

258

258

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261

262

262

262

262

263

263

264

Teil XVIII. Baumaterialien.

A.    Eisen und Stahl

1.    Zusammensetzung und Eigenschaften der verschiedenen Eisensorten .    . . 269

2.    Herstellung von schmiedbarem Eisen aus Roheisen .

3.    Verwendung der verschiedenen Eisensorten ....

4.    Qualitätsvorschriften der Marine.......

B.    Kupfer und Kupferlegierungen.........

1.    Gußstücke aus Bronze und Messing......

2.    Stangen aus Kupfer und Kupferlegierungen . . .

3.    Bleche aus Kupfer und Kupferlegierungen ....

4.    Nahtlose Kupferrohre...........

5.    Nahtlose Rohre aus Messing und Kupferlegierungen

6.    Kondensatorrohre.............

7.    Aluminiumbronze ............

C.    Bekleidung dampfführender Teile.......

1.    Bekleidungsmaterial............

2.    Ausführung der verschiedenen Bekleidungen . . .

269

271

271

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273

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278

278

278

D. Packungsmaterial .

1.    Weichpackungen

2.    Metallpackungen

Seite

280

280

280

Teil XIX. Betriebsmaterial und Betriebseinrichtungen.

A.    Brennstoffe    ..................

1.    Art der Brennstoffe..................

2.    Unterbringung der Brennstoffe an Bord..........

B.    Frischwasser.....................

1.    Frischwasservorrat.................

2.    Übernahme von Frischwasser..............

C.    Schmierung und Kühlung...............

1.    Schmiermaterial..................

2.    Unterbringung des Schmiermaterials...........

3.    Schmiervorrichtungen................

4.    Kühlung.....................

D.    Kommandoelemente..................

1.    Allgemeine Grundsätze................

2.    Befehlsübertragung für maschinelle Zwecke auf einem Linienschiff .    .    . 290

3.    Bauart der verschiedenen Kommandoelemente

E.    Instrumente und Meßapparate

1.    Wärmemessung..........

2.    Flächenmessung..........

3.    Druck- und Gewichtsmessung......

4.    Geschwindigkeitsmessung.......

5.    Vibrationsmessung.........

6.    Volumenmessung..........

7.    Chemische Messung.........

281

281

.    284

286

286

287

287

287

288

288

289

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. 290

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294

294

295

296

299

300

301

301

Teil XX. Behandlung der maschinellen Anlagen.

A.    Behandlung der Kessel................

1.    Sicherheitspolizeiliche Überwachung der Dampfkessel ....

2.    Gewöhnlicher Kesselbetrieb.............

3.    Betriebsstörungen................

4.    Reinigung der Kessel außer Betrieb..........

5.    Herausnehmen und Einsetzen von Rohren bei Dürr- und Niclausse-Kesseln 313

6.    Konservierung der Kessel .    .

B.    Behandlung der Maschinen . .

1.    Gewöhnlicher Maschinenbetrieb

2.    Betriebsstörungen ....

302

302

303

309

311

314

316

316

Ein Verzeichnis der Figuren und Tafeln ist dem „Atlas" vorangestellt.

Teil I.

Hilfswissenschaften.

A. Tabellen.

1. Verwandlung des englischen Matzes in Metermatz.

Fuß

Quadratfuß

Kubikfuß

qm

Zoll

cbm Quadratzoll Kubikzoll

cm

qcm

ccm

0,30479

0,60959

0,91438

1,21918

1,52397

0,09290    0,02832

0,18580    0,06663

0,27870    0,08495

0,37160    0,11326

0,46450    0,14158

1,82877

2,13356

2,43836

2,74315

0,55740    0,16989

0,65030    0,19821

0,74320    0,22652

0,83610    0,26483

CO 00 O Ol CO DO M-

2,5400

5,0799

7,6199

10,1598

12,6998

15,2397

17,7797

20,3196

22,8596

6,4514

12,9028

19,3542

26,8065

32,2569

16,386

32,772

49,159

65,545

81,931

38,7083

45,1597

51,6111

58,0626

98,317

114,703

131,089

147,476

2. Verwandlung des Metermaßes in englisches Matz.

m, qm, cbm

Zoll

Quadrat- Quadrat-

fuß

zoll

Kubikfuß Kubikzoll

tH cq CO ^ io

3,2809

6,5618

9,8427

13,1236

16,4045

39,3708    10,7643    1 550,06    35,3166

78,7416    21,5286    3100,12    70,6332

118,1124    32,2929    4 650,18    105,9498

157,4832    43,0572    6 200,24    141,2664

196,8540    53,8215    7 750,30    176,5830

61 027,1 122 054,1 183 081,2 244 108,2 305 135,3

CO 00 <1

366 162,3 427 189,4 488 216,4 549 243,5

19,6854    236,2247    64,6858    9 300,35    211,8996

22,9663    275,5955    75,3501    10 850,41    247,2162

26,2472    314,9663    86,1144    12 400,47    282,5328

29,5281    354,3371    96,8787    13 950,53    317,8494

3. vergleich der Pferdestärken verschiedener Lander.

1 metrische PS    —    0,9863    englische PS.

—    0,9957    preußische PS.

1 englische PS    —    1,0139    metrische PS.

—    76,04 mkg in 1 sek.

1 preußische PS =    1,0043 metrische PS.

—    75,325 mkg in 1 sek.

1 metrische PS = 75 mkg in 1 sek.

1 englische PS -= 550 Fußpfund in 1 sek.

1 preußische PS — 480 Fußpfund in 1 sek.

1 mkg = 6,3724 preußische Fußpfunde — 7,2331 englische Fußpfunde.

1 preußisches Fußpfund — 0,1569 mkg.

1 englisches Fußpfund — 0,1383 mkg.

4. vergleich von Zlächendrucken.

Pfund pro Pfund pro

kg pro qcm Quadratzoll Quadratzoll Wassersäule englisch preußisch

Quecksilber

säule

Atmosphäre

cm

0,0731

0,0703

1,0334

14,223

1,0396

13,681

10

0,9619 14,698    14,138

0,731

0,703

10,334

O pT pT OO

IO OO O IO CO T-l

0,96778

0,0707

0,068

In neuerer Zeit rechnet man in der Technik 1 Atmosphäre = 1 kg

pro qcm.

5. Tabelle zur Verwandlung von kg pro qcm in Pfund englisch pro Huadratzoll englisch.

kg pro qcm

Pfund pro Pfund pro Quadratzoll Quadratzoll

kg pro qcm

O^btOOH-OOOsk^hO

OOOOlCOH-COO^tO

H^fcOCOC5rfa.H.OOOTQO

COGO<l©OT^WtOH-

0,0708

0,1406

0,2109

0,2812

0,8516

0,4219

0,4922

0,5625

0,6328

6. Die Seemeile.

1 sm = 1 Meridianminute. 1 Meridianquadrant — 10 000 855,76 m,

1 geographische Meile —

15

Erdumfang am Äquator. Äquator — 40 070 368 m,

folglich 1 sm =

Aquatorgrad —

10 000 856

90 - 60

1852 m.

15 - 360

woraus sich ergibt: 1 geographische Meile — 7420 m — etwa 4 sm.

In England wird die Seemeile zu 1853 m gerechnet (Admiralty knot oder nautical milch. Die Geschwindigkeit von Flußdampfern wird in England häufig nach der englischen Landmeile (statute milch gemessen. Diese beträgt 5280 Fuß englisch oder 1609,3 m. Die alte preußische Landmeile beträgt 24 000 Fuß preußisch oder 7532,5 m, rund 7500 m.

B. Mechanik.

1. Arbeit — Kraft - Weg. Ist der Widerstand = 0, dann ist auch 0. Ist der Widerstand so groß, daß keine Be-

die Kraft und die Arbeit

wegung entsteht, dann ist der Weg und die Arbeit — 0. Technische Einheit der Arbeit ist mkg oder bei großen Arbeiten auch mt (Metertonne), in England foot-pounds und foot-tons.

2. Leistung oder Effekt — Arbeit in der Zeiteinheit

Kraft • Weg

Zeit

= Kraft • Geschwindigkeit. Technische Einheit der Leistung = mkg in

Zahl der mkg Zahl der sek."

mißt man nach der größeren Einheit Pferdestärke (PS).

1 sek., also Leistung =

Die Leistung von Maschinen

Zahl der mkg Zahl der sek. • 75

Der Begriff Pferdestärke (horse-power) stammt von James Watt, welcher die durchschnittliche Leistung eines Pferdes auf 550 Fußpfund in 1 sek. schätzte. 75 mkg — 542,5 Fußpfund.

_    ■ alte englische Pferdestärke 550

taüWe yferbestärte"' =----

1 PS = 75 mkg in 1 sek. Zahl der PS —

542,5

1000

986 '

3. Lebendige Kraft ist die in einer bewegten Masse aufgespeicherte Arbeit. Bewegt sich Masse m mit Geschwindigkeit v, so ist die lebendige Kraft — 1 m • v². Dieselbe Arbeit ist nötig, um der Masse m die Geschwindigkeit v zu verleihen (Erhaltung der Arbeit). Muß Kraft P einen Weg s wirken, um Masse m von Geschwindigkeit v₁ auf v₂ zu bringen, so ist

P • s = i m • (v* — v?).

Technische Einheit der lebendigen Kraft ist mkg.

m • O2 — VD

s = vm • t

V-y Vl • t, folglich P -1

V2 + Vl

= m • (v₂ — Vj).

4.    Zentrifugalkraft ist die radial gerichtete Trägheitskraft einer rotierenden Masse. Bezeichnet w die Winkelgeschwindigkeit und r den Radius, dann ist Zentrifugalkraft = m - w² • r.

5.    Reibung. Reibung ist der Widerstand gegen Gleiten, gemessen

in der Richtung der Berührungsebene. Werden die gleitenden Körper mit der Kraft P aufeinander gepreßt, dann ist Reibung — worin // — Reibungskoeffizient. Anders ausgedrückt:    ist Tangens des Winkels

einer geneigten Ebene, unter welchem ein Körper auf ihr liegen bleibt, ohne herabzugleiten. Der Reibungskoeffizient der Bewegung ^ ist im allgemeinen kleiner als der Reibungskoeffizient der Ruhe ^₀.

Werte von [i nach Rennte.

Flächendruck kg pro qcm

Schweißeisen auf Schweißeisen

Gußeisen auf Schweißeisen auf Gußeisen

Stahl

Messing auf Gußeisen

8,8

18

0,14

21

0,25

0,17

0,17

0,16

0,28

0,80

27

0,30

0,33

34

0,38

0,40

0,36

0,37

0,84

0,22

0,35

0,21

0,36

0,21

0,22

Bei den Versuchen waren die Oberstächen geschmiert und dann abgewischt, so daß die innige Berührung durch das Fett nicht gehindert war. Für rollende Reibung ist P . r = G • ^r, worin G — Gewicht der Rolle, r = Radius der Rolle, P — treibende Kraft, in der Mitte der Rolle angreifend, und fir= Koeffizient der rollenden Reibung = Hebelsarm des Momentes, welches dem Moment P - r entgegenwirkt. Zwischen Metallen ist fiY etwa 0,05 cm.

C. wärme.

1. Grundbegriffe.

a) Messung der wärme. Wärmemenge in Wärmeeinheiten oder Kalorien (WE oder Cal) ist bei Erwärmung von Wasser das Produkt aus Wassermenge in kg und Temperaturänderung in Graden Cels.

Wärmeintensität mißt man nach Celsius oder Reaumur oder

Fahrenheit.

Celsius

Röaumur

Fahrenheit

Gleiche Temperatur .    .

n°

1,25 n° u —320

0,8 n°

n°

32 +1,8 n° 32 + 2,25 n°

n — 32°

1,8

2,25

n°

Siedepunkt . Gefrierpunkt

100°

0°

80°

0°

212°

32°

b) Spezifische wärme. Je größer die spezifische Wärme, desto langsamer gehen Erwärmung und Abkühlung vor sich.

Spezifische Wärme nach Regnault.

1. Feste und flüssige Körper

Alkohol, absoluter, Antimon .    . . .

Blei ......

Glas.....

Gußeisen . . . . Kupfer. . . Quecksilber . . . Schmiedeeisen .    .

Schwefelsäure . .

Stahl.....

Wasser.....

Zink.....

Zinn.....

Ziegelsteine . . .

Holz.....

2. Gase und Dämpfe

bei konstantem Druck Volumen

0,700 Luft......

0,051    Sauerstoff    ...

0,081 Stickstoff.....

0,192    Wasserstoff    ....

0,180    Kohlensäure    M 100°

0,095 Kohlenoxyd.....

0,033    Wasserdampf    gesättigt

0,114 Mäßig überhitzter Wasser-0,335 0,117 1,000 0,096 0,066 0,241 bis 0,189

dampf

. 0,238 . 0,218 .    0,244

.    3,409

. 0,215 . 0,245 . 0,475

0,481

O pppisoppp

0,57

bis 0,66

Bei Gasen ist die spezifische Wärme bei konstantem Druck größer als bei konstantem Volumen, weil die Volumenzunahme gewissen Wärmeaufwand bedingt.

Mischt man gleiche Gewichtsmengen zweierStoffe von derTemperatur tx mtbt₂,

so ist t Mischung =

— 2" —, wenn spezifische Wärme bei beiden Stoffen gleich.

__    • si +1₂ • s₂

Mischung

S1 + s2

, wenn sx und s₂ die spezifischen Wärmen der

beiden Stoffe bedeuten. Im zweiten Falle ist die von dem wärmeren Stoff

abgegebene Wärme — der von dem kälteren Stoff aufgenommenen, also:

(*2 ~ ^Mischung) ' s2 ^ (^Mischung — *l) ' SV

2. Wirkungen der Wärme,

A. arten, graphische Darstellung und Berechnung der Leistung.

A. Nessel-ruck und Maschinensystem.

3. Engrohrige Wasserrohrkessel.

D. Kesselarmatur.

A. Zweck und Wirkungsweise -er Kondensatoren.

A. allgemeine Gesichtspunkte für die Unordnung.

2. Spillmaschinen.

2. Akkumulatoren und Elemente.

3. Elektrische Boote.

3. Bisherige Ergebnisse und Aussichten der Schiffsdampf-

4. Nahtlose Nupferrohre.

2. Gewöhnlicher Resselbetrieb.

Längenzunahme

2. Wirkungen der Wärme,

a) Änderung des Volumens.

bei Er-

ursprüngliche Länge

Längenausdehnungskoeffizient a =

wärmung um 1° Cels.

Flächenausdehnungskoeffizient annähernd = 2 a (Ausdehnung nach zwei Richtungen).

Volumenausdehnungskoeffizient annähernd = 3 a (Ausdehnung nach drei Richtungen)

L₂ = L, (1 + a-t) F₂ = F₁ (1+2 a-t) V₂ = Va (l + 3at), worin t die Erwärmung in Graden Cels. bedeutet.

Vollkommene Gase werden bei der Erwärmung verschieden ausgedehnt, je nachdem die Erwärmung erfolgt:

bei konstantem Druck (Gesetz von Gay-Lussae); bei konstanter Temperatur (Gesetz von Mariotte); bei gleichzeitiger Änderung von Druck und Temperatur (Gesetz von Mariotte-Gay-Lussae).

Dehnt sich das Glas in einem wärmedichten Gefäß, also ohne Zu- oder Ableitung von Wärme aus, so gilt das Gesetz von Poisson.

Vt-Vo (1 + 273

• t), d. h. alle voll-

Aluminium . Blei . . .. Bronze . . Zement .    .

Flußeisen . . Glas . . . Gußeisen . .

Werte von a • 100.

0,00218 0,00285 0,00176 0,00148 0,00118 0,00087 0,00107

Kupfer......0,00164

Messing.....0,00188

Schweißeisen    .    .    .    0,00121

Stahl (weich)    .    .    .    0,00108

0,00294 0,00194

Zink

Zinn

Berücksichtigung der Wärmeausdehnung im Maschinenbau durch /Stopfbuchsen, nachgiebige Befestigungen usw.

Bei Flüssigkeiten handelt es sich in der Praxis nur um die räumliche Ausdehnung (3 a), welche, wesentlich von der Temperatur abhängt. Für Temperaturen von 0° bis 100° beträgt Sa für Wasser ungefähr

, für Quecksilber ungefähr * ...

5500

größte Dichtigkeit und nimmt beim Erstarren um etwa 10 vH. seines Volumens zu.

Berücksichtigung der Flüssigkeitsausdehnung beim Füllen von Behältern, Doppelbodenzellen, Dampfkesseln usw.

Längenschwindmaße beim Erstarren.

1:92

Bronze . . . . 1:68 Gußeisen. . . .    1:96

Flußstahl. . .    .    1:64

, für Ol

ungefähr

1200

Blei

2500

Wasser hat bei + 4° Gels, seine

Stahlguß . . Zinn . . . .

Zink

Messing.    . .

1: 50 1:128 1: 62 1: 65

Gesetz von Gay-Lussac. kommenen Gase dehnen sich bei konstanter Spannung und bei 760 mm Barometerstand für jeden Grad Gels. Temperaturerhöhung um ^3 des Volumens aus, welches sie bei 0 Gels, einnehmen. Für Abkühlung auf — 273° wird    — v₀    • 27sj = 0. Die Temperatur dieses theo

retischen Grenzfalles (— 273°) heißt der absolute Nullpunkt der Temperatur. Absolute Temperatur T = 273 + t.

Das Gesetz von Gay-Lussae entspricht dem Vorgang in einem Überhitzer. Die Spannungskurve ist eine Parallele zur Abszissenachse.

Gesetz von Mariotte. v₁: v₂: v₃ = p₃: p₂: px oder: p₁v₁ = p₂v2 — p₃ • v₃, worin p = absolute Spannung des Gases. Vorausgesetzt dabei ist konstante Temperatur des Gases. Die Spannungskurve ist eine gleichseitige Hyperbel mit den Koordinatenachsen als Asymptoten (Isotherme). Aufzeichnung der Mariotteschen Linie siehe Fig. 1.

Expansionsarbeit nach Mariotte — px • vt • ln .

Die Ausdehnung nach Mariotte erfordert eine geringere Wärmezufuhr als diejenige nach Gay-Lussae, liefert dementsprechend auch geringere Arbeit.

p₂ • Vj_1 + a • t₂ _ T₂

Pi • vi _

Gesetz von Mariotte-Gay-Lussae.

oder —²—-V- —    — = Const = R oder p • v = R • T.

T2    ti

R, die Konstante des Gesetzes, ist für Luft 29,27.

War die absolute Anfangstemperatur — 0, so ist p • v oder R • T die äußere Arbeit bei der Erwärmung von 0° auf T°.

1,41    1,41

Gesetz von Poisson. : v₂ = yp₂ : }/p1 oder — —

V2

Folgerungen: v₁ = v₀(l + at₁) v2 = vo(¹ + “-t2)

Xi ₌ v₀(l + « ti) v2 V₀(l+«.t₂)

¹-+t, a ¹

+ *2

_ 273 + % _ “273 +t₂^ T^‘

Voraussetzung dabei ist wärmedichtes Gefäß. Die Spannungskurve, Adiabate, ist ähnlich der Isotherme, jedoch steiler abfallend. Expansionsarbeit ist also bei der Adiabate kleiner, als bei der Isotherme. Bei adiabatischer Kompression wird ohne Wärmezufuhr die Temperatur erhöht, während bei isothermischer Kompresssion Wärme abgeleitet werden muß, um die Temperatur konstant zu erhalten. Aufzeichnung der Adiabate siehe Fig. 2. Allgemeine Schlußfolgerungen aus vorstehenden Gesetzen: 1. Die Expansionsarbeit eines vollkommenen Gases ist um so größer, je mehr Wärme während der Expansion zugeführt wird (Dampfmantel). 2. Die zur Kompression erforderliche Arbeit ist um so geringer, je weniger die Temperatur steigt (Kühlung der Luft bei Luftkompressionspumpen). Zur besseren Übersicht über die Gesetze von Gay-Lussac, Mariotte und Poisson dient das gemeinschaftliche Diagramm, Fig. 3.

b. Änderung des Kggregatzustandes.

Schmelz- oder Gefrierpunkt verschiedener Stoffe.

Stoff

Grad Gels.

Stoff

Grad Gels.

Schwerßersen . . . .

Flußeisen.....

Stahl......

Graues Gußeisen . . Weißes -    .    .

Glas......

Kupfer......

Messing......

Delta-Metall ....

Bronze......

Aluminium.....

Antimon.....

Zink.......

Blei.......

Zinn.......

Weichlot.....

1500—1600 Kautschuk 1350—1450 Schwefel 1800—1400 Natrium Wachs . Paraffin 1000—1200 Phosphor

1200

1100

1100

1015

950

900

600

432

400

330

230

140—200

Wasser........

Seewasser......

Rüböl........

Terpentinöl......

Gesätt. Kochsalzlösung . .

Quecksilber......

Schweflige Säure. . . . Flüssige Kohlensäure . . .

Ammoniak......

Alkohol.......

125

110

95

62

50

44

00 bD O

10

18

40

76

78

78

— 100

Siedepunkte verschiedener Flüssigkeiten bei 760 mm Barometerstand.

Grad Gels.

Flüssigkeit

Flüssigkeit

Grad Gels.

Blei und Zinn.....

Quecksilber.......

Schwefelsäure (spez. Gewicht = 1,85)    .    . . .

Fette und fette Ole . . .

Terpentinöl......

Petroleum.......

Salpetersäure (spez. Gewicht = 1,25)......

etwa 1500

357

325

300—325

160

150

130

Gesätt. Kochsalzlösung Seewasser . . . .

Wasser......

Benzin......

Absoluter Alkohol . . Schweflige Säure. .

Ammoniak .....

Kohlensäure . . . .

108

103

100

90—110

78

— 10

—    33

—    78

Beim Schmelzen wird die Schmelzwärme, beim Verdampfen die Verdampfungswärme verbraucht. Beim Erstarren wird die Schmelzwärme, beim Kondensieren die Verdampfungswärme frei. Vgl. Wasserdampf.

3. Gleichwertigkeit von wärme und Arbeit.

Hauptgesetz der mechanischen Wärmetheorie: Wärme und Arbeit sind äquivalent, und das Arbeitsäquivalent einer WE liegt nach Versuchen verschiedener Physiker zwischen 424 und 428 mkg, ist deshalb im folgenden zu 426 mkg angenommen. Das Wärmeäquivalent eines mkg ist

426

¹ . WE.

Die durch Erwärmung erzeugte Arbeit besteht aus: 1. Änderung der schwingenden Bewegung der Moleküle (Erwärmungs- oder Schwingungsarbeit).

2. Änderung der Anordnung der Moleküle unter Überwindung des äußeren Druckes (Disgregationsarbeit).

Beide Arbeiten zusammen in mkg sind das 426fache der zugeführten WE. Zu 2. Die Disgregationsarbeit besteht aus der inneren Verschiebungsarbeit (event, auch Änderung des Aggregatzustandes) ohne Rücksicht auf äußeren Druck und aus der äußeren Arbeit, welche den äußeren Druck überwindet. Hiernach ergibt sich folgende Übersicht:

Wärmezu- oder abfuhr Q

Erwärmungsarbeit W

Disgregations arb eit H

Äußere Arbeit L

Innere Verschiebungsarbeit J

Innere Arbeit U

Q in WE

Itt (W + H) in mkg Jg- (W + J + L) in mkg

426

426

(Ü + L) in mkg

Spezialfälle: Wird nur der Aggregatzustand geändert, so ist W = 0.

War der Körper gasförmig, so ist J = 0. Bleibt das Volumen nngeändert, so ist L — 0.

D. wasserdamps.

1. Eigenschaften und Zustandsänderungen des Wasserdampfes.

a) Gesättigter und überhitzter Dampf. Gesättigter Dampf befindet sich an der Grenze der Kondensation, hat also für die betreffende Spannung die geringste Temperatur und größte Dichtigkeit. Durch Abkühlung oder Kompression muß ein Teil des Dampfes kondensieren (Spannungsverluste zwischen Kessel und Maschine). Folglich entsteht aus einem bestimmten Wasservolumen bei einer bestimmten Temperatur ein bestimmtes Volumen gesättigten Dampfes von bestimmter Spannung.

Gesättigter Dampf findet sich praktisch nur in Berührung mit Wasser, und jeder Dampf, welcher in direkter Berührung mit Wasser steht, ist gesättigt. Folglich enthalten alle Schiffskessel gesättigten Dampf. Diesem ist stets noch etwas Wasser beigemischt (nasser oder feuchter Dampf). Trockener, gesättigter Dampf läßt sich nur durch Überhitzer erzielen. Einen Überblick über gesättigten Dampf von 0,1 bis 20 kg pro qcm absoluten Druck gibt die umstehende Dampftabelle.

Überhitzter Dampf entsteht durch Erwärmung von gesättigtem Dampf über die Sättigungstemperatur hinaus, also ohne Beisein von Wasser. Jsothermische Expansion verwandelt gesättigten Dampf in überhitzten, isothermische Kompression überhitzten Dampf in gesättigten.

15

14

13

Arbeit pro

Wärmeeinheit

P2 —0,1 p₂ = l q = 0 q—0

glllsllssEllsllSlIlsgisssssssöS

Tabelle für gesättigte Wasserdämpfe, gültig für 1 kg Dampf.

12

11

10

kg Dampf

p₂ = 0,l | p₂ = l q = 0

q = Gegendruck

24,213

42,33

53,413

61,664

68,159

73,559

78,186

82,272

85,829

88,758

110,331

123,79

133,016

141,268

147,723

153,16

157,98

162,22

166,02

169,56

172.70

175.71 178,44 180,94 183,31 185,37 187,75 189,26 191,68

—19 580

—    9 519

—    8 262 + 1862

6 059 8158 10 821 18 172 15 271 17 112 30 059 38 190 43 956 48 978 52 999 56 441 59 494 62 211 64 665 66 942

69    001

70    952 72 753

74    422

75    995

77    415

78    990

80    335

81    592

1 cbm Dampf wiegt

1 q==0

kg

1 kg

Gesamt- Dampf wärme nimmt ein cbm

Äußere

Flüssig-    Innere    latente    Verdam-

keits-    latente    War-    Dampf-    pfungs-

wärme    Wärme    me    aime    Wörme

A *p*u    ,    ,    .    ,

(p pro T . r — e+i==q+v = u-|-qm) J=q+e Apu q + Apu 0,001

Tempe

ratur

in kg in mm in Grad auf Queck- Gels.

1 qcm silber-P faule

öunuuväj

-sömvcx spliojW

0,066    15    032

0,128    26    444

0,188    33    559

0,246    38    819

0,303    43    021

0,360    46    532

0,416    49    553

0,472    52    213

0,528    54    574

0,588    56    514

1,126    70    940

1,648    80    093

2.160    86    469

2,664    92198

3.161    96    710

3,654    100    556

4,141    103    980

4,625    107    015

5,107    109    750

5,583    112    305

6,061    114    592

6,532    116    781

7,003    118    784

7,474    120    632

7,724    122    379

8,176    123    918

8,627    125    742

9,076    126    838

9,527    128    611

574,75 | 620,40 | 15,032 7,8094 5,3306 4,0669 3,2974 2,7779 2,4030 2,1192 1,8966 1,7112 0,8877 0,6066 0,4630 0,3754 0,3164 0,2737 0,2415 0,2162 0,1958 0,1791 0,1650 0,1531 0,1428 0,1338 0,1259 0,1188 0,1128 0,1072 0,1021

528,35    36,49    588,24    564,84    624,73

521,17    37,36    590,10    558,53    627,46

515,81    38,00    591,62    553,81    629,52

511,48    38,51    592,67    549,99    631,18

507,83    38,93    593,65    546,76    632,58

504,66    39,28    594,50    543,94    633,78

501,85    39,59    595,28    541,44    634,87

499,34    39,86    595,98    539,20    635,84

497,05    40,10    596,63    537,15    636,72

480,78    41,82    601,15    522,60    642,97

470,30    42,85    604,15    513,15    647,00

462,38    43,58    606,48    505,96    650,06

455,92    44,15    608,40    500,07    652,55

450.42    44,62    610,04    495,05    654,67

445,61    45,02    611,50    490,64    656,53

441,32    45,37    612,81    486,69    658,18

437.43    45,67    614,01    483,11    659,69

433,87    45,95    615,11    479,82    661,06

430,58    46,19    616,14    476,77    662,33

473.92    663,51

471,25    664,62

468,73    665,67

466,33    666,66

463.93    667,47

461.68    668,28

459,63    669,15

457,65    669,97

455.69    670,75

46,65 | 539,63 | 35,12 | 585,28

59,89

68,93

75,71

81,19

85,82

89,84

93,43

96,64

99,58

120.37 133,85 144,10

152.48 159,62 165,89

171.49

176.58 181,24 185,56

189.59    427,51    46,41    617,10

193.38    424,63    46,62    618,01

196,94    421,92    46,81    618,86

200.32    419,35    46,99    619,67

203,54    416,91    47,02    620,45

206.60    414,59    47,09    621,19

209,52    412,39    47,24    621,91

212.32    410,28    47,37    622,60

20,0 | 14 710,01 211,34 | 215,06    408,23    47,46    623,29

73,6    45,58

147.1    59,76

220.7    68,74

294.2    75,47

367.8    80,90

441.3    85,48

514.9    89,47

688.4    93,00

662,0    96,19

735,6    99,09

2,0 1471,0 119,57 3,0    2 206,5    132,80

4,0    2 942,0    142,82

5,0    3 677,5    150,99

6,0    4 413,1    157,94

7,0    5 148,6    164,03

8,0    5 884,1    169,46

9,0    6 619,6    174,38

10,0    7 355,1    178,89

11,0    8 090,6    183,05

12,0    8 826,1    186,93

13,0    9 561,6    190,57

14,0    10 297,0    194,00

15,0 11032,0 197,24 16,0    11 768,0    200,31

17,0    12 504,0    203,24

18,0    13 239,0    206,05

19,0    13 975,0    208,75

0,1

0,2

0,3

0,4

Q'O

9'0

0,7

0,8

0,9

O'T

* Überhitzter Dampf kann bis zur Sättigungstemperatur abkühlen, ohne teilweise zu kondensieren und an Spannung zu verlieren. Folglich wird durch Überhitzer der Spannungsabfall zwischen Kessel und Maschine ganz oder teilweise vermieden. Ferner wird durch Überhitzung die Zylindertemperatur erhöht, so daß die Kondensationsverluste im Zylinder abnehmen und das Nachdampfen früher beginnt. Schließlich wird durch das größere spezifische Volumen des überhitzten Dampfes 'her Dampfverbrauch geringer.

Die bei alten All-Maschinen durch Überhitzung erzielte Kohlenersparnis betrug 5 bis 10 vH. Je höher der Kesseldruck, desto mehr verschwinden die wirtschaftlichen Vorteile und desto mehr wachsen die praktischen Betriebsschwierigkeiten des überhitzten Dampfes (Zerstörung der Stopfbuchsenpackung, Verflüchtigung des Schmiermaterials).

Da außerdem bei modernen Schiffsmaschinen eine gewisse Dampffeuchtigkeit im allgemeinen die innere Zylinderschmierung entbehrlich macht und somit das Verfetten der Kessel verringert, so sind die Versuche, überhitzten Dampf auf Schiffen zu verarbeiten, vereinzelt. Sogenannte Überhitzer bei Dürr-Kesseln sowie die vielfach bei Belleville-Kesseln angewendete Methode, den Dampfdruck zwischen Kessel und Maschine um mehrere Kilogramm herunter zu drosseln, bezwecken nur ein Trocknen des Dampfes.1

b) Verdampfung und Kondensation. Die für beide Vorgänge erforderliche Temperatur (Spalte 3 der Dampftabelle) hängt von der Dampffpannung ab. Folglich entsteht ein Verdampfen auch durch Druckentlastung (Kesselexplosion), Kondensieren auch durch Kompression, und die Temperatur des Kesselwassers ist, vollkommenen Temperaturausgleich vorausgesetzt, ebenso hoch wie die Temperatur des Dampfes im Kessel.

Die zur Verdampfung von 1 kg Wasser von 0° Cels. erforderliche Gesamtwärme A zerfällt in:

1.    Flüssigkeitswärme q (Erwärmung des Wassers auf ^Dampf-temperatur);

2.    Innere latente Wärme oder innere Verdampfungswärme q (Änderung des Aggregatzustand es);

3.    Außere latente Wärme oder äußere Verdampfungswärme A • p • u (Überwindung des äußeren Druckes).

A = q + p + Apu.

Vgl. Spalte 4 bis 9 der Dampftabelle.

Spezialfall: q wäre — 0, wenn das Speisewasser bis auf die Temperatur des Kesselwassers vorgewärmt wäre.

Angenäherte Formel von Regnault: A — 606,5 + 0,305 t, worin t = Temperatur des entstehenden Dampfes.

Für t — 100° und für Verdampfung von 1 kg Wasser von 0° Gels, unter Atmosphärendruck ist X = 606,5 + 0,305 • 100 = 637 WE. Dampftabelle gibt 636,72 an, weil Atmosphärendruck bei 760 mm Barometerstand etwas höher als 1 kg pro qcm, nämlich 1,0334 kg.

Hierdurch erklären sich auch sonstige kleine Abweichungen, so ist z. B. in der Dampftabelle t für 1 kg nicht 100°, sondern 99,09°.

Die Dampftemperatur steigt um so langsamer, je höher der Druck. Die Flüssigkeitswärme steigt etwas schneller als die Temperatur, weil die spezifische Wärme des Wassers bei steigendem Druck etwas wächst.

q läßt sich berechnen nach der Gleichung:

q = t + 0,00002 t² + 0,0000003 t³.

Für t =100° wird q = 100 + 0,2 + 0,3 = 100,5 WE.

Die innere latente Wärme nimmt mit wachsendem Druck ab, weil die Volumenzunahme bei der Verdampfung um so kleiner ist, je höher der Druck, die Entfernung der Moleküle also einen kleineren Arbeitsaufwand erfordert. Entsprechend der langsameren Abnahme des Volumens bei höherer Spannung (Spalte 10) nimmt q um so langsamer ab, je höher der Druck.

q läßt sich berechnen nach der Gleichung: q = 575,4 — 0,791 1. Für t = 100° wird q = 575,4 — 79,1 = 496,3 WE.

Bei der äußeren latenten Wärme A • p • u bedeutet p den absoluten äußeren Druck oder die absolute Spannung des entstehenden Dampfes in kg pro qm (nicht qcm), u den Volumenunterschied zwischen 1 kg Wasser und 1 kg

Dampf in cbm, A das Wärmeäquivalent von 1 mkg

424

1 s 1 n "bet 426-

p • u ist also die Volldruckarbeit (nicht Expansionsarbeit) des Dampfes, welche nach Mariotte für alle Spannungen gleich groß ist, bei gesättigtem Wasserdampf jedoch mit wachsendem Druck steigt, wie die Dampftabelle zeigt.

A • p • u läßt sich berechnen nach der Gleichung:

A . p . u = 31,1 + 1,096 t — q, also für t = 100

A . p • u = 31,1 +109,6 — 100,5 = 40,2 WE.

Die Gesamtwärme A nimmt bei wachsendem Druck um so langsamer zu, je höher die Spannung ist. Es ist also wenig Heizmaterial aufzuwenden, um Dampf von niederer Spannung auf höhere zu bringen.

' Von den drei Werten, aus welchen A besteht, ist q bei weitem der größte. Dieser geht im Kondensatorkühlwasser verloren, daher der kleine Wirkungsgrad der Dampfmaschinen.

Das spezifische Volumen in Spalte 10 nimmt mit wachsendem Druck um so langsamer ab, je höher der Druck steigt, während bei gleicher Temperatur (Mariotte) die Abnahme umgekehrt proportional dem Dampfdruck ist.

Die Größe von s gibt gleichzeitig ein Bild über die Wirkung des

seines Volumens

Kondensators. Beispielsweise schrumpft Dampf von 0,3 kg absoluter Spannung und 69° Temperatur bei der Kondensation auf etwa

zusammen.

Das spezifische Dampfgewicht y in Spalte 11 ist umgekehrt proportional s, also y - 8 konstant. Spalte 12 bis 15 der Tabelle werden unter 2. erklärt.

2. Arbeit des Wasserdampfes.

a) Arbeitsweisen. Bei Kolbenmaschinen nur durch Druck, bei Dampfturbinen durch lebendige Kraft des Dampfes. Kolbenmaschinen arbeiten mit voller oder mit kleinerer Füllung (Volldruck- oder Expansionsmaschine).

Bei guten Maschinen und gut bekleideten Zylindern expandiert der Dampf nicht adiabatisch, sondern annähernd isothermisch. Grund: Durch das Sinken der Temperatur des expandierenden Dampfes unter die mittlere Zylindertemperatur wird ein Teil des beim Dampfeintritt kondensierten Dampfes von neuem verdampft (Nachdampfen). Bei der theoretischen Untersuchung von Dampfkolbenmaschinen legt man deshalb das Gesetz von Mariotte zugrunde.

b) wirtschaftlicher Vorteil hoher Dampfspannuttg beruht auf der größeren Expansionsarbeit und auf der Tatsache, daß verhältnismäßig wenig Wärme nötig ist, um niedrig gespannten Dampf auf höhere Spannung zu bringen. Ein übersichtliches Bild über den Arbeitsgewinn bei Steigerung des Anfangsdruckes liefert das Diagramm Fig. 4. Bei gleicher Drucksteigerung wird der Arbeitsgewinn um so kleiner, je höher der Druck ist. Über 16 bis 18 kg hinaus wird er so klein, -daß er die vermehrten praktischen Schwierigkeiten für den Bau und Betrieb im allgemeinen nicht mehr aufwiegt.

Anderseits findet ein Arbeitsgewinn durch weitere Fortsetzung der Expansion seine praktische Grenze in der Größe des fiw.-Zylinders (Endvolumen des Dampfes) und in der durch Vergrößerung des ND.-Zylinders bedingten Vermehrung an Gewicht, Reibung und Abkühlung. Eine absolute Endspannung des Dampfes von theoretisch ungefähr 1 kg pro qcm bildet die praktische Grenze.

Der durch Erhöhung der Anfaugsspannung bedingte Mehrbedarf an Wärme fällt praktisch nicht ins Gewicht. Er steigt beispielsweise beim Übergänge von 10 auf 20 kg nur von 661 WE auf 671 WE, d. h. chm etwa 1,5 vH.

Einen zahlenmäßigen Überblick über den Vorteil der hohen Dampfspannung liefern die Spalten 12 bis 15 der Dampftabelle. Die Zahlen bedeuten die Summe von Füllnngsarbeit und Expansionsarbeit in mkg bei isothermischer Expansion, sind also berechnet nach den Gleichungen:

Füllungsarbeit = p₁ • v2 Expansionsarbeit — p₁ v: • ln

Folglich Gesamtarbeit —

Pi • vi

Die Zahlen der Spalten 14 und 15, welche den verschiedenen Wärmebedarf berücksichtigen, ergeben sich, wenn man die Zahlen der Spalten 12 und 13 durch / dividiert. Die in Spalte 13 und 15 gemachte Annahme, p₂ = 1 kg, entspricht ungefähr den praktischen Verhältnissen.

Der Vorteil der hohen Dampfspannung ergibt die praktische Betriebsregel: Bei langsamer Fahrt möglichst nicht drosseln, sondern die Expansionssteuerung benutzen.

E. Elektrotechnik.

1. Eigenschaften des elektrischen Stromes.

Die Stärke des elektrischen Stromes, d. h. die Menge der in der Zeiteinheit durch eine Leitung durchfließenden Elektrizität hängt von dem Spannungsunterschied an den beiden Enden der Leitung oder von der elektromotorischen Kraft und von dem Widerstand der Leitung ab, d. h. von ihrer Länge, ihrem Querschnitt und ihrer Leitungsfähigkeit.

ElektromotorischeKraft

Widerstand

Stromstärke -

Die Stromstärke entspricht der Wassermenge beim Wasserstrom und der Wärmemenge beim Wärmestrom. Der Spannungsunterschied oder die elektromotorische Kraft entspricht dem Druckunterschied beim Wasserstrom und dem Temperaturunterschied beim Wärmestrom.

Wie beim Wasserstrom die Wassermenge und beim Wärmestrom die Wärmemenge, so kann man beim elektrischen Strom die Elektrizitätsmenge an jeder Stelle der Leitung messen (Wassermesser, Wärmemesser oder Kalorimeter, Strommesser oder Amperemeter).

Wie beim Wasserstrom den Druckunterschied und beim Wärmestrom den Temperaturunterschied, so kann man beim elektrischen Strom den Spannungsunterschied oder die elektromotorische Kraft nur an den Enden der Leitung messen (Druckmesser, Thermometer, Spannungsmesser oder Voltmeter). Die beiden Drähte des Spannungsmessers müssen also mit Anfang und Ende der Leitung verbunden und so dünn sein daß nur ein kleiner Teil des Stromes durch den Spannungsmesser fließt.

Zur Erzeugung eines konstanten Stromes muß ein bestimmter Spannungsunterschied erhalten bleiben, was in größeren technischen Betrieben durch Dynamomaschinen geschieht. Der Kohlenverbrauch dieser ist um so geringer, je schwächer der Strom, d. h. je größer der Leitungswiderstand bei konstantem Spannungsunterschied oder je kleiner der Spannungsunterschied bei konstantem Leitungs-Widerstand oder je mehr gleichzeitig der Spannungsunterschied ab- und der Leitungswiderstand zunimmt.

Ist der Leiter durch einen Nichtleiter, z. B. Luftschicht, unterbrochen, so findet bei genügendem Spannungsunterschied der Spannungsausgleich durch eine plötzliche Entladung statt (Funkentelegraphie).

Die Elektrizität kann in gewisser Beziehung entgegengesetzte Eigenschaften haben, daher die Unterscheidung in positive und negative.

Positiv elektrisch wird eine mit Pelz geriebene Glasstange, negativ elektrisch eine mit Pelz geriebene Siegellackstange.

Gleiche Elektrizitäten stoßen sich ab, ungleiche ziehen sich an. Ein

positiv elektrischer Körper wird demnach durch die geriebene Glasstange abgestoßen, durch die geriebene Siegellackstange angezogen. Wird im letzteren Falle der angezogene Körper durch die Berührung negativ elektrisch, so wird er wieder abgestoßen.

Zwei isolierte, leitende Körper von verschiedener elektrischer Spannung gleichen bei Berührung ihre Spannung aus. Enthält ein Körper keinen Überschuß an positiver oder negativer Elektrizität, so ist er unelektrisch, da gleiche Mengen von Elektrizität mit verschiedenen Vorzeichen sich gegenseitig binden. Entsprechend dem verschiedenen Vorzeichen der Spannung ist der Spannungsausgleich, d. h. der elektrische Strom, positiv oder negativ.

Die in der Technik verwendeten Ströme bestehen in einem Ausgleich gleicher Mengen von positiver und negativer Elektrizität. Durch eine Dynamomaschine z. B. wird die in den Eisen- und Kupfermassen aufgespeicherte gebundene Elektrizität in einen positiven und negativen Teil getrennt und an dem positiven und negativen Pol der Maschine (Bürsten) gesammelt. In der Praxis ist es üblich, bei der Untersuchung der Stromrichtung nur den positiven Strom zu verfolgen.

2. Elektrische Maßeinheiten.

Bezeichnung

Einheit

Zeichen

Elektromotorische Kraft oder Stromspannung (E) . .

Stromstärke (J)..............

Widerstand (R)..............

, Elektrizitätsmenge.............

Elektrische Kapazität............

Elektrische Arbeit (A)............

Elektrische Leistung oder Effekt (C).......

Volt

Ampere

Ohm

Coulomb

Farad

Joule

Voltampere oder Watt

c-i e

VA

1 mkg in der sek. — 9,81 Watt.

= 75 mkg in der sek. = 736 Watt.

1 Pferdestärke

1 Coulomb — 1 Amperesekunde, d. h. wenn durch einen Leiter in der sek. die Elektrizitätsmenge von 1 Coulomb fließt, dann hat der Strom die Stärke von 1 Ampere.

1 Ampere — 1 Coulomb in der sek.

1 Ohm — Widerstand einer Quecksilbersäule von 1 qmm Querschnitt und 106,3 cm Länge = Widerstand einer Leitung, in welcher 1 Volt Spannung einen Strom von 1 Ampere erzeugt.

1 Farad — 1 Coulomb auf 1 Volt Spannung, d. h. die Kapazität eines Leiters ist 1 Farad, wenn er mit 1 Coulomb geladen die Spannung von 1 Volt hat. Sie ist = 0,1 Farad, wenn er mit 1 Coulomb geladen die Spannung von 10 Volt hat.

1 Joule = 1 Coulomb • 1 Volt = 1 Wattsekunde =

!>, mkg

= 0,102 mkg =

0,102

9,81

WE (Joule'sches Gesetz).

1 Watt = 1 Voltampere — 1 Joule in der sek. = ^ PS — 0,102 mkg in der sek.

428

3600

1 Watt-Stunde — 3600 Joule — oder, anders ausgedrückt:

Zahl der Coulomb — Zahl der Ampere • Zahl der sek.

9,81

mkg — 367 mkg

Zahl der Farad

Zahl der Coulomb Zahl der Volt

Zahl der Joule

Zahl der Watt

= Zahl der Coulomb • Zahl der Volt

—    Zahl der Ampere • Zahl der sek. • Zahl der Volt = Zahl der Watt • Zahl der sek.

—    Zahl der Volt • Zahl der Ampere

Zahl der Joule _Zahl der Coulomb • Zahl der Volt

Zahl der sek.

Zahl der mkg • 9,81 Zahl der sek.

0,102 • Zahl der mkg Zahl der sek.

Zahl der sek.

= Zahl ber PS • 736

(Ohmsches Gesetz).

Zahl der Ampere

Zahl der Volt

Zahl der Ohm

3. Leilungswiderstand.

Hat ein Leiter Länge I in m und Querschnitt q in qmm, dann ist der Widerstand in Ohm R = c • - ■ > worin c — spezifischer Leitungswiderstand. c hängt von dem Material und von der Temperatur des Leiters ab.

Tabelle für c bei verschiedenen Leitern bei 20° Gels.

Name des Leiters

Name des Leiters

Aluminium . . ■. . Aluminiumbronze .    .

Antimon.....

Blei.......

Eisen......

Gold......

Kupfer......

Messing . .    . . .

Kohle .    ......

Graphit.....

Neusilber.....

0,08 bis 0,05

0,12

0,5

0,21

0,1

0,02

0,017

0,07 bis 0,08 60 bis 1000

12

Nickel......

Nickelin.....

Platin......

Quecksilber . . . . Mangankupfer 12 v. H. Mangankupfer 80 v. H.

Silber......

Stahl......

Wismut.....

Zink.......

Zinn......

0,14

0,45

0,1

0,945

0,5

1,1

0,017

0,1 bis 0,25

1,2

0,06

0,15 bis 0,51

Nach vorstehender Tabelle eignet sich Kupfer am besten zur Leitung des elektrischen Stromes. Kohle leitet den Strom am schlechtesten, aber immer noch gut im Verhältnis zu den sogenannten Isolatoren.

Obwohl es absolute Isolatoren nicht gibt, so eignet sich die Unterscheidung zwischen Isolator und Leiter doch für die Praxis. Die wichtigsten Isolatoren sind: Kautschuk, Glas, Porzellan, Glimmer, Wolle; Halbleiter sind: trockenes Holz, Horn, Papier und feuchte Luft. Flüssigkeiten sind viel schlechtere Leiter, als Metalle; vollkommen reines Wasser leitet den Strom fast gar nicht, wird jedoch schon durch die geringsten Beimengungen ziemlich gut leitend. Den geringsten spezifischen Leitungswiderstand haben unter den Flüssigkeiten Lösungen von Salzen und Säuren. Besonders gut leitet Schwefelsäure.

Drückt man 1 in cm und q in qcm aus, dann hat c für verdünnte Schwefelsäure folgende Werte:

0,11

Gewichtsteile H₂ S0₄ auf 100 Teile Lösung

10

20

30

40

50

60

70

80

Werte von e bei 18° . .

2,6

1,5

1,4

1,5

1,9

2,7

4,7

9,9

4. Erzeugung der Elektrizität und des elektrischen Stromes.

a) Reibungselektrizität entsteht durch Reibung von Bernstein (Elektron), Glas, Siegellack und anderen Stoffen. Werden 2 aus der folgenden Spannungsreihe beliebig ausgewählte Stoffe aneinander gerieben, so wird immer der vorstehende positiv, der nachfolgende negativ elektrisch.

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aufl.

Spannungsreihe: + Haare, Glas, Wolle, Baumwolle, Seide, Holz, Metalle, Siegellack, Schwefel —.

Größere Mengen Reibungselektrizität kann man in Elektrisiermaschinen erzeugen Und in Kondensatoren (Leydener Flaschen) sammeln.

b) Berührungs- oder galvanische Elektrizität. Sie ist entdeckt von Galvani und weiter untersucht von Volta. Sie entsteht durch Berührung zweier chemisch verschiedener Leiter. In der folgenden Volta'schen Spannungsreihe der Metalle wird jedes derselben bei Berührung mit einem folgenden positiv, mit einem vorhergehenden negativ elektrisch.

+ Zink, Blei, Zinn, Eisen, Kupfer, Silber, Platin, Gold —.

Der bei Berührung entstehende Spannungsunterschied hängt lediglich vom Material der Leiter, nicht von ihrer Form und Größe ab und ist um so größer, je weiter die berührten Metalle in obiger Reihe auseinanderstehen. Der Spannungsunterschied zwischen zwei beliebigen Gliedern der Reihe ist gleich der Summe der Spannungsunterschiede der Zwischenglieder (Spannungsgesetz).

Bei der direkten Berührung zweier Metalle ist der Spannungsunterschied sehr klein. Er wird wesentlich größer, wenn die Metalle, ohne sich zu berühren, in eine leitende Flüssigkeit getaucht sind (galvanische Elemente).

Die Metalle und außerdem Kohle und Braunstein, welche gleichfalls dem Spannungsgesetz folgen, nennt man Leiter erster Klasse; die Flüssigkeiten, welche bei der Berührung mit Leitern erster Klasse große Spannungsunterschiede ergeben, nennt man Leiter zweiter Klasse.

Während die Spannung nur von der Art der Metalle und bet' Flüssigkeit abhängt, so hängt die Stärke des von einem Element ausgehenden Stromes von der Größe des Elementes ab.

Die aus der Flüssigkeit herausragenden Pole der Metalle (Elektroden) dienen zur Befestigung des Leitungsdrahtes. Hintereinanderschaltung von Elementen ergibt eine Vervielfachung der Spannung, Nebeneinanderschaltung oder Parallelschaltung eine Vervielfachung der Stromstärke. Daß auch bei Stromentirahme die Spannung eines Elementes längere Zeit dieselbe Höhe behält, erklärt sich durch die allmähliche chemische Zersetzung der negativen Elektrode (Lösungselektrode).

c) Magneto - Elektrizität. Weiches Eisen wird, wenn es in die Nähe eines elektrischen Stromes kommt, magnetisch, und in einem geschlossenen Leiter wird, wenn in der Nähe ein Magnet bewegt wird, ein Strom (Jnduktionsstrom) erzeugt (induziert). Auf dieser Wechselwirkung beruht die Wirkung der Dynamomaschinen. Der Magnetismus im Eisen verschwindet, sobald der Strom aufhört, und der Jnduktions-strom verschwindet, sobald die Bewegung des Elektromagneten aufhört.

Elektromagnete sind viel stärker als Permanente Stahlmagnete, und elektrische Ströme können durch Induktion viel stärker hergestellt werden, als durch Reibung oder Berührung. Der Magnet kann auch durch einen zweiten elektrischen Strom ersetzt werden (primärer oder induzierender Stroni und sekundärer oder Jnduktionsstrom).

Ein Jnduktionsstrom entsteht nur dann, wenn bei Veränderung der gegenseitigen Lage von Magnet und geschlossenem Leiter die Zahl der Kraftlinien, welche das vom Leiter umschlossene Feld schneiden, sich ändert. Der Jnduktionsstrom wird um so stärker, je schneller diese Änderung vor sich geht und aus je mehr Windungen der Leiter besteht. Hieraus folgt, daß auch ohne Bewegung ein Strom entsteht, wenn die Stärke des magnetischen Feldes, d. h. die Dichtigkeit der Kraftlinien sich ändert.

Soll durch einen Strom ein Elektromagnet erregt werden, so ist eine gegenseitige Bewegung zwischen dem Leiter und Magneten nicht erforderlich. Der Elektromagnet wird um so stärker, je mehr Windungen des Leiters auf ihn einwirken.

Liegt in einem Kraftlinienfeld ein Stück weiches Eisen, dann werden durch magnetische Anziehung die Kraftlinien zum Teil abgelenkt und gehen in größerer Zahl durch das Eisen; es entsteht also ein zum Teil verdichtetes Kraftlinienfeld. Verwertung zur Verstärkung der Wirkung elektrischer Maschinen.

Die zur Erzeugung von Jnduktionsströmen aufgewendete Arbeit besteht in der Überwindung der magnetischen Kräfte zwischen dem stromdurchflossenen Leiter und dem Magnet. Diese Kräfte wirken stets der Bewegung entgegen und nehmen mit wachsender Stromstärke zu (Gesetz von Lenz).

5. Gesetze -es elektrischen Stromes.

a) Stromverzweigung;    Ohm'sches Gesetz.

Stromstärke in Amp =

Elektromotorische Kraft in Volt Gesamtwiderstand in Ohm Erweiterung: Bei einem verzweigten Leiter verteilt sich der Gesamtstrom auf die einzelnen Zweige umgekehrt proportional den Widerständen der Zweige.

J = ij + i₂ + 13 • • •

und : i₂ : i₃ . . .

1_ 1

r2 ‘ r3 " "

Kirchhoff'sches Gesetz: Bei verzweigten Leitern ist an jedem Verzweigungspunkt die Summe der zufließenden Ströme — der Summe der weg-

fließenden, d. h. es kann sich nirgends Elektrizität anhäufen. Daraus folgt: In einem einfachen Stromkreise ist die Stromstärke überall die gleiche.

Erweiterung dieses Gesetzes: Wirken in einer verzweigten Stromleitung mehrere elektromotorische Kräfte, so ist die Summe der elektromotorischen Kräfte — der Summe der Produkte aus Stromstärke und Widerstand in den einzelnen Zweigen, wenn man bei den elektromotorischen Kräften und bei den Stromrichtungen das Vorzeichen berücksichtigt.

b) Elektrischer Strom, wärme und Arbeit; Joule'sches Gesetz:

Fließt durch einen Leiter von E Volt Spannungsdifferenz an den Enden und von R Ohm Widerstand ein Strom von J Ampere Stärke, so ist die in t sek. entstehende Wärmemenge = 0,000238 J² • R • t WE und die in t sek. zu leistende Arbeit A=E-J-t = J²-R-t Joule oder Wattsekunden, denn

WE = 0,000238 WE. Auf dem Joule-

1 Joule —

9,81 -428

schen Gesetz beruhen verschiedene elektrische Schweiß- und Lötverfahren.

9,81

mkg —

c) Richtung des elektrischen Stromes. Bezeichnungen: Die magnetischen Kraftlinien, welche außerhalb des Magneten vom Nordpol zum Südpol laufen, und die elektrischen Ströme, welche außerhalb des Stromerzeugers vom positiven zum negativen Pol fließen, bezeichnet man als positiv.

Schwimmerregel von Ampere: Denkt man sich selbst in einem um einen Eisenkern gewundenen Leiter mit dem positiven Strom schwimmend das Gesicht dem Eisenkern zugewandt, dann liegt zur linken Hand der Nordpol. Anders ausgedrückt: Sieht man bei einem stabförmigen Elektromagneten in der Richtung vom Nord- zum Südpol, dann fließt der erregende positive Strom entgegengesetzt dem Sinne der Uhr.

Regel von Maxwell: Sieht man in einem magnetischen Feld in der Richtung der positiven Kraftlinien nach dem bewegten Leiter hin, dann fließt der positive Strom im Sinne des Uhrzeigers, wenn die Zahl der schneidenden Kraftlinien abnimmt.

6. Wirkungen des elektrischen Stromes.

Zwischen den Ursachen und Wirkungen des elektrischen Stromes besteht eine ähnliche Wechselwirkung wie zwischen Wärme und Arbeit. Wie durch Wärme, chemische Zersetzung und Magnetismus ein elektrischer Strom entstehen kann, so kann auch durch einen elektrischen Strom Wärme, chemische Wirkung und magnetische Kraft erzeugt werden.

a) wärme- und Lichtwirkung. Die Erwärmung wächst mit dem Widerstand (Joule'sches Gesetz). Wird ein Teil des durch einen Leiter fließenden Stromes anderweitig verbraucht, dann ist die Erwärmung geringer, als wenn kein Stromverbrauch stattfindet (Prinzip der Erhaltung der Arbeit).

b)    Rheinische Wirkung. Fließt ein elektrischer Strom durch eine zersetzbare Flüssigkeit, so wird diese in ihre Bestandteile zerlegt, z. B. Wasser in H und 0. Fließt er durch eine wässerige Lösung von Metallsalzen, so werden die Metalle ausgeschieden (elektrolytische Zersetzung).

Um den Strom durch die Flüssigkeit gehen zu lassen, muß man in dieselbe zwei Metallstücke (Platten oder Drähte) eintauchen und das eine mit dem + , das andere mit dem —Pol der Elektrizitätsquelle verbinden. Man nennt diese Metallstücke Elektroden, wie beim galvanischen Element und zur Unterscheidung voneinander die mit dem Z-Pol verbundene Anode, die mit dem — Pol verbundene Kathode. Bei jeder elektrolytischen Zersetzung schlägt sich das Metall an der Kathode nieder. Praktisch wird diese chemische Wirkung verwertet zur Gewinnung von Metallen und in der Galvanoplastik. An Bord keine Verwendung.

c)    Magnetische und Induktionswirkung (Fernwirkung). Wird durch einen in einem magnetischen Felde befindlichen Leiter ein anderswo erzeugter Strom durchgeschickt, dann entstehen zwischen Magnet und Leiter dieselben magnetischen Kräfte, welche bei der Stromerzeugung durch Bewegung des Leiters in dem magnetischen Felde zu überwinden sind (vgl. 4 c). Wird durch den hineingeschickten Strom eine Drehung des Leiters erzeugt (Anker eines Elektromotors), so erfolgt diese Drehung in entgegengesetzter Richtung, als die Drehung stattfinden müßte, um den gleichen Strom zu erzeugen (Anker einer Dynamomaschine).

Soll also ein Gleichstromdynamo als Motor mit demselben Drehungssinne wirken, so muß der hineingeschickte Strom in umgekehrter Richtung fließen als bei der Wirkung als Dynamo.

Eine in der Nähe eines elektrischen Stromes befindliche frei schwebende Magnetnadel wird durch die Jnduktionswirkung aus ihrer magnetischen Nord-Südlinie abgelenkt (Galvanometer), und zwar geht der Nordpol nach links, wenn man in der Richtung des positiven Stromes schwimmend das Gesicht der Magnetnadel zuwendet. Eine Vervielfachung der Wirkung erreicht man, wenn man den Strom in mehreren Windungen an der Magnetnadel vorbeiführt (Multiplikator).

Magnetische Wirkungen entstehen auch zwischen zwei elektrischen Strömen ohne Beisein eines Magneten (Elektrodynamik). Ein frei aufgehängter stromdurchflossener Leiter stellt sich wie ein Magnet in die magnetische Nord-Süd-richtung ein.

Jeder stromdurchflossene Leiter wirkt auf einen zweiten Leiter anziehend, wenn beide Ströme parallel und gleichgerichtet sind, abstoßend, wenn sie parallel und entgegengesetzt gerichtet sind.

Auf der magnetischen Wirkung zweier elektrischer Ströme aufeinander beruht die Messung der Stromstärke durch Elektrodynamometer, welche sich im Prinzip nur dadurch von den Galvanometern unterscheiden, daß die drehbare Magnetnadel durch einen drehbaren Leiter ersetzt ist, vor den Galvanometern aber den Vorzug haben, daß sie auch für Wechselströme verwendbar sind, da in dem drehbaren Leiter und in dem herumfließenden Stromkreis gleichzeitig die Stromrichtung wechselt, während bei der Nadel des Galvanometers Nord-und Südpol derselbe bleibt.

Schließlich gehört zu den Fernwirkungen die Jnduktionswirkung eines elektrischen Stromes auf einen zweiten geschlossenen Leiter. Sie ist genau dieselbe wie die Wirkung eines Magneten, d. h. jede Änderung der Zahl der den zweiten Leiter schneidenden Kraftlinien des stromdurchflossenen Leiters erzeugt oder induziert in dem zweiten Leiter einen Strom, gleichgültig, ob die Zahl der schneidenden Kraftlinien durch Änderung der Stromstärke in dem stromdurchflossenen Leiter oder durch Verschiebung seiner Lage zum zweiten Leiter geändert wird. Ist in dem zweiten Leiter bereits ein Strom vorhanden, dann wird letzterer durch Änderung der Zahl der schneidenden Kraftlinien vergrößert oder verkleinert. Man nennt diese Erzeugung von Jnduktionsströmen durch einen vorhandenen Strom Elektroinduktion im Gegensatz zur Magnetinduktion (Erzeugung durch Magneten).

Zur Erzielung kräftiger Wirkungen stellt man beide Leiter nicht als einfache Ringe her, sondern als spiralförmige Wickelung aus vielen Windungen, und legt beide Spiralen oder Spulen konzentrisch ineinander (Primär- und Sekundärstrom). Der Jnduktionsstrom hat beim Schließen oder Verstärken des induzierenden Stromes (Vermehrung der schneidenden Kraftlinien) die entgegengesetzte, beim Offnen oder Schwächen die gleiche Richtung wie der induzierende Strom. Schnell aufeinander folgendes und gleichmäßig abwechselndes Offnen und Schließen des Primärstromes erzeugt demnach abwechselnd verschiedene Richtung des Sekundärstromes, d. h. Wechselstrom.

Die vorstehende Regel über die Richtung des Jnduktionsstromes läßt sich auch aus der unter Magnetoelektrizität angegebenen Regel von Maxwell ableiten.

Auf der Elektroinduktion beruht die Umformung von Wechselströmen in andere Wechselströme von höherer oder geringerer Spannung durch Transformatoren.

7. Mehmethoden und Meßinstrumente.

Die Meßinstrumente werden durch eine der Wirkungen des elektrischen Stromes betätigt oder auch durch die magnetische Kraft in Ruhe befindlicher Elektrizität. Bei sehr genauen Messungen wird der Zeigerausschlag mit Spiegel, Fernrohr und Skala abgelesen.

Zur Vermeidung eines zu langen Oscillierens des Zeigers dienen Dämpfer mit Flüssigkeits-, Luft- oder magnetischer Dämpfung. Die Meßinstrumente müssen verschieden gebaut sein für starke und schwache Ströme.

a) Messung der Stromstärke durch Galvanometer (frei schwebende Magnetnadel) oder Dynamometer (magnetische Wirkung auf ein Stück weiches Eisen). Dient ein Galvanometer nur dazu, das Vorhandensein eines Stromes nachzuweisen, ohne gleichzeitig seine Größe genau zu bestimmen, so nennt man es Galvanoskop. Dieses muß sehr empfindlich sein. Die Empfindlichkeit eines Galvanometers kann man verstärken, indem man den zu messenden Strom in vielen Windungen um die Magnetnadel oder um das Stück weiches Eisen herumführt (Multiplikator).

Die auf eine frei schwebende Magnetnadel wirkenden Galvanometer werden in verschiedener Art gebaut (Tangentenbnssole, Sinusbussole, Torsions-, Spiegel-, Präzisions-, Differentialgalvanometer), sind aber als technische Strommesser wenig geeignet, weil sie häufig in den Bereich elektrischer Maschinen kommen, deren Elektromagnete die Nadel störend beeinflussen.

Die technischen Strommesser (Amperemeter) beruhen deshalb im allgemeinen auf der Anziehung eines Stückes weichen Eisens durch den zu messenden Strom, wobei entweder das Gewicht des Eisenstückes oder die Zugkraft einer mit demselben verbundenen Feder überwunden werden muß.

Die ebenfalls zur Strommessung dienenden Dynamometer beruhen auf der magnetischen Wirkung zwischen zwei mit den Achsen senkrecht zueinander stehenden stromdurchflossenen Spulen, von denen die eine fest, die andere drehbar ist. Letztere sucht sich bei Stromdurchgang so zu stellen, daß die Ströme in beiden Spulen gleichgerichtet sind. Zwecks Vermeidung zu großer Strommesser legt man diese in eine Nebenschlußleitung.

Da die Strommesser nur die Stärke, aber nicht die Spannung des Stromes messen sollen, so läßt man den Strom möglichst ungehindert durchgehen und macht den Widerstand der Drahtspule möglichst gering. Letztere erhält also wenig Windungen von großem Querschnitt.

b) Messung der Spannung. Die Spannungsmesser (Voltmeter) haben im Prinzip dieselbe Konstruktion wie die Strommesser. Die beiden Drahtenden des Spannungsmessers müssen mit den beiden Stellen verbunden werden, deren Spannungsunterschied gemessen werden soll, bei elektrischen Maschinen also mit den beiden Polklemmen. Die Voltmeter liegen also in einer Nebenschlußleitung, und es fließt nur ein kleiner Teil des Stromes durch dieselben.

Da die Voltmeter nur die Spannung, aber nicht die Stärke des Stromes messen sollen, so läßt man möglichst wenig Strom durchgehen, d. h. man macht den Widerstand der Drahtspule möglichst groß. Letztere erhält also viele Windungen von kleinem Querschnitt.

Eine prinzipiell andere Konstruktion haben die Hitzdrahtvoltmeter. Bei diesen wird durch den Strom ein Platindraht erwärmt und die dadurch entstehende Verlängerung des Drahtes als Maß für die Spannung benutzt.

Ist der Leitungswiderstand bekannt und hat man die Stromstärke gemessen, dann kann man die Spannung ohne Messung, nämlich durch Rechnung nach dem Ohm'schen Gesetz, bestimmen.

c) Messung des Widerstandes. Wenn es nicht auf sehr genaue Werte ankommt, kann man den Widerstand eines Leiters aus dem bekannten spezifischen Widerstand des Materials und aus den Dimensionen (Querschnitt und Länge) berechnen. Genaue Widerstandsmessungen macht man durch Vergleich mit genau bekannten Widerständen. Die hierzu dienenden Instrumente heißen Rheostate und enthalten eine größere Zahl von Widerständen, von denen eine beliebige Zahl durch Stöpselung (Stöpsel-rheostat) oder durch Drehung einerKurbel(Kurbelrheostat) eingeschaltet werden kann.

Die Messungen sehr hoher Widerstände (Jsolationswiderstände) nennt man auch Jsolationsmessungen. Sie bestehen in dem Vergleich der Ausschläge eines empfindlichen Galvanometers beim Durchgang eines bestimmten Stromes durch einen bekannten größeren Widerstand und beim Durchgang durch die zu messende Isolation.

Sehr gebräuchlich ist die Widerstandsmessung mit der Wheatestone'schen Brücke, welche aus vier Widerständen, drei bekannten a, b und c und einem

zu messenden x zusammengesetzt ist. Ist der Galvanometerzeiger in Mittelstellung, die Diagonale also stromlos, dann gilt nach den Gesetzen über die Stromverzweigung für a, b, c und x die Gleichung: a: b = c: x, also e • b

. Siehe Fig. 5.

d) Messung des elektrischen Effektes (Watt). Hierzu benutzt Siemens & Halske ein Elektrodynamometer, welches im Prinzip mit dem unter Strommessung erwähnten übereinstimmt, jedoch dahin abweicht, daß die feste Spule aus dickem Draht und wenig Windungen, die bewegliche aus dünnem Draht und vielen Windungen besteht. Die feste Spule wird in den Hauptstrom geschaltet, die bewegliche in eine Nebenschlußleitung.

Die Ablenkung ist proportional dem Produkt beider Stromstärken. Anderseits aber ist in der Nebenschlußleitung, welche zwischen Anfang und Ende der zu messenden Leitung eingeschaltet ist, die Stromstärke proportional dem Produkt aus Hauptstromstärke und Spannung, d. h. dem Effekt.

Der Wattmesser ist also eine Vereinigung von Strom- und Spannungsmesser. Verbindet man den Wattmesser mit einem Uhrwerk, welches in bestimmten Zwischenräumen die Ablenkung aufzeichnet und addiert, so erhält man einen Arbeitsmesser oder Elektrizitätszähler.

Teil II.

Leistung und Wirkungsgrad der Nessel und Maschinen.

A. arten, graphische Darstellung und Berechnung der Leistung.

1. Theoretische Leistung der Brennmaterials.

theoretische Leistung —

= 11 833 PS, oder 1 kg Steinkohle

Bei vollkommener Verbrennung liefert 1 kg gute Steinkohle etwa 7500 WE, 1 kg Heizöl durchschnittlich 10000 WE. Werden also in einer Kesselanlage stündlich 1000 kg Kohlen obiger Qualität verfeuert, so ist die 1000 - 7500 - 426

3600 - 75

leistet theoretisch 1 Stunde lang etwa 11,8 PS, wenn man vollkommene Verbrennung voraussetzt und die Wärmeverluste des Kesselbetriebes außer acht läßt.

Der Teil der Wärme, der an das Kesselwasser übergeht, läßt sich aus der gemessenen Speisewassermenge, aus der Temperatur des Speisewassers und aus der Temperatur des Kesseldampfes berechnen.

Es sei: Speisewassertemperatur — 60°,

Speisewassermenge — 8000 kg pro Stunde,

Kesselüberdruck — 13 kg,

dann i)t Dampftemperatur = 194°, also der Wärmebedarf für 1 kg Speisewasser W — 606,5 + 0,305 • 194 — 60 WE, also die gesamte pro Stunde an das Kesselwasser übergehende Wärme W = 8000 - (606,5 + 0,305 • 194 — 60)

= 4 845 600 WE, also theoretische Leistung —

= 7647 PS.

4 845 600 - 426

3600 - 75

2. Theoretische Leistung des Dampfes,

a) Allgemeines. Theoretische Leistung des Dampfes nennt man seine Leistung ohne Berücksichtigung der Verluste durch schädlichen Raum, Undichtigkeiten und Kondensation und unter Annahme eines absoluten Vakuums auf der Gegendruckseite des Av-Kolbens. Dabei legt man gewöhnlich isothermische, seltener adiabatische Expansion zugrunde, obschon letzteres wissenschaftlich richtiger wäre.

Die Berechnung oder graphische Darstellung der theoretischen Leistung des Dampfes bildet einerseits für die Konstruktion einer neuen Maschine die Grundlage, von der man ausgehen und nach Erfahrungskoeffizienten auf die wirkliche Leistung schließen muß, anderseits vergleicht man die theoretische Leistung bei einer vorhandenen Maschine mit der wirklichen, um die Güte der Maschine festzustellen.

b) Theoretisches Oampfdruckdiagrainin ergibt sich aus Anfangsdruck, Anfangsvolumen und Endvolumen des Dampfes sowie durch Konstruktion der Expansionskurve.

Anfangsdruck = Absoluter Kesseldruck

Ausangsvolumen = Füllungsvolumen des kl V-Zylinders + schädlicher Raum des v V-Zylinders.

Endvolumen = Ganzes Volumen des ssv-Zylinders + schädlicher Raum des A V-Zylinders.

Der zur Füllung des schädlichen Raumes (Raum zwischen Schieber und Kolben in der Totlage) verwendete Dampf nimmt nicht während der Füllungs-, sondern erst während der Expansionsperiode an der Arbeit Teil. Bis zu einem gewissen Grade wird dieser Nachteil durch die Kompression wieder ausgeglichen. Für genaue Untersuchungen muß man daher beim Anfangsvolumen des Dampfes den schädlichen Raum des H V-Zylinders nur soweit berücksichtigen und in das theoretische Diagramm einzeichnen, als er durch die Kompression nicht ausgeglichen wird, d. h. man muß das Anfangsvolumen des Dampfes aus dem gemessenen Speisewasserverbrauch (trockene Dampfentnahme vorausgesetzt) ermitteln. In der Praxis zeichnet man das theoretische Dampfdruckdiagramm ohne Rücksicht auf den Einfluß der Kompression. Die zum schädlichen Raum gehörigen Dampfkanäle werden im Diagramm auf den Querschnitt des Zylinders reduziert.

Der schädliche Raum an jeder Zylinderseite beträgt etwa 8 bis 30 v. H. des vom Kolben durchlaufenen Volumens, wobei die kleineren Werte für große und langsam laufende Maschinen und für Flachschieber, die größeren für kleine und schnell laufende Maschinen und für Rundschieber gelten. Bei komplizierteren Formen bestimmt man den schädlichen Raum auch durch Ausmessen mit Wasser anstatt durch Berechnen.

Ein weiterer Nachteil des schädlichen Raumes besteht darin/Zdaß er abwechselnd von heißerem und kälterem Dampf durchströmt wird und daher bei seiner verhältnismäßig großen Oberfläche viel Dampf kondensieren läßt.

Das theoretische Dampfdruckdiagramm einer Mehrfach-Expansionsmaschine bleibt ungeändert, wenn der Dampf seine ganze Arbeit int Av-Zylinder allein verrichtet bei entsprechend kleinerer Füllung. Durch das Vorschalten von MD- und vv-Zylinder wird also die Gesamtarbeit theoretisch nicht geändert, sie wird nur auf verschiedene Stellen verteilt.

Durch Eintragung der Zwischenkammerdrucke wird das gemeinschaftliche Diagramm in die Arbeiten der einzelnen Expansionsstufen geteilt. Die dieser Teilung zugrunde liegende Voraussetzung: Enddruck und Endvolumen des vorangehenden Zylinders — Anfangsdruck und Anfangsvolumen des folgenden, trifft jedoch praktisch nicht genau zu wegen der durch die Größe der Zwischenkammern und den Einfluß der Dampfverteilung und Kurbelstellung bedingten Volumen- und Druckschwankungen.

Zur Erzielung einer richtigen Arbeitsteilung zwischen den Zylindern macht man bei größeren Maschinen häufig die Füllung am MD- und ND-Zylinder einzeln veränderlich. Eine Füllungsverkleinerung bewirkt bei diesen Zylindern eine Erhöhung der Zylinderleistung, weil der Druck in der vorangehenden Zwischenkammer erhöht wird. Die Leistung des vorangehenden Zylinders wird wegen des wachsenden Gegendruckes verringert.

Der Flächeninhalt des theoretischen Diagramms (Produkt aus Grundlinie und mittlerer Höhe) stellt die theoretische Arbeit während einer halben Maschinenumdrehung dar.

c) Berechnung der theoretischen Leistung des Dampfes.

Es sei: px — absoluter Kesseldruck in kg pro qcm v-l — Anfangsvolumen in cbm v₂ — Endvolumen in cbm dann ist: Füllungsarbeit — 10 000 •    • v₁ mkg

Expansionsarbeit — 10 000 • Pi • v₁ • ln — mkg (isothermische Expansion vorausgesetzt)

vi

Gesamtarbeit eines Kolbenhubes = 10 000 - xq -    (1 -f- ln —) mkg. Der

Faktor 10 000 ist dadurch begründet, daß p in kg pro qcm, v in cbm ausgedrückt ist.

Bezeichnet pm den absoluten mittleren Druck in kg pro qcm Kolben-Gesamtarbeit 10000 . v₂

— ist der Füllungsgrad f, also pm = px • f (1 + ln j).

Es sei u — k (1 + ln ^), dann gibt folgende Tabelle die zusammengehörigen Werte von f und u an:

fläche, so ist Pm =

= Pi

V2

V1

V1

pppppppppppp

p p p p p p p p p p p o CO CO oo CO io io io io H- h- © o -^axcoooooxbooocococK

CDOOlO

0,45

Da, wie unter b erklärt, die theoretische Arbeit des Dampfes in einer Mehrfach-Expansionsmaschine durch ein gemeinsames Diagramm dargestellt wird, so gilt vorstehende Berechnung auch für eine Mehrfach-Expansionsmaschine. Man läßt dabei die vorgeschalteten HD- und ND-Zylinder außer Acht und rechnet so, als ob die ganze Dampfarbeit allein im ND-Zylinder geleistet würde. Zur Unterscheidung bezeichnet man den Gesamtfüllungsgrad mit fg und den mittleren auf den ND-Zylinder reduzierten Druck mit pmr und Pmr, also

pmr = F • pmr, too F = ND-Kolbenfläche

Pmr = Pi • fg • (1 + ln —)

in qcm.

PS theor. =

Pmr • F • 2 H • n 60 - 75

Beispiel. Bei einer Mehrfach-Expansionsmaschine sei p^ — 16 kg Pro qcm absolut und fg —

Wieviel mkg leistet theoretisch 1 kg Dampf?

Berechnung: Laut Dampftabelle ist das spezifische Dampfvolumen bei 16 kg Druck — 0,1259 cbm. Expandiert der Dampf isothermisch, dann ist das Volumen bei 1 kg Druck — 16 • 0,1259 — 2,0144 cbm. Aus der Dampftabelle kann das Volumen bei 1 kg Druck nicht entnommen werden, weil gesättigter Dampf bei isothermischer Expansion überhitzt wird.

Pmr — 16 '

Es sei ferner:

Pm — absoluter mittlerer Druck auf die ganze Kolbenfläche F — Druckfläche des Kolbens im qcm H — Kolbenhub in m n — Umdrehungszahl pro Minute,

dann ist Pm — pm • F

Kolbengeschwindigkeit —

60

Leistung m PS =

60 - 75

Beispiel. Für einen Dampfzylinder einer Einfach-Expansionsmaschine die theoretische Leistung zu berechnen, wenn p^ — 4 kg absolut, = 1200 qcm, f — 0,5, v₂ — 0,06 cbm, n — 180

Berechnung: pm = p: • u = 4 • 0,847 — 3,388 kg pro qcm,

Pm = Pm • F = 3,388 - 1200 = 4066 kg. Theoretische Arbeit pro Hub = 0,5 • 4066 — 2033 mkg. 2 - 0,5 - 180

Kolbengeschwindigkeit —

60

= 3 m pro sek.

4066 - 3

PS theor. =    ?5

— 163.

• (1+ln 16) == 16 - 0,236 = 3,776 kg.

Demnach Arbeit = 2,0144 - 3,776 • 10 000 = 76 064 mkg.

Die Abweichung gegen die Dampftabelle (75 995 mkg) beruht auf Abkürzung von Dezimalen.

Erweiterung des Beispiels. Es sei Volumen des NO-Zylinders v₂ — 2,0144 cbm, n — 90, dann ist die theoretische Leistung der ganzen Maschine

PS =

3,776 • F • H • 2 • n

60 - 75

, wo F in qcm und H in m,

= 3042.

F . H = v₂ . 10 000, 3,776 - 2,0144 - 10000 - 2 - 90

60 - 75

Bei jeder halben Umdrehung würde diese Mehrfach-Expansionsmaschine theoretisch 1 kg Dampf verbrauchen. Ob der Nv-Zylinder von obigem Volumen einen kleinen Querschnitt und großen Hub hat oder umgekehrt, ist für die theoretische Leistung der Mehrfach-Expansionsmaschine ohne Belang.

Die für 1 kg Dampf berechnete Vlxbeit von rund 76000 mkg ergibt

— 0,2815 PS, wenn das kg Dampf in einer Stunde verbraucht

76 000

3600 - 75

wird. Rechnet man auf 1 kg Kohle 8 kg Dampf, so ergibt sich die theoretische Leistung des Dampfes für jedes pro h verbrannte kg Kohle zu 8 • 0,2815 = 2,252 PS.

3. wirkliche indizierte Leistung des Dampfes.

a) Indikatordiagramm ist die geschloffene Spannungskurve des Dampfes auf einer Kolbenseite während eines Kolbenhin- und Rückganges, läßt also alle durch Kondensation und Undichtigkeiten entstehenden Druckverluste sowie die Einflüsse der Dampfverteilungssteuerung erkennen.

Grundsätzlich unterscheidet es sich vom theoretischen Diagramm dadurch, daß die untere Begrenzungslinie nicht den Gegendruck für dieselbe, sondern für die entgegengesetzte Kolbenseite darstellt, demnach auch die einzelnen Höhen des Diagramms nicht den Druckunterschied auf beiden Kolbenseiten angeben. Will man diesen ermitteln, so muß man die Drucklinie des Diagramms der einen Kolbenseite mit der Gegendrucklinie des Diagramms der anderen Kolbenseite zusammensetzen. Für die Berechnung der Leistung hat dies keinen Wert, weil die so zusammengesetzten Diagramme genau denselben Gesamtflächeninhalt haben wie die ursprünglichen Diagramme.

Doppelindikatoren, die direkt den Druckunterschied auf beiden Kolbenseiten messen, sind wegen ihrer Kompliziertheit wenig in Gebrauch.

Bei normaler Dampfverteilung zerfällt das Jndikatordiagramm in folgende sechs Perioden:

Kolbenhingang: 1. Eintritt,

2.    Expansion,

3.    Voraustritt,

Kolbenrückgang: 4. Austritt,

5.    Kompression,

6.    Voreintritt.

Zu 1. Einströmungslinie liegt unter der theoretischen wegen der Druckverluste zwischen Kessel und Zylinder. Sie fällt gewöhnlich leicht ab, namentlich bei schnellaufenden Maschinen. Ein sehr starkes Abfallen deutet auf zu kleinen Querschnitt der Dampfkanäle.

Zu 2. Expansionslinie liegt unter der theoretischen Mariotteschen Linie, nähert sich ihr aber meistens am Ende der Expansion infolge des Nachdampfens (vergl. Arbeit des Wasserdampfes). Ein Überschießen über die Isotherme deutet auf undichten Schieberabschluß und dadurch ermöglichtes nachträgliches Einströmen von Dampf.

Zu 3. Voraustrittslinie fällt schneller ab als Expansionslinie.. Der Voraustritt (bei 80 bis 96 v. H. des Kolbenhubes) bezweckt einen schnelleren Ausgleich mit dem Gegendruck und eine Verringerung der lebendigen Kraft der Massen.

Zu 4. Austrittslinie entspricht dem Druck des Raumes, in welchen der Dampf austritt (Kondensator, Zwischenkammer, Atmosphäre), liegt aber stets etwas höher wegen des Widerstandes in den Austrittskanälen.

Zu 5. Kompressionslinie beginnt bei etwa 80 bis 85 v. H. des Kolbenrückganges und steigt schnell an. Der praktische Zweck der Kompression ist ein sanftererHubwechsel (Dampfkissen), der wirtschaftliche die Verringerung des zum Füllen des schädlichen Raumes erforderlichen Dampfquantums. Wird die Kompression bis zur Eintrittsspannung gesteigert, so bedingt der schädliche Raum keinen neuen Dampfverbrauch.

In der Natur der Schiebersteuerung liegt es, daß im allgemeinen mit wachsender Füllung die Kompression abnimmt. Sehr kleine Füllung in Verbindung mit hoher Kompression ergibt eine ungleichmäßige Kraftübertragung, zuweilen auch Schiffsschwingungen, die bei gleicher Umdrehungszahl mit geringerem Dampfdruck und größerer Füllung nicht auftreten.

Je größer der schädliche Raum, desto früher muß die Kompression beginnen, um einen gewissen Kompressionsdruck zu erreichen, desto höher steigt aber auch die Expansionslinie. Diesen Gewinn an Expansionsarbeit muß man bei der Beurteilung des Verlustes der Kompressionsarbeit berücksichtigen.

Zu 6. Voreintrittslinie steigt fast senkrecht an, weil der Kolben in dieser Zeit fast still steht. Voreintritt unterstützt die praktische Wirkung der Kompression. Bei voller Leistung einer modernen Schiffsmaschine mit drei- oder vierfacher Expansion geht die atmosphärische Linie durch das i^v-Diagramm.

b) Berechnung der indizierten Leistung.

Zahl der PS =

Kraft in kg - Geschwindigkeit in m pro sek.

75

Pm ' C

75

Zahl der PSi= c

Pmi • F • 2 • H • n

60 • 75

pmi ergibt sich aus der mittleren Höhe zweier zusammengehöriger Jndikatordiagramme und aus dem Federmatzstab. Ist z. B. eine 15 mm

Feder verwendet, so ist p,„> =

hm in mm

15

hm findet man entweder durch Messen der Diagrammfläche mittels Planimeter und Division durch Diagrammlänge oder durch Teilen des Diagramms in mehrere (etwa 10) gleich breite Vertikalstreifen, Messen der mittleren Höhen der einzelnen Streifen und Ausrechnen des arithmetischen Mittels aus allen Höhen (vergl. Betriebseinrichtungen, Planimeter).

p .    D²tt

F ttt qcm = -j—

H-

d" n A d; .T

worin D = Zylinderdurchmesser in cm, dx = Kolbenstangendurchmesser in cm, d₂ — Kolbenführungsstangendurchmesser in cm.

Bei Kriegsschiffen, wo wegen der beschränkten Höhe unter Panzer-

D² 71    1 d² 71

deck eine Kolbenführungsstange fehlt, ist F =

Der Kolbenhub H ist in m auszudrücken.

Zur Erleichterung der Berechnung faßt man bei Probefahrten alle konstanten Zahlen der Gleichung in eine gemeinschaftliche Konstante zusammen.

Es ist dann PSi = Const. pmi • n.

Wieviel PSi entwickelt der Dampfzylinder?

42 qcm 7 cm . 1 kg =    12 mm

.    .    . = 900 mm

. == 110 mm

. = 700 mm . = 150.

Pm

30

₁₂ = 2,5 kg pro qcm 90² 7i

11² • 71

— 6314,5 qcm

42

Berechnung: hm —

— 3 cm — 30 mm

= 2,5 - 6314,5 = 15 786 kg.

Kolbengeschwindigkeit c —

2 - 0,7 - 150

60

— 3,5 in

PSi =

15786 - 3,5

75

= 737

c) Beurteilung der Vampfverteilung nach dem Indikatordiagramm. Fehler in der Dampfverteilung entstehen hauptsächlich durch mangelhaften Zustand von Kolben oder Schieber oder durch ungenaue oder fehlerhafte Zusammensetzung der inneren oder äußeren Steuerung. Zuweilen machen sich solche Fehler durch unnormale Geräusche oder durch stoßweisen Gang der Maschine oder durch mangelhaftes Manövrieren bemerkbar. Eine sichere Auffindung und Beurteilung der Fehler ermöglicht aber nur das Jndikatordiagramm.

Dies gilt nicht nur für die Dampfzylinder der Haupt- und Hilfsmaschinen, sondern für alle Überdruck oder Vakuum enthaltenden Räume, in welchen der Druck regelmäßig mit dem Gange der betreffenden Maschine wechselt.

Beispiele. Undichte Kolbenlidernng: Expansionslinie fällt schneller und Gegendrucklinie steigt schon vor der Expansion.

Dampfkanäle zu eng: Füllungslinie fällt, weil Dampf nicht schnell genug nachströmen kann.

Undichter Schieber: Bei Undichtigkeit während der Expansion wird durch den nachströmenden Dampf die Expansionslinie zu voll. Bei undichtem Abschluß des Austrittskanals strömt Dampf in den Austrittsraum und es entsteht schlechtes Vakuum oder erhöhter Gegendruck.

Undichter Dampfmantel: So lange im Dampfmantel höhere Spannung herrscht als im Zylinder, strömt Heizdampf in den Zylinder.

Falscher Voreilwinkel: Bei zu großem Voreilwinkel treten alle Abschnitte der Dampfverteilung zu früh ein, bei zu kleinem zu spät.

Falsche Schieberstangenlänge: Die Abschnitte der Dampfverteilung auf beiden Kolbenseiten treten teils zu früh, teils zu spät ein.

Schieber lose auf der Stange: Die lose -Befestigungsmutter nimmt den Schieber zu spät mit und die betreffenden Dampfabschnitte erfolgen zu spät. >

Aus vorstehendem folgt, daß manche Fehler in der Dampfverteilung verschiedene Ursachen haben können, was bei der indikatorischen Untersuchung der Dampfverteilung zu beachten ist.

4. Effektive Leistung der Maschine.

a) Allgemeines. Unter effektiver Leistung versteht man bei Landmaschinen die Leistung am Ende der Kurbelwelle, bei Schiffsmaschinen gewöhnlich die für die Fortbewegung des Schiffes zur Geltung kommende Nutzleistung der Schraube.

Bezeichnet P den Propellerschub in kg und V die Schiffsgeschwin

digkeit in m pro sek., so ist diese Nutzleistung = PS.

Bezeichnet ferner W den Widerstand des ohne Schraube geschleppten Schiffes in kg, so ist die Widerstandsleistung = W?5V PS.

Infolge des Sogs der Schraube auf das Hinterschiff ist bei einem mit eigener Schraube fahrenden Schraubenschiff P größer als W.

b) Messung und graphische Darstellung der effektiven Leistung.

Diese Messungen sind durchweg kostspieliger und mühsamer als die Messung der PSi, wenn man von der Bestimmung der PSe durch die Kilowatt einer angehängten Dynamomaschine absieht.

a) Messung der effektiven Leistung an der Welle ist bei

kleinen Maschinen durch aufgesetzte Reibungsbremse (Prony'schen Zaum) ausführbar. Ist P das an einem horizontalen Bremshebel in der Schwebe hängende Bremsgewicht in kg, r die Länge des Bremshebels in m und n die Um-

drehungszahl pro Minute, so ist PSe —

2 r • jt • P • n 60 - 75    *

Durch ungleichmäßige Reibung entstehen Schwankungen. Auch kann das Bremsband festbrennen. Vorzuziehen sind deshalb elektrische oder hydraulische Bremsen, bei denen der Reibungswiderstand durch einen magnetischen oder hydraulischen Widerstand ersetzt ist. Bei beiden dreht der eine Teil, z. B. Anker oder Kreiselrad, mit, während der andere Teil, Magnet oder Kreiselradgehäuse durch ein bekanntes Moment (Hebel mit Gewichtsbelastung) am Mitdrehen verhindert ist. Die Berechnung der PSe ist genau so wie bei der Reibungsbremse. Die Schwankungen des Drehmoments können bei vorstehenden Bremsmethoden wohl erkannt, aber nicht gemessen werden.

Bei großen Maschinen sind die Bremsmethoden überhaupt nicht anwendbar. An ihre Stelle tritt die Bestimmung der PSe durch Messung der Verdrehung eines beliebigen Stückes der Schraubenwelle. Je länger die Beobachtungslänge, desto genauer die Messung.

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aufl.

In der vollkommensten Weise ist die Messung durch den Torsionsindikator von Föttinger ausführbar. Dieser Indikator stellt die Verdrehung des beobachteten Wellenstücks nicht nur sichtbar dar, sondern zeichnet sie auch als Diagramm auf eine um die Welle gelegte Schreibtrommel auf. Die Schreibtrommel ist während des Ganges der Maschine durch Verschieben auf der Welle ausrückbar, so daß das Aufspannen und Abnehmen des Papiers keine Schwierigkeit macht.

Da die der Wellenachse parallelen Ordinalen den Drehkräften und die um die Trommel laufenden Abscissen den Wegen proportional sind, so stellt das Torsionsdiagramm die effektive Arbeit an der Welle dar, ebenso wie das Jndikatordiagramm die indizierte Arbeit im Zylinder.

Bei der zahlenmäßigen Berechnung der PSe muß man den Wellenquerschnitt und den Elastizitätsmodul des Wellenmaterials berücksichtigen.

Verdrehungsbogen s —

— Const. M,

L-R-M

G- Jp

worin: L — Meßlänge der Welle, R — Abstand des Bogens s von der Wellenachse, M — Drehmoment, G — Gleitungsmodul des Wellenmaterials, Jp = polares Trägheitsmoment des Wellenquerschnittes.

2 7i • M • n

worin n — Um-

60 - 75

Ist M in mkg ausgedrückt, so ist PSe =

drehungszahl pro Minute.

Näheres siehe Jahrbuch der Schiffbautechnischen Gesellschaft 1903.

In vorstehendem Torsionsdiagramm sind auch die Schwankungen des Drehmoments genau meßbar. Mit Hilfe eines Uhrwerks kann man auf derselben Schreibtrommel gleichzeitig ein Zeitdiagramm aufzeichnen, d. h. gleiche Zeitintervalle durch Punkte oder durch eine stufenförmige Linie markieren. Das Zeitdiagramm ergibt die Ungleichförmigkeit der Drehgeschwindigkeit (primitiver ist das Stimmgabelverfahren).

Großen Wert hat der Torsionsindikator für Schiffe mit Dampfturbinen, weil es hier Jndikatorbeobachtungen nicht gibt. Wegen des konstanten Drehmoments genügt hier die einfache Messung der Verschiebung des Schreibstiftes.

ß) Messung der Nutzleistung des Propellers geschieht entweder durch Messung des Widerstandes des geschleppten fertigen Schiffes (Dynamometer in der Schlepptrosse) oder durch Modellschleppversuche.

Letztere liefern gute Anhaltspunkte für Neukonstruktionen und beruhen auf folgendem von Froude aufgestellten Gesetz:

Ist ein Schiff linear n mal größer als sein Modell, und sind die Widerstände des Modells = Wx W₂ Ws bei den Geschwindigkeiten Vx V₂ V₃, dann sind die Widerstände des Schiffes = n³ Wx n³ W₂ n³ W₃ bei den Geschwindig-feiten In • Vt In-V₂ In - V;!

Schiffswiderstand bei Geschwindigkeit in • V_n³

oder

Modellwiderstand bei Geschwindigkeit V 1 '

Die Geschwindigkeiten l n • V unb V nennt man korrespondierende.

Ist n = 100 und ist Modellschleppgeschwindigkeit = 1 sm, so ist die korrespondierende Schiffsgeschwindigkeit — 1 • 1100 — 10 sm,

also

Schiffswiderstand bei 10 sm _ 100³    1 000 000

Modellwiderstand bei 1 sm 1

Auf gleiche Geschwindigkeit umgerechnet lautet das Gesetz:

Schiffswiderstand n²

Modellwiderstand    1

Praktisch anwendbar ist das Gesetz in dieser Form nur für ähnliche Schiffe, deren Größe nicht übermäßig verschieden ist.

Beispiel: Ist ein Schiff in allen linearen Abmessungen 10 vH. größer als ein anderes, also n — 1,1, so ist bei gleicher Geschwindigkeit

Widerstand des größeren Schiffes

1,21

Widerstand des kleineren Schiffes

B. Wirkungsgrad der Kessel und Maschinen.

1. Wärme-Wirkungsgrad

a) Wirkungsgrad der Aessel 7?i. «) Größe von riV. ryl ist das Verhältnis der an das Kesselwasser übergehenden Wärme zu der gesamten erzeugten Wärme. Nach the heat Efficiency of Steam Boilers by Bryan Donkin, London 1898 schwankt ra nach zahlreichen Versuchen mit verschiedenen Kesselarten zwischen 0,56 und 0,77 und betrug im höchsten Falle 0,84, ein Wert, der höchstens für Landanlagen in Betracht kommt.

Tji hängt hauptsächlich von der Betriebsweise (Grad der Forcierung und Lustmischung) und von der Reinheit des Kessels, weniger von der Kesselart ab. Es können also ganz verschieden gute Kessel den gleichen Wirkungsgrad haben, wenn die Betriebsweise entsprechend eingerichtet wird.

Bei den üblichen Schiffskesseln ist der Wirkungsgrad gewöhnlich am besten, wenn pro qm Rost und Stunde etwa 70 bis 80 kg Kohlen verbrannt werden. Er beträgt dann bis zu 0,65, während er bei den hohen Forcierungen auf Torpedobooten bis unter 0,5 sinkt. Bei dem wechselnden Betriebe der Kriegsschiffe kann man i]\ durchschnittlich vielleicht auf 0,62 schätzen.

Geht man von der unter A 1 gemachten Annahme aus, die einer günstigen Betriebsweise auf Kriegsschiffen entspricht, und rechnet man auf 1 kg Kohle 8 kg Speisewasser, so ergibt sich: 1 kg Kohle entwickelt 7500 WE, 1 kg Speisewasser nimmt auf 606,5 + 0,305 • 194 — 60 = 605,7 WE, also

= 0,646.

8 - 605,7

7500

ß) Wärmeverluste. Die Wärmeverluste beim Kessel beruhen teils auf unvollkommener Verbrennung, teils auf unvollkommener Wärmeabgabe (Schornsteinverluste).

Verbrennungsprozeß: Besteht der Brennstoff nur aus C (Koks, Anthrazit), so entsteht ohne erhebliche Flammenbildung C 0₂, wenn Luftmenge ausreichend und Temperatur genügend hoch: C + 2 O = C 0₂.

Trifft die entstandene C 0₂ auf weiteren glühenden Brennstoff, so gibt sie an diesen 0 ab, wird also zum Teil zu C O reduziert: C 0₂ + CJ = 2 C O.

Trifft btefe3 C 0 auf seinem weiteren Wege wieder genügend O bei genügend hoher Temperatur, so verbrennt es unter blauer Flamme nochmals zu C 0₂. Im anderen Falle geht es als C 0 mit dem Stickstoff der Luft und den übrigen Heizgasen zum Schornstein.

1 kg C liefert bei Verbrennung zu C 0₂ etwa 8080 WE, bei der Verbrennung zu C O nur etwa 2470 WE.

Enthält das Brennmaterial außer C noch H, 0, 8 oder N, so zerfällt der Verbrennungsprozeß in Entgasung und Verbrennung. Bei der Entgasung entweichen infolge der Wärme hauptsächlich der freie H und der H des chemisch gebundenen Wassers, außerdem 8- und ^-Verbindungen. Der H verbindet sich mit entweichendem C zu leichten und schweren Kohlenwasserstoffen, welche zum Teil vollständig zu C 0₂ und Wasserdampf, zum Teil unvollständig verbrennen. Im letzteren Falle verbrennt der H zu Wasserdampf, während der C zum Teil nur zu C O verbrennt, zum Teil als Ruß sich ausscheidet und mit den anderen entweichenden Gasen den Rauch bildet. Die Rückstände sind unverbrannter C als Koks und die erdigen Bestandteile als Asche.

Die theoretisch zur Verbrennung erforderliche Luftmenge beträgt etwa 9 cbm pro kg Kohle und errechnet sich aus den Atomgewichten, wie folgt: C + 2 O = C 0₂, 12 + 2 • 16 = 44, d. h. 12 kg C gebrauchen zur Ver-

2 . 16

brennung 2 • 16 kg O. 1 kg gebraucht zur Verbrennung

₁₂ =2,67 kg O.

Da 1 kg Luft 0,23 kg O enthält, so gebraucht 1 kg C zur vollständigen Ver-

2,67

brennung theoretisch Luft wiegt 1,3 kg.

In gleicher Weise ergibt sich der zur Verbrennung von 1 kg H erforderliche 0 zu 8 kg, entsprechend

0,23

— 11,6 kg Luft — etwa 9 cbm Luft, denn 1 cbm

0,23

— 35 kg Luft oder

1,3

— 27 cbm Luft.

Da eine vollkommene Mischung der Heizgase mit Luft durch keine Kesselfeuerung erzielt wird, so muß man in der Praxis auf 1 kg Kohle nicht 9, sondern 18 cbm Verbrennungsluft rechnen. Anderseits bedeutet jeder Überschuß an Luft einen Wärmeverlust, denn die Luft muß auf die Temperatur der Heizgase erwärmt werden. Die durch knappe Luftzufuhr entstehende Erniedrigung der Verbrennungstemperatur kann man häufig durch geeignetes Manerwerk ausgleichen.

Im allgemeinen gilt die Verbrennung als gut, wenn die Rauchgase etwa 14 bis 15 Volumenprozente C 0₂ und nicht mehr als etwa 5 bis 8 Volumenprozente freien 0 enthalten, dagegen C 0 nur in Spuren.

Der sichtbare Rauch ist zwar ein Zeichen unvollständiger Verbrennung, schwankt aber im allgemeinen nur zwischen 1 und 2 vH. des verbrauchten Brennmaterials. Der größte Verlust ist in der Praxis stets die aus dem Schornstein entweichende Wärme. Mit anderen Worten: Unvollständige Verbrennung fällt praktisch weniger ins Gewicht, als unvollständige Wärmeabgabe (Rauchanalyse s. Betriebseinrichtungen).

Wärmeabgabe hängt ab von Größe, Form und Beschaffenheit der Heizfläche. Rücksicht auf Raum und Gewicht ist der Grund, daß Kriegsschiffskessel (bei voller Leistung) infolge der Forcierung ungünstiger sind als Handelsschiffskessel, und letztere ungünstiger als Landkessel.

Bei Kriegsschiffen nimmt man den schlechten Wirkungsgrad (zuweilen unter 0,5) bei Forcierungen mit in den Kauf, um bei den langsamen Fahrten nicht unnötig viel Kesselgewicht mitzuschleppen. Durch die geringste Verschmutzung, namentlich durch eine Fettschicht, wird die Wärmeabgabe wesentlich verringert. Beurteilung der Wärmeabgabe durch Messung der Schornsteintemperatur (vgl. Betriebseinrichtungen).

y) Mittel zur Erhöhung von tji. Die stellenweise zur Verbesserung der Verbrennung angewendeten Mittel, wie sekundäre Luft-zuführung, Aufspeichern von Wärme in Mauerwerk und dergleichen fallen viel weniger ins Gewicht als sachgemäße Bedienung der Feuer und richtige Luftzuführung. Infolgedessen laufen die wirksamen Mittel zur Erhöhung von t]i auf bessere Verwertung der Wärme hinaus, d. h. auf möglichst gute Führung der Heizgase durch den Kessel und auf Verwertung der Abgase zur Überhitzung oder zu anderen Zwecken.

Die Schwierigkeit der Verarbeitung überhitzten Dampfes auf Seeschiffen ist unter Wasserdampf erwähnt. Die am meisten verbreiteten und recht gut bewährten llberhitzerkonstruktionen sind die von Ingenieur Wilh. Schmidt in Wilhelmshöhe bei Cassel. Nach allmählicher Überwindung von vielen Mängeln (unzweckmäßige Kesselkonstruktion, zu kleine Maschinen, Verziehen der Gußstücke, mangelhafte Stopfbuchsen und dergleichen) hat Schmidt bei seinen Heißdampfanlagen einen Kesselwirkungsgrad von etwa 0,8 erzielt.

grad erhöht, daß jedoch der indizierte Wirkungsgrad — selben Maße sinkt.

Bei Schiffszylinderkesseln mit rückkehrender Flamme legt Schmidt die in der Rauchkammer sich vereinigenden dünnen Überhitzerrohre (Wasserrohre) in die Feuerrohre, die teilweise einen größeren Durchmesser erhalten. Die Überhitzerrohre ganz in den Rauchfang zu legen, ist bei hoher Überhitzung (etwa 350°) nicht angängig, weil die Temperatur der abziehenden Heizgase unter Umständen unter 350° liegt. Bis jetzt (1906) haben diese Einrichtung nur Schiffe, die Flüsse oder Landseen befahren. Ob bei Dampfturbinen, wo die Schwierigkeiten viel geringer sind als bei Kolbenmaschinen, Überhitzer auch auf Seedampfern Eingang finden werden (auf Kriegsschiffen nur für Marschfahrten) ist zunächst fraglich. Zu beachten ist noch, daß nasser Dampf scheinbar den Kesselwirkungs-

PSi

in dem-

PS theor.

Eine weitere Verwendung der Abgase ist die auf Handelsdampfern viel verwendete künstliche Luftzuführung von James Howden in Glasgow, bei der die durch Ventilationsmaschinen geförderte Verbrennungsluft, bevor sie in die Feuerung gelangt, durch die abziehenden Heizgase vorgewärmt wird, zuweilen bis über 100°. Zu diesem Zweck befindet sich im Rauchfang ein vertikales Rohrsystem, das von den Heizgasen durchströmt und von der Luft umströmt wird. Die durch das Howden-Gebläse erzielte Kohlenersparnis beträgt im Mittel etwa 5 vH., im höchsten Falle etwa 10 vH. Die Kohlenverbrennung pro qm Rost und Stunde steigt durch das Gebläse von etwa 90 kg (natürl. Schornsteinzug) auf etwa 120 kg. Die hierdurch bedingte Ersparnis an Kesselgewicht wird allerdings durch die Howden-Einrichtung ungefähr wieder ausgeglichen. Für Kriegsschiffe ist das Howden-Gebläse nicht geeignet.

Schließlich läßt sich die Wärme der Abgase zur Vorwärmung des Speisewassers benutzen, doch sind derartige Einrichtungen vereinzelt (z. B. Belleville-Kessel mit economiseur).

Im allgemeinen hat der Wirkungsgrad ^i seit der ältesten Zeit der Dampfschiffahrt eher Rückschritte als Fortschritte gemacht, was sich teils durch die Konstruktion der Kessel, teils durch Raum- und Gewichtsverhältnisse erklärt.

b) Verhältnis der theoretischen Dampfleistung zu der an das Aesfelwaffer übergehenden Wärme. Theoretischer Wirkungsgrad ^2. a) Berechnung von ^2. Würde der Dampf adiabatisch bis zur Höhe des Gegendruckes expandieren und würde das Speisewasser dieselbe Temperatur haben wie der Dampf am Schluffe seiner Expansion, dann würde der Dampf das theoretische Maximum der Arbeit leisten und der einzige Verlust wäre die innere latente Wärme, die mit dem Kühlwasser des Kondensators verloren geht. Unter dieser Voraussetzung würde rj₂ den Wirkungsgrad des theoretischen Kreisprozesses darstellen (vergl. Herre, Dinglers Polytechnisches Journal 1899).

Es gehen also außer dieser Wärme noch 263055 — 75995 — 177642 = 9418 mkg verloren.

Der auf die innere latente Wärme entfallende Verlustanteil errechnet sich auch direkt aus der Dampftabelle: Die Gesamtwärme in vorstehendem Beispiel war = 617,5 WE. Die innere latente Wärme ist laut Tabelle 417 WE, also

beträgt die innere latente Wärme

= 67,6 vH.

Im folgenden ist rj₂ nicht als Wirkungsgrad des theoretischen Kreisprozesses, sondern für das unter A 2 beschriebene theoretische Dampfdruck

diagramm (isothermische Expansion) berechnet: Ist die Speisewassertemperatur = 50° und die absolute Kesselspannung = 16 kg, so erfordert 1 kg Dampf laut Dampftabelle 667,5 — 50 — 617,5 WE. Diese sind gleichwertig mit 617,5 • 426 — 263055 mkg. Anderseits leistet 1 kg Dampf von obiger Spannung bei isothermischer Expansion bis 1 kg und bei 0 kg Gegendruck laut Spalte 13 der Dampftabelle 75 995 mkg.

Folglich ergibt sich für eine moderne Schiffsmaschine rj₂ zu

75995

0,29,

263055

d. h. von der an das Kesselwasser abgegebenen Wärme gehen selbst bei theoretisch vollkommener Ausnutzung des Dampfes 71 vH. verloren, das sind 45,9 vH. von der gesamten Wärme der Kohlen.

Bei weitem den größten Teil des Verlustes macht die innere latente Wärme aus, die laut Dampstabelle 417 WE = 417 • 426 — 177342 mkg

beträgt, das sind

100 - 177642

263055

= 67,6 vH.

100 - 417

617,5

ß) Mittel zur Erhöhung von ^2. Ein erfolgreicher Versuch, die innere latente Wärme zur Arbeitsleistung heranzuziehen, ist mit den Abwärme-Kraftmaschinen oder Kaltdampfmaschinen gemacht worden (vergl. Professor Josse, Mitteilungen aus dem Maschinenlaboratorium der Königlich technischen Hochschule zu Berlin). Bei diesen Maschinen wird die Abdampfwärme, die wegen der niedrigen Temperatur des Abdampfes (etwa 60°) zur Erzeugung eines hochsiedenden Arbeitsmittels, wie Wasserdampf, nicht mehr ausreicht, zur Erzeugung von Kaltdämpfen mit niedrigem Siedepunkt verwendet. Das Temperaturgefälle vom Abdampf bis zum Kondensator-Kühlwasser (etwa 60° bis 15°) wird also zur Erzeugung von Kaltdämpfen benutzt, die bei geringer Temperatur schon hohe Spannung, also hohe Arbeitsfähigkeit besitzen.

Derartige Kaltdämpfe (Ammoniak, schweflige Säure, Kohlensäure und dergleichen) finden allgemeine Verwendung in der Kältemaschinentechnik. Für vorstehendes Temperaturgefälle eignet sich am besten schweflige Säure S0₂, denn ihre Spannung beträgt bei 60° etwa 11 kg, bei 15° etwa 2,87 kg.

Die Verbindung der sekundären S 0₂ Maschine mit der primären Wasserdampfmaschine geschieht in der Weise, daß der Kondensator der letzteren nicht mit Wasser, sondern mit S 0₂ gekühlt wird. Die hierbei entstehenden S 02 Dämpfe werden in die Dampfzylinder der sekundären Maschine geleitet und nach geleisteter Arbeit in einem zweiten Kondensator durch Kühlwasser niedergeschlagen. Der Verlust der inneren latenten Wärme der S 0₂ ist natürlich unvermeidlich.

Versuche haben ergeben, daß die sekundäre Maschine, die kein besonderes Brennmaterial verbraucht, bis über 40 v. H. der primären Maschine leisten kann, wobei ein niedriges Vakuum im ersten Kondensator (etwa 70 vH.) vorteilhaft ist, da bis etwa zu dieser Grenze die Erhöhung der Leistung der S 02 Maschine mehr ins Gewicht fällt, als die Erniedrigung der Leistung der Wasserdampfmaschine.

Gegen die Verwendung der Kaltdampfmaschinen sprechen einige praktische Schwierigkeiten, namentlich die Stopfbuchsendichtung. Sie beschränkt sich deshalb auf einige stationäre Anlagen, während sie auf Schiffen nicht über das Versuchsstadium hinausgekommen ist.

c) Verhältnis der indizierten Dampfleistung zur theoretischen. Indizierter Wirkungsgrad ij%. a) Art und Größe der Verluste. Die größten Verluste bestehen in Abkühlung und Kondensation des Dampfes in Rohrleitung, Schieberkasten und Zylinder. Geringer sind die Verluste durch Undichtheiten an Kolben, Schiebern und Stopfbuchsen. Außerdem zeigt das Jndikatordiagramm verschiedene Abweichungen (Arbeitsverlust) infolge der Unvollständigkeit des Vakuums, des Widerstandes in den Dampfkanälen und der Einflüsse der Steuerung.

Die Größe von r\₃ hängt vorn Maschinensystem, von der Güte des Baues, von den örtlichen Verhältnissen (Länge der Rohrleitungen und dergleichen) und von der Betriebsweise der Maschinen ab. Für günstige Betriebsweise liegt r\3 bei Einfach-Expansionsmaschinen zwischen 0,65 und 0,75,

0,55 - 0,65, 0 2 - 0,61, 0 1 - 0,53.

-    Zweifach-

Crt CR

-    Dreifach-

-    Vierfach-

Jnnerhalb jedes Maschinensystems gelten die höheren Werte von % für größere, die niedrigeren für kleine Maschinen.

ß) Ermittlung von ^3. Bei einer Einfach-Expansionsmaschine zeichnet man das theoretische und indizierte Diagramm in gleichem Maßstabe so zusammen, daß in vertikaler Richtung die atmosphärischen Linien, in horizontaler die Enden der Diagramme am Schluffe der Expansion zusammenfallen, daß also das theoretische Diagramm um die Größe des schädlichen Raumes am anderen Ende über das indizierte übersteht, dann werden durch den Flächenüberschuß des theoretischen Diagramms über das indizierte die Verluste nicht nur der Größe, sondern auch der Art nach gekennzeichnet.

Bei Mehrfach-Expansionsmaschinen verfährt man in analoger Weise, jedoch müssen, da bei verschiedenen Zylindern die Jndikatordiagramme mit verschieden starken Federn genommen werden und die Kolbenflächen verschieden groß sind, vor dem Zusammenlegen die HD-, MD- und ND-Jndikatordiagramrne in bezug auf Druck und Volumen auf den Maßstab des theoretischen Diagramms gebracht werden (Rankinisieren). Derartig rankinisierte Diagramme für verschiedene Maschinen zeigen Fig. 6 bis 9.

y) Mittel zur Erhöhung von qs. 1. Verringerung der Kondensationsverluste durch gute Wärme-Isolierung aller dampfführenden Teile gegen die Außenluft, durch Dampfmäntel und durch Dampfüberhitzung.

2. Verringerung der Undichtigkeitsverluste durch gute Packungen der Stopfbuchsen und durch gute Dichtungen an Kolben und Schiebern. Zu 1. Über Wärme-Isolierung siehe Baumaterialien.

Der Dampfmantel, bereits 1769 von Watt erfunden, entweder nur am Zylinderumfang, oder auch am Boden und Deckel, zuweilen sogar an den Zwischenkammerwänden angebracht, soll die Eisenmassen auf höherer Temperatur halten, damit der eintretende heißere Dampf weniger abkühlt. Der Zweck des Dampfmantels rtoirb nur dann genügend erreicht, wenn der Heizdampf mindestens die Temperatur des eintretenden Dampfes hat und wenn das Kondenswasser regelmäßig (et), selbsttätig) abgeleitet wird.

Bei nicht geheiztem Zylinder bewirkt die bei der Kondensation von eintretendem Dampf frei werdende Wärme allerdings eine momentane Erhöhung der Zylindertemperatur, und durch die Rückgabe der Wärme an den expandierenden Dampf steigt die Expansionskurve (Nachdampfen), die Abkühlung des eintretenden Dampfes fällt aber mehr ins Gewicht, als die Erwärmung des expandierenden. Auch kann das Nachdampfen sich bis in die Ausströmungsperiode fortsetzen, so daß dadurch keine Arbeit geleistet, sondern lediglich die Zylindertemperatur heruntergedrückt und die Kondensation beim neuen Dampfeintritt vermehrt wird.

Bei gut geheizten Zylindern wird das Nachdampfen ganz in die Expansionsperiode verlegt, wodurch die Expansionslinie früher steigt und die Wärmeabgabe an den austretenden Dampf verringert wird.

Der Nutzen des Dampfmantels ist am größten bei kleinem Zylinderdurchmesser, geringer Kolbengeschwindigkeit und großem Temperaturgefälle. Bei großem Zylinderdurchmesser ist die abkühlende Fläche im Verhältnis zum Dampfvolumen kleiner, bei großer Kolbengeschwindigkeit steht für die Kondensation weniger Zeit zur Verfügung, bei kleinem Temperaturgefälle ist der Temperaturunterschied zwischen eintretendem Dampf und Zylinder kleiner.

Daher bringt der Dampfmantel, durch den auf älteren Schiffen mit Einfach-Expansions-Hochdruckmaschinen bis zu 10 vH. des ganzen Dampfverbrauch es gespart wurde, bei modernen Schiffsmaschinen mit kleinerem Temperaturgefälle in jedem Zylinder und mit höherer Kolbengeschwindigkeit wesentlich geringeren Nutzen. Bei Einfach-Expansionsmaschinen mit hoher Überhitzung fällt der Nutzen des Dampfmantels ganz fort. Bei MD- und ND-Zylindern der Mehrfach-Expansionsmaschinen bleibt auch bei Überhitzung der Nutzen des Dampfmantels bestehen, weil in diesen Zylindern der Dampf den Sättigungszustand erreicht. Allgemein ist am ^D-Zylinder der Nutzen des Dampfmantels am größten, weil hier die Kondensation am größten ist.

Auf unsern neueren Kriegsschiffen ist auf Zylinderheizung verzichtet, selbst wenn Einsatzzylinder vorhanden sind. Bei größeren Handelsschiffsmaschinen werden teils alle Zylinder, teils nur MD- und ND-Zylinder geheizt.

Als Heizdampf ist für HD- und MD-Zylinder Kesfeldampf, für ND-Zylinder reduzierter Keffeldampf oder Dampf aus einer Zwischenkammer das zweckmäßigste.

Eine stellenweise angewendete Erhöhung der Heizwirkung besteht darin, daß man den Heizdampf die Mäntel durchströmen läßt und dann anderweitig verwertet, z. B. für Speisewaffererzeuger. Ein Heizen mit überhitztem Dampf ist weniger wirkungsvoll als mit gesättigtem, weil die innere Verdampfungswärme später frei wird.

Nächst dem Dampfmantel kommt die Überhitzung zur Verbesserung von ?js in Betracht und zwar liegt der Hauptvorteil der Überhitzung in der Erhöhung von j?s, weniger in der Erhöhung von

Bei Landmaschinen ergibt die Überhitzung häufig 20 vH. Kohlenersparnis. Ferner ist durch Versuche an Landmaschinen festgestellt, daß Zweifach-Expansionsmaschinen mit hoher Überhitzung nicht mehr Dampf verbrauchen, als Dreifach-Expanfionsmaschinen ohne Überhitzung, bei Zwischenüberhitzung zwischen HD-und MD-Zylinder unter Umständen sogar weniger.

Die Gründe gegen Überhitzung auf Seedampfschiffen sind unter rji erläutert. Es sind allerdings seit etwa 1900 wieder Versuche mit Überhitzung auf Seedampfern aufgenommen und zwar in Form besonderer Röhrenkessel, die den Dampf bis 350° überhitzen und jeder Zeit ausgeschaltet werden können. Auf dem Dampfer Bremen des Norddeutschen Lloyd und auf einigen englischen Frachtdampfern sollen gute Ergebnisse erzielt sein. (Nautieus 1902, Engineering Jan. 1901.)

Zu 2. Bei gut in Stand gesetzten Maschinen mit guten Dichtungen und Liderungen sind die Dampfverluste durch Undichtigkeiten wesentlich geringer als die Kondensationsverluste, nach Abnutzung in längerem Betriebe können jedoch die ersteren Verluste erheblich werden, ein Punkt, der beim Vergleich der Kolbendampfmaschinen und Dampfturbinen eine große Rolle spielt.

Zu beachten ist dabei, daß Undichtigkeiten an Kolben und Schiebern nur durch periodische Untersuchungen oder durch das Jndikatordiagramm zu entdecken sind. Bei Mehrfach-Expansionsmaschinen sind die Undichtigkeiten am Nv-Zylinder am schädlichsten, weil der durchströmende Dampf ganz verloren geht.

d) Gesamter Wärmewirkungsgrad.

^3 = 0,646 • 0,29 • 0,6 = 0,1124, d. h. von der Wärme der Kohlen werden bei einer modernen Schiffsmaschine mit dreifacher Expansion bei günstigem Betriebe etwa 11,2 bis 11,3 vH. als indizierte Arbeit gewonnen.

Eine der Praxis entsprechende direkte Beziehung zwischen Kohlenwärme und PSi ergibt \xd) durch folgende Rechnung:

Der Kohlenverbrauch einer modernen Schiffsmaschine betrage 0,75 kg pro PSi und Stunde, die Heizkraft der Kohle 7500 WE, dann ist theoretische

7500 • 426

Leistung von 1 kg Kohle —    __

75

= 42 600 PS.

Wirkliche indizierte Leistung von 1 kg Kohle —

3600

0,75

4800 PS.

In beiden Fällen ist angenommen, daß das Kilogramm Kohle in 1 sek.

100 - 4800

verbrennt. Folglich werden von der Kohlenwärme

42 600

etwa 11,3 vH.

als indizierte Leistung gewonnen, was sich mit obiger Rechnung ungefähr deckt.

0,13.

Beträgt der Kohlenverbrauch nur 0,65 kg pro PSi und Stunde, wie bei großen Handelsdampfern mit Vierfach-Expansionsmaschinen, so ergibt sich 3600

0,65 - 42600

2. Mechanischer Wirkungsgrad y

a) Verhältnis der Leistung an der Aurbelwelle zu PSi =

Bei Landmaschinen rechnet man PSi = PS₁+d-PSe + PSe oder PSe

PSi — PS

= PSi — PS, — ö • PSe oder PSe

, worin PSj = Leerlauf-

1 + ö

leistung oder Reibungsleistung, 6 - PSe — Leistung der zusätzlichen Reibung, die als proportional der PSe angenommen ist, 6 — Erfahrungskoeffizient.

Diese Gleichung gilt hauptsächlich für konstante Umdrehungszahl bei wechselnder Belastung, ist also auf Schiffsmaschinen nicht ohne weiteres übertragbar.

Pi-Pi

Setzt man in obiger Gleichung an Stelle von PS den Dampfdruck ein, so ist der nutzbare Dampfdruck pn = Pj — p₂ — ö • pn oder pn

0,025 + 0,050 • yp + —,

^ac^ Hrabak ist p} wo p — Kesseldruck,

v — ^V-Zylinderdurchmeffer in in und ö

0,10

0,40

D + 0,6

, wenn D < 1 m,

D + 5,4

wenn D > 1 m.

Für Schiffsmaschinen finden sich folgende Angaben in Prozenten von PSi:

J Kolbenreibung .    .    0,5 vH. \

' | Stopfbuchsenreibung .    0,5 * J

2. Steuerung, Reibung der inneren und äußeren Steuerung...........

Föttinger: 1. Zylinder .

1 vH.

3. Kraftübertragung

9,5 -

Zusammen 15,5 vH.

7 vH.

Busley:

1.    Reibung der Maschine.........

2.    Leistung der Luft-, Zirkulations- und Speise

pumpen ............

Zusammen 11 vH.

Messungen mit dem Torsionsindikator haben bis zu 90 vH. Nutzleistung an der Welle ergeben, so daß vorstehende Angaben von Föttinger über die Verluste reichlich hoch gerechnet erscheinen.

Nimmt man die Verluste zu 14 vH. an, so folgt: t?₄ = 0,86.

b) Verhältnis der Nutzleistung der Schraube zur Nutzleistung der Aurbelwelle ^5.

Angaben in Prozenten von PSi: Föttinger:

Drucklager

2 vH.

1. Wellenleitnng

6,5 vH.

2. Schiffs-

zusammen 14,5 vH.

Über die Verluste an der Schraube selbst gibt Föttinger keine Zahlen. Nach vorstehenden Angaben von Föttinger würden 100—15,5—14,5 — 70 vH. der PSi auf die Schraube übertragen.

1.    Reibung der Schraube im Wasser . . . 10 vH.

Busley:

2.    Sog der Schraube auf das Hinterschiff. . 16 -

3.    Rücklaufleistung der Schraube .    .

zusammen 34 vH.

Diese Verluste sind aber nach Busley bei großen Schiffen und guter Ausführung wesentlich geringer. Namentlich die Sogwirkung wird bei Schiffen mit 2 und 3 Schrauben viel kleiner sein. Auch kann man den Rücklauf der Schrauben nicht ganz als Verlust rechnen (Vergl. Teil VIII). Nur die für den Propellerschub nicht nützlichen Wasserbewegungen sind Verluste.

Nimmt man an, daß die Verluste in Wellenleitung und Schraube etwa

24 vH. von PSi betragen, was für moderne größere Schiffe im Mittel zutreffen dürfte, so ist

86—24

SO 00

CM CO

86

= 0,72

c) Gesamter mechanischer Wirkungsgrad tjm t]m = Vi • % = 0,86 • 0,72 — ca 0,62, b. h. von der indizierten Dampfleistung werden etwa 62 vH. für die Fortbewegung des Schiffes nutzbar gemacht. Es sei ausdrücklich hervorgehoben, daß wegen der großen Verschiedenheit der Angaben über die mechanischen Verluste der Wert 0,62 nur als ungefähre Schätzung zu betrachten ist, und daß r/m innerhalb ziemlich weiter Grenzen schwanken kann, vielleicht zwischen 0,56 und 0,68.

Die Schwankungen beruhen zum größten Teil auf der Verschiedenheit der Schiffsformen und der Verschiedenheit in Form und Anbringung der Propeller, zum kleinsten Teil auf Verschiedenheiten in Maschine und Wellenleitung. Genaueren Aufschluß über tjm geben Modellschleppversuche.

3. Gesamtwirkungsgrad einer Schiffsmaschine //.

*1 = • tjm. Setzt man die ungefähren Zahlenwerte für ein modernes Kriegsschiff mit Dreifach-Expansionsmaschinen ein, so ist tj = 0,113 • 0,62 = ca. 0,072 d. h. von der Wärme der Kohlen werden etwa 7,2 vH. für die Fortbewegung des Schiffes nutzbar gemacht.

Für große Handelsdampfer mit Vierfach-Expansionsmaschinen würde 1] — 0,13 • 0,62 — etwa 0,08.

Einen guten Überblick über den Wirkungsgrad einer Schiffskessel- und Maschinenanlage liefert das Diagramm Fig. 10. Die Gesamtkohlenwärme ist hier als ein Strom gedacht, von dem die einzelnen Verluste hintereinander abfließen.

4. Einfluß der Hilfsmaschinen auf den Nohlenverbrauch.

a) Größe des Aohlenverbrauches. Nach Messungen auf dem englischen Kreuzer Argonaut (Bericht von Sir John Durston in Engineering 1898) betrug der stündliche Dampfverbrauch sämtlicher zum Hauptmaschinenbetrieb und zum Schiffsbetrieb gehörigen Hilfsmaschinen für jede PSi der Hauptmaschine

-    13500 PSi

1,6 kg bei einer Hauptmaschinenleistung von 3 600 PSi 0,7    -    -

-    18000 PSi

0,84 -    -

Die Verbrauche entsprechen im ersten Falle 22 vH., im zweiten 10,4 vH. im dritten 11,9 vH. des Dampfverbrauches der Hauptmaschinen. Die Kohlen-verbränche stehen natürlich in demselben Verhältnis. Der Kohlenverbrauch der Hilfsmaschinen wird also im Verhältnis zum Gesamtkohlenverbrauch im allgemeinen um so ungünstiger, je langsamer das Schiff fährt, eine Tatsache, die für den Aktionsradius bei Marschfahrten ins Gewicht fällt.

b) Einfluß der Dampfleitung auf den Aohlenverbrauch der Hülfsmaschinen. Nach Versuchen auf dem englischen Kreuzer Diadem betrug der tägliche Kohlenverbrauch einer Gruppe von Hilfsmaschinen 6,1 Tonnen, wenn der Dampf aus 2 vorderen, weiter entfernten, 3,88 Tonnen, wenn der Dampf aus 2 hinteren näheren Kesseln entnommen wurde. Durch Hinzutritt von 2 Verdampfern änderten sich diese Zahlen auf 8,8 und 7,09. Demnach bewirkte die Länge des Dampfrohres zwischen den vorderen und hinteren Kesseln einen Mehrverbrauch von etwa 50 vH. im ersten Falle und etwa 27 vH. irrt zweiten Falle. Bei längerer Dampfleitung, z. B. bei der Rudermaschine werden die Verluste noch größer.

Unter Umständen wird also bei Hilfsmaschinen mehr als die Hälfte des Dampfverbrauches auf das Warmhalten des Dampfrohres verwendet. Versuche auf dem japanischen Kriegsschiff Shikishima haben dies bestätigt.

Diese Tatsache fällt ins Gewicht für den elektrischen Antrieb der Hilfsmaschinen, denn das Mehrgewicht der elektrischen Hilfsmaschinen wird in kurzer Zeit ausgeglichen durch das Mindergewicht der für ihren Betrieb benötigten Kohlen.

Es hat ferner Durston durch Versuche auf Diadem gefunden, daß entgegen den allgemeinen Regeln über Dampfausnutzung bei einigen Hilfsmaschinen bis zu 15 vH. Kohlen erspart werden kann, wenn diese Hilfsmaschinen mit geringerem Druck arbeiten. Erklärung durch geringere Kondensation in langen Leitungen.

Teil III.

Entwickelung -er bchiffsmaschine.

A. Nessel-ruck und Maschinensystem.

X. allgemeiner Zusammenhang zwischen Nesseldruck und Maschinensystem.

Ungefähr innerhalb der Jahre 1860 bis 1895 wurde zwecks besserer Ausnutzung der Expansionskraft des Dampfes der Kesseldruck von 2 kg bis auf etwa 15 kg gesteigert. Mit dieser Steigerung mußte eine Vermehrung der Expansionsstufen Hand in Hand gehen, denn wollte man 15 kg Kesseldruck (16 kg absolut) in einer Einfach-Expansionsmaschine ausnutzen, so müßte

der Dampfzylinder mit etwa Füllung arbeiten. Dies ist teils aus wirt-

16

sch östlichen, teils aus praktischen Gründen unzulässig.

a)    wirtschaftliche Gründe. a) Temperaturgefälle und Kondensationsverluste. Laut Dampftabelle ist bei 16 kg absolutem Druck die Temperatur des eintretenden Dampfes = 200°. Bei Austritt nach dem Kondensator hat der Abdampf 60 bis 70° Temperatur. Folglich würde das Temperaturgefälle in einem einzigen Zylinder 200—60 = 140° betragen.

Nimmt man nun an, daß die mittlere Zylindertemperatur in der Mitte zwischen diesen Temperaturgrenzen, also bei 130° liegt, so würde der eintretende Dampf auf Eisenmassen treffen, die 70° kälter sind als er selbst. Die Folge wäre eine massenweise Kondensation des Dampfes, die allerdings durch Dampfmäntel erheblich verringert werden könnte.

Läßt man den Dampf in mehreren Expansionsstufen arbeiten, so verteilt sich das Gesamttemperaturgefälle auf mehrere Zylinder, also werden die Temperaturunterschiede und Kondensationsverluste geringer.

ß) Verluste durch Undichtigkeiten an Kolben und Schiebern. Diese Verluste werden um so größer, je größer der Druckunterschied auf beiden Kolbenseiten und zwischen Ein- und Austrittsraum des Schieberkastens.

b)    praktische Gründe. Würde der absolute Dampfdruck im Zylinder am Anfange des Kolbenhubes 16 kg und am Ende 1 kg betragen, so würde sich ein sehr schlechter Gleichförmigkeitsgrad und eine

sehr ungünstige Beanspruchung der kraftübertragenden Maschinenteile ergeben, also auch ein unverhältnismäßig großes Gewicht dieser Maschinenteile, da ihrer Stärkenberechnung die größte Beanspruchung zugrunde zu legen ist. Man muß also wie das Temperaturgefälle so auch das Druckgefälle auf mehrere Stufen verteilen.

2. Nesseldruck und Nohlenverbrauch bei den einzelnen Maschinensy steinen.

Vorausgeschickt sei, daß die Angaben über Kohlenverbrauch sich auf eine günstige Betriebsweise der Kessel- und Maschinenanlage, wie auf Handelsschiffen üblich, beziehen, also für langsame und forcierte Fahrten der Kriegsschiffe erheblich zu niedrig sind.

a) Einfach - Expansionsmaschine wurde auf Schiffen in ältester Zeit als WO-Maschine (Kesselüberdruck = 1 x/₂ bis 2 kg), darauf als M v-Maschine (Kesselüberdruck ^ 3 bis 4 kg) und zuletzt als H v-Maschine (Kesselüberdruck = 5 bis 6 kg) gebaut. Von 5 kg ab ist schon zweifache Expansion wesentlich vorteilhafter. Kohlenverbrauch pro PSi und Stunde beträgt bei den besten öl v-Maschinen etwa 1,6 kg, bei den besten H D-Maschinen etwa 1,3 kg. Daß die Kohlenersparnis beim Übergang von 2 auf 6 kg nicht größer ist, erklärt sich durch das bei 6 kg viel zu hohe Temperaturgefälle für 1 Expansionsstufe. Als Schiffsmaschine kommt die Einfach-Expansionsmaschine nicht mehr in Betracht, in unserer Marine auch nicht mehr als Bootsmaschine.

b)    Zweifach-Lxpansioiismaschine wird auf kleinen Schiffen, bei denen wegen der Kleinheit dreifache Expansion zu kompliziert wäre, und auf Booten angewendet. Zweifache Expansion eignet sich gut für einen Kesseldruck von 5 bis 9 kg. Kohlenverbrauch pro PSi und Stunde = 1,0 bis 1,1 kg. Die Ersparnis gegenüber einer Einfach-Expansionsmaschine mit gleichem Kesseldruck beträgt also etwa 20 vH. In den Jahren 1870 bis 1875 gelangte die Zweifach-Expansionsmaschine allgemein auf Schiffen zur Einführung.

c)    Dreifach - Expansionsmaschine wird auf allen modernen Kriegsschiffen und Torpedobooten sowie auf den meisten mittelgroßen Handelsdampfern angewendet. Dreifache Expansion eignet sich gut für einen Kesseldruck von 12 bis 15 kg. Kohlenverbrauch pro PSi und Stunde — 0,7 bis 0,9 kg, wobei der untere Wert mehr für große, der obere mehr für kleine Maschinen gilt. Die Ersparnis gegenüber zweifacher Expansion beträgt also etwa 20 bis 25 vH. Die allgemeine Einführung der Dreifach-Expansionsmaschine auf Schiffen begann seit etwa 1882. Einer früheren Einführung stand hauptsächlich der Mangel an Erfahrung im Bau von Hochdruckkesseln entgegen.

d) vierfach - Expansionsmaschine ist auf Kriegsschiffen bisher nicht verwendet, auf großen Handelsschiffen stellenweise seit etwa 1888 eingeführt. Vierfache Expansion eignet sich gut für einen Keffeldruck von 16 bis 18 kg. Kohlenverbrauch pro PSi und Stunde beträgt auf großen Handelsdampfern etwa 0,65 bis 0,7 kg, also etwa 5 bis 10 vH. weniger als bei gleich großen Dreifach-Expansionsmaschinen.

Da nun diese Ersparnis bei dem ungleichmäßigen Betriebe der Kriegsschiffe noch etwas zusammenschrumpfen würde, so wiegt sie den Nachteil der größeren Kompliziertheit der Vierfach-Expansionsmaschine und der vermehrten Bau- und Betriebsschwierigkeiten des höheren Dampfdruckes nicht auf, so daß auch in Zukunft auf Kriegsschiffen Vierfach-Expansionsmaschinen nicht Eingang finden dürften. Noch geringer, wenn nicht — 0, würde die Ersparnis von Fünffach- gegenüber Vierfach-Expansionsmaschinen sein, so daß letztere für Handelsschiffe die Grenze bilden.

B. Anordnung der Zylinder und Kurbeln.

1. Einfach-Expansionsmaschine.

Zwillingsmaschinen mit 90°, Drillingsmaschinen mit 120° Kurbelversetzung. Im allgemeinen ist die Verteilung des Dampfdruckes auf den Kurbelumfang am gleichmäßigsten und die Manövrierfähigkeit der Maschine am besten, wenn alle Kurbeln der Maschine gleichmäßig auf eine Arbeitsperiode der Dampfkolben, d. h. auf 180° verteilt sind. Das ergibt bei der Drillingsmaschine 60°, 60° und 240°. Wegen der Massenwirkung verlegt man die mittlere Kurbel um 180°, wodurch an der Gleichförmigkeit der Dampfdrücke und an der Manövrierfähigkeit nichts geändert wird. Es enffteht dann die Kurbelversetzung um 120°. Drillingsmaschinen springen aus allen Lagen ohne Hilfsschieber an.

2. Zweifach-Expansionsmaschine.

a) rvoolf-Maschine. Totlagen der beiden Dampfkolben fallen zeitlich zusammen. HD- und dlD-Kurbel sind also um 180° (Kolben entgegenlaufend) oder um 0° (Kolben gleichlaufend) gegeneinander versetzt. Im letzteren Falle können HD- und dlD-Zylinder konaxial angeordnet sein und an gemeinschaftlicher Kurbel angreifen. In dieser Form ist die Woolf-Maschine mehrfach auf modernen Schiffen als Hilfsmaschine verwendet (z. B. zum Antrieb von Ventilatoren oder Zirkulationspumpen), weil sie die Einfachheit einer einkurbeligen Maschine mit der Wirtschaftlichkeit der zweifachen Expansion verbindet.

In jeder Form ist die Woolf-Maschine ebenso manövrierunfähig wie eine Einzylinder-Maschine. Als Schiffsmaschine ist sie daher stüher nur in

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aufl.

Gruppen (2 Maschinen an 1 Welle) verwendet. Als Übergang vom HD- zum HD-Schieberkasten genügt ein einfaches Dampfrohr, vorausgesetzt, daß der N D-Zylinder mit großer Füllung arbeitet. Im anderen Falle würde der übertretende Dampf zu stark komprimiert.

b) Kompouitb= oder verbundmaschine. Kurbelversetzung beträgt 90°. Maschine ist also manövrierfähig, wenn der HD-Zylinder einen Hilfsschieber hat. Wegen der Versetzung der Kurbeln und wegen der entsprechenden zeitlichen Verschiebung der einzelnen Abschnitte der Dampfverteilung in der HD- und ND-Stufe ist als Übergang zwischen HD- und HD-Schieberkasten eine größere Zwischenkammer (Receiver) nötig, die zu große Schwankungen des Dampfdruckes verhindert.

Die Zwischenkammer erhält annähernd die Größe des HD-Zylinders.

Zylinderverhältnis — 1: 3,2 bis 1 : 3,8. Gesamtfüllungsgrad — * bis .

D 9

Dreizylinder-Kompoundmaschinen (2 kleine N D-Zylinder an Stelle eines größeren) werden nicht mehr gebaut.

3. Dreifach-Expansionsmaschine.

Angewendete Bauarten sind:

a)    3 Zylinder hintereinander, 3 Kurbeln unter 120°.

b)    3 Zylinder in einer Ebene, aber HD- über MD- oder ND-Zylinder konaxial mit gemeinschaftlicher Kurbel, 2 Kurbeln unter 90°.

c)    4 Zylinder (geteilter Nv-Zylinder) hintereinander, 4 Kurbeln unter 90° oder mit verschiedener Versetzung (z. B. Kurbelstellung bei Schlick'scher Ausbalanzierung der Massen).

d)    5 Zylinder (ND und HD geteilt) in einer Ebene, aber die beiden HD-Zylinder über den beiden ND-Zylindern, also 3 Kurbeln unter 120°.

e)    4 Zylinder in 2 schrägen, etwa unter 60° zueinander liegenden Ebenen, 2 Kurbeln unter 90°. Bei dieser Anordnung, die ein Zusammendrängen der Maschine in der Längsrichtung bezweckt, arbeiten je 2 schräg zueinander gerichtete Zylinder auf eine gemeinschaftliche Kurbel.

Zu a) Einfachste Anordnung und beste Anordnung für gleichförmigen Gang und gute Manövrierfähigkeit, daher auf Kriegs- und Handelsschiffen überall angewendet, wo nicht besondere Gründe eine Abweichung bedingen.

Zu b) Früher häufig angewendet als Umbau einer vorhandenen Verbundmaschine in eine Dreifach-Expansionsmaschine.

Zu c) Häufig auf Handelsdampfern, Kriegsschiffen und Torpedobooten angewendet zwecks Vermeidung zu großer ND-Zylinder.

Zu d) Zuweilen auf älteren Handelsdampfern („Campania", „Lucania", „Spree", „Havel") angewendet aus demselben Grunde wie zu c). Die Teilung

des HD-Zylinders bezweckt dabei eine gleichmäßigere Verteilung der Gesamtarbeit aus die einzelnen Kurbeln.

Zu e) Ausnahmsweise auf Torpedobooten angewendet, z. B. in unserer Marine auf dem von Thornycroft in England gebauten Boot D 10.

Die Anordnungen b und d können für Kriegsschiffe überhaupt nicht in Betracht kommen, weil die geringe Höhe unter Panzerdeck ein llbereinander-bauen von Zylindern verbietet.

Zur Erzielung einer geringeren Maschinenlänge werden auf Kriegsschiffen die Schieberkasten gewöhnlich nicht zwischen, sondern neben den Zylindern angeordnet (vergl. Steuerung). Hilfsschieber sind an den MD- und ND-Zylindern erforderlich.

Bei der Bemessung von Zylinderverhältnis und Zylinderfüllung strebt man hauptsächlich gleiche Arbeitsteilung auf die einzelnen Kurbeln an.

Außerdem kommt hierbei die Gleichförmigkeit des Drehmomentes und der Massenausgleich in Betracht. Wegen der Verschiedenheit der Zylinderanordnung und Teilung schwanken auch Zylinderverhältnis und Füllung in weiten Grenzen.

Torpedo

fahrzeuge

Kreuzer

Panzerschiffe,

Schnell

dampfer,

Postdampfer

Große

Fracht

dampfer

Kesselüberdruck

12 bis 18    12 bis 16    12 bis 15    11 bis 16

CG P t-i ö

Zck

s i OL

S P cp cz

GS

ÖS

tH I GO

-O

001 H-

-IS

cf

io

Os

Ungefähres Zylinderverhältnis 1:2,2 :5    1:2,8 :5,5    1:2,6:6,5    1: 2,9:7,0

Bei allen Schiffen gibt man dem HD-Zylinder 0,6 bis 0,7, also irrt Mittel 0,65 Füllung.

4. Vierfach-Expansionsinaschine.

Angewendete Bauarten sind:

a)    4 Zylinder hintereinander. 4 Kurbeln unter 90° oder mit anderer Versetzung (vergl. 3, c).

b)    4 Zylinder paarweise übereinander gebaut, und zwar HD und MDI über ND und MDII. 2 Kurbeln unter 90°.

c)    4 Zylinder. 3 Kurbeln unter 120°. HD- über ND-Zylinder.

d)    5 Zylinder (ND geteilt). 3 Kurbeln unter 120°. HD- und MDI-über den beiden ND-Zylindern.

e)    6 Zylinder (ND und HD geteilt), Me beiden HD- über den beiden ND-Zylindern. 4 Kurbeln wie zu a.

Zu a) Einfachste Bauart, daher angewendet, wenn nicht besondere Gründe eine Abweichung bedingen.

Zu b) Zuweilen durch Umbau von vorhandenen Verbundmaschinen in Vierfach-Expansionsmaschinen entstanden, zuweilen auch als Neubau ausgeführt bei sehr beschränktem Raum in der Längsschiffsrichtung.

Zu c) Zuweilen bei beschränktem Raum in der Längsschiffsrichtung verwendet, arbeitet sehr gleichmäßig und manövriert gut.

Zu d) Nur bei sehr großen Maschinen angewendet.

Zu e) Wie zu d). Teilung des Hv-Zylinders zur gleichmäßigeren Verteilung der Gesamtarbeit auf die einzelnen Kurbeln. Beispiel: Schnelldampfer „Deutschland".

Das bei der Dreifach-Expansionsmaschine allgemein Gesagte über Hilfsschieber, Zylinderverhältnis und Zylinderfüllung gilt in gleichem Sinne auch für die Vierfach-Expansionsmaschine.

. = 14 bis 16 kg.

Kesselüberdruck .    .

Zylinderverhältnis .    .    . ^ 1 : 2 : 4 : 8 bis 1 : 2, 2 : 4, 4 : 9.

¹ bis ¹ .

Gesamtfüllungsgrad .    . ----- ^

Füllung im Hv-Zylinder = 0,65 bis 0,72.

14*

Teil IV.

Zusammenhang zwischen bchisfsgeschrvindigkeit, Maschinenleistung und Nohlenverbrauch.

A. Rechnerischer Zusammenhang.

1. Theoretische Hauptgesetze.

a) Schiffsgeschwindigkeit, Schiffswiderstand, Propellerschub.

Schiffswiderstand W setzt sich aus Reibungswiderstand, wellen- und wirbelbildendem Widerstand, Verdrängungs- oder Formwiderstand und Luftwiderstand zusammen und kann durch eine aus den Einzelwiderständen resultierende, von vorn gegen das Schiff drückende Kraft dargestellt werden. W ist proportional V². Ermittlung von W s. Teil II, A 4.

Im Beharrungszustand, d. h. bei gleichförmiger Geschwindigkeit, ist der Propellerschub P = W, wenn man von dem Sog der Schraube aus das Hinterschiff absieht, also auch P proportional V².

, also auch indizierter Schub proportional V².

PSi * 75__

Weg der Schraube in m pro sek. worin h — Schraubensteigung in m, n — Umdrehungen pro Minute.

Der indizierte <5d)uh (Vernachlässigung sämtlicher mechanischer Verluste) ist proportional dem wirklichen Schub, und zwar nach Teil II, B 3 Wirklicher Schub ~~ OM

PSi -75-60

Indizierter Schub —

PSi =

Pm•2 H•n

60 - 75

(s. Teil II, A 3), folglich indizierter Schub

Pm - 2H

, wenn Pm die Summe der mittleren Dampfdrücke in allen Zy-

lindern darstellt. Der indizierte Schub ist also der auf den Schraubenweg reduzierte Dampfdruck.

75 '

b) Lchiffsgeschwindigkeit, Maschinenleistung. PSe =

Da P proportional V², so folgt: PSe proportional V³.

PSe,: PSe₂ = VJ : V³₂.

PSe war etwa 0,62 • PSi, folglich PSi proportional V³.

PSi,: PSi₂ = V³: V³.

c) Lchiffsgeschwindigkeit, Aohlenverbrauch pro Zeiteinheit. Der Kohlenverbrauch K pro PSi und h hängt von dem Wärmewirkungsgrad der Kessel und Maschinen ab. Macht man zunächst die theoretische Annahme, daß bei einem bestimmten Schiff K pro PSi und h konstant, also der stündliche Kohlenverbrauch der Zahl der PSi proportional ist, so folgt:

K pro Zeiteinheit proportional V3 oder Kx pro h : Kä pro h = V³: Vf.

d) Schussgeschwindigkeit, Aohlenverbrauch pro tvegeinheit.

Angenommen, ein Schiff legt eine Wegstrecke von s Seemeilen zweimal zurück, und zwar:

1.    in h, Stunden mit V, sm Geschwindigkeit und mit JS'K, Gesamt

kohlenverbrauch,

2.    in h₂ Stunden mit V₂ sm Geschwindigkeit und mit JE/K₂ Gesamt

kohlenverbrauch,

dann ist: 1. K, pro h —

2. K₂ pro h = und V₂ = i-

^Ki s T7 s

x mb v- = v

h₂

h₂'

Nach c) ist iq pro h : K₂ pro h = V³ : V³

: V² -* v 2

hi '    2    h

^K₁:^K₂ = V=:V₂²,

d. h. der Kohlenverbrauch pro Wegeinheit ist proportional V-.

e)    Schiffsgeschwindigkeit, Aktionsradius. Der Aktionsradius, d. h. die mit dem vorhandenen Kohlenvorrat zurücklegbare Strecke, ist umgekehrt proportional dem Kohlenverbrauch Pro sm, denn wenn z. B. der Kohlenverbrauch pro sm infolge größerer Geschwindigkeit auf das Doppelte steigt, reicht der Kohlenvorrat nur halb so weit, also

At: A₂ = K₂ pro sm : Kt pro sm.

Anderseits ist nach d) K₂ pro sm : Kx pro sm = V² : V², folglich: A₁:A₂ = V₂:Vj, d. h. derAktionsradius ist umgekehrt proportional V².

f)    Nohlenverbrauch ähnlicher Schiffe bei gleicher Geschwindigkeit. ^ : W₂ = n² : 1, wenn n — lineares Verhältnis beider Schiffe. (Bergl. Teil II. A. 4.)

Anderseits verhalten sich die Deplacements : D₂ = n³:1,

also n = ₅

id₂

n² = D²/³: D2/3, folglich Wx : W₂ = D2/3: D7'\

Bei gleicher Geschwindigkeit verhalten sich die Widerstandsleistungen wie die Widerstände,

also PS^ = PSe₂ = vf: Df PSi₁=PSi₂ =d7³:D7³

Kj Pro h : K₂ pro h — D'f: Df, d. h. der Kohlenverbrauch wächst in kleinerem Verhältnis wie das Deplacement, oder große Dampfer fahren verhältnismäßig billiger.

Beispiel: I)₁ — 2000 Tonnen, D₂ — 1000 Tonnen,

Df= 100

Df= 159 Kx pro h : K₂ pro h — 159 : 100.

g) Leistungskoeffizient ist ein Verhältnis zwischen V, PS und eingetauchtem Schiffskörper (Hauptspant & oder Deplacement D), liefert also einen Anhalt für die Güte der Schiffsform.

Bei gleicher Geschwindigkeit ist PSi einerseits proportional dem anderseits proportional D²^ wie unter f) gezeigt. Ist z. B. bei zwei ähnlichen Schiffen B₁ = 8 D₂, dann ist = 4 ®₂, also ist bei gleicher Geschwindigkeit

1. PS^ = 4 PSi₂,

8la = 4, beide Proportionalitäten passen also zusammen.

2. PS^ = 8²/s PSi2/

Da anderseits PSi proportional V³ ist, so folgt:

1. PSi proportional V³ •    2. PSi proportional V³ • D²'?,

worin auf der rechten Seite entweder nur V, oder nur ® und D, oder alle 3 Werte zugleich variabel sein können, je nachdem es sich um verschiedene Geschwindigkeiten bei demselben Schiff oder um ähnliche Schiffe bei gleicher Geschwindigkeit oder um ähnliche Schiffe bei verschiedener Geschwindigkeit handelt. Vorstehende Proportionalität schreibt man gewöhnlich:

1. C

V³®

PSi

2. C

V³ - D²/3

PSi *

Je höher C und Cv desto vorteilhafter der Schiffskörper. Theoretisch

V³

PSi

ist für irgend ein bestimmtes Schiff C und Cx konstant, weil theoretisch

konstant ist. Bei verschiedenen Schiffen ist C und Cj im allgemeinen um so kleiner, je kleiner und schneller das Schiff ist, also bei Torpedobooten kleiner als bei großen Schiffen. Anderseits liefern schlanke Schiffsformen bessere Leistungskoeffizienten als völlige.

2. Abweichung der Wirklichkeit von den theoretischen

Hauptgesetzen.

a) Wärmewirkungsgrad. Die unter 1c) gemachte Annahme, daß bei jedem Schiff K pro PSi und h konstant ist, trifft in der Praxis nicht zu, sondern K pro PSi und h erhöht sich, d. h. der Wärmewirkungsgrad nimmt ab, wenn die Beanspruchung von Kessel und Maschinen von der normalen Beanspruchung erheblich nach oben oder unten abweicht, wie es der Betrieb der Kriegsschiffe häufig mit sich bringt. Bei hohen Fahrten der Kriegsschiffe ist infolge der Forcierung der Kessel die Wärmeausnutzung der Kessel mangelhaft (Teil II, B. 1a.), bei sehr langsamen Fahrten (Marschfahrten) ist die Dampfausnutzung der Maschine mangelhaft, weil letztere für die geringe Leistung zu groß ist, und weil die Verringerung von infolge der vermehrten Abkühlung und Kondensation des Dampfes mehr ins Gewicht fällt als

die theoretische Erhöhung von ißt infolge der weiter ausgedehnten Expansion des Dampfes bei weit eingelegter Expansionssteuerung.

Außer dem Einlegen der Expansionssteuerung ist bei langsamen Marschfahrten häufig gleichzeitig ein Drosseln des Dampfdruckes erforderlich, wodurch natürlich rj₂ sinkt.

Durch Ausschalten von ganzen Maschinen bei Zwei- und Dreischraubenschiffen wird vorstehender Nachteil bei Marschfahrten nicht ausgeglichen, weil infolge des Mitschleppens der nicht betriebenen Schrauben der Schiffswiderstand erheblich wächst, so daß die Verbesserung von tßyy durch die Verschlechterung von ungefähr aufgehoben wird.

Die Folge von den erwähnten Tatsachen ist, daß, wenn man für irgend ein Schiff von einer günstigen Betriebsweise ausgehend, den Kohlenverbrauch Pro h oder Pro sm oder den Aktionsradius für eine wesentlich höhere oder niedrigere Schiffsgeschwindigkeit nach den unter 1. abgeleiteten Gesetzen berechnet, das Rechnungsergebnis günstiger ausfällt als die Wirklichkeit, und zwar ist im allgemeinen die Verschlechterung der Dampfausnutzung der Maschinen bei langsamen Marschfahrten größer als die Verschlechterung der Wärmeausnutzung der Kessel bei den forcierten Fahrten.

Bei Kriegsschiffen liegt der günstigste Wärmewirkungsgrad durchschnittlich bei etwa 80 vH. der größten Schiffsgeschwindigkeit, doch schwankt seine Lage in weiten Grenzen. Bei Handelsschiffen liegt wegen der verhältnismäßig größeren Kesselanlage der günstigste Wärmewirkungsgrad annähernd bei der größten Schiffsgeschwindigkeit.

b) Mechanischer Wirkungsgrad. Im Prinzip gilt hier dasselbe wie für den Wärmewirkungsgrad. ißm ist also bei einer gewissen mittleren Schiffsgeschwindigkeit am größten und nimmt nach oben und unten ab.

Wenn man also für irgend ein Schiff, von einer günstigen Betriebsweise ausgehend, die PSi für eine wesentlich höhere oder niedrigere Schiffsgeschwindigkeit berechnet, so erhält man einen zu günstigen, d. h. zu geringen Wert. Eine entsprechende Verschlechterung für sehr hohe und sehr niedrige Geschwindigkeiten zeigen Umdrehungszahl, Rücklauf der Schraube und Leistungskoeffizient.

Besonders ungünstig wird ißm, wenn die Umdrehungszahl für die betreffende Schraube zu groß oder die Schraube für den eingetauchten Schiffskörper zu klein ist. Ersteres ist bei den ersten Versuchen mit Dampfturbinen nachgewiesen, letzteres tritt ein beim Ausschalten von Maschinen auf Zwei- und Dreischraubenschiffen. Der günstigste mechanische Wirkungsgrad liegt durchschnittlich bei etwa 60 vH. der größten Schiffsgeschwindigkeit.

a)

3. Rechnungsbeispiele.

PSi = 1600 bei V = 15 sm PSi = x

-    V=18 =

1600 : x = 15³: 18³ x =

1600 - 18³

15³

2765 PSi.

b)

PSi = 2400 bei V= 12 sm PSi = 3000 -

3000 : 2400 = x³:12³ x= 12

j/3000 ' 2400

= 13 sm.

c)

K pro Tag = 42 Tonnen bei V = 18 sm K -

- V = 15    -

42 : x = 18³ : 15³ x =

42 - 15*

183

— 24 Tonnen.

d)

K pro Tag = 42 Tonnen bei V = 18 sm K -

-    = 24

42 : 24 = 18³ : x³ x = 18

,/24

I 42

— 15 sm.

e)

K für s sm = 400 Tonnen bei V — 14 sm K - 8

- V = 12,1 -

400 : x = 14² : 12,1² x

400 - 12,12

14²

— 300 Tonnen.

f)

K für s sm — 400 Tonnen bei V — 14 sm K -    8

- = 300

* V= x

400 : 300 = 14²: x² x —14

300

400

— 12,1 sm.

g)

A — 4000 sm bei V — 14 sm A = x

-    - V = 12    -

4000 : x — 12² : 14² x

4000 - 14²

12²

— 5444 sm.

h) A — 4000 sm bei V — 14 sm A = 5444 -

4000 : 5444 = x² : 14² x = 14

4000

— 12 sm.

5444

i)

JSK = 400 Tonnen für 2500 sm bei V — 12 sm 2K= x

- 1900    -

- V= 11    -

Erste Lösung: 1. Reise K pro sm =

400

2500

2. -

1900

400

2500 * 1900

12²:11², woraus x — 255 Tonnen.

Zweite Lösung: 1. Reise A = 2500 sm bei 400 Tonnen

1900*400

2.

-    400

2500:

1900 * 400

— II² : 12², woraus x — 255 Tonnen.

Dritte Lösung: 1. Reise K pro h =

400 * 12

2.

2500 x * 11

1900

400 * 12 x*11 2500 : 1900

12³: II³, woraus x — 255 Tonnen.

Wie bei den Beispielen a bis h, so kann auch hier anstatt des Gesamtkohlenverbrauches die Strecke oder die Geschwindigkeit als Unbekannte x eingesetzt werden. In jedem Falle kann die Aufgabe auf vorstehende 3 Methoden gelöst werden.

K pro Tag — 60 Tonnen bei V — 13 sm. Wie groß kann V sein, wenn das Schiff mit 80 Tonnen Kohlen 800 sm zurücklegen soll?

Erste Lösung: 1. Reise K pro sm —

k)

60

13 * 24

2.

80

800

60 80 13^24 : 800

13² : x², woraus x — 9,3 sm.

80 * 24 * 13

Zweite Lösung: 1. Reise A —

60

A = 800

2.

80 * 24 * 13

: 800 = x² : 13², woraus x — 9,3 sm.

Dritte Lösung: 1. Reise K pro Tag — 60

2.

80 - x - 24

800

60:

80 .x. 24

800

13³ : x³, woraus x — 9,3 sm.

Die Bemerkung zu i) gilt in entsprechendem Sinne auch für k).

B. Graphischer Zusammenhang.

1. Theoretische und wirkliche Kuroen.

a)    Allgemeines. Man trägt in einem rechtwinkligen Koordinatensystem die Schiffsgeschwindigkeiten als Abszissen nnd die davon abhängigen Werte, wie Umdrehungszahl, Rücklauf der Schraube, Propellerschnb, Pferdestärken, Kohlenverbranch pro Zeiteinheit und Wegeinheit, Aktionsradius und Leistnngskoeffizient als Ordinalen ein. Die durch die Endpunkte der Ordinalen gezeichneten Linien sind gerade oder weniger oder mehr, gekrümmt, je nachdem der durch sie dargestellte Wert mit V oder mit V² oder mit V³ sich ändert.

Ein einheitlicher Maßstab für V und für die verschiedenen als Ordinalen dargestellten Werte erleichtert den Vergleich mehrerer Schiffe. Vorstehende graphische Zusammenstellung hat vor der tabellarischen den Vorzug der größeren Übersichtlichkeit und des leichten Jnterpolierens. Auch fallen wesentliche Abweichungen von einem normalen Verhalten (eventl. Fehler bei den Beobachtungen der Probefahrten) durch den unregelmäßigen Verlauf der betreffenden Kurven leicht ins Auge.

b)    Theoretische Kursen. Ist für ein Schiff bei einer einzigen Geschwindigkeit Umdrehungszahl, Pferdestärke, Kohlenverbranch usw. bekannt, so kann man für alle diese Werte, soweit sie theoretisch in einem mathematischen Abhängigkeitsverhältnis zu V stehen, die vollständigen theorettschen Kurven konstruieren. Diese laufen durchweg, abgesehen von dem Ausgangspunkt der Konstruktion, wo theoretische und wirkliche Kurven zusammenfallen, günstiger als die wirklichen, wenn man als Ausgangspunkt die günstigste Geschwindigkeit benutzt. Dabei ist zu beachten, daß der günstigste Wärme- und günstigste mechanische Wirkungsgrad bei verschiedenen Geschwindigkeiten liegt. (Vergl. IV. A 2.)

Der Verlauf der theoretischen Kurven ist folgender:

1.    Umdrehungszahl: Gerade durch den Koordinatenanfang.

2.    Slip in vH. des theoretischen Schraubenweges: Gerade parallel zur Absziffenachse.

3.    Slip, absoluter Wert: Gerade durch den Koordinatenanfang.

4.    Schiffswiderstand und Propellerschub: Kurve, durch den Koordinatenanfang gehend, mit V² steigend.

5.    PSe und PSi: Kurven, durch den Koordinatenanfang gehend, mit V³ steigend.

6.    Leistungskoeffizienten: Gerade, parallel zur Abszissenachse.

7.    Kohlenverbrauch pro PSi und h: Gerade, parallel der Abszissenachse.

8.    Kohlenverbrauch pro Zeiteinheit: Kurve, durch den Koordinatenanfang gehend, mit V³ steigend.

9.    Kohlenverbrauch pro Wegeinheit: Kurve, durch den Koordmaten-anfang gehend, mit V² steigend.

10.    Aktionsradius: Kurve, mit der Ordinate unendlich beginnend, mit V² fallend.

Die Kurven 1 bis 6 betreffen den mechanischen, 7 den Wärmewirkungsgrad und 8 bis 10 beide zugleich.

c) vergleich der theoretischen und wirklichen Unwert. In

Fig. 11 sind für den großen Kreuzer „Hansa" die wirklichen Probefahrts-knrven und die theoretischen Kurven zusammengezeichnet, und zwar derart, daß die theoretischen Kurven mit dem günstigsten Punkt der wirklichen zusammenfallen. Der günstigste mechanische Wirkungsgrad liegt bei etwa 12 sm, der günstigste Wärmewirkungsgrad bei etwa 15 bis 16 sm Geschwindigkeit. Für den wirklichen Slip in Prozenten ist der Mittelwert zwischen dem Slip der Mittelschraube und dem der beiden Seitenschrauben gezeichnet, also für die verschiedene Steigung der Seitenschrauben und Mittelschraube das arithmetische Mittel zugrunde gelegt.

2. Probefahrtsergebnisse.

a) Probefahrten des Kreuzers „Kaiserin Kugusta". Fig. 12. „Kaiserin Augusta" ist das erste Dreischraubenschiff unserer Marine und wurde deshalb mit 3 und 2 und 1 Schraube sehr eingehend erprobt. Die Kurven beim Betrieb von 3 und 2 und 1 Schraube sind durch verschiedene Stricharten unterschieden. Die erzielten Geschwindigkeiten sind:

17,54    -

14,06    -

bei 3 Schrauben 21,51 sm - 2 - 1

Ob bei 17,54 sm und darunter die Benutzung von 3 oder 2 Schrauben und ob bei 14,06 sm und darunter die Benutzung von 3 oder 2 oder 1 Schraube vorteilhafter ist, darüber gibt das Diagramm Aufschluß.

Sind, wie z. B. bei 14,06 sm, alle drei Betriebsarten anwendbar, dann ist in allen 3 Fällen Schiffswiderstand, Propellerschub und PSe gleich

groß, abgesehen von dem Einfluß der nicht betriebenen, mitgeschleppten Schrauben. Der Propellerschub verteilt sich entweder auf 3 oder auf 2 oder auf 1 Schraube.

PSi ist irrt allgemeinen verschieden, weil rjm bei den 3 Betriebsarten verschieden ist, und zwar wie das Diagramm zeigt, bei 3 Schrauben am größten (PSi am kleinsten), bei 1 Schraube am kleinsten (PSi am größten). Der Grund für die Verschlechterung von rjm liegt natürlich in der zu kleinen Schraubenkreisfläche und zeigt sich auch in dem übermäßig hohen Slip beim Betrieb von nur 1 Schraube.

Der Kohlenverbrauch ist bei Benutzung von 2 Schrauben ein wenig größer als bei 3 Schrauben, nur bei ganz geringer Geschwindigkeit (7 bis 8 sm) etwa ebenso groß.

Beim Betrieb von 1 Schraube ist der Kohlenverbrauch und Aktionsradius nur für eine Geschwindigkeit, nämlich 11,6 sm, festgestellt. Der betreffende Punkt (A = 3700 sm) liegt unter der A-Kurve für 2 Maschinen.

Durch Ausschalten einzelner Maschinen bei langsamer Fahrt werden also bei „Kaiserin Augusta" keine Kohlen gespart.

Zu bemerken ist noch, daß die Kohlenverbrauchskurve für 2 Maschinen unnormal verläuft, da K pro PSi und h bei mittlerer Leistung höher ist als bei großer und kleiner.

b) Einfluß der lvassertiefe auf rjni* Widersprüche bei Ergebnissen von Probefahrten mit Torpedobooten führten in unserer Marine zur genauen Untersuchung des Einflusses der Wassertiefe auf den Bedarf an PS bei verschiedenen Geschwindigkeiten.

Bei Torpedobooten von der Größe von „S 119" beginnt ein merklicher Einfluß bei geringerer Wassertiefe als 25 m. Bei sehr geringer Tiefe (7 bis 10 m) besteht die auffallende Erscheinung, daß zwischen etwa 14 und 12 sm und zwischen etwa 24 und 27 sm Geschwindigkeit rjm schlechter wird, während bei einer mittleren Geschwindigkeit (22 sm) kein großer Einfluß besteht.

Eine wesentliche Rolle bei diesen Ergebnissen spielen Form des Hecks (scharf oder flach über die Schrauben gebaut), Heck- und Bugwelle sowie die Tauchungsänderung infolge der Schraubenwirkung. Die genaueren Zahlen sind aus Fig. 13 ersichtlich.

Teil V.

Zorinen und Brten -er Schiffskessel.

A. Zeuerrohrkessel.

t. Zqlinderkessel mit durchschlagender Flamme

wurden auf älteren Kriegsschiffen da angewendet, wo Raumhöhe oder Rücksicht auf etwaige feindliche Treffer die Unterbringung von Zylinderkeffeln mit rückkehrender Flamme nicht gestatteten. Die Zahl der zylindrischen Feuerungen war gewöhnlich 2, seltener 3. Jetzt findet dieses Kesselsystcm nur noch auf Booten Verwendung, wo wegen der Kleinheit rückkehrende Flamme mit eingebauter Verbrennungskammer unmöglich wäre. Derartige Bootskessel haben nur 1 Feuerung mit abgeflachter Decke. Fig. 14.

2. Zqlinderkessel mit rückschlagender Flamme.

a) Verwendung. Diese Kessel finden auf fast allen Handelsdampfern als Einender oder Doppelender Verwendung. Auf Kriegsschiffen sind sie jetzt durch die Wasserrohrkessel vollständig verdrängt, nachdem auch Linienschiffe nicht mehr mit gemischten, sondern mit reinen Wasserrohrkesselanlagen versehen werden. Ob bei etwaiger weiterer Steigerung des Kesseldruckes wegen der Fabrikationsschwierigkeiten großer Zylinderkessel (es kommen schon jetzt Mantelbleche von 42 mm Stärke vor) auch auf Handelsschiffen der Wasserrohrkessel sich mehr Eingang als bisher verschaffen wird, bleibt abzuwarten.

b) Einender. Die Zahl der zylindrischen Feuerungen schwankt je nach der Größe des Kessels zwischen 1 und 4. Für die Verbrennung ist eine kleine Zahl von weiten Feuerungen vorteilhafter als eine größere Zahl von engen. Aus Festigkeitsrücksichten bemißt man jedoch den Durchmesser der Feuerungen auf höchstens etwa 1,25 m. Ältere Kessel hatten Feuerbuchsen aus glattem Blech mit 1 oder 2 zwischengenieteten Versteifungsringen. Die neueren Kessel haben durchweg gewellte, in der Längsnaht geschweißte Feuerbuchsen, und zwar meistens System Fox (Fabrikation in Deutschland durch Schulz-Knaudt, Essen). Solche Wellrohre sind sehr widerstandsfähig, liefern eine größere direkte Heizfläche und haben eine für die Ausdehnung des Kessels sehr dienliche Elastizität.

Jede Feuerung hat gewöhnlich eine besondere Verbrennungskammer. Nur bei 4 Feuerungen vereinigen sich zuweilen je 2 in eine gemeinschaftliche Verbrennungskammer (einfachere Herstellung und Gewichtsersparnis). Für das Dichthalten sind jedoch auch hier getrennte, also 4 Verdrennungskammern vorteilhafter.

Die vordere Verbrennungskammerwand vermittelt den Übergang zwischen Feuerbuchse und Verbrennungskammer und hat als Rohrwand eine größere Stärke als die übrigen Verbrennungskammerwände.

Bei längsschiffs aufgestellten Kesseln schrägt man die Decke der Verbrennungskammern um 8° nach den Seiten ab, so daß auch bei Neigungen des Schiffes um 8° überall der vorgeschriebene niedrigste Wasserstand (10 cm) über den höchsten Feuerzügen gewahrt bleibt (Kesselgesetz).

Die Querschnitte der Verbrennungskammern und die Lage der Seitenwände ergeben sich aus der Rohreinteilung, indem die Zahl der Rohre für alle Feuerungen gleich groß sein muß.

Die Feuerrohre sind gewöhnlich in die Hintere Rohrwand eingeschraubt. Nach Erfahrungen auf Handelsschiffen ist dies aber nicht nötig, wenn die Ankerrohre, die stets eingeschraubt werden, zahlreich sind (etwa *4 aller Rohre). Die vorstehenden Enden der Feuerrohre werden umgebörtelt. Sind die Rohrenden durch häufiges Nachdrillen zu sehr geschwächt, so treibt man eiserne Rohrdichtungsringe ein.

Die Übergänge zwischen Feuerbuchse und Verbrennungskammer neigen zu Leckagen, werden deshalb häufig durch Mauerwerk geschützt. Auch dürfen die Feuerrohre nicht zu nahe an der Feuerbuchse liegen, damit die Elastizität nicht verloren geht.

Im übrigen ist Form, Zusammensetzung, Verankerung, Zugänglichkeit für Reinigung usw. aus Fig. 15 ersichtlich.

c) Ooxxelender eignet sich für große Kesselanlagen und besonders für große Handelsdampfer, weil hier eine größere Teilbarkeit der ganzen Anlage nicht nötig ist, wurde aber früher auch häufig für große Kesselanlagen auf Kriegsschiffen verwendet. Vorteil: Raum- und Gewichtsersparnis und Vereinfachung von Armatur und Rohrleitung. Doppelender werden auch zusammen mit Einendern verwendet, wenn die Raumverhältnisse des Schiffes dies bedingen. Fig. 16 und 17 zeigen 2 Ausführungen in unserer Marine.

Auf Handelsschiffen sind häufig die Verbrennungskammern von je 2 gegenüberliegenden Feuerungen zu einer gemeinschaftlichen Verbrennungskammer vereinigt, wodurch der Bau einfacher und das Gewicht geringer wird. Bei dem häufig wechselnden Betriebe der Kriegsschiffe sind jedoch getrennte Verbrennungskammern besser. Zylinder-Doppelkessel haben je nach der Höhe des zur Verfügung stehenden Raumes 4, 6 oder 8 Feuerungen.

5. Lokoinotivkessel

vertragen eine wesentlich höhere Forcierung als Zhlinderkessel und liefern deshalb bei gleichem Gewicht und Raumbedarf erheblich mehr, häufig doppelt soviel Dampf, eignen sich daher für Torpedoboote und für solche kleineren Kriegsschiffe, bei denen die gewünschte Geschwindigkeit mit den schwereren Zhlinderkesseln ohne Beeinträchtigung der sonstigen Eigenschaften des Schiffes nicht zu erreichen ist. Seit etwa 1895 sind die Lokomotivkessel durch die noch leistungsfähigeren engrohrigen Wasserrohrkessel verdrängt. Sie werden jetzt höchstens noch als Ersatzkessel für ältere Torpedoboote gebaut. Einen solchen Ersatzkessel zeigt Fig. 18.

Lokomotivkessel haben je nach ihrer Größe 1 oder 2 Feuerungen. Die flachwandigen Feuerbuchsen wurden früher mittels eines zwischengelegten massiven Fußringes mit der äußeren Kesselwand verbunden. Ein direktes Zusammennieten von Feuerbuchsen und Außenwand wie bei dem gezeichneten Ersatzkessel ist leichter und hält mindestens ebenso gut dicht. Der Hauptmangel der Lokomotivkessel ist die schlechte Zugänglichkeit des nach allen drei Richtungen verankerten Vorderkessels.

B. Wasserrohrkessel.

1. Wirkungsweise und Konstruktion von Wasserrohrkesseln.

a) Wirkungsweise der Wasserrohrkessel. Durch einen ständigen Kreislauf des Wassers wird verhindert, daß die Wasserrohre glühend werden und verbrennen oder aufreißen. Je lebhafter der Kreislauf, desto energischer darf die Wärmeentwicklung sein. Der Kreislauf entsteht durch das Aufsteigen der Dampfblasen, die das umgebende Wasser mitreißen. Bon der aufsteigenden Wassermenge wird nur ein kleiner Teil, vielleicht ¹/ioo oder noch weniger, verdampft. Das nicht verdampfte Wasser geht durch die Fallrohre wieder nach unten, um den Kreislauf von neuem zu beginnen. Das aufsteigende Rohrsystem muß möglichst viele und möglichst enge Rohre enthalten, damit Heizfläche und Wärmeübertragung möglichst groß ist. Die Zahl der Fallrohre ist im allgemeinen gleichgültig, wenn nur ihr Gesamtquerschnitt für den nach unten fließenden Wasserstrom ausreicht.

Die oberen Enden der Wasserrohre münden in den gemeinsamen Dampfsammler, die unteren sind entweder geschlossen oder münden in gemeinsame Wassersammler. Wasserrohre, Sammler und Fcuerungsanlage sind der verschiedensten Anordnung und Formung fähig; dadurch erklärt sich die große Zahl von verschiedenen Wasserrohrkesseln.

Die Wasserrohrkessel lassen sich nach verschiedenen Gesichtspunkten einteilen. Am einfachsten ist die Einteilung in weit- und engrohrige Wasserrohrkessel. Diese Einteilung ist zwar nicht allgemein durchführbar, da manche Wasserrohrkessel ungefähr die Mitte zwischen diesen Extremen halten, sie genügt aber für die in unserer Marine angewendeten Wasserrohrkessel und hat außerdem den Vorteil, daß sie auch die Leistung der Kessel berücksichtigt, indem

die engrohrigen Wasserrohrkessel bei gleichem Gewicht etwa doppelt soviel leisten wie die weitrohrigen.

b)    Gewicht der Wasserrohrkessel pro PS hängt einerseits von der Bauart und dem Wasserinhalt des Kessels ab, anderseits von seiner Forcierungsfähigkeit.

Nach Bauart und Wasserinhalt sind alle Wasserrohrkessel wesentlich leichter als Feuerrohrkessel; untereinander haben sie geringere Gewichtsunterschiede. In der Forcierungsfähigkeit Zeigen die Wasserrohrkessel wesentliche Verschiedenheiten untereinander. Je lebhafter der Wasserumlauf ist, desto stärker kann forciert werden, und desto enger können die Rohre sein.

Der Wasserumlauf hängt von der Form und Anordnung der Rohre ab. Schlanke Rohrformen erleichtern den Umlauf, scharfe Richtungswechsel beeinträchtigen ihn. Viele kurze Rohre liefern bei gleicher Gesamtheizfläche einen besseren Umlauf als wenige lange. Stark ansteigende Rohre lassen Wasser und Dampf schneller aufsteigen als nahezu horizontal liegende. Der letzte Punkt fällt am meisten ins Gewicht bei der Frage, ob weite Rohre erforderlich oder enge zulässig sind.

Durch Versuche ist festgestellt, daß bei den gangbaren Wasserrohrkesseltypen die dem Feuer zunächst liegende Rohrreihe fast die Hälfte der ganzen Verdampfung leistet, während die äußersten Rohrreihen nur sehr geringen Anteil an der Verdampfung haben. Die hierin liegende verschiedene Beanspruchung durch die Wärme wird zum größten Teil selbsttätig durch den Wasserumlauf ausgeglichen, der da am stärksten ist, wo die größte Verdampfung stattfindet. Außerdem aber gibt man gewöhnlich den die Feuerung begrenzenden Rohren einen größeren Durchmesser.

Die Lage der oberen Rohrenden zum Wasserstand ist insofern von Einfluß auf den Wasserumlauf, als, wie Thornycroft durch Versuche festgestellt hat, über Wasser mündende Rohre einen viel lebhafteren Umlauf ergeben als unter Wasser mündende. Anderseits aber sind die über Wasser liegenden Rohrenden an sich mehr der Gefahr des Überhitzens ausgesetzt.

Schließlich wirkt ein höherer Dampfdruck auf den Umlauf fördernd, weil infolge der größeren Dichtigkeit des Gemisches von Dampf und Wasser ein größeres Quantum das Rohr passiert.

Durch innere Verschmutzung der Rohre wird die Gefahr des Überhitzens in doppelter Beziehung erhöht, erstens durch den vermehrten Widerstand gegen den Umlauf, zweitens durch die schlechtere Wärmeleitung.

c)    Wirtschaftlichkeit der Wasserrohrkessel hängt wie bei allen Kesseln von der Vollständigkeit der Verbrennung und Vollständigkeit der Wärmeabgabe ab.

Zur Erzielung einer vollständigen Verbrennung muß man den Verbrennungsraum möglichst groß bemessen. Dies ist bei Wasserrohrkesseln noch

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Anst.

wichtiger als bei Feuerrohrkesseln, weil bei ersteren die Feuerzüge (Rohrzwischenräume) direkt über oder neben dem Rost beginnen, der Verbrennungsraum also weniger dicht abgeschlossen ist. Ein zu kleiner Verbrennungsraum ist auch nachteilig für die Erhaltung der Rohre, weil diese sich dann leichter mit Ruß überziehen, wodurch das Verbrennen und Verrosten der Rohre begünstigt wird.

Die Vollständigkeit der Wärmeabgabe hängt bei jedem Kessel von der Größe der Heizfläche ab und von ihrer Wirksamkeit, d. h. von der Leitung der Heizgase. Demnach arbeitet jeder Kessel wirtschaftlich, wenn man die Heizfläche sehr groß bemißt, oder wenn man ihn nur mäßig beansprucht. Da anderseits aus Gewichtsrücksichten bei Schiffskesseln die Heizfläche möglichst klein sein muß, so ist eine gute Leitung der Heizgase bei den Wasserrohrkesseln sehr wichtig. Die Wärmeabgabe ist am vollständigsten, wenn die Heizgase ungefähr senkrecht auf die Rohre stoßen, und wenn die Rohrreihen zickzackförmig gegeneinander versetzt sind, so daß die Heizgase einen gewundenen Weg durch die Rohrzwischenräume beschreiben. Außerdem muß bei den weitrohrigen Wasserrohrkesseln durch Abdeckplatten oder Leitbleche, bei den engrohrigen.durch zusammengebogene Rohrwände dafür gesorgt werden, daß der Weg der Heizgase möglichst lang ist, und daß sie das ganze Rohrsystem bestreichen.

beträgt bei Zylinderkesseln etwa 30 bis 34, bei

ist. Das Verhältnis

Die vorstehenden Grundregeln für eine gute Wirksamkeit der Heizfläche sind bei vielen Wasserrohrkesseln nur teilweise erfüllbar, weil sie häufig mit den Bedingungen für guten Wasserumlauf, für gute Zugänglichkeit, leichte Reinigung usw. unvereinbar sind. Als Ausgleich muß man dann die Heizfläche etwas größer bemessen, wobei der Grad der Forcierung zu berücksichtigen Heizfläche Rostfläche

Lokomotivkesseln je nach dem Grade der Forcierung etwa 45 bis 60, ber weitrohrigen Wasserrohrkesseln etwa 32 bis 45 und bei engrohrigen etwa 50 bis 60.

d) Betriebseigenschaften der Lvasserrohrkessel. Es kommt hauptsächlich in Frage:

a) Widerstandsfähigkeit gegen schnelle Betriebssteigerung, ß) Sicherheit gegen Betriebsstörungen,

7) Zugänglichkeit für Untersuchung, Reinigung und Reparatur.

Zu a). Feuerrohrkeffel werden bei zu schneller Betriebssteigerung leck, weil die Temperaturunterschiede zwischen den vom Feuer berührten und den entfernter liegenden Kesselteilen zu groß werden. Bei Wafferrohrkesseln bewirkt der Wasserumlauf einen gewissen Temperaturausgleich. Eine vollständige Unempfindlichkeit gegen Temperaturverschiedenheiten erreicht man, wenn man Rohre, die an beiden Enden fest sind, genügend krumm macht, und wenn man geraden Rohren mit geschlossenen Enden eine freie Ausdehnung

gestattet. Wasserrohrkessel mit geraden Rohren zwischen 2 Wasserkammern sind wesentlich empfindlicher gegen Temperaturverschiedenheiten.

Zu ß). Überkochen ist bei Wasserrohrkesseln häufig die Folge zu kleiner Wasseroberfläche. Gegenmittel: Prallplatten oder Dampftrockner (Überhitzer) oder höherer Druck im Kessel (etwa 5 kg) als vor der Maschine, also Drosseln des Dampfes, wobei die frei werdende Wärme ein Trocknen des Dampfes bewirkt.

Die Prallplatten hindern die Zugänglichkeit für innere Revision und Reinigung; zuweilen beeinträchtigen sie auch den Wasserumlauf, wenn sie wie bei den älteren engrohrigen Wasserrohrkesseln vor den Rohrmündungen liegen. Neuerdings werden in unserer Marine bei engrohrigen Wasserrohr-kesseln die großen Prallplatten nicht mehr verwendet, weil die Neigung zum Überkochen bei diesen Kesseln nicht groß ist, namentlich bei unter Wasser mündenden Rohren. Es wird höchstens unmittelbar unter dem inneren Dampfentnahmerohr eine Prallplatte angeordnet, oder es wird bei gänzlich fehlenden Prallplatten der Gesamtquerschnitt der siebartigen Löcher des inneren Dampfentnahmerohres knapp bemessen (etwa % Rohrquerschnitt).

Einem Durchbrennen von Rohren ist bei gegebenem Kesseltyp und bei festgesetzter Höchstforcierung durch richtige Bemessung der Rohrweite vorzubeugen (vgl. b). Bei über Wasser liegenden Rohren oder Rohrteilen kann die Gefahr des Verbrennens — Null werden, wenn die Heizgase durch Passieren des unteren Rohrbündels schon erheblich abgekühlt sind.

Bei richtig konstruierten Wasserrohrkesseln ist das Erglühen oder Durchbrennen von Rohren stets auf Wassermangel oder auf starke Verunreinigung zurückzuführen. Bei manchen Wasserrohrkesseln ist die Anordnung von Schlammsammlern oder Niederschlagkammern vorteilhaft.

Dem inneren Abrosten sind besonders solche Rohrteile ausgesetzt, die einen Luftsack bilden und sich deshalb bei nasser Konservierung nicht ganz füllen lassen, oder die sich bei leeren Kesseln nicht gut entwässern lassen. Beiden Punkten ist bei den neueren Wasserrohrkesseln unserer Marine Rechnung getragen. Die Verwendung von Kupfer- oder Messingrohren ist nicht angängig, weil bei den vorkommenden Temperaturen diese Materialien zuviel an Festige Mt verlieren. Eine innere Verzinkung der Rohre ist nicht zulässig, weil bei der großen Zinkoberfläche explosible Gase entstehen können. Nicht rostende Nickelstahlrohre sind zu teuer. Dem Durchrosten der Rohre vorzubeugen, bleibt daher Aufgabe des Kesselbetriebes (vgl. Teil XX).

Ein Lösen der Rohrbefestigung und Herausreißen von Rohren sucht man durch geeignete Befestigung zu verhindern. Angewendet wird entweder konisches Einsetzen oder Einschrauben oder Eindrillen der Rohre. Die beiden ersten Methoden sind bei weitrohrigen Wasserrohrkesseln üblich und gestatten ein Herausnehmen ohne Beschädigung des Rohres; die letztere Methode wird

bei allen engrohrigen Wasserrohrkesseln gebraucht. Die Befestigung der eingedrillten Rohre verstärkt man dadurch, daß man in das Loch der Rohrwand 2 bis 3 etwa 1,5 bis 2 mm breite und etwa % mm tiefe Rillen dreht und das etwa 5 mm vorstehende Rohrende trichterförmig um mindestens 4 mm erweitert. Die Kanten des Rohrloches werden gebrochen.

Zu y). Die- innere Zugänglichkeit hängt bei den weitrohrigen Wasserrohrkesseln hauptsächlich von der Art der Verschlüsse an Rohren und Wasserkammern, bei engrohrigen von der Krümmung der Rohre und Weite der Wassersammlcr ab.

Die äußere Zugänglichkeit hängt bei allen Wasserrohrkesseln von der Anordnung der einzelnen Rohrreihen und der Reinigungsöffnungen in der Kessel-umkleidung ab.

In allen diesen Richtungen sind bei der Entwicklung der Wasserrohr-kessel in unserer Marine wesentliche Vervollkommnungen erzielt. Das Herausnehmen und Einbringen der Verschlüsse ist vereinfacht, die scharfen Krümmungen der engen Rohre sind gemildert, die Rohrzwischenräume sind für das Abfegen mit Bürsten zugänglich gemacht, und die Kesselbekleidung ist so zusammengesetzt, daß sie sich plattenweise entfernen läßt und nur der Winkeleisenrahmen stehen bleibt.

2. weitrohrige Wasserrohrkessel.

a) Belleville-Tlessel. Seit etwa 1870 stellenweise als Beibootskessel in der französischen Marine, später in verbesserter Form sehr viel als Schiffskessel auf französischen und englischen Kriegsschiffen und bei uns auf den Kreuzern „Hertha" und „Hansa" verwendet, wo er jedoch durch engrohrige Wasserrohrkessel (System Schulz) ersetzt wird.

Wassersammler, ein vierkantiges Rohr aus Stahlformguß, lagert quer zum Kessel unter dem Rohrsystem und über den Feuertüren. Dampfsammler, ein zylindrischer aus Stahlblech zusammengenieteter Behälter mit gewölbten Böden lagert oben quer zum Kessel über dem Rohrsystem. Aufsteigendes Rohrsystem besteht aus mehreren nebeneinander liegenden Elementen, deren jedes zickzackförmig vom Wasser- zum Dampfsammler aufsteigt. Die einzelnen, aus Flußeisen nahtlos gezogenen Rohrenden sind durch Muffen (Rohrköpfe) aus Stahlformguß verbunden, mit feinem Gewinde in diese eingeschraubt und zwecks Zusammenpressens der Gewindegänge mit Gegenmutter versehen. Da die Rohrlöcher in jeder Muffe nebeneinander liegen, so steigen alle Rohre um etwa 4° gegen die Horizontale an. Schräge Unterlegescheiben. Jedes zweite Rohr besteht aus 2 mit Muffe zusammengeschraubten Stücken, wodurch Montieren und Demontieren ermöglicht wird.

Innere Zugänglichkeit des Rohrsystems durch 2 ovale Schlammlöcher in jedem vorderen Rohrkopf. Kurze vertikale Rohrstutzen verbinden die unteren

Rohrköpfe mit dem Wasser-, die oberen mit dem Dampfsammler. Der obere Rohrstutzen ragt etwa 115 mm in den Dampfsammler hinein, um den Dampf besser von dem nach den Fallrohren fließenden Wasser zu trennen.

Zwecks Erleichterung der freien Ausdehnung ruht der unterste Hintere Rohrkopf jedes Elements auf einer Rolle. Jeder Rohrkopf ruht mit einem entsprechenden Anguß auf dem nächstunteren.

Wasserstand liegt etwas unter der Mitte des Rohrshsterns. Etwas unter dem Wasserstand haben die vorderen Rohrköpfe 2 bis 3 mm starke konische Schmelzpfropfen aus Blei zum Anzeigen von Wassermangel.

Zwei Fallrohre verbinden die Böden des Dampfsammlers mit dem Wassersammler und enthalten je einen Schlammsammler aus Stahlformguß. Wegen des schwachen Wasserumlaufes und wegen der Möglichkeit vorübergehender Rückstöße liegt ein Rückschlagventil zwischen Fallrohr und Wasser-sammler.

Der in den Dampfsammler tretende Dampf reißt viel Wasser mit, weshalb im Dampfsammler zahlreiche Prallplatten und außerdem vor der Dampfentnahme eine siebartig durchlöcherte Platte liegen. AIs weiteres Mittel gegen zu nassen Dampf hält man im Kessel häufig einen etwa 5 kg höheren Druck als im Dampfrohr.

Zur Verbesserung der Verbrennung sind auf ausländischen Kriegsschiffen zuweilen Luftpreßpumpen verwendet, die durch Düsen Verbrennungsluft von etwa % kg Druck in die Feuerung blasen.

Zur Verbesserung der Wärmeabgabe dienen Abdeckplatten oder Leitbleche.

Um den im Speisewasser enthaltenen Schmutz besser abzusondern, preßt Belleville das Speisewasser mit etwa 40 kg Druck in dünnem Strahl in den Dampfsammler, wodurch das Speisewasser schneller erwärmt wird. Der Schwimmer des Speisewasserreglers schwimmt in einem mit dem Kessel kommunizierenden Gehäuse.

Auf ausländischen Kriegsschiffen ist häufig im Rauchfang oberhalb des Dampfsammlers ein Speisewasservorwärmer (economiseur) angeordnet, der wie das aufsteigende Rohrsystem aus zickzackförmigen Rohrelementen besteht, jedoch mit dünneren und kürzeren Rohren. In den Zwischenraum zwischen beiden Rohrsystemen wird zwecks vollständigerer Verbrennung nochmals durch Düsen Luft eingeblasen. Wegen dieser sekundären Ausnutzung der Wärme kann das aufsteigende Rohrsystem kleiner, d. h. niedriger sein. Die Bauart mit Vorwärmer ist wirtschaftlicher als die einfache Bauart, aber auch komplizierter und in der Unterhaltung kostspieliger wegen der häufigen Reparaturen.

Hauptmängel des Belleville-Kessels sind der schlechte Wasserumlauf und die häufigen Reparaturen der oberen Rohre und Rohrköpfe infolge der abwechselnden Wirkung von Dampf und Wasser. Auch bleiben die dem intensiven Feuer ausgesetzten Gewinde der Rohre und Rohrmuffen häufig nicht

gangbar. Ausführung der Belleville-Kessel auf unserem Kreuzer „Hertha" siehe Fig. 19.

b) Dürr5 Kessel wurde seit 1883 bort der Düsseldorf-Ratinger Röhrenkesselfabrik gebaut und zuerst als Landkessel, darauf auf Rhein-dampfern und seit etwa 1895 auf Kriegsschiffen verwendet. Er gehört zu der Kesselgruppe mit Zirkulativns-Einsteckrohren.

Die die Kesselfront bildende Wasserkammer aus Siemens-Martin-Stahlblechen geht über die ganze Breite des Kessels und ist überall geschweißt. Nur mit dem oben quer zum Kessel liegenden Dampfsammler ist sie vernietet.

Die hinten geschlossenen Wasserrohre sind von vorn konisch in die Hintere Wasserkammerwand eingesetzt. Da sie mit der Wasserkammerwand keinen rechten Winkel bilden, steht <ber Rohrkonus schräg zur Rohrachse. Die Hintere Wasserkammerwand senkrecht zu dem schrägliegenden Rohrsystem zu stellen, ist zwar möglich, doch ist dadurch eine größere Beanspruchung der Rohrdichtungen durch die Heizgase bedingt. Die Wasserrohre sind nahtlos gezogene Stahlrohre und haben in unserer Marine einen äußeren Durchmesser von 80 bis 100 mm und eine Wandstärke von 3 bis 5 mm.

Die an beiden Enden offenen, aus gefalzten Blechstreifen aus Schweißeisen hergestellten und vorn trompetenartig erweiterten Einsteckrohre sind in der Scheidewand der Wasserkammer befestigt.

Das Rohrsystem steigt von hinten nach vorn um etwa 8 bis 10 ° an. Folglich erzeugen die in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen Wasserrohr und Einsteckrohr entstehenden Dampfblasen einen aufsteigenden Strom in der hinteren Wasserkammerhälfte, während der absteigende Wasserstrom durch die vordere Wasserkammerhälfte und durch die Einsteckrohre geht.

Wafferstand liegt ans etwa % Höhe des Dampfsammlers; Oberkante Scheidewand liegt etwas unter dem Wasserstand.

Verankerung der äußeren Wasserkammerwände durch schmiedeiserne Stehbolzen, die gleichzeitig mit Gewinde durch die Scheidewand geschraubt sind. Muttern zu beiden Seiten der Scheidewand haben sich nicht bewährt, da sie sich häufig lösten. Außerdem ist der Dampfsammler an der unteren ausgeschnittenen Seite durch Blechstreifen verankert, die hochkant stehen, um den Wasserumlauf möglichst wenig zu beeinträchtigen.

Zugänglich ist das Kesselinnere durch ein Mannloch iw Dampfsammler und durch Verschlüsse in der vorderen Wasserkammerwand. Durch diese Verschlüsse können Wasserrohre und Einsteckrohre eingesetzt und herausgezogen werden. Die Verschlußdeckel haben angeschmiedete Stifte, da eingeschraubte oder vernietete nicht gut gehalten haben. Zur Erleichterung des Losnehmens der Verschlüsse dienen mehrere ovale und mehrere größere runde Verschlüsse von solcher Weite, daß die normalen Verschlüsse durch sie herausgenommen werden können.

Die Hinteren, konisch verjüngten Enden der Wasserrohre sind durch ausgeschraubte Kapselmuttern aus Manganbronze verschlossen. Diese Muttern rosten nicht fest und gestatten ein leichtes Entleeren des Rohrsystems. Geringe Abnutzung der Muttern läßt sich durch Ausweiten der Rohrenden ausgleichen.

Zur Unterstützung der Hinteren Rohrenden dient eine aus eisernen Flachschienen zusammengenietete Gitterwand, die über den einzelnen Rohren genügend freien Platz zum Einführen von Bürsten zum Abfegen der Rohre lassen. Zum Zentrieren der Einsteckrohre in den Wasserrohren dienen aufgenietete Federn. Bei den unteren Roh-rreihen ist solche Zentrierung bei jedem Einsteckrohr an zwei Stellen zweckmäßig wegen der größeren Durchbiegung dieser Wasserrohre.

Feuerungsanlage und Anordnung von Leitblechen wie beim Belleville-Kessel, jedoch ist wegen der diagonalen Anordnung der Rohre die Wärmeabgabe günstiger, bei gleich viel und gleich großen Rohren um mindestens 12 %. Bei einigen Dürr-Kesseln unserer Marine sind die beiden unteren Rohrreihen etwas schräger gestellt als die anderen, und es ist zwischen der zweiten und dritten Rohrreihe ein größerer Zwischenraum gelassen. Hierdurch entsteht einerseits ein der größeren Beanspruchung dieser Rohrreihen entsprechender lebhafterer Wasserumlauf, anderseits eine Art Verbrennungskammer zwischen der zweiten und dritten Rohrreihe.

Die Speisung mündet in den Dampfsammler, der den Schwimmer des Speisewasserreglers enthält. Zum besseren Abscheiden von Verunreinigungen läßt man die Wasserkammer ein Stück unter die unterste Rohrreihe reichen und versieht sie hier mit Schlammlöchern. AIs Mittel gegen galvanische Zerstörungen dienen Zinkschutzplatten.

Die äußere Reinigung durch Ventilation (Teil XX) unterstützt man durch Rütteln der Leitbleche mittels Handhaben, die durch einzelne hohle Steh-bolzen nach vorn durchgeführt sind.

Der aufsteigende Dampf reißt beim Dürr-Kessel viel Wasser mit. Als Gegenmittel verwendet man außer den üblichen Prallplatten einen im Rauchfang angeordneten Überhitzer oder besser gesagt Dampftrockner, bestehend aus gewöhnlich 2 Reihen von Dürr-Rohren mit Zirkulationseinsteckrohren. Erst nach dem Passieren des Überhitzers gelangt der Dampf zum Absperrventil. Die Überhitzerrohre haben hinten von innen eingesetzte konische Verschlüsse und steigen nach hinten an zwecks Vermeidung von Wasseransammlungen. Zum Einsetzen der Überhitzerrohre dienen Löcher an der Vorderwand des Dampf-sammlers.

Je stärker Scheidewand und Hintere Wasserkammerwand nach oben divergieren, desto größer wird die Wasseroberfläche für den durchtretenden Dampf und desto geringer das Mitreißen von Wasser. Bei den Dürr-Kesseln auf „Prinz Adalbert" entfallen auf 1 qm oberen Querschnitt der Hinteren Wasserkammerhälfte etwa 0,6 cbm Dampf pro Sekunde.

Fig. 20 stellt einen Dürr-Kessel des großen Kreuzers „Prinz Adalbert" dar. Darin bedeutet: a Dampfsammler, b Wasserkammer, c ZirkulationsEinsteckrohr, d Überhitzer, c Leitbleche, f Schüttelvorrichtung für Leitbleche, g Prallplatten, h Zinkschutzplatten, i Speisewasserregler, k Flansch für Dampf-absperrventil, 1 Entwässerung des Überhitzers, m Schaumventil, n Entwässerung der Wasserkammer, o Schlammloch.

c) Niclausse-Aessel von Niclausse in Paris gebaut, hauptsächlich auf französischen Kriegsschiffen, aber auch in den meisten anderen Kriegsmarinen auf einzelnen Schiffen verwendet, bei uns auf den Kreuzern „Freya" und „Gazelle". Auch einzelne französische und englische Handelsdampfer haben Niclausse-Kessel.

Im Prinzip stimmt der Kessel mit dem Dürr-Kessel überein, doch hat er statt einer breiten Wasserkammer mehrere schmale, deren jede 2 vertikale Rohrreihen enthält, und statt der getrennten Befestigung von Wasserrohr und Einsteckrohr eine gemeinschaftliche Befestigung beider Rohre mittels der sogenannten Laterne. Die Wasserkammern bestehen aus Spezial-Temperguß, haben eine eingegossene Scheidewand und gewellte Seitenwände, um bei diagonaler Anordnung der Rohre ein möglichst dichtes Zusammenliegen derselben zu erzielen. Die getrennten Wasserkammern sind für gleichmäßige Erwärmung und lebhaften Wasserumlauf weniger günstig als die gemeinsame Wasserkammer bei Dürr. Jede Wasserkammer ist durch einen nach beiden Enden konischen Rohrstutzen mit dem Dampfsammler verbunden. Die unteren geschlossenen Enden der Wasserkammern sind durch ein Rohr unter sich verbunden.

Die Laterne ist ein aus gutem Stahlguß hergestelltes, in das Wasserrohr . eingeschraubtes Rohrstück, das in allen 3 Wasserkammerwänden konisch dichtet und in beiden Wasserkammerhälften so ausgeschnitten ist, daß der aufsteigende und abfallende Wasserstrom durchtreten kann. Das Einsteckrohr sitzt mit einem Flansch in der Mitte der Laterne, und der Flansch ist durch einen Steg mit dem eingeschraubten Verschlußdeckel der Laterne verbunden. Je 2 benachbarte Laternen werden durch einen gemeinschaftlichen Bügel in der Wasserkammer festgehalten. Die Abdichtung der Laterne ist weniger gut als die einfache konische Dichtung bei Dürr. Auch beeinträchtigen die Stege der Laternen den Wasserumlauf. Wenn die Stege brechen, wird ein Herausfliegen des Deckels nur durch den Bügel gehindert. Das Lösen der Deckel geht wegen des größeren Gewindedurchmessers schwerer als beim Dürr-Kessel.

Die gegossenen Wasserkammern und Laternen haben zuweilen Risse gezeigt. Infolgedessen werden bei neueren Niclausse-Kesseln häufig die vierkantigen Wasserkammern aus nahtlosem Stahl mit glatten, nicht gewellten Seitenwänden und mit eingenieteter Scheidewand und eingenietetem Boden

hergestellt und die Laternen aus 1 Stück mit dem Rohr, also aus nahtlos gezogenem Stahlrohr. Die gezogenen Stahllaternen sind dünner und leichter als die aus Temperguß.

Das Spcisewasser mündet in einen in den Dampfsammler eingebauten Schlammkasten, aus dem der abgelagerte Schlamm durch Ausblasen entfernt wird. Auf eine Zugänglichkeit des Rohrsystems von hinten verzichtet Niclausse gewöhnlich, was jedoch grundsätzlich fehlerhaft ist. Überhitzer (Dampftrockner) sind von Niclausse zwar nicht verwendet, sie sind aber nicht entbehrlicher als bei Dürr. Niclausse-Kessel auf „Gazelle" ist in Fig. 21 dargestellt.

3. Engrohrige Wasserrohrkessel.

a) Allgemeines. In unserer Marine haben folgende Kesseltypcn Verwendung gefunden: Original-Thornyeroft-Kessel mit 1 und 2 Feuerungen, Thornycroft-Schulz-Kcssel oder kurz Schulz-Kessel mit 1 und 2 Feuerungen, Aarrow-Kessel und Normand-Kessel.

Alle diese Kessel haben ziemlich steil ansteigende Wasserrohre, daher trotz des engen Rohrdurchmessers eine hohe Forcierungsfähigkeit und geringes Gewicht pro PS. Dampf- und Wassersammler liegen in der Längsrichtung des Kessels im Gegensatz zu den unter 2 beschriebenen weitrohrigen Wasserrohrkesseln. Der Wasserstand liegt im Dampfsammler auf % bis sch Höhe von unten. Als Fallrohre dienen entweder außerhalb der Kesselbekleidung liegende weite geradcRohrc zwischenDampf- und Wassersammler oder eine größereZahl enger Rohre innerhalb der Kesselumkleidung. Alle diese Kessel sind auch als Doppel-ender gebaut worden, was jedoch häufig einen störenden Einfluß auf Kesselwechsel, Reinigung usw. ausübt.

Die Verschiedenheiten obiger engrohriger Wasserrohr-Kessel bestehen hauptsächlich in der verschiedenen Krümmung der Rohre und der dadurch bedingten verschiedenen Leitung der Heizgase. Der Jarrow-Kessel hat gerade Rohre, die sämtlich unter dem Wasserstand in den Dampfsammler münden; der Normand-Kessel hat schwach gekrümmte, ebenfalls unter Wasser mündende Rohre; der Schulz-Kessel hat etwas stärker gekrümmte Rohre, die bei den meisten Ausführungen größtenteils unter Wasser münden; der Original-Thornycroft-Kessel hat stark gekrümmte Rohre, die sämtlich über Wasser münden, und deren äußere Reihen überhöhte Bögen haben, weil sie über Mitte Dampfsammler in diesen einmünden.

Die späteren Ausführungen dieser verschiedenen Kesselsystemc weichen in vielen Punkten, namentlich in der Krümmung der Rohre und Führung der Heizgase, von den ersten Ausführungen ab, so daß sich die ursprünglich scharf ausgeprägten Verschiedenheiten im Laufe der Jahre mehr und mehr verwischt haben.

b)    Thornycroft-Ressel mit H Feuerung. Rohre sind unterhalb des Dampfsammlers derart nach innen gebogen, daß die Unterseite des Dampfsammlers nicht direkt von der Flamme getroffen wird. Die starke Krümmung der Rohre erschwert die innere Reinigung. Die überhöhten Enden der äußeren Rohrreihen neigen zu Anfressungen, weil bei nasser Konservierung hier die Luft nicht vollständig entfernt werden kann. Die inneren Rohrreihen sind oben, die äußeren unten zu einer geschlossenen Wand zusammengebogen. Die Heizgase treten also unten an beiden Seiten in das Rohrbündel ein und vereinigen sich oberhalb des Dampfsammlers im Rauchfang. Die Heizgas-führung ist verhältnismäßig kurz. Der Kessel hat 2 oder 4 schräge Fallrohre außerhalb der Kesselumkleidung.

Wegen der erwähnten Mängel findet dieser Kessel auf Neubauten keine Verwendung mehr. Fig. 22 zeigt die Ausführung auf einigen Kanonenbooten unserer Marine.

c)    Thornycroft- Ressel mit 2 Feuerungen. Aufsteigender Strom geht durch eine mittlere herzförmige Rohrgruppe zwischen Dampfsammler und mittlerem Wassersammler und durch 2 seitliche Rohrgrnppen, die aus wenigen Reihen bestehen. Als Fallrohre dienen mehrere etwa 90 mm weite und zwecks besserer Elastizität leicht S-förmig gekrümmte Rohre zwischen Dampfsammler und mittlerem Wassersammler. Durch Verbindungsrohre zwischen den 3 Wassersammlern gelangt ein Teil des fallenden Stromes in die seitlichen Rohrgruppen.

Die Heizgase vereinigen sich unter dem Dampfsammler in dem freien Raum der herzförmigen Rohrgruppe. Der Rauchfang beginnt also an einem Keffelende unter dem Dampfsammler.

Die Original-Thornycroft-Kessel dieses Typs haben nur etwa 150 mm weite äußere Wassersammler und daher in jeder äußeren Rohrgruppe nur 3 Reihen von Rohren, die unten etwas verjüngt sind, um in dem dünnen Wassersammler Platz zu finden. Die äußeren Rohrgruppen sind deshalb schwer zu reparieren und zu reinigen und mehr dem Rosten ausgesetzt.

Vermieden wird dieser Nachteil durch eine spätere Ausführung, durch den Thornycroft-Schichau-Kessel, dargestellt in Fig. 23. Anwendung auf S 90 bis 107 und mehreren Linienschiffen. Die seitlichen Wassersammler haben hier 400 bis 450 mm Durchmesser und gestatten die Anwendung von 5 bis 7 seitlichen Rohrreihen ohne die nachteilige Verjüngung der unteren Rohrenden. Bei noch späteren Ausführungen dieses Kesseltyps hat Schichau auch die Überhöhung der Rohre vermieden, indem er einen Teil der Rohre unter Wasser münden ließ. Schließlich hat Schichau bei diesem Kesseltyp stellenweise die Heizgase nicht unter dem Dampfsammler zusammengeführt, sondern um den Dampfsammler nach oben geleitet. Der Thornycroft-Kessel mit 2 Feuerungen ist pro PS etwas leichter als der mit 1 Feuerung.

d)    Thornycroft - Schulz - Ressel mit X Feuerung ist da angewendet, wo Platzbreite für Kessel mit 2 Feuerungen fehlt. Die ältere Ausführung hat 2 symmetrische Rohrgruppen. Jede hat in der Mitte eine unten offene Rohrwand, wodurch der Weg der Heizgase verlängert wird. Diese mehrfache Heizgasführung ist die grundsätzliche Abweichung dieses Kessels vom Original-Thornycroft- und Thornycroft-Schichau-Kessel. Bei anderen Ausführungen werden die Heizgase nicht auf und nieder, sondern in horizontaler Richtung hin und zurück durch jede der beiden Rohrgruppen geführt. Die Rohrmündungen liegen bei älteren Thornycroft-Schulz-Kesseln ebenso wie beim Original-Thornycroft-Kessel über Wasser.

Bei den neueren Ausführungen dieses Kesseltyps liegt der Dampfsammler nicht symmetrisch zu beiden Wassersammlern, sondern etwas seitlich, wodurch bei seitlicher Anbringung des Rauchfanges die dreifache Heizgasführung in einfacher Weise zu erreichen ist. Die Rohre münden auf einer Seite sämtlich, auf der anderen zum größten Teil unter Wasser. Fallrohre sind entweder 2 oder 4 gerade Rohre wie beim Thornycroft-Kessel mit 1 Feuerung, oder es ist die durch eine Rohrwand gegen die Heizgase geschützte äußere Reihe der kurzen Rohrgruppe. Im letzteren Falle Verbindungsrohre zwischen beiden Wassersammlern. Die letzte Konstruktion der Fallrohre ist etwas leichter als die erste und macht den Kessel kürzer. Fig. 24 stellt die Ausführung dieses Kesseltyps für „Heimdall" dar.

e)    Thornycroft-Schulz-Kessel mit 2 Feuerungen. Bei den älteren Kesseln dieser Art liegen alle Rohrmündungen über Wasser und laufen die Heizgase nach zweimaligem Richtungswechsel in dem freien Teil der herzförmigen Rohrgruppe zusammen.

Bei den neueren Ausführungen münden alle Rohre in die untere Hälfte des Dampfsammlers und größtenteils unter Wasser, also geringere Rohrkrümmung und keine Überhöhung. Bei den neuesten Ausführungen läßt man sogar, falls die Raumhöhe es Zuläßt, die äußeren Rohre bis Zum Dampfsammler ansteigen, wodurch weniger leicht eine Verstopfung durch Ablagerung von Schmutz oder Glühspan eintritt. Die Heizgasführung ist wie bei dem neueren Thornycroft-Schulz-Kessel mit 1 Feuerung, jedoch symmetrisch nach beiden Seiten, so daß die von beiden Seiten kommenden Heizgase sich oberhalb des Dampfsammlers vereinigen. Bei einzelnen Kesseln ist in jedem äußeren Rohrbündel eine Verbrennungskammer durch Abbiegen der drei inneren Rohrreihen nach innen hergestellt, was sich bewährt hat.

Im allgemeinen hat man bei Linienschiffen und Kreuzern allmählich die Dampfsammler etwas vergrößert und den Wasserstand etwas erhöht, um möglichst viele Rohre unter Wasser münden zu lassen, während bei Torpedobooten aus Gewichtsrücksichten kleinere Dampfsammler üblich sind.

Die Fallrohre bestehen meist aus zwei bis vier Reihen von Wasserrohren zwischen Dampfsammler und mittlerem Wassersammler. Schutz der Fallrohre gegen Heizgase durch eine Rohrwand an jeder Seite. Nach den seitlichen Wassersammlern führen entweder direkt weite Fallrohre oder weite Verbindungsrohre von dem mittleren Wassersammler. Zwecks besserer Elastizität sind auf einzelnen Torpedobooten die direkten seitlichen Fallrohre leicht gekrümmt. Für starke Forcierung sind die direkten Fallrohre besser als die Verbindungsrohre, weil durch letztere unter Umständen nicht genug Wasser in die seitlichen Rohrgruppen gelangt.

Sind zwei Kessel mit Verbindungsrohren zwischen den Wassersummlern Rücken an Rücken aufgestellt, so kann man dadurch Platz sparen, daß man die Verbindungsrohre der Höhe nach gegeneinander versetzt. Ein dabei in dem oberen Verbindungsrohr entstehender Luftsack ist nach dem Oberkessel zu entlüften.

Der Thornycroft-Schulz-Kessel mit 2 Feuerungen wird in unserer Marine auf allen Neubauten verwendet, soweit nicht mangelnde Platzbreite zur Anwendung der Bauart mit 1 Feuerung zwingt. Fig. 25 stellt die Ausführung dieses Kesseltyps auf dem kleinen Kreuzer „Königsberg" dar.

f) Normand - Kessel stammt von dem französischen Ingenieur Nor-mand in Havre und ist namentlich auf französischen Torpedobooten, bei uns auf „D 3" als Ersatz für die alten Lokomotivkessel verwendet. Der Normand-Kessel wird stets mit 1 Feuerung und zuweilen als Doppelender unter dem Namen Normand-Sigaudy-Kessel gebaut.

Die Siederohre sind wenig gekrümmt und münden sämtlich unter Wasser. Sie bilden außen eine geschlossene Rohrwand mit Ausnahme der oberen Enden hinten am Kessel, wo sich der Rauchfang anschließt, und innen eine geschlossene Rohrwand auf etwa % Kessellänge von hinten. Die Heizgase treten infolgedessen im vorderen Drittel der Kessellänge in die beiden Rohrgruppen ein und ziehen in horizontaler Richtung nach dem hinteren Kesselende. Bor dem Austritt gehen sie unter ein vertikales Leitblech, um die unteren Rohrenden besser auszunutzen.

Als Fallrohre dienen an einem Kesselende zwei direkte weite Rohre zwischen Dampfsammler und Wassersammlern außerhalb der Kessel-umkleidung.

Die Rostfläche ist wegen ihrer Breite durch eine Mauer in zwei Hälften

geteilt.

Nach Vorstehendem ist das Charakteristische des Normand-Kessels die horizontale Heizgasführung. Die Normand-Kessel haben sich gut bewährt.

Fig. 26 zeigt die Ausführung des Normand-Kessels auf „D 3". Ähnliche Kessel, wie der Original-Normand-Kessel, jedoch mit zweifacher horizontaler Heizgasführung (Rohrwand in der Mitte jeder Rohrgruppe) und mit schmalerer Rostfläche, dementsprechend auch mit steilerem Rohrsystem sind als Ersatz für die Original-Thornycroft-Kessel auf „S 82" bis „8 87" gebaut. Diese Kessel können als verbesserte Normand-Kessel angesehen werden.

g)    Kessel der Dampfbeiboote Klaffe A ist ein Thoruycroft-Schnlz-Kessel mit 1 Feuerung nach der neuesten Ausführung. AIs Fallrohre wirkt die durch eine Rohrwand gegen die Heizgase geschützte äußere Reihe der kurzen Rohrgruppe. Zwischen beiden Wassersammlern liegt ein Verbindungsrohr.

Die ältere Ausführung dieses Beibootskessels hatte Wassersammler, die aus zwei Hälften mit Flansch zusammengeschraubt waren, doch war diese Bauart nicht zweckmäßig, da das Auseinanderschrauben der Wassersammler im Boot nicht ausführbar war.

Die Kessel der Dampfbeiboote Klasse A sind für Unterwindgebläse eingerichtet, was bei den Schiffswasserrohrkesseln nicht angängig wäre wegen ungenügenden Dichthaltens der großen Kesselumkleidungen.

h)    yarrow-Kessel. Verwendung hauptsächlich auf englischen Torpedosahrzeugen, bei uns auf dem älteren Torpedoboot „8 32" und als Ersatz-Kessel auf „D 10".

Zwei Gruppen von geraden, etwa 28 bis 30 mm weiten Rohren leiten den Strom nach oben. Die beiden Wassersammler sind an der oberen Seite nur schwach gekrümmt, damit die äußeren und inneren Rohre jeder Gruppe nicht zu schräg zur Rohrwand stehen. Bei den älteren Narrow-Kesseln waren Dampf- und Wassersammler aus zwei Hälften mit Flansch zusammengeschraubt zwecks leichterer Zugänglichkeit. Bei den neueren Narrow-Kesseln ist diese Teilung aufgegeben, weil das Auseinandernehmen der Sammler zu umständlich ist. Die älteren Narrow-Kessel hatten ferner direkte Fallrohre außerhalb der Kesselumkleidung, bei den neueren sind diese Rohre gewöhnlich der Gewichtsersparnis halber weggelassen, da die äußeren Rohrreihen selbsttätig sich als Fallrohre einstellen und erfahrungsmäßig gewöhnlich für den Kreislauf des Wassers genügen.

Leitbleche zwischen Rohren sind nicht vorhanden. Die Heizgase gehen also in einfachem Wege durch beide Rohrgruppen und vereinigen sich oberhalb des Dampfsammlers in dem Rauchfang.

Obwohl die geraden Rohre sich nicht unabhängig voneinander ausdehnen können, besitzt der Narrow-Kessel doch für alle vorkommenden Betriebswechsel und Temperaturverschiedenheiten eine genügende Anpassungsfähigkeit.

Die geraden Rohre ermöglichen ein Aufwalzen der unteren Rohr-dichtungen vom Dampfsammler aus, nachdem der Aufwalzer von unten eingesetzt ist. Bei manchen Narrow-Kesseln sind die dem Feuer zunächstliegenden Rohrreihen nach der Feuerung zu leicht gebogen, wodurch verhindert wird, daß diese Rohre infolge größerer Temperaturwechsel sich nach außen werfen und den Durchgang für die Heizgase verengen. Zuweilen sind auch an mehreren Stellen der inneren Rohrreihen Rohre weggelassen, so daß mehrere Lücken entstehen. Zweck ist Berührung einer größeren Anzahl von Rohren mit dem Feuer. Gleichzeitig wird dadurch die innere Rohrreihe entlastet und der Verbrennungsraum vergrößert. (Aussatz von Görris in der Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure von 1900.)

Der Narrow-Kessel läßt sich wegen seiner geraden Rohre leichter reinigen, verlangt aber mehr Höhe als ein krummrohriger Wasserrohrkessel von gleicher Heizfläche, nutzt also infolge seiner dreieckigen Gestalt den Raum weniger aus. Auch ist die Heizgasführung wesentlich kürzer als beim Thornycroft-Schulz-Kessel und Normand-Kessel. Bei genügend großer Heizfläche hat er sich aber gut bewährt.

Eine innere Untersuchung der Rohre ist beim Aarrow-Kessel ebenso wenig möglich als bei den krummrohrigen Wasserrohrkesseln. Etwas besser in dieser Beziehung und überhaupt in bezug auf die Haltbarkeit der Rohre ist der namentlich in der englischen Marine in neuerer Zeit vielfach verwendete Narrow-Kessel mit weiten Rohren (etwa 45 mm lichter Durchmesser). Dieser ist aber natürlich schwerer als der engrohrige Narrow-Kessel.

Fig. 27 stellt die Narrow-Kessel auf „D 10" dar. Die Narrow-Kessel auf „S 32" haben sich in wirtschaftlicher Beziehung nicht besonders bewährt, weil sie infolge mangelnder Raumhöhe zu niedrig gebaut werden mußten.

C. vergleich der Nessel.

1. Gewicht und Raumbedarf.

a) Allgemeines. Für einen einwandfreien Vergleich ist es erforderlich, daß der Kesseldruck und die Ausnutzung des Dampfes in der Maschine überall gleich ist, daß das Gewicht der betriebsfertigen Kessel einschließlich aller durch die Kessel bedingten Nebeneinrichtungen in Betracht gezogen wird und daß nicht nur die Grundfläche des Kessels selbst, sondern auch der erforderliche Zwischenraum zwischen den Kesseln berücksichtigt wird. Ferner sind die Kesselanlagen auf Schiffen und Torpedobooten wegen der verschiedenen Betriebsverhältnisse getrennt zu behandeln. Schließlich ist zu beachten, daß die Ergebnisse des Gewichts- und Ranmvergleiches nicht ohne weiteres auf längere Reisen anwendbar sind, weil infolge verschiedener Ausnutzung der Kohlenwärme eine Gewichts- und Raumersparnis am Kessel durch einen Mehrverbrauch an Kohlen teilweise oder ganz wieder ausgeglichen werden kann.

b) Gewichtsvergleich. Marine - Rundschau 1901 gibt folgende Zahlen als Mittelwerte von verschiedenen Schiffen (nicht Torpedobooten) unserer Marine:

Num

mer

Art des Kessels

PSi pro qm Rostfläche

PSi pro qm Kesselgewicht in Heizfläche

kg pro PSi

Zylinder......

Lokomotiv......

Dürr.......

Thornycroft.....

Schulz.......

Niclausse......

Belleville......

GemischteKesselanlage (Zylinder- und engrohrig) .

137

227

160

188

io io l> t- ^ CO

i-H t-H i—I

149

4,26

4,63

3,80

3,62

3,32

4,33

4,35

3,72

CJt    CQ CO    <1

00    02 © 00 02 CO DO

CD rfx X 02 00 ©

In dem angegebenen Kesselgewicht sind Kesselwasser, Armaturen, Rohrleitungen, Schornstein, Heizraumeinrichtungen, sowie alle zur Kesselanlage gehörigen Hilfsmaschinen (Ventilatoren, Speisepumpen, Filter) enthalten. Die den Zahlen zugrunde liegende Pferdestärke ist die Maximalleistung, entspricht also der größten Forcierung.

Im besonderen wird noch folgendes bemerkt:

Zu 1 und 2. Die Zahlen sind einwandfrei, da sie die Mittelwerte von einer größeren Zahl von Schiffen darstellen.

Zu 3. Die neueren Dürr-Kessel wiegen etwa 40 bis 45 kg. Der Gewichtsunterschied zwischen Dürr- und Niclausse-Kessel ist nicht durch das System der Kessel begründet, sondern beruht auf Zufälligkeiten.

Zu 6. Die Mittelwerte stammen von nur zwei Kesselanlagen. Im allgemeinen sind die Schulz-Kessel nicht schwerer als die Thornycroft-Kessel.

Zu 6 bis 8. Die Mittelwerte stammen von nur zwei Kesselanlagen.

Das geringere Gewicht der engrohrigen Wasserrohrkessel erklärt sich durch den besseren Wasserumlauf und die dadurch bedingte bessere Forcierungsfähigkeit.

Auf Torpedobooten wiegen die Anlagen von Lokomotivkesseln etwa halb soviel wie auf Schiffen, also etwa 24 kg, die von engrohrigen Wasserrohrkesseln nur etwa 0,4 mal soviel wie auf Schiffen, also etwa 15 kg. Dieser große Unterschied zwischen den Kesselgewichten auf Schiffen und Torpedobooten beruht zum kleinsten Teil in baulichen Verschiedenheiten, zum weitaus größten Teil in der Verschiedenheit der angewandten Forcierungsgrade (vgl. Teil VI).

Um das Gewicht der Kessel mit Armatur, Wasser und Bekleidung, jedoch ohne Schornstein, Hilfsmaschinen und Heizraumeinrichtungen zu erhalten, muß man von den Gewichten in vorstehender Tabelle abziehen:

durchschnittlich 14 %, -    16%,

-    24%,

30%.

bei Zylinderkesseln.......

-    Lokomotivkesseln.......

-    weitrohrigen Wasserrohrkesseln . .

-    engrohrigen    -    . .

Das Wassergewicht pro PSi beträgt in unserer Marine durchschnittlich:

etwa 18 kg,

bei Zylinderkesseln . . .

8.4    kg für Schiffe,

5.5    -    - Torpedoboote,

1,8 - ,

5,2 - ,

3.5    - für Schiffe,

1,7 - - Torpedoboote.

- Lokomotivkesseln . .

-    Belleville-Kesseln.....

-    Dürr- und Niclausse-Kesseln .

-    engrohrigen Wasserrohrkesseln

c) Raumbeanspruchung. Auf Schiffen ist die Raumhöhe für alle Kesselsysteme ausreichend, so daß nur die Grundfläche in Betracht kämmt. Die Zahl der PSi pro qm Kesselraumfläche beträgt in unserer Marine durchschnittlich:

bei Zylinderkesseln - Lokomotivkesseln

-    weitrohrigen Wasserrohrkesseln

-    engrohrigen    -

etwa 27,

-    34    für    Schiffe,

-    63    für    Torpedoboote,

-    80    bis    37,

-    85    für    Schiffe,

-    69    -    Torpedoboote.

Einen ungefähren Anhalt für den Raumbedarf der Kessel liefert auch die Größe der Rostfläche pro qm Kesselraumfläche. Dieser Wert beträgt nach Marine-Rundschau 1901:

bei Schulz-Kesseln. .

-    Dürr-Kesseln . .

-    Zylinderkesseln

-    Thornycroft-Kesseln

-    Lokomotivkesseln .

Natürlich muß man die verschiedene Forcierung in Rechnung ziehen, wenn man diese Zahlen benutzen will, um. die Zahl der PSi pro qm Kesselraumfläche zu schätzen.

2. Wirtschaftlichkeit.

Wie unter B 1. erwähnt, arbeiten alle Kessel ungefähr gleich wirtschaftlich, wenn der Betrieb sehr mäßig ist, d. h. wenn die Kohlenverbrennung pro qm Rost und Stunde nicht weit über 100 kg steigt. Bei erhöhter Beanspruchung sind einerseits die Wasserrohrkessel im allgemeinen unvorteil-

Hafter als die Feuerrohrkessel wegen des Fehlens geschlossener Feuerbuchsen, anderseits können auch zwischen den einzelnen Wasserrohrkesseln Unterschiede auftreten infolge verschiedener Heizgasführung.

In allen Fällen ist die Wärmeausnutzung vielmehr von der Güte der Kesselbedienung als vom Kesselshstem abhängig, und da eine sachgemäße Bedienung und Reinigung bei Wasserrohrkesseln an das Verständnis und die Geschicklichkeit der Heizer höhere Anforderungen stellt als bei Feuerrohrkesseln (vgl. Teil XX), so ist der Kohlenverbrauch pro PSi bei Wasserrohrkesseln im Dauerbetriebe durchschnittlich etwas höher als bei Feuerrohrkesseln, während Probefahrten und kurze Reisen keinen Anhalt für eine schlechtere Wirtschaftlichkeit der Wasserrohrkessel ergeben.

Ein Maßstab für die Wirtschaftlichkeit der Kessel ist der Kohlenverbrauch pro PSi und Stunde. Marine-Rundschau 1901 gibt folgende Mittelwerte aus Abnahme-Probefahrten von Schiffen (nicht Torpedobooten):

Num

mer

Art des Kessels

Marschgeschwindigkeit kg Kohlen pro

Beschleunigte Dauerfahrt kg Kohlen pro

qm Rost PSi und Stunde qm Rost PSi und Stunde

-H d CO IO CO l>

Zylinder. . Lokomotiv. Dürr. . . . Thornycroft Schulz. . . Niclauffe . Belleville .

85,8

0,84

188

96,5

0,89

0,85

0,80

0,99

Ci Cr

0,81

0,90

CO Ci 00 00 Ci OT COpKOtOO CO Ci

V| 00 00 OtVq v

ppppprp

CO 00 00 CD CO O CD O 00 00 CO bD H- O

Zu 5 und 7. Die Mittelwerte stammen von nur je zwei Schiffen.

Zu 6. Die Zahlen sind keine Mittelwerte, sondern betreffen nur den kleinen Kreuzer „Gazelle".

Einen einwandfreien Vergleich der verschiedenen Kesselsysteme liefern die Zahlen vorstehender Tabelle nicht. Zum Teil stehen sie sogar untereinander in Widerspruch, denn beispielsweise ist nach der Tabelle der Schulz-Kessel im Gegensatz zum Thornycroft-Kessel bei beschleunigter Dauerfahrt der schlechteste, bei Marschgeschwindigkeit einer der besten, während im allgemeinen die Thornycroft- und Schulz-Kessel fast gleich wirtschaftlich sind. Einen einwandfreien Zahlenvergleich würde man auch auf Grund einer größeren Zahl von Probefahrten nicht aufstellen können, weil die den Kohlenverbrauch beeinflussenden baulichen Verschiedenheiten und Zufälligkeiten im Betriebe zu zahlreich find.

Welchen Einfluß ein größerer Kohlenverbrauch auf die Gewichtsfrage hat, ist in der Zeitschrift „Schiffbau" von 1900 durch folgende Tabelle erläutert:

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Anst.

Kohlengewicht in kg

pro PSi und Stunde

Kesselgewicht in kg pro PSi mit grober Armatur, Wasser in den Kesseln und inneren Zuleitungsrohren, jedoch ohne ferne Armatur, Rauchfänge und Schornsteine

Gewicht 2 + Gewicht 3 in kg

Kesselthp

be-

be

forcierte

Fahrt

fchleu-

nigte

Dauer

fahrt

Marsch

fahrt

forcierte

Fahrt

beschleu-

nigte

Dauer

fahrt

Marsch-

fahrt

längere

Marsch

fahrt

forcierte Fahrt 6 Stun-

den

schleu

nigte

Dauer

fahrt

100

Stun-

Marsch-

fahrt

500

Stun

den

den

Thornycroft

und

25

40

125

0,84

0,75

0,85

14

30,07

115

675

Schulz Belleville. . .

29

48

145

0,98

0,95

0,95

1,25

84,9

148

770

Dürr

36

60

180

0,97

0,91

0,95

1,25

41,5

151

805

Zylinder . . .

50

83

250

0,88

0,77

0,8

0,9

54,8

160

700

Die Zahlen    4,a    sind    = 2,a    +    (3,a)    • 6

4,b    -    = 2,b    +    (3,b)    - 100

4,6    -    = 2,c    +    (3,6)    . 500.

Wenn diese Zahlen    richtig wären, so würde auf    Marschfahrten von 500

Stunden eine Anlage von Zylinderkesseln nicht viel schwerer als eine von eng-rohrigen und sogar leichter als eine von weitrohrigen Wasserrohrkesseln sein. Bei der durch jahrelange Erfahrungen vermehrten Sachkenntnis in der Behandlung der Wasserrohrkessel sind jedoch die Verschiedenheiten geringer als in Spalte 3 d angegeben.

3. Betriebseigenschaften.

a) vergleich zwischen Wasserrohr- und Zylinderlesseln. Vorteile der Wasserrohrkessel: Größere Forcierungsfähigkeit, daher geringeres Gewicht (vgl. 1), größere Widerstandsfähigkeit gegen schnellen Betriebswechsel, also auch schnelleres Anheizen, größere Anpassungsfähigkeit an wechselnden Dampfbedarf infolge des kleineren Wasserinhaltes, geringere Gefahr für Personal und Schiff bei Explosionen, Ausführbarkeit der meisten Reparaturen mit Bordmitteln und ohne Herausnahme aus dem Schiff.

Nachteile der Wasserrohrkessel: Größere Schwankungen des Drucks und Wasserstandes infolge des kleineren Wasserinhaltes und der kleineren Wasseroberfläche, daher die Notwendigkeit von Speisewasserreglern,

größere Schwierigkeit in der Bedienung der Feuer wegen der Notwendigkeit einer stets niedrigen Kohlenschicht, größere Neigung zum Überkochen und zum Mitreißen von Wasser in die Maschine wegen der kleineren Wasseroberfläche, daher stellenweise die Notwendigkeit von Prallplatten oder Dampftrocknern, größere Häufigkeit von Betriebsstörungen und Reparaturen, größere Schwierigkeit der inneren Untersuchung und Reinigung, größere Empfindlichkeit gegen unreines Speisewasser.

b) vergleich der unter B beschriebenen lvasserrohrkessel untereinander. Die Bedienung der Feuer erfordert bei allen diesen Wasserrohrkesseln -die gleiche Sorgfalt. Die Widerstandsfähigkeit gegen schnellen Betriebs-Wechsel und .die zulässige Schnelligkeit des Anheizens ist am größten bei den engrohrigen Wasserrohrkesseln, weniger groß beim Dürr- und Niclausse-Kessel, noch weniger beim Belleville-Kessel. Dieselbe Reihenfolge besteht in der Forcierungsfähigkeit. Die Anpassungsfähigkeit an wechselnden Dampfbedars hängt bort dem Wasserinhalt und von der Widerstandsfähigkeit gegen schnellen Betriebswechsel ab und ist bei den engrohrigen Wasserrohrkesseln igrößer als bei den weitrohrigen.

Das Mitreißen von Wasser ist hauptsächlich durch die Wasseroberfläche bedingt und am stärksten beim Belleville-Kessel, weniger stark beim Dürr- und Niclausse-Kessel, noch weniger bei den engrohrigen Wasserrohrkesseln mit über Wasser mündenden Rohren, am schwächsten bei den engrohrigen Wasserrohr-kesseln mit unter Wasser mündenden Rohren.

Durchbrennen von Rohren ist bei engrohrigen Wasserrohrkesseln häufiger als bei weitrohrigen. Empfindlichkeit gegerr unreines Speisewasser ist bei engrohrigen Wasserrohrkesseln größer als bei weitrohrigen.

Zugänglichkeit für innere Untersuchung und Reinigung ist bei den engrohrigen Wasserrohrkesseln schlechter als bei den weitrohrigen, und zwar sind die engrohrigen Wasserrohrkessel um so ungünstiger, je krummer die Rohre. Bei weiten Rohren ist inneres Ableuchten mit elektrischer Lampe und mit kleinem Hohlspiegel bis zu gewissem Grade ausführbar. Innere Untersuchung der engen Rohre.auf Anfressung ist überhaupt unmöglich, so daß nur die Entnahme von Stichproben an den am meisten gefährdeten Stellen übrig bleibt. Dies ist der größte Mangel der engrohrigen Wasserrohrkessel.

Dagegen ist die innere Reinigung der Dürr- und Niclausse-Kessel mühsamer wegen ihrer komplizierteren Zusammensetzung und wegen der großen Zahl der aufzunehmenden Verschlüsse. Die Unterhaltung der Niclausse-Kessel stellt im allgemeinen höhere Anforderungen an das Personal als die der Dürr-Kessel.

Genauere Angaben über die Eigenschaften der verschiedenen Kesselsysteme und über ihre Behandlung enthält Teil XX.

4. Vau- und Reparaturkosten.

bei Schulz-Kesseln

-    Zylinderkesseln

-    Dürr-Kesseln

etwa 75 Mk.,

-    87    -

-    70    -

Erschwerend für den Vergleich ist die Verschiedenheit der Bauzeiten, folglich auch der Materialpreise und Löhne sowie der Mangel an zuverlässigen Angaben aus der Privatpraxis. Nach Marine-Rundschau 1901 kostet die betriebsfertige Kesselanlage einschließlich aller Heizraumeinrichtungen für 1 PSi

wenn man von Torpedobooten absieht. Diese Zahlen können aber nur einen rohen Anhalt bieten, da sie nur von einzelnen Beispielen stammen.

Nach Ermittlungen der Werft Kiel kostet der Kesselkörper mit Armatur

bei Schulz-Kesseln

-    Zylinderkesseln

-    Dürr-Kesseln

etwa 36 Mk.,

-    35    -

-    37    -

und Bekleidung, jedoch ohne Einbau und ohne Heizraumeinrichtungen, für 1 PSi

Demnach sind die Baukosten pro PSi für vorstehende Kesseltypen ungefähr gleich. Die Baukosten pro 100 kg Kesselgewicht sind am höchsten bei eng-rohrigen Wasserrohrkesseln, am niedrigsten bei Zylinderkesseln.

Die Reparaturkosten bestehen hauptsächlich in der Erneuerung der Rohre und sind bei Dürr- und Schulz-Kesseln nicht wesentlich verschieden, aber etwa doppelt so hoch als bei Zylinderkesseln.

Teil VI.

Zeuerungsanlage und Kesselarmatur.

A. Kohlenfeuerung mit natürlichem Zug.

L verbrennungsraum mit Rost und Rfchfall.

a) verbrennungsraum. Die Feuerbuchswände der Feuerrohrkessel werden bei Wasserrohrkesseln teils durch Wasserrohre, teils durch Mauerwerk ersetzt. Letzteres besteht aus feuerfesten Steinen und verjüngt sich gewöhnlich nach oben. Bei den engrohrigen Wasserrohrkesseln liegen die unteren Steinschichten stach, die oberen hochkant. Verbindung des Mauerwerks mit der Kesselumkleidung durch Drehdübel aus Flacheisen mit eingesetztem Querstück.

b) Rost nach hinten etwas geneigt, besteht aus schmiedeeisernen Roststäben, die entweder einzeln oder in Paketen von je vier Stäben vorn auf der Rostenvorlage oder Schürplatte, in der Mitte der Feuerung (bei zwei Roststablagen) auf dem Rostbalken oder Roststabträger und hinten bei Feuerrohrkesseln auf dem eisernen Unterbau der Feuerbrücke, bei Wasserrohrkesseln auf einem Roststabträger ruhen.

Die freie Rostfläche entsteht bei einfachen Roststäben durch angeschmiedete Köpfe, bei Paketrosten durch Distanzringe auf den drei verbindenden Bolzen. Das Verhältnis der freien Rostfläche zur ganzen muß um so größer sein, je mehr die Kohle backt und je stärker forciert werden soll, d. h. je mehr Luft von unten durchtreten soll. Es schwankt zwischen % und x/2,5.

Für alle Wasserrohrkessel ist in unserer Marine das Prosit 80. 15. 6. mit 25 mm Kopfbreite eingeführt. Paketroste finden in Lokomotivkesseln Verwendung. Alle Rosten sind mit Spielraum einzulegen, damit sie sich bei Erwärmung ausdehnen können.

Die bei Feuerrohrkesseln den Rost hinten abschließende Feuerbrücke besteht bei Zylinderkesseln aus einer Ausmauerung von feuerfesten Steinen, bei Lokomotivkesseln aus feuerfesten Chamottefayonsteinen. Die Feuerbrücke soll die Kohlenschicht begrenzen und den Durchgang der Heizgase verengen zwecks Konzentrierung der Verbrennung.

c)    Feuertür, aus Schmiedeeisen mit innerem Schutzblech, hängt in einem schmiedeeisernen Rahmen, der Feuertürzarge, und ist bei allen neueren Kesseln um eine obere horizontale Achse so drehbar, daß sie nach innen aufschlägt. Ausbalancierung durch Kontregewicht, Feststellung durch Keilrad-gesperre. Vgl. Fig. 28. Lokomotivkessel haben elliptische Feuerlöcher mit elliptischen, nach außen schlagenden Feuertüren.

d)    Kschfall ist bei Lokomotiv- und Wasserrohrkesseln ein unten angeschraubter Kasten aus dünnem Eisenblech und muß bei höheren Forcierungen etwas Wasser enthalten, um durch den aufsteigenden Wasserdampf die Roststäbe vor dem Verbrennen zu schützen. Bei Zylinderkesseln wird der Aschfall hinten durch eine vertikale Platte unter der Feuerbrücke begrenzt. Vorn ist der Aschfall geschlossen, wenn mit Unterwind gefahren wird (Lokomotivkessel).

Bei natürlichem Zug und bei Druckluft in geschlossenen Heizräumen wird die Luftzufuhr unter den Rost und somit die Verbrennung mit den Dämpferklappen oder Aschfallklappen geregelt. Bei den Wasserrohrkesseln liegen überall zwei Klappen hintereinander. Die vorderen lassen sich in jeder Lage feststellen und außerdem leicht herausnehmen (beim Ascheziehen), die hinteren sind so aufgehängt, daß sie sich durch den Überdruck im Heizraum selbsttätig öffnen, durch einen etwaigen Überdruck im Aschfall ( bei ausströmendem Dampf) selbsttätig schließen (Sicherheitsklappen).

2. Feuerzüge mit Rauchkammer und Schornstein.

a)    Feuerzüge. Form und Art der Feuerzüge bei den verschiedenen Kesseltypen siehe Teil V.

Soll bei engrohrigen Wasserrohrkesseln eine dichte Wand von zwei Rohrreihen unmittelbar an einem Sammler beginnen, so füllt man den unvermeidlichen Spalt am Sammler durch einen eingeschobenen Blechstreifen mit Asbest aus. Den freien Zugquerschnitt bemißt man bei engrohrigen Wasserrohrkesseln auf etwa 20 % der Rostfläche. Bei Feuerrohrkesseln schiebt man zuweilen in die Feuerrohre schraubenförmig gewundene Flacheisenschienen (retarder), wodurch die Wärmeabgabe verbessert, allerdings auch die Reinigung erschwert wird.

Stärke. Sein

unterer Teil ist mit dem Kessel verschraubt und ragt verschiebbar durch die Rauchfangschlingen des Panzerdecks. Sein oberer Teil ist mit dem Panzerdeck verschraubt und ragt verschiebbar durch die Rauchfangschlingen des Oberdecks. Die Rauchfänge der einzelnen Kessel vereinigen sich oberhalb des

mm

b)    Rauchfang besteht aus Eisenblech von 3 bis 5

Panzerdecks ungefähr in der Höhe des Batteriedecks.

Unter dem Panzerdeck liegen im Rauchfang mehrere Rauchfangklappen, die sich von einer leicht zugänglichen Stelle im Heizraum, z. B. von der Kessel-front aus öffnen und schließen, sowie in verschiedener Lage feststellen lassen. Beim Keffelreinigen oder Feuerreinigen werden die Rauchfangklappen des betreffenden Kessels geschlossen, damit die Druckluft aus dem Heizraum nicht entweicht. Hierdurch wird bei Zylinderkesseln Leckagen an den Feuerbuchsenden vorgebeugt. Bei Zylinderkesseln ist der untere- Rauchfang nach den einzelnen Feuerungen getrennt, und jode Feuerung hat ihre besondere Rauchfan gklappe.

Die Rauchfänge sind im Innern durch Türen zugänglich. Zur Verringerung der Wärmestrahlung haben sie Mäntel von etwa 2 mm Stärke. Der Raum zwischen Rauchfang und zwischen dem fest in den Schiffskörper eingebauten Schacht mündet unter der Regenkrone und ist gegen den Heizraum durch Klappen abgeschlossen, bei deren Öffnung er als natürlicher Ventilator wirkt.

c) Schornstein hat unten etwa 4, oben etwa 3 mm Blechstärke und ist an den Schlingen des Schornsteinluks im Oberdeck festgenietet. Die früher angewendeten Scheidewände im Schornstein zur Trennung der in diesen Schornstein mündenden Kessel haben sich als entbehrlich erwiesen.

Zur Verringerung der Wärmestrahlung umgibt man den Schornstein mit einem bis unter die Regenkrone reichenden Mantel aus 2 mm starkem Eisenblech. Innerhalb des Schornsteinumbaues (Schornsteinschachtes), d. h. bis zum höchsten Deck (Aufbaudeck) ist etwa 70 bis 100 mm Spielraum zwischen Schornstein und Schornsteinmantel. Oberhalb des Schornsteinschachtes be-

trägt der Zwischenraum etwa 300 mm. Die äußere Konservierung des Schornsteins geschieht durch verschließbare Öffnungen im Schornsteinmantel.

Die zwischen Schornstein und Schornsteinmantel sich bildende heiße Luft zieht unter der Regenkrone ab. Diese Luftbewegung läßt sich durch die bereits erwähnten unteren Klappen des Schornsteinschachtes und durch kleine Klappen an den unteren Enden der Rauchfangmäntel vom Heizraum aus regulieren.

Die saugende Wirkung des Schornsteins beruht auf dem geringeren spezifischen Gewicht der Heizgase gegenüber der Atmosphäre, wächst also mit der Höhe des Schornsteins. Bei kaltem Kessel kann man den Zug durch ein im Schornsteinhals entzündetes Feuer aus Holz und Stroh einleiten. Eine leichte Neigung nach hinten fördert bei fahrendem Schiff den Schornsteinzug. AIs Schornsteinquerschnitt genügt bei natürlichem Zuge % der Rostfläche; für starke Forcierungen muß der Querschnitt größer sein. Die Schornsteinstage dürfen wegen der Ausdehnung des Schornsteins erst dann fest angezogen werden, wenn die Kessel voll in Betrieb sind.

Zur Erleichterung der äußeren Arbeiten am Schornstein (Anstreichen, Aufsetzen der Schornsteindeckel usw.) dienen Steigeisen und mehrere um den Schornstein herumlaufende Ringe aus Rundeisen. Fig. 29 stellt die Anordnung der Rauchfänge und Schornsteine der Dürr-Kesselanlage des großen Kreuzers „Roon" dar.

Rauchlose Feuerung. Der sichtbare Rauch ist Kohlenstoff, der bei der Zersetzung der aus den Kohlen entweichenden Kohlenwasserstoffe frei wird, und beträgt gewöhnlich höchstens 1% der gesamten Abgase. Der wirtschaftliche Vorteil der rauchlosen Verbrennung liegt also nicht in der Rauchverbrennung selbst, sondern in dem damit verbundenen guten Arbeiten der Feuerung.

Das Rauchen ist stets auf drei Ursachen Zurückzuführen: Entweder Mangel an Verbrennungsluft oder mangelhafte Mischung der Heizgase mit Verbrennungsluft oder zu niedrige Temperatur im Verbrennungsraum. Demnach hängt die Stärke des Rauches in erster Linie von der Bedienung ab.

Bei hoher Beanspruchung des Kessels oder bei knapp bemessener Feuerungsanlage ist jedoch auch bei der besten Bedienung eine rauchfreie oder rauchschwache Verbrennung nicht dauernd zu erzielen. In solchen Fällen hat man zur Verringerung des Rauches mit mehr oder weniger Erfolg besondere Einrichtungen angewendet, die entweder in einer eigenartigen, für die Mischung mit Luft besonders geeigneten Form der Feuerung und der Rostanlage bestehen, oder in einer direkten Zuführung von Luft oberhalb der Kohlenschicht unmittelbar nach jeder Beschickung. Auf mehreren Torpedobooten unserer Marine sind solche Einrichtungen probiert, und zwar:

a)    auf „S 37", VS 8" und „Sleipner" der Rost von Dieterle;

b)    auf „8 59" der Rost von Seidel;

c) auf „S 64" die Langen'sche Rauchverbrennung, Lieferant Marcotty

in Berlin.

Zu a und b. Die angestrebte Rauchverbrennung wurde zwar teilweise erzielt, jedoch sind die Roststäbe für den allgemeinen praktischen Gebrauch an Bord zu kompliziert. Bei dem Rost von Dieterle wurde auch die Höchstleistung nicht immer erreicht.

Zu c. Beim Offnen der Feuertür wird mittels Dampfdüse selbsttätig Luft über die Kohlenschicht geblasen, und etwa 1 Minute nach dem Schließen der Feuertür wird Dampf und Luft wieder selbsttätig abgestellt. Im allgemeinen gut bewährt, aber wegen Kompliziertheit keine Verbreitung in der Marine.

B. künstliche Zuführung der Verbrennungslust.

1. Allgemeine Wirkungsweise.

dem Verhältnis

ab. Dieses Verhältnis muß daher im allgemeinen

Die stündliche Kohlenverbrennung pro qm Rost beträgt bei natürlichem Schornsteinzuge etwa 80 kg und steigt bei der höchsten angewendeten Forcierung, d. h. bei einem Winddruck von etwa 60 mm Wassersäule, bis etwa 350 kg. Inwieweit dabei der Wirkungsgrad der Kessel abnimmt, hängt von Heizfläche

Rostfläche

um so größer sein, je stärker der Kessel forciert werden soll. Nimmt z. B. der Wirkungsgrad der Kessel von 0,6 auf 0,4 ab, was unter besonders ungünstigen Verhältnissen möglich ist, so verringert sich das Kesselgewicht pro kg Dampf in

der Sekunde im Verhältnis

80 - 0,6 350 - 0,4*

Der Kohlenverbrauch pro PSi und Stunde gibt kein genaues Bild über den Einfluß der Forcierung auf den Wirkungsgrad des Kessels, weil bei verschiedenen Forcierungsgraden der Dampfverbrauch pro PSi verschieden ist.

Erkennbar ist die Abnahme des Wirkungsgrades des Kessels auch an der Temperatur der Abgase im Schornstein, die bei natürlichem Schornsteinzuge etwa 300 bis 350° beträgt, bei den hohen Forcierungsgraden auf Torpedobooten aber zuweilen bis 700° steigt. Auf Kriegsschiffen ist eine so erhebliche Verschlechterung der Kohlenausnutzung gerechtfertigt, weil möglichste Gewichtsersparnis an der Kesselanlage notwendig ist, und weil hohe Forcierungen nur ausnahmsweise vorkommen und nur wenige Stunden dauern. (Vgl. Teil II, B.)

Geschieht die künstliche Zuführung der Verbrennungsluft in sehr mäßigen Grenzen, so bringt sie unter Umständen eine vollständigere Verbrennung und

dadurch eine Verbesserung der Kohlenausnutzung mit sich. Messung des Luftdruckes siehe Teil XIX, E.

Die praktisch zulässige Grenze des Luftdruckes vor dem Eintritt der Luft in die Feuerung beträgt bei Zylinderkesseln etwa 12, bei weitrohrigen Wasserrohrkesseln etwa 30, bei Lokomotivkesseln etwa 60 und bei engrohrigen Wasserrohrkesseln etwa 65 mm Wassersäule. Der früher bei engrohrigen Wasserrohrkesseln zuweilen angewendete Luftdruck von 100 mm Wassersäule hat sich als unzuträglich erwiesen.

Hohe Forcierung beeinträchtigt die Lebensdauer der Kessel, weshalb die erlaubte Forcierungsgrenze bei Lokomotivkesseln und engrohrigen Wasserrohrkesseln auf Schiffen im allgemeinen niedriger festgesetzt wird als auf Torpedobooten. (Vgl. Teil XX, A.)

2. praktische Ausführung.

a)    ^künstlicher Zug im Schornstein findet in der Marine nur noch auf Dampfbeibooten als Schornsteindurchblasevorrichtung Verwendung

und besteht in einem mitten im Schornstein nach oben gerichteten Dampfstrahl. Ein auf älteren Handelsschiffen zuweilen angewendetes Flügelradgebläse im Schornstein (Saugluftanlage von Ellis und Eaves) hat sich nicht bewährt, weil es unter der Wärme leidet und wegen der geringen Dichtigkeit der Heizgase verhältnismäßig groß sein muß.

b)    Unterwindgebläse ist auf allen Torpedobooten mit Lokomotivkesseln und auf Dampfbeibooten mit Feuerrohrkeffeln oder mit engrohrigen Wasserrohrkesseln verwendet. Für große Wasserrohrkessel eignet sich Unterwindgebläse nicht, weil die Bekleidung gegen den inneren Überdruck nicht hinreichend dicht hält.

Um ein Herausschlagen der Flamme beim Öffnen der Feuertür zu vermeiden, muß die Druckschachtklappe vorher geschlossen werden. Zur Sicherheit gegen vorzeitiges Öffnen der Feuertür ist diese mit der Druckschachtklappe verblockt. Durch Öffnen einer Klappe im Druckschacht des Ventilators kann man eine Ventilation des Heizraumes bewirken. Der Saugschacht erhält oben einen Ventilatorkopf oder jalousieartige Klappen und, falls erforderlich, Drahtnetze, um die Kreiselräder vor hineinfallenden Gegenständen zu schützen.

Fig. 30 stellt das Unterwindgebläse bei den Ersatzkesseln der Torpedoboote „8 66" bis „S 73" dar.

c)    Luftdruck in geschlossenen Heizräumen, bei allen Kriegsschiffen angewendet, gestattet ein gleichzeitiges Einführen von Luft durch den Aschfall, durch Löcher in der Feuertür und bei Wasserrohrkesseln außerdem von der Seite oder von hinten durch Löcher in der Ummauerung der Feuerung. Zugänglichkeit des luftdicht abgeschlossenen Heizraumes durch Schleusen, und zwar durch eine Tür oben und unten am Heizraumniedergang. Die untere Tür der Luftschleuse versieht man häufig mit einer Schieberöffnung, um durch

Druckausgleich zwischen Heizraum und Schleuse das Öffnen der Tür zu erleichtern.

Durch Einbau leichter Schotten wird der Heizraum möglichst verkleinert, um den Luftdruck schneller wechseln zu können. Hinter diesen Schotten muß für Luftwechsel gesorgt werden, da die Temperatur auf einzelnen Schiffen zuweilen bis auf fast 100° gestiegen ist.

Während der Dauer der künstlichen Luftzuführung findet ein ständiger Luftwechsel im Heizraum statt. Zur natürlichen Ventilation bei stillstehender Ventilationsmaschine dienen bei älteren Schiffen Panzergrätings im Panzerdeck außerhalb der Rauchfangdurchbrechung. Zur Vereinfachung und zum besseren Schutz der Heizräume sind diese Öffnungen bei unseren neueren Schiffen weggefallen. Beim Fahren mit natürlichem Zug zieht dann die heiße Luft durch die Zwischenräume zwischen Rauchfang und Rauchsangmantel ab, eventuell unter langsamem Mitlaufen der Ventilationsmaschine. Bei stillstehender Ventilationsmaschine dienen auch die Luftschächte derselben zur natürlichen Ventilation.

Für die Saugeschächte gilt das unter b Gesagte.

Fig. 31 stellt die Zuführung der Verbrennungsluft auf „Roon" dar.

d) Howden-Gebläse, häufig auf größeren Handelsdampfern verwendet, fördert hoch vorgewärmte Luft in die Feuerung. Da die Luft nur mit geringem Überdruck eintritt, so steigt die Verbrennung gewöhnlich nur auf 120, höchstens auf 150 kg Kohlen pro qm Rost und Stunde. Die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit beträgt etwa 5%. Die Luftvorwärmung erfolgt durch ein in den Rauchfang eingebautes vertikales Rohrsystem, das von den Heizgasen durchströmt, von der Luft umströmt wird. Die vorgewärmte Luft wird durch Gitterschieber und Klappen gewöhnlich zu beiden Seiten der Feuertür teils über, teils unter den Rost geleitet.

C. Glseuerung.

1. Feuerungseinrichtun gen.

a) Verbrennung des Gls. Die zur Verwendung kommenden Heizöle (vgl. Teil XIX) verbrennen nur in fein zerstäubtem oder vergastem Zustand. Zerstäubung geschieht in Zerstäubern oder Düsen entweder durch ein besonderes Zerstäubungsmittel (Dampf- oder Preßluft) oder ohne Zerstäubungsmittel lediglich durch Kompression und Ausströmung des komprimierten As in feinen Strahlen.

Vergasung geschieht durch Vergaser nach dem Prinzip einer Lötlampe. Vergasung (Petroleumgasfeuerung, Patent Ludwig Dürr) liefert eine sehr vollkommene Verbrennung (Versuche des Norddeutschen Lloyd in Bremerhaben im Jahre 1899), hat aber bei Schiffskesseln keine Verbreitung gesunden, hauptsächlich Wohl deshalb, weil die Verbrennung quantitativ beschränkt ist.

Zerstäubung mit Preßluft ist bezüglich der Verbrennung besser als Zerstäubung mit Dampf (Versuche in unserer Marine) und hat vor der Dampf-zerstäubung den großen Vorzug, daß Dampfverluste vermieden werden, ist aber wieder aufgegeben wegen der Kompliziertheit (besondere Luft-Pretzpumpen).

Zerstäubung durch Dampf ist in unserer Marine bis etwa 1903 auf Neubauten eingebaut und hat sich gut bewährt. Seit etwa 1903 ist die Dampfzerstäubung System Cuniberti verdrängt durch die Kompressionszerstäubung System Körting, bei der ebenso wie bei der Luftzerstäubung keine Dampf-verluste entstehen.

Fig. 32 zeigt einige wichtigere Düsenformen.

Die bei Dampfzerstäubung in unserer Marine allgemein verwendete Cuniberti-Düse besteht aus einem Dampf- und einem Ölrohr, deren Mündungen sich rechtwinklig schneiden, so daß das Öl sofort beim Austritt vom Dampfstrahl erfaßt wird. Das Schutzrohr schützt die eigentliche Düse gegen das Kohlenfcucr. Ein Doppelhahn sorgt dafür, daß das Ölrohr vor dem An-und nach dem Abstellen mit Dampf durchgeblascn wird. Dies ist nötig, um ein Verschmutzen der Düsen durch Zurückbleibendes und sestbrennendes Öl zu verhüten. Die dargestellte Cuniberti-Düse verbrennt 50 bis 70 kg Öl bei einem Zerstäuberdampfdruck von etwa 1,5 kg und mit einer Flamme von 1,5 bis 2 m Länge.

Die Luftdüse von Schichau ist nur vorübergehend auf dem Torpedoboot „8 81" bei Versuchen mit Zerstäubung durch Luftdruck verwendet. Sie lieferte eine gute, kurze Flamme, neigte aber infolge ihrer komplizierten Zusammensetzung zu Verunreinigungen, weshalb öfters ein Bewegen des inneren Rohres mittels des Handgriffes erforderlich war.

Die Körting-Zentrifugaldüse wird in unserer Marine bei allen Ölfeuerungsanlagen mit Kompressionszerstäubung verwendet. Im Heizraum stehende Ölpumpen erzeugen etwa 6 kg hohen Kompressionsdruck. Durch die eingesetzte Schraubenspindel wird das Öl in kreisende Bewegung versetzt, so daß das zerstäubte Öl in kegelförmigem Strahl die Düse verläßt. Die Düse ist durch Bügel und Preßschraube in dem am Kessel befestigten Ölzuführungsstutzen gehalten, läßt sich also leicht herausnehmen. Jede Düse hat eine Dampfdurchblasevorrichtung. Gewöhnlich wird über jeder Feuerung ein Kompressionszerstäuber von etwa 100 kg Ölverbrauch bei 4,5 kg Zerstäuberdruck eingebaut.

b) Zuführung des Gls.

Bei Dampfzerstäubung mit Cuniberti-Düsen muß das Öl unter konstantem hydrostatischen Druck, dessen Größe zu

der Düsenmündung passen muß und in unserer Marine durchschnittlich etwa 2 m Olsäule beträgt, den Düsen zufließen. Man erreicht dies durch Öldruckkästen, in denen der Ölstand durch Schwimmer selbsttätig aws gleicher Höhe gehalten wird. Der Schwimmer wirkt auf eine Absperrvorrichtung in dem Ölzuflußrohr nach dem Druckkasteu. Bei kleinen Anlagen ist dieses Rohr das Druckrohr der aus den Ölzellen saugenden Ölpumpen, bei großen das Abflußrohr eines höher gelegenen Zentraldruckkastens.

Heizschlangen in den Druckkästen sorgen nötigenfalls sllr die erforderliche Dünnflüssigkeit des Öls. Auf dem Wege von den Ölzellen zur Pumpe passiert das Öl einen Saugefilter. Bei Kompressionszerstäubung passiert es außerdem einen zwischen Vorwärmer und Düsen eingeschalteten Druckfilter. Die mit Kesseldampf geheizten Vorwärmer können das Öl auf 120° vorwärmen. Sauge- und Druckfilter sind zweiteilig und zum Umschalten eingerichtet.

c)    Feuerungseinrichtung bei reiner Glfeuerung. Verwendung reiner Ölfeuerung in unserer Marine nur auf den Torpedobooten „S 50" bis „S 57" in Verbindung mit Lokomotivkesseln. Rost und Aschfall sind durch eine Sohle aus feuerfesten Steinen ersetzt. Feuerbrücke ist beibehalten, um durch ihre Weißglut zur Vollständigkeit der Verbrennung beizutragen. Einführung der Ölflamme zugleich mit der Verbrennungsluft unterhalb der Kesselstirnwand, aber nicht direkt an der Kesselfront, sondern in einem etwa % m langen Vorbau aus feuerfesten Steinen. Der Vorbau ist nötig, weil die

* Länge der Feuerbuchsen für die Entwickelung der vereinigten Ölflamme sämtlicher Düsen (etwa 20 Stück) bei voller Leistung nicht ausreicht. Die Feuertüren bleiben während des Betriebes geschlossen. Bei tadelloser Beschaffenheit der Düsen und bei genauer Regulierung von Winddruck und Zerstäuberdampfdruck brennen diese Ölfeuerungen rauchfrei.

d)    Feuerungseinrichtung bei gemischter Feuerung. Die über das Kohlenfeuer hinwegstreichenden Ölflammen (für jede Feuertür 2 bis 3 Düsen) dienen nur zur Unterstützung des Kohlenfeuers^ weshalb die Einrichtungen für Kohlenfeuerung ungeändert bleiben. Ein Betrieb der Ölfeuerung ohne gleichzeitiges Kohlenfeuer ist zwar möglich, reicht aber nur für geringe Maschinenleistnng aus. Anordnung der Düsen oberhalb der Feuertür, bei Zylinderkesseln in dem Feuertürrahmen, bei Lokomotivkesseln in hohlen Stehbolzen, bei Wasserrohrkesseln in der gemauerten Stirnwand.

e)    Zuführung der verbrennungsluft bedarf bei reiner Ölfeuerung einer sehr genauen Regulierung, damit die Verbrennung einerseits rauchfrei, anderseits wirtschaftlich geschieht. Ferner muß bei reiner Ölfeuerung die Luftzuführung sehr gleichmäßig (Leitbleche) geschehen, damit keine Vibrationen in der Feuerbuchse entstehen. Bei gemischter Feuerung ist wegen der Kohlenbeschickung ein rauchfreies Fahren unmöglich.

Fig. 33 zeigt die gemischte Feuerungsanlage an den Dürr-Kesseln des großen Kreuzers „Prinz Adalbert".

2. Versuchsergebnisse und wert der Glfeuerung.

a) Versuchsergebnisse mit reiner Glseuerung. Die ersten Versuche dieser Art wurden mit dem Torpedoboot „S 22" ausgeführt. Wegen des reichlich großen Kessels bei dieser Bootsserie haben die Ergebnisse keine allgemeine Bedeutung. Maßgebender sind die späteren Versuche mit „S 54", die folgendes Ergebnis hatten:

Umdrehungen PSi

Ol pro PSi und Stunde

Zerstäuberdampf- Zerstäuber- Winddruck verbrauch in % dampfdruck Wassersäule vom Ol

kg

mm

Düsen

zahl

295

1331

0,76

29

225

577

0,76

34

150

156

1,14

37

CO    t-T

O O CD

22

6—7

2—3

„S 64" hatte Düsen, System Cuniberti. Der angegebene Zerstäuberdampfdruck bezieht sich auf das gemeinschaftliche Zerstäuberdampfrohr.

Folgende Tabelle gibt einen Vergleich zwischen zwei gleichen Torpedobooten mit Öl- und Kohlenfeuerung:

Schiffs-g esch windig Leit

Umdrehungen

Sm

Kohlenverbrauch pro PSi und Stunde „S 50“

Ölverbrauch pro PSi und Stunde

„S 54“

12

166

1,16

1,02

14

197

1,11

0,80

Hiernach ist bei langsamer Fahrt der Ölverbrauch nicht viel geringer als der Kohlenverbrauch, was sich durch die schlechte Verteilung der wenigen Ölflammen auf das ganze Feuerrohrsystem erklärt. Dieser Nachteil fällt fort bei größeren Anlagen, wo man die Zahl der betriebenen Kessel nach Bedarf ändern kann. Da beide Boote ganz gleich gebaut sind und bei der Probefahrt nebeneinander fuhren, so sind vorstehende Zahlen einwandfrei. Die Versuche wurden mit Braunkohlenteeröl ausgeführt.

Während der Indienststellung wurden folgende Vergleichsresultate

erzielt:

Schiffsgeschwindigkeit

Sm

Kohlenverbrauch pro Stunde „S 50“

Ölverbrauch pro Stunde „S 54“

10

190

140

12

240

175

Wenn diese Zahlen auch keinen Anspruch auf Genauigkeit machen können, so bestätigen sie doch die große Überlegenheit der reinen Ölfeuerung in bezug auf den Verbrauch.

Zu einer rauchfreien Verbrennung tragen bei:

Reinheit der Düsen, gleichmäßiger und richtiger Winddruck und Zerstäuberdruck, wenig Wind, wenig Seegang, hoher Barometerstand, Vermeidung von Düsenwechsel. Je mehr diese Bedingungen zusammentreffen, desto leichter erzielt man eine rauchfreie Verbrennung.

Mit der reinen Ölfeuerung auf dem Panzerschiff „Siegfried" wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Art der Fahrt

Um-

drehun-

PSi

gen

Ol pro PSi und Stunde

kg

Zerstäuberdampf in % von Ol

Zer

stäuber

druck

kg

Winddruck in Wassersäule mm

Düsen-

zahl

6 Stunden forciert. 8 Feuerungen. .

24 Stunden, 4Feuerungen ......

141

78

4914

0,79

40

2,0

30

64

766

0,94

85

1,5

6—7

Beim Umbau der „Siegfried"-Klasse sind die Lokomotivkessel mit reiner Ölfeuerung durch engrohrige Wasserrohrkessel mit gemischter Feuerung ersetzt.

Die Körting-Zentrisugal-Zerstäuber haben bei Versuchen mit reiner Ölfeuerung auf „S 52" weniger wirtschaftlich gearbeitet wie die Cuniberti-Düsen; da jedoch bei uns reine Ölseuerung nicht mehr gebaut wird, so kommt dies bei Einführung der Kompressionszerstäubung nicht in Betracht.

b) versuchsergebnisse mit gemischter Feuerung. Umfangreiche Versuche wurden zuerst mit dem Torpedoboot „S 53" ausgeführt.

Hauptergebnisse:

Art der Fahrt

Schiffs

geschwindigkeit

Brennmaterials) erbrauch pro PSi und Stunde

Sm

Ol

Kohlen

Nur mit Ol . . Nur mit Kohlen Gemischt ....

14

14

14

1,0

1,1

Ol + Kohlen = 1,02

Der wesentlich höhere Verbrauch an Öl gegenüber dem gleichen Boot „S 54" (1,0 gegen 0,8) beruht auf der schlechteren Wirkung der Ölffamme infolge des fehlenden Vorbaues, denn die Düsen bei „S 53" lagern in hohlen Stehbolzen der Kessel-Stirnwand.

Die gemischte Feuerung in den engrohrigen Wasserrohrkesseln des Torpedobootes „S 42" ergab im Mittel folgendes:

Schiffs

geschwindigkeit

Brennmaterialverbrauch pro PSi und Stunde

Kohlenfeuerung

Olfeuerung

gemischte Feuerung

Th 01

1-1 tH

O tH Ol Th

1,27

1,29

1,85

1,48

Hiernach wirken bei engrohrigen Wasserrohrkesseln die Ölflammen viel unvorteilhafter als bei Lokomotivkesseln.

Spätere Versuche auf „Hagen" nach erfolgtem Umbau bestätigen dies. In den Zylinderkesseln auf „Weißenburg" ergab die gemischte Feuerung

folgendes:

Urndrehungs-

zahl

PSi

Zahl der betriebenen Kessel

Brennmaterialverbrauch pro PSi und Stunde

Ol

Kohlen

Summe

72

2526

91

5169

CO CO

0,664

0,543

0,248

0,152

0,812

0,695

Hiernach haben Zylinderkessel die günstigsten Ergebnisse mit gemischter Feuerung gehabt.

c) Bedeutung der Olfeuerung für Kriegs- und Handelsschiffe. Reine Ölfeuerung hat folgende Vorteile vor der Kohlenfeuerung: Einfachere und leichtere Bedienung der Kessel und Fortfall des Kohlentrimmens, daher Entlastung des Heizerpersonals und Verringerung der Heizerzahl, die Möglichkeit, gleichmäßiger und längere Zeit hindurch zu forcieren, da das Reinigen der Roste wegfällt und die höhere Forcierung auf die Beanspruchung der Heizer wenig Einfluß hat, größerer Aktionsradius infolge der größeren Heizkraft des Öls und infolge der Möglichkeit, die Doppelbodenzellen auszunutzen, schnellerer Wechsel in der Dampferzeugung durch An- und Abstellen von Düsen ohne Schädigung der Kessel, daher größere Sparsamkeit beim Manövrieren (Vermeiden des Abblasens), Fortfall oder Verringerung des Rauchens, leichtes Übernehmen des Öls in das Schiff, Fortfall des Überbordwerfens von Asche, da das Öl fast ohne Rückstände verbrennt.

Wegen des hohen Preises und der schwierigen Beschaffung muß die reine Ölfeuerung auf solche Schiffe beschränkt bleiben, die dauernd in Gewässern fahren, wo Öl billig zu haben ist und die Kohlen teuer und schlecht sind, also hauptsächlich Ostasien. Bei Kriegsschiffen spricht auch der Fortfall des Kohlenschutzes gegen die reine Ölfeuerung.

Gemischte Feuerung hat die Vorteile der reinen Ölfeuerung in beschränktem Maße. Hauptsächlich kommt in Betracht: Längeres Durchhalten der Forcierung, größerer Aktionsradius, leichteres Wechseln in der Dampferzeugung. Da aber auch bei gemischter Feuerung wegen der Kosten nur ausnahmsweise Öl zu Hilfe genommen wird, so ist nur die Erhöhung des Aktionsradius von wirklicher Bedeutung. Hierfür genügt es aber,. wenn nur ein Teil der Kessel mit einer Hilssölfeuerung versehen wird, wie es auch auf unseren Neubauten geschieht.

Bei Zylinderkesseln ist die Ölfeuerung mit Vorsicht anzuwenden, da nach Erfahrungen in unserer Marine durch die Ölflammen leicht Leckagen an den Feuerbuchsen entstehen. Die in unserer Marine vorhandenen Ölfeuerungen an Zylinderkesseln sind deshalb so verkleinert, daß jede Feuerung nur 1 Düse erhält, die etwa 30 kg Öl pro Stunde verbrennt.

Als allgemeiner Nachteil aller Ölfeuerungen ist die Schwierigkeit der öldichten Aufbewahrung an Bord und die Bildung von äußerst lästigen Öldünsten im Falle von Undichtheiten zu bezeichnen. Dieses ist besonders bei den nachgiebigen Verbänden der leicht gebauten Torpedoboote fühlbar geworden.

D. Kesselarmatur.

1. Kblatzvorrichlungen.

a)    Dampfabsperrventil. Kesscldruck wirkt auf Öffnen. Ventil sitzt häufig auf der Spindel verschiebbar, so daß bei Überdruck im Dampfrohr (Kesselhavarie) der Kessel selbsttätig abgesperrt wird. Inneres Dampfentnahmerohr mit siebartigen Löchern, um trockenen Dampf zu entnehmen. Öffnen und Schließen des Ventils vom Heizerstand aus. Schließen, jedoch nicht Öffnen, auch vom Panzerdeck, bei Torpedobooten vom Oberdeck aus, für den Fall einer Gefahr. Eine Skala am Ventil zeigt den Grad der Öffnung an. Material gewöhnlich Stahlformguß, an den Dichtungsflächen Bronze.

Hilfsabsperrventile sind ebenso gebaut wie die Hauptabsperrventile, auf neueren Kriegsschiffen mit Wasserrohrkesseln sind sie aber nicht vorhanden, da eine Hilfsdampfrohrleitung in den Heizräumen fehlt. Fig. 34 stellt das Kesselabsperrventil eines kleinen Kreuzers in Verbindung mit dem Kesselsicherheitsventil und Gelenkstopfbuchse dar, Fig. 35 das Absperrventil eines Torpedobootes mit einer einfachen Rohrstopfbuchse, Fig. 36 den Ventilkasten der Hilfsabsperrventile eines älteren Torpedobootes mit Lokomotivkessel.

b)    Aesfelausblase- und Schaum-Kbblaseventile. Ersteres steht durch ein Rohr mit der tiefsten Stelle des Kessels in Verbindung, letzteres mit

der Oberfläche des niedrigsten Wasserstandes, wo das innere Abschäumrohr in einem Schaumtrichter endigt. Von beiden führt ein Rohr nach einem Bodenventil im Heizraum. Wegen der schädlichen Erschütterungen des Kessels sind beide Ventile vorsichtig zu benutzen. Aus demselben Grunde wird das Ausblaseventil bei Feuerrohrkesseln zuweilen ganz fortgelassen, so daß ein Entleeren nur durch Auspumpen möglich ist.

c) Salinoineterhahn dient meist zugleich zum Anschrauben des Druckschlauches bei Kesseldruckproben.

2. Speisevorrichtungen.

a)    Speiseventil. Jeder Kessel hat Zwei voneinander unabhängige Speisevorrichtungen, also auch zwei Speiseventile. Jedes Speiseventilgehäuse enthält zwei hintereinander geschaltete, selbsttätige Rückschlagventile, die durch den Pumpendruck gehoben werden und -von denen das dem Kessel zunächst liegende im Hub regulierbar und auch ganz absperrbar ist.

Bei den empfindlichen Feuerrohrkesseln muß das Wasser durch ein inneres Speiserohr so geleitet werden, daß es nicht direkt auf eine Wandung trifft, die durch etwa mitgeführte Fettsäuren angegriffen wird, und daß es sich in einer möglichst großen Wassermenge verteilt und keine lokale Abkühlung des Kessels verursacht.

Fig. 37 stellt das Speiseventil eines Wasserrohrkessels dar. Da das Ventil an dem hochgelegenen Dampfsammler sitzt, ist ein Gestänge für die Bedienung erforderlich.

b)    Speis ero aff erregter hält mittels Schwimmer und Regulierventil selbsttätig den Wasserstand auf konstanter Höhe und ist bei allen Wasserrohrkesseln Zweckmäßig oder erforderlich, weil wegen der Kleinheit des Wasserinhaltes und der Wasseroberfläche die Regelung des Wasserstandes von Hand zu mühsam wäre.

Bei dem Belleville-Kessel liegt Schwimmer und Regulierventil in einem mit dem Kessel kommunizierenden Gehäuse. Bei den andern Wasserrohrkesseln unserer Marine liegt der Schwimmer im Dampfsammler und das Regulierventil in einem mit dem Dampfsammler kommunizierenden Ventilgehäuse, und zwar zwischen Speiseventil und Dampfsammler. Das Regulierventil ist entlastet. Beim Versagen des Reglers kann man das Speisewasser durch ein Umgehungsventil direkt in den Dampfsammler leiten.

Eine Verstellbarkeit der relativen Lage von Schwimmer und Regulierventil zur Berücksichtigung der verschiedenen Forcierungsgrade ist später als unnötige Komplikation fortgelassen.

Bei ganz geöffnetem Regulierventil (etwa 6 qmm Durchgangsquer-fchnitt pro qm Heizfläche) soll der Schwimmer in Höhe des niedrigsten Wasser»

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aufl.

standes liegen. Zwischen höchster und tiefster Schwimmerstellung liegen etwa 100 mm. Das Gegengewicht bemißt man so, daß der Schwimmer bei unbelastetem Ventil halb «eintaucht.

Fig. 38 stellt das Regulierventil für engrohrige Wasserrohrkessel dar, Fig. 39 die Anordnung der gesamten Armatur bei den Thornycroft-Schulz-Kesselu des kleinen Kreuzers „Königsberg".

In der letzten Figur bedeuten:

a Dampfabsperrventil; b Sicherheitsventile; c Wasserstandsglasapparate: d Speisewasserregler; e Speiseventile; f Probierventile; g Manometerventile ; h Schaumabblaseventil; i Stutzen für Kontrollmanometer; k Luft-ventil; 1 Schwimmer; m Dampsentnahmerohr; n inneres Abblaserohr.

3. Sicherheitsvorrichtungen.

a) Manometer (Siehe Teil XIX, E.) Die beiden Verbindungsrohre zwischen jedem Doppelmanometer und dem Kessel zweigen von verschiedenen Stellen des Dampfraumes ab und sind durch je einen Hahn ab-sperrbar.

b) Masserstandsglasapparate. Jeder Kessel erhält zwei Apparate.

Beim Belleville-Kessel sitzt ein Apparat am Kessel, der andere am Regler. Die Abschlußvorrichtungen sitzen direkt am Kessel und haben für den Fall des Springens des Glases Züge, deren Bedienung ohne Gefahr des Verbrühens möglich ist. Außerdem sind zum Schutze des Personals die Wasserstandsgläser von metallenen Schutzhülsen mit schmalem Beobachtungsspalt umgeben, oder sie haben nach dem Heizerstand zu eine halbkreisförmige Schutzwand aus dickem Glas mit eingegossenem Drahtgeflecht. Schließlich wird zuweilen das Ausströmen von Dampf durch selbsttätigen Kugelverschluß verhindert.

Wasser im Glase sichtbar

mm

Sind zwischen den Abschlußvorrichtungen am Kessel und dem Glas längere Rohre erforderlich, so sind diese gut zu bekleiden, damit nicht infolge von Abkühlung und größerem spezifischen Gewicht des kälteren Wassers ein zu niedriger Wasserstand angezeigt wird. Die Wasserstandsgläser macht man im allgemeinen so lang, daß bei einer Schiffsneigung von 8° und bei dem niedrigsten gesetzlich zulässigen Wasserstand noch 50 bleiben. Die Stutzen sind zum Durchstoßen eingerichtet; der untere Stutzen hat einen Durchblasehahn. Die Abschlußhähne dichtet man am besten mit Asbest, da sie dann nicht festbrennen und sich leicht bewegen lassen.

Der in unserer Marine eingeführte Wasserstandsglasapparat Patent Maaß ist in Fig. 40 dargestellt. Der wesentliche Vorteil dieser Konstruktion besteht in dem einfachen Auswechseln des Glases, das mit den bronzenen, metallisch gegen die Stutzen dichtenden Fassungen herausnehmbar ist. Auf neueren Schiffen hat der Apparat selbsttätigen Kugelabschluß.

c)    Wasserstandsprobierhähne. Gesetzlich sind zwei Stück vorgeschrieben, der untere in der Höhe des niedrigsten Wasserstandes, der obere am Dampfraum. Schiffskessel haben gewöhnlich zwischen diesen Hähnen noch einen dritten in Höhe des normalen Wasserstandes.

d)    Sicherheitsventile. Jeder Kessel hat zwei Sicherheitsventile mit direkter Federbelastung. Indirekte Federbelastung nur bei Bootskesseln. Die Sicherheitsventile haben ein besonderes Ventilgehäuse oder sitzen am Gehäuse des Dampfabsperrventiles, im ersteren Falle besonderes inneres Zuleitungsrohr gegen Mitreißen von Wasser.

Die Sicherheitsventile müssen vom Heizraum aus gut kontrollierbar sein; sie müssen den Grad der Öffnung erkennen lassen, und sie müssen vom Heizraum aus lüftbar und feststellbar sein.

Beide Bewegungen können in eine Spindel vereinigt werden. Die Feststellvorrichtung gestattet ein Auswechseln der Federn während des Betriebes. Fig. 34 zeigt die Ausführung eines neueren Sicherheitsventils.

e) Feuerlöschdüsen, angewendet bei Lokomotiv- und Wasserrohr-

kesseln. Die neueren Düsen sind als Dampfstrahlapparate gebaut, die den Dampf aus dem Kessel, das Wasser von außenbords erhalten, und deren Anstellvorrichtung so wirkt, daß zuerst Dampf, darauf Wasser durchtritt. Die Düsen müssen so geschützt liegen, daß sie nicht verbrennen, am besten in gußeisernem Rohr mit inneren Rippen (Luftzirkulation).

4. Reinigungsvorrichtungen.

Mannlöcher möglichst elliptisch (300 • 400 mm), dreieckig nur da, wo es der Raum erfordert, zuweilen an der Kesselstirnwand der Zylinderkessel. In zylindrischen Wandungen angebrachte Mannlöcher legt man mit ihrer großen Achse quer zum Zylinder, um die Zylinderwand möglichst wenig zu schwächen. Die unvermeidliche Schwächung wird durch den aufgenieteten Verstärkungsring ausgeglichen.

Wasserrohrkessel haben ein Mannloch an einem Ende des Dampfsammlers in dem gewölbten Boden. Engrohrige Wasserrohrkessel haben außerdem an jedem weiten Wassersammler ein Mannloch in dem vorderen gewölbten Boden.

Dichtung der Mannlochdeckel durch Tucks oder Asbest, welches nach beiden Seiten gegen Herausdrücken gesichert ist.

Schlammlochdeckel bei allen Kesseln an den tiefsten Stellen. Die Bolzen der unteren Mann- und Schlammlochdeckel muß man durch Schutzkappen vor Beschädigungen schützen.

5. Vorrichtungen für Tenrperaturausgleich und Wasserumlauf

bewirken bei Zylinderkesseln eine Verringerung der Spannungen zwischen den einzelnen Kesselteilen, ermöglichen ein schnelleres Anheizen und vermeiden die Frischwasserverluste durch Ausblasen der unteren kälteren Wasserschichten beim Anheizen.

a)    Temperaturausgleicher von Howaldt besteht in einer kupfernen Heizschlange im tiefsten Teil des Wasserraumes. Das Kondenswasser wird nach dem Kondensator oder Speisewasserraum entwässert. Einfluß auf das Anheizen siehe Teil XX.

b)    Hydrokineter (Dampfdüsen), unten im Kessel oder mit Saugerohr nach dem unteren Wasserraum, bewirkt lebhaften Umlauf unter gleichzeitiger Mischung des Dampfes mit dem Wasser.

c)    Umpumpen des Wassers, und zwar entweder: Zentrifugalpumpe saugt das Wasser aus dem Wasserraum und drückt es in den Dampfraum, oder:

Dampfpumpe saugt das Wasser aus dem Kesselausblasehahn (Ventil) und -drückt es in das Speiseventil.

d)    Apparat von Lraig. Speisewasser tritt durch eine hinter dem Speiseventil eingeschaltete Düse, deren Saugerrvhr auf den Boden des Kessels reicht.

Bei den Zylinderkesfeln unserer Marine sind teils die Temperaturausgleicher von Howaldt, teils Hydrokineter in Gebrauch.

Teil VII.

Hauptmaschinenteile.

A. Vampszylinder.

1. Zqlinderkörper mit Schieberkasten.

Zylinder mit Zylinderboden und Schieberkasten in einem Stück aus Gußeisen, Zylinderdeckel und Schieberkastendeckel aus Stahlformguß, mit äußeren radialen Rippen. Zylinderböden erhalten runde Einsätze für Kolbenstangenstopfbuchse und, falls der Platz ausreicht, daneben noch ein Mannloch, im anderen Falle möglichst große Schaulöcher. Zylinderdeckel erhalten Einsätze

von etwa 400 mm Durchmesser, um ohne Abnahme des ganzen Deckels von oben an den Kolben gelangen zu können. Stopfbuchsen sind hier auf Kriegsschiffen entbehrlich, da das Panzerdeck keine Kolbenführungsstange zuläßt. Zylinder-und Schieberkastendeckel erhalten nötigenfalls übergreifende Ränder zum Festhalten der Packung.

Schieberkasten für Rundschieber versieht man an beiden Eintrittskanälen mit einem Schauloch zur Kontrolle der Schieberstellungen. Stopfbuchsen für Kolben- und Schieberstangen haben Vorrichtung zum gleichmäßigen Anziehen und werden bei neueren Maschinen häusig mit Metallpackung versehen, können aber auch mit weicher Packung (Asbest) verpackt werden. Versteifung der Zylinder- und Schieberkastenwände durch Rippen und Anker.

Bohrung des Zylinders an beiden Enden vertieft. Kolbenliderung läuft einige mm über diese Vertiefung, so daß Ansatzbildung vermieden wird. Überlaufen darf nicht zu weit gehen, damit kein Zusammendrücken der Kolbenliderung durch den Dampf entsteht.

Bei ganz kleinen Maschinen (Hilfsmaschinen, Bootsmaschinen) werden alle Zylinder- und Schieberkasten in einem Stück gegossen, bei größeren Maschinen bildet jeder Zylinder mit seinem Schieberkasten ein besonderes Gußstück. Die Verbindung dieser Gußstücke hängt von der Größe der Maschine und von der Anordnung der Schieberkasten ab, ob in der Mitte der Maschine oder seitlich. Eine vollkommen starre Verbindung ist nur bei kleineren Schiffsmaschinen üblich; bei größeren bestehen die Zwischenkammern (Receiver) zwischen den Schieberkasten aus Rohren, deren ein Ende in einer Stopfbuchse endigt.

Fig. 41 zeigt den AID.-Zylinder des großen Kreuzers „Fürst Bismarck", Fig. 42 den ^v.-Zylinder des kleinen Kreuzers „Königsberg".

2. Einsatzzylinder und Dampfmantel.

Bedeutung des Dampfmantels für den indizierten Wirkungsgrad der Maschine siehe Teil II, B.

Der Arbeitszylinder ist unten mit Flansch dampfdicht im äußeren Zylinder festgeschraubt, oben ist er stopfbuchsenartig gedichtet zwecks freier Ausdehnung bei Erwärmung. Dichtungsmaterial ist Asbest oder Kupferringe oder beides. Bei kleinen Zylindern wird der Arbeitszylinder auch ohne Stopfbuchse an beiden Enden fest eingepreßt oder durch Schrumpfen gehalten. Aus Gewichtsrücksichten sind bei neueren Kriegsschiffsmaschinen keine Einsatzzylinder üblich.

3. Zylinderarmaturen.

a) Sicherheitsventil an beiden Zhlinderenden als Schutz gegen Wasserschlag. Gegen ausspritzendes Wasser Schutzhaube aus Kupfer oder

Bronze. Federbelastung entspricht etwa dem 1,2 fachen des höchsten im Zylinder vorkommenden Druckes. Fig. 43.

b)    fjanb* ober Hülfsschieber am MD.= und Nv.-Zylinder, als Rund- oder Flachschieber ausgeführt. Bewegungsrichtnng des Hebels stimmt überein mit beabsichtigter Bewegung des Dampfkolbens. Der Hilssdampf wird dem Hauptdampfrohr entnommen. Fig. 44.

c)    Inbikatoreinrichtung an allen Zylindern sowie am MD.= und Nv.-Schieberkasten. Bohrung des Dreiwegehahnes 16 mm. Die Rohre vom Dreiwegehahn nach beiden Zylinderenden müssen gut bekleidet sein. Figur 45.

d)    Llusblasehähne an den tiefsten Stellen der Zylinderböden und Schieberkasten. Xv.-Zylinder erhalten mehrere, meistens vier am Zylinderboden verteilte Ausblasehähne. Die Ausblaserohre münden in den Kondensator. Absperrbare Rückschlagventile in den Ausblaserohren hindern den Übertritt von einem Zylinder oder Schietberkasten in einen anderen, falls mehrere oder sämtliche Zylinder und Schieberkasten gleichzeitig ausgeblasen werden.

e) Schmiervorrichtungen stehe Teil XIX, C.

B. Abertragung der Dampfkraft aus die lturbelwelle.

1. Dampfkolben und Kolbenstange.

a)    Kolbenkörper besteht bei Frachtdampfermaschinen und dergleichen aus Gußeisen (Hohlguß), bei leichter gebauten Handelsdampfermaschinen und bei Kriegsschiffsmaschinen aus Stahlformguß (einwandig) und bei Torpedobootsmaschinen häufig aus geschmiedetem Stahl. Die Kolbennabe hat äußeres Gewinde zum Aufschrauben der Vorrichtung (Bügel) zum Lösen der konisch eingesetzten Kolbenstange. Die Wandstärke ist in der Nähe der Nabe am größten, entsprechend der größeren Biegungsbeanspruchung.

b)    Kolbenliberung besteht aus einem oder mehreren gußeisernen Ringen, die an einer Stelle aufgeschnitten sind und federnd gegen die Zhlin-derwand drücken. Im Uv.- und Mv.-Zylinder, wo die Dampfschmierung wegen der geringeren Dampfseuchtigkeit weniger gut ist, wird die Federung noch besonders begrenzt, sobald die Ringe leicht anliegen.

Breite Kolbenringe werden schräg aufgeschnitten und durch ein sogenanntes Schloß gedichtet; schmale Ringe werden gewöhnlich im Winkel aufgeschnitten, so daß die entstehende Überlappung den Dampfdurchtritt hindert. Früher wurden in unserer Marine nur einfache, breite Kolbenringe verwendet. Nachteil: Die Dampfschmierung wirkt unter Umständen nur auf einen Teil der Ringbreite, und der Ring läuft stellenweise trocken, wodurch Brummen der Kolben und Riefenbildung auftreten kann. Abhilfe durch mehrere um den

Kolbenring herumlaufende Schmiernuten (vgl. Berling, Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1900, S. 1405). Breite Kolbenringe werden außer ihrer eigenen Federkraft noch durch hintergelegte Kolbenfedern gegen die Zylinderwand gedrückt. Den oberen Abschluß der Kolbenliderung bildet der mit bronzenen Muttern befestigte Kolbendeckel.

Auf unsern neueren Schiffen haben nur MD.= und ^v.-Kolben breite Kolbenringe, Lv.-Kolben dagegen die auf Handelsschiffen sehr viel verwendete und für jeden Dampfdruck verwendbare Ramsbottom-Dichtung, bestehend aus drei oder vier nur durch eigene Federkraft dichtenden schmalen Kolbenringen, die exzentrisch geformt und an ihrer schwächsten Stelle aufgeschnitten sind. Die Ramsbottom-Ringe sind entweder direkt in Rillen des Kolbenkörpers eingelegt oder in eine besondere Fassung.

Bei den Kolben der Hilfsmaschinen legt man hinter den gußeisernen Liderungsring (zuweilen auch zwei übereinander) eine einfache ringförmige Spannfeder.

Vorstehende Kolbenliderungen sind in Fig. 46, Fig. 47 und Fig. 48 dargestellt.

Die sonst ebenfalls viel verwendete Buckley-Dichtung findet sich in unserer Marine nicht.

c) Kolbenstange aus Tiegelstahl geschmiedet, besteht bei kleineren Maschinen aus einem Stück mit dem Kreuzkopf, bei größeren ist sie konisch eingesetzt. Sie wird zur Vermeidung von Riefenbildung aus hartem Material gefertigt.

d) Linearer Spielraum in den Totlagen wird wegen des allmählichen Sinkens des Gestänges gewöhnlich unten etwa 3 mm größer gemacht als oben, und beträgt bis zu 1 m Zylinderdurchmesser im Mittel 5 bis 10 mm, zwischen 1 und 2 m Zylinderdurchmesser im Mittel 10 bis 18 mm.

2. Geradführung.

a) Gleitbahn. Eine Platte aus besonders hartem Gußeisen wird auf den gegossenen Zhlinderständer oder, falls die Maschine nur auf geschmiedeten Säulen steht, auf ein besonderes, am Dampfzylinder und an den Säulen befestigtes Gußstück mit Hohlraum ausgeschraubt. Letzterer dient zum Durchfluß von Kühlwasser, das aus der Druckleitung der Zirkulationspumpe entnommen und ihrer Saugeleitung zugeführt wird. Zur Kontrolle der Kühlwasserzirkulation und zum Entwässern dient ein kleiner Hahn an der tiefsten Stelle des Hohlraumes. Außen hat die Gleitbahn Schmiernuten, unten ein Schmiergefäß, in das der Gleitschuh eintaucht.

Die Rückwärtsgleitbahn wird bei zweigleisiger Geradführung ebenso ausgeführt wie die Vorwärtsgleitbahn; bei eingleisiger Geradführung besteht sie aus zwei stählernen Schienen, die auf die Gleitbahn ausgeschraubt sind und von beiden Seiten über den Gleitschuh fassen.

Kriegsschiffsmaschinen haben mit wenigen Ausnahmen eingleisige Geradführungen, weil gewöhnlich mindestens eine Seite der Zylinder zwecks Gewichtsersparnis und besserer Übersichtlichkeit auf geschmiedeten Säulen ruht. Bei Handelsschiffsmaschinen ist die Geradführung fast immer zweigleisig, weil die Zylinder an beiden Seiten auf gegossenen Zylinderständern ruhen. Sehr große Handelsschiffsmaschinen haben zuweilen geteilte, d. h. für jeden Zylinder vier Zylinderständer, wodurch vier Gleitbahnen entstehen und die Montage erleichtert wird.

b) Areuzkoxf besteht aus Mittelstück und aus 1 oder 2 Gleitklötzen. Das Mittel stück, aus Stahl geschmiedet, besteht bei kleineren Maschinen aus einem Stück mit der Kolbenstange, bei größeren ist es konisch auf die Kolbenstange aufgesetzt. Die Kreuzkopfzapfen sind im ersten Falle eingesetzt, im letzten angeschmiedet. Die Gleitklötze bestehen aus geschmiedetem Tiegelstahl oder Stahlformguß, sind mit Weißmetall garniert, bei eingleisigen Kreuzköpfen auch an der Rückwärts-Seite, und zum Nachstellen eingerichtet. An Stelle einer besonderen Nachstellvorrichtung mittels Druckschrauben oder Keil gleicht man die Abnutzung häufig durch Zwischenlegen von dünnen Blechen zwischen Mittelstück und Gleitklotz aus.

Bei kleinen Maschinen bildet man den Kreuzkopf als Lager aus. Die gegabelte Pleuelstange hat dann einen Zapfen an Stelle der beiden Lager.

Fig. 49 stellt die auf unseren neueren Kriegsschiffen übliche Ausführung des Kreuzkopfes dar, Fig. 50 die Ausführung des Kreuzkopfes und der Gleitbahn auf dem Torpedoboot „S 90".

3. Pleuelstange,

aus Stahl geschmiedet, hohl gebohrt, oben gegabelt, hat an beiden Enden mit Weißmetall gefütterte Lager aus Bronze oder Stahlformguß. Ihre Länge ist bei Kriegsschiffen wegen der beschränkten Höhe nur viermal so groß wie der Kurbelradius. Sämtliche Lager haben Paßstücke zum leichteren Nachpassen. Dabei darf die Länge der Pleuelstange nicht wesentlich geändert werden (Einlage zwischen Kurbellager und Stangenfuß).

Fig. 51 stellt zwei moderne Ausführungen von Pleuelstangen dar. Der Hauptunterschied liegt in den äußeren Lagerhälften an beiden Stangenenden. Fig. 52 stellt den Zusammenhang zwischen Kolbenkraft und Umfangskraft dar.

4. Verbindung zwischen Zylinder und llurbelrvelle.

a) Grundplatte oder Fundainentxlatte aus Stahlformgnß, besteht bei kleinen Maschinen aus 1 Gußstück, bei größeren ist sie ans mehreren Stücken mit Flansch zusammengeschraubt. Beim Ausrichten der Maschine

werden zwischen Fundament und Fundamentplatte eiserne Paßstücke gelegt, die auf dem Fundament befestigt werden. Die Zahl der Querträger der Fundamentplatte beträgt mindestens Kurbelzahl + 1. Sind zwei aufeinanderfolgende Kurbeln weit voneinander entfernt, so ordnet man zwischen ihnen zur besseren Lagerung der Kurbelwelle 2 Querträger an.

Fig. 53 stellt die Fundamentplatte des großen Kreuzers „Roon", Fig. 54 die Fundamentplatte eines neueren Torpedobootes dar.

b) Maschinenständer.

Gegossene Maschinenständer bestehen aus Stahlformguß, geschmiedete (Säulen) aus Siemens-Martin-Flußeisen.

Erstere sind bei großen Maschinen unten gewöhnlich gegabelt und ermöglichen so ein Durchschlagen der Kurbel und eine Verringerung der Breite; letztere versteift man durch Diagonalstreben und bohrt sie bei großen Maschinen hohl zur Erzielung größerer Widerstandsfähigkeit gegen Druck und Biegung.

C. Wellenleitung.

1. wellen.

a)    Allgemeines. Alle Wellenenden, Kurbelwelle, Druckwelle, Laufwellen und Schraubenwelle bestehen aus geschmiedetem Tiegelstahl und sind auf größeren Schiffen hohl gebohrt (Torsionsfestigkeit, Untersuchung des Wellenmaterials im Innern). Kurbelwelle und Schraubenwelle sind stärker als die anderen Wellenenden, da zu der Torsionsbeanspruchung Biegung und Stöße hinzutreten. Die Abnahme der Beanspruchung der Kurbelwelle nach vorn von Kurbel zu Kurbel berücksichtigt man durch Zunahme der Bohrung nach vorn.

b)    Kurbetmeöe wird aus einem Stück geschmiedet, soweit dies gut ausführbar ist. Bei sehr großen Maschinen ist die Kurbelwelle zwischen den einzelnen Kurbeln getrennt und mit Flanschen Zusammengeschraubt. Billiger werden große Kurbelwellen, wenn man die Kurbelarme auf Welle und Zapfen warm aufzieht. Wegen der damit verbundenen Gewichtsvermehrung beschränkt sich diese Bauart auf große Handelsschiffe.

c)    Schraubenwelle trägt an der Wellenrohrstopfbuchse und an den Stellen, wo sie im Pockholz des Wellenrohrs läuft, einen dicht anschließenden Bronzebezug, zwischen diesen Stellen einen Gummimantel als Schutz gegen Seewasser. Liegen die Hinteren Enden der seitlichen Schraubenwellen (bei Zwei- und Dreischraubenschiffen) frei zwischen Schiffskörper und Wellenbock, so erhalten sie den gleichen Schutz gegen Seewasser und darüber eine Umwickelung von Stahldrahttau als Schutz gegen äußere Beschädigung. Bei unseren neueren Kriegsschiffen sind außenbords keine frei liegenden Wellenenden vorhanden, weil die Schiffshaut in Wellenhosen endigt, die bis zum Wellenbock reichen. Infolgedessen reicht hier auch das Wellenrohr bis zum Wellenbock.

d) Wellenkuppelungen. Eine lose Kuppelung zwischen Maschinen-und Druckwelle wird auf unseren neueren Schiffen nicht mehr verwendet, weil die verschiebbaren Bolzen wegen des unvermeidlichen Spielraums in den Bolzenlöchern fortgesetzt zu Reparaturen Veranlassung gaben. An Stelle der losen Kuppelung tritt eine feste, deren Bolzen sich leicht entfernen lassen (Gewinde an beiden Enden).

Mit Rücksicht auf die Abnutzung im Drucklager macht man letzteres in der Längsrichtung verstellbar, und lagert die Kurbelwelle so, daß eine geringe Verschiebung stattfinden kann, wobei das zwanglose Arbeiten der mit der Kurbelwelle verbundenen Maschinenteile nicht leiden darf.

Will man bei losgekuppelter Maschinenwelle die Schraube frei rotieren lassen, so zieht man mittels einer besonderen Vorrichtung (Spindel) die Kurbelwelle einige mm nach vorn, damit die Kuppelungsflanschen sich nicht berühren.

Um die Schraubenwelle nach hinten aus dem Schiff herausziehen zu können (zur Erneuerung des Pockholzes und dgl.), versieht man sie mit einem abnehmbaren Kuppelungsflansch, der durch Feder und Nut am Drehen gehindert und gegen Abziehen nach vorn (beim Rückwärtsgang der Schraube) gesichert ist.

Bei kleinen Wellen, z. B. auf einzelnen Torpedobooten, ist auch eine Muffenkuppelung bei der Schraubenwelle angewendet (Muffe aus zwei Halb-schalen gebildet oder geschlossene Muffe, in die beide Wellenenden konisch eingeschoben und durch Querkeile festgepreßt sind).

Alle anderen Kuppelungen sind feste Flanschenkuppelungen mit konische» Kuppelungsbolzen, die man zur Sicherheit außerdem zuweilen mit Köpfen versieht.

Fig. 55 stellt die Wellen nebst Wellenrohr auf dem großen Kreuzer „Roon" dar.

e)    Orehvorrichtung. Bei kleinen Maschinen auf der Maschinenwelle Handhebel mit Sperrklinke, bei großen Schneckenrad. (Vgl. Teil XIV, B.)

f)    Bremsvorrichtung, bestehend aus zwei Bremsbacken und aus Spindel mit entgegengesetztem Gewinde, wird auf einem Kuppelungsflansch angebracht und muß so stark sein, daß sie die Welle und Schraube bei langsamer Fahrt festhält. Fig. 56.

2. wellenlager.

a) Aurbelrvellenlager. Beanspruchung hauptsächlich in vertikaler Richtung. Lagerschalen aus Stahlformguß oder Bronze mit Weißmetall gefüttert. Untere Lagerschale gewöhnlich rund, um sie ohne Entfernung der Kurbelwelle herausdrehen zu können, und gegen Drehung beim Betriebe gesichert. Beide Lagerschalen oder nur die obere eckige Schale ist hohl für innere Wasserkühlung.

Der stählerne Lagerdeckel hat eine Aussparung zum Anfühlen der Welle und wird je nach der Länge des Lagers durch 2 oder 4 Lagerbolzen gehalten, deren unteres Ende zwecks leichterer Montage gewöhnlich durch Querkeil in dem Querträger der Fundamentplatte festgehalten ist. Fig. 57.

b)    Trage- oder Lauflager Zum Tragen des Wellengewichts sind nahe den Kuppelungen angeordnet und leicht gebaut. Der Lagerkörper hat bei größeren Maschinen eine mit Weißmetall ausgegossene Lagerschale, der Lagerdeckel ist direkt mit Weißmetall ausgegossen.

c)    Orucklager. Lagerkörper aus Stahlformguß ruht auf einer mit dem Fundament verschraubten Platte und ist auf dieser durch 2 Keile in der Längsrichtung der Welle verschiebbar Zwecks Ausgleichung der Abnutzung. Zur Aufnahme des Propellerschubes dienen hufeisenförmige, mit Weißmetall gefütterte Bügel aus BronZe oder Stahlformguß. Die Bügel sind hohl für innere Wasserkühlung und einzeln sowohl in der Wellenrichtung verstellbar, als auch ganz nach oben herausnehmbar.

Zwischen den Bügeln kann man jeden Wellenbund von oben anfühlen. Die Bügel sind entweder zwischen rippenförmigen Angüssen des Lagerkörpers befestigt oder besser auf 2 gemeinschaftliche starke Schraubenspindeln aufgereiht, über die sie hakenförmig übergreifen.

Mit idem Lagerkörper aus einem Stück gegossen ist je ein Traglager vor und hinter dem Drucklager. Das Drucklager wird möglichst dicht hinter der Maschine angeordnet oder direkt mit der Fundamentplatte verschraubt.

Kleine Maschinen haben Drucklager, die aus Lagerkörper und Lagerdeckel bestehen und im Inneren geschlossene bronzene Ringe als Widerlager für die Wellenbunde haben.

Fig. 58 zeigt das Drucklager des großen Kreuzers „Roon", Fig. 59 das Drucklager des kleinen Kreuzers „Königsberg", Fig. 60 das Rollendrucklager des Torpedobootes „S 131". Letzteres hat für Vorwärts und Rückwärts je 6 doppelte Rollen, gegen die sich der eine Bund der Druckwelle legt. Je 6 Rollen sind in einem ringförmigen Gußstück gelagert, das beim Gange mit umläuft.

d) lvellenrohr, bei Handelsschiffen aus Gußeisen, bei Kriegsschiffen aus Bronze und von einem Schutzrohr aus Eisenblech umgeben, der leichteren Herstellung halber häufig aus 2 Enden zusammengesetzt, reicht bei Mittelwellen vom hinteren Tunnelschott bis zum Hintersteven (Stevenrohr), bei Seitenwellen vom hinteren Tunnelschott bis zur Schiffshaut oder, falls der Schiffskörper in Wellenhosen ausläuft, durch die Wellenhose bis zur Schraube, d. h. bis zu dem Wellenbock, an dem die Wellenhose endigt.

Die.Wellenrohrstopfbuchse am Hinteren Tunnelschott muß gut zugänglich sein, die Länge der Wellenrohre ist also durch die Schärfe der Wasserlinien bedingt. Ein Nachlegen von Packung ist auch in See möglich.

Die beiden Lager im Wellenrohr bestehen aus schwalbenschwanzartig eingesetzten Pockholzstäben, die man unten auf etwa % Wellenumfang aus Hirnholz fertigt, damit sie durch das Gewicht von Welle und Schraube weniger schnell abgenutzt werden. Die die einzelnen Stäbe trennenden Leisten im Wellenrohr treten zurück, damit sie nicht am Bronzebezug der Welle schleifen, lassen also das Seewasser in das Wellenrohr eintreten. Sehr lange Wellenrohre erhalten zuweilen 3 Pockholzlager.

Endigt das Wellenrohr einer Seitenwelle in der Schiffshaut, so enthält der Wellenbock vor der Schraube ein Pockholzlager. Die Verwendung von Weißmetallbuchsen an Stelle von Pockholz kommt ausnahmsweise vor, ist aber nur dann vorteilhaft, wenn die Welle in £)I läuft; der dann erforderliche öldichte Hintere Abschluß des Wellenrohres ist auf einzelnen Handelsdampfern eingebaut und soll sich gut bewährt haben. Das Wellenrohr des großen Kreuzers „Roon" ist in Fig. 55 dargestellt.

Teil VIII.

Schiffsschraube.

A. Wirkungsweise und Zorm -er Schiffsschraube.

1. Propellerschub und Slip.

a) Zusammenhang zwischen Propellerschub und Slip. Propellerschub ist die Reaktion des nach hinten beschleunigten Wassers, wächst also mit der Menge des beschleunigten Wassers (Schraubenkreis) und mit der Größe der Beschleunigung. Letztere ist identisch mit dem Slip oder Rücklauf des Propellers und berechnet sich als Differenz Zwischen Ein- und Austrittsgeschwindigkeit des die Schraube passierenden Wassers. Die Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers in die Schraube ist die Schiffsgeschwindigkeit, soweit nicht das die Schraube umgebende Wasser dem Schiffe nachströmt. Die Austrittsgeschwindigkeit, d. h. der theoretische Fortschritt der Schraube berechnet sich aus Umdrehungszahl und Steigung (beim Schaufelrad aus Umdrehungszahl und mittlerem Schaufelumfang).

b) Berechnung des Slips. Den Slip drückt man in Prozenten

born theoretischen Fortschritt der Schraube aus, also Slip = 100 .

(u—v),

wenn u — theoretischer Fortschritt der Schraube, v — wirklicher Fortschritt des Schiffes.

Da die Schraubensteigung häufig nicht an allen Stellen der Flügel die gleiche ist, so legt man in unserer Marine der Slipberechnung die mittlere Steigung auf 0,7 Radius, von der Wellenachse gemessen, zugrunde.

Beispiel: Schraubensteigung auf 0,7 Radius = 6 m. Schiffsgeschwindigkeit bei 90 Umdrehungen — 16 sm. Wieviel Prozent Slip? u pro Stunde — 6-90-60 — 32 400 m 16 • 1852 = 29 632 -

folglich u — v — 2768 m 100 • 2768

Slip =

32 400

= 8,5 o/₀.

Beispiel: Schaufelraddurchmesser von Mitte Schaufel bis Mitte Schaufel = 5m. Schiffsgeschwindigkeit bei 40 Umdrehungen — 15 sm. Wieviel Prozent Slip?

u pro Stunde — 5 • 3,14 -40-60 — 37 680 m

15 • 1852

= 27 780 -

= 26,3 o/

Slip =

folglich u — v — 9900 m 100 - 9900 37 680

c) Größe der Slips. Die Erfahrung zeigt, daß der auf vorstehende Weise gefundene Slip bei Schraubenschiffen ausnahmsweise — 0 oder sogar negativ sein kann, was nur durch das bereits erwähnte Nachströmen der die Schraube umgebenden Wassermasse erklärlich ist. Folglich ist zu unterscheiden der auf vorstehende Weise ermittelte scheinbare und der wirkliche Slip. Ersterer ist der Unterschied zwischen der berechneten Geschwindigkeit der Schraube und der wirklichen Geschwindigkeit des Schiffes; letzterer ist der Unterschied zwischen der berechneten und wirklichen Geschwindigkeit der Schraube durch das umgebende Wasser und läßt sich nicht feststellen, ist aber stets positiv.

Der Wirkungsgrad der Schraube ist gewöhnlich ein guter, wenn scheinbarer Slip zwischen 7 und 15 %* Bei den wechselnden Fahrgeschwindigkeiten der Kriegsschiffe ist jedoch eine Überschreitung dieser Grenzen häufig nicht zu vermeiden. Das Minimum des Slips liegt bei niedriger Geschwindigkeit. Ob bei zunehmender Geschwindigkeit der Slip schneller oder langsamer steigt, hängt von der Form des Hinterschiffs, von der Anordnung der Schraube und von der Größe der Schraube bzw. der Schrauben im Verhältnis zum ein-

getauchten Schiffskörper ab. Sehr groß (über 30%) wird der Slip, wenn ein Dreischraubenschiff mit der Mittelschraube allein fährt.

Die Einstellung einer größeren Schraubensteigung (bei verstellbaren Flügeln) bewirkt unter sonst gleichen Verhältnissen eine Vergrößerung der Slips und eine Verkleinerung der Umdrehungszahl (unter Umständen Dampfersparnis ohne Geschwindigkeitsverlust).

2. Hrbeitsoerlufte.

a)    ftrt der Verluste. Den Slip rundweg als Arbeitsverlust zu bezeichnen, wie das häufig geschieht, ist unrichtig; denn würde die Schraube ohne Änderung der Reibungsverhältnisse und bei derselben Maschinenleistung in einer festen Mutter arbeiten, so würde die Umdrehungszahl sinken. Arbeitsverlust ist der Slip nur insoweit, als er infolge unvorteilhafter Schraubenform oder Schraubengröße oder infolge unvorteilhafter Umdrehungszahl ein normales Maß überschreitet.

Weitere Arbeitsverluste sind: Reibung der Schraube im Wasser, Zentrifugalbewegung des Wassers, Wirbelbildung und bei sehr schnell laufenden Schrauben die Hohlraumbildung vor der Schraube (Kavitation). Der Sog der Schraube auf das Hinterschiff liegt nicht in der Schraubenwirkung an sich, sondern in der Anbringung der Schraube. (Vgl. Teil II.)

Der Arbeitsverlust durch Kavitation wurde zum erstenmal praktisch fühlbar, als mit Einführung der Dampfturbine als Schiffs Maschine die Umdrehungszahl der Schraube eine bisher nicht gekannte Höhe erreichte, bei dem ersten englischen Turbinenboot „Turbinia" über 2000 pro Minute.

b)    Mittel zur Verringerung der Verluste. Zu große Slipverluste vermeidet man durch richtige Konstruktionsverhältnisse, zu große Reibungsverluste durch zweckmäßige Flügelform (Verschmälerung der Flügel nach dem Umfang hin) und durch Verhinderung eines zu starken Bewachsens, zu große Zentrifugalbewegung durch zweckmäßige Flügelform, zu große Wirbelbildung durch zweckmäßige Flügel- und Nabenform, zu große Kavitationsverluste durch Verteilung der Schraubenwirkung auf eine größere Zahl von entsprechend kleineren Schrauben, zu großen Sogverlust durch Schaffung eines möglichst freien Wasserzuflusses von vorn zu den Schrauben.

3. $oxm der Schraubenflügel.

a) Mathematische Schraube hat konstante Steigung und radial begrenzte Flügel. Alle Steigungsdreiecke haben also eine gleiche Kathete. Hauptnachteil dieser bei alten Schiffen zuweilen verwendeten Schraubenform ist der große Reibungsverlust, der darin liegt, daß die größte Flügelbreite den weitesten Weg im Wasser beschreibt.

b) verbesserte Lchraubenforinen. Die Verbesserungen bestehen teils in Verschiedenheiten der Steigung an verschiedenen Stellen des Flügels (radial und peripherial verschiedene Steigung) zur gleichmäßigeren Verteilung der Beschleunigungswirkung auf den ganzen Flügel, teils in Verlegung der größten Flügelbreite mehr nach der Nabe hin zur Verringerung der Reibungsverluste und der Bruchbeanspruchung (Griffith), teils in sichelartiger Krümmung der Flügel in der Richtung der Drehung zur Verringerung der Zentrifugalwirkung beim Vorwärtsgange (Hirsch), teils in etwa drei treppenförmigen Ansätzen Zwischen Nabe und Flügelspitze zu demselben Zweck (cor-rugated propeller), teils in einer schrägen Richtung der Flügel nach hinten zur Verringerung der Zentrifugalwirkung und zur Erzielung eines freieren Wasserzustnsses von vorn (Thornycroft).

Wegen der Mannigfaltigkeit der die Schraubenwirkung beeinflussenden Umstände, wegen der Schwierigkeit einer streng wissenschaftlichen Untersuchung der Schraubenwirkung und wegen der im Verhältnis zu Kompliziertheit der Frage bisher noch immer unzureichenden Zahl von praktischen Schraubenversuchen ist es nicht möglich, die Wirkung vorstehender Verbesserungen unter verschiedenen Verhältnissen, namentlich bei verschiedenen Formen des Hinterschiffs, zahlenmäßig anzugeben.

Unbedingt vorteilhaft erscheint bei den meisten Schraubenformen die Verlegung der größten Flügelbreite vom Umfang mehr nach der Mitte hin. Im übrigen sind bei modernen Schiffsschrauben zuweilen mehrere der genannten Verbesserungen gleichzeitig angewendet.

Einen Gewinn von mehreren Prozenten gegenüber den gewöhnlichen Schiffsschrauben mit konstanter Steigung gewähren nach Versuchen mit Handelsschiffen (vgl. Achenbach, Die Schiffsschraube) die neueren Konstruktionen des Zeise- und Nikipropellers. Ersterer hat radial, und zwar vom Umfang nach der Nabe hin wachsende Steigung und eine sehr kleine projizierte Flügelfläche im Verhältnis zur ganzen Schraubenkreisfläche und eine auf gründlicher Erfahrung beruhende, den verschiedenen Schiffen jedesmal besonders angepaßte Flügelform. Letztere, ein Patent des Großherzogs von Oldenburg, unterscheidet sich von allen anderen Schrauben durch eine geringe Versetzung der Flügel in axialer Richtung, wodurch allerdings eine etwas längere Nabe bedingt ist. Der Hauptzweck dieser Versetzung ist eine Verringerung der Kavitation bei hoher Umdrehungszahl, ein Vorteil, der namentlich für Turbinenmaschinen von Bedeutung sein kann. Versuche mit Torpedobooten haben allerdings eine Überlegenheit des Nikipropellers gegenüber den bisherigen Propellern von Schichau und der Germania-Werft bisher nicht ergeben.

Wissenschaftlicher als bisher ist die Schraubenfrage jetzt durch den Professor Lorenz behandelt, der die Schraube nicht als in einer Mutter arbeitend betrachtet, sondern von der dynamischen Wirkung auf die einzelnen Wasserteile ausgeht und erhebliche Verschiedenheiten ber Steigung einführt, um die verschiedenen Teile der Flügelflächen möglichst gut auszunutzen. Nach den günstigen Ergebnissen, die Probefahrten mit einem Dampfbeiboot gehabt haben, sind in unserer Marine eingehendere Versuche zunächst mit Torpedobooten beabsichtigt. Der Westfalen-Propeller hat sich nicht bewährt.

4. Zahl der Schraubenflügel.

In ruhigem Wasser liefern zwei Flügel den besten Wirkungsgrad, in bewegtem arbeiten 3 oder 4 Flügel gleichmäßiger. Bei freiem Wasserzufluß, also Lei Seitenschrauben und auch bei der tiefen Schraubenanordnung der älteren Einschrauben-Torpedoboote, sind 3 Flügel am vorteilhaftesten. Schrauben der Einschraubenhandelsdampfer sowie die Mittelschrauben der Dreischraubenkriegsschiffe haben 4 Flügel, damit die beim Vorbeigehen der Flügel am Hintersteven entstehenden Wasserstöße sich durch zwei diametral gegenüberstehende Flügel möglichst aufheben. Dabei hat es sich in bezug auf Erschütterungen als vorteilhaft erwiesen, wenn man den Durchmesser bei der Mittelschraube etwas kleiner bemißt als bei den Seitenschrauben eines Dreischraubenschiffes (z. B. auf Linienschiff „Kaiser Barbarossa" 4200 gegen 4500). Für die schnell laufenden Schrauben der Turbinenschiffe scheinen 3 Flügel am vorteilhaftesten zu sein.

5. Zeichnerische Darstellung einer Schiffsschraube. Fig. 61.

Im Querschnitt bedeutet die äußere punktierte Kurve die abgewickelte

1115 sind die vom Umfang auf den Radius reduzierten Steigungs-

Flügelfläche, die innere ausgezogene die Projektion auf eine zur Wellenachse senkrechte Ebene. Die einzelnen Dreiecke mit der gemeinschaftlichen Kathete 7000

2 71 dreiecke für die 7 verschiedenen Radien. Die Steigung ist also radial konstant. Durch die Reduktion auf den Radius ist die Verkleinerung der Steigungsdreiecke im Verhältnis 1:2 tv bedingt.

Die im Längsschnitt dargestellten .7 Querschnitte sind die abgewickelten Schnittflächen zwischen Flügel und 7 konzentrischen Zylindern. Die geraden Seiten der Querschnitte entsprechen der Druckseite, d. h. der Hinteren Flügel-seite, und sind den Hypothenusen der Steigungsdreiecke parallel, die gekrümmten Seiten sind durch die erforderliche Wandstärke bedingt und stimmen mit dem schraffierten Teil des Längsschnitts.

Die reduzierten Steigungsdreiecke kann man auch im Längsschnitt an die einzelnen Querschnitte anzeichnen, jedoch fallen dann die horizontalen Katheten nicht zusammen, weil die Flügel schräg nach hinten gerichtet sind.

Wegen der auf der Figur angegebenen Einzelheiten stehe Absatz B.

6. Turbinenpropeller

sind vielfach auf Fluß- und Kanaldampfern in Gebrauch, wo wegen mangelnder Wassertiefe gewöhnliche Schrauben nicht möglich find. Der Turbinenpropeller, bestehend aus einem rotierenden Teil und einem feststehenden Leitschaufelapparat, liegt zum Teil llber Wasser und ist in ein Rohr eingebaut, das in schlanker Kurve nach oben durch einen Teil des Schiffskörpers oder auch neben den Schiffskörper gelegt ist und mit dem vorderen und Hinteren Ende unter Wasser mündet. Der durch das Heben des Wasserstromes bedingte Arbeits-Verlust wird durch das Fallen wieder eingebracht.

Die hauptsächlichen Konstruktionen sind der Turbinenpropeller von Par-sons, von Thornycrost, von Zeuner (Turbinenpropeller mit Kontraktor) und von Marchant (Doppelturbine für vorwärts und rückwärts). (Vgl. Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1894, und Dinglers Polytechnisches Journal 1901.)

Wegen der Reibung des Wassers im Rohr sind die Turbinenpropeller ebenso wie die reine hydraulische Reaktion stets unvorteilhafter als normal wirkende Schrauben, bei mangelnder Wassertiefe sind sie aber wirkungsvoller als zu kleine oder nicht hinreichend tief liegende Schrauben.

B. praktische Ausführung der Schiffsschrauben.

1. Material.

Auf Kriegsschiffen, Torpedobooten und erstklassigen Handelsdampfern Flügel aus Bronze, gewöhnlich aus Manganbronze (vgl. Teil XVIII), auf Handelsdampfern zuweilen auch aus Phosphorbronze oder Deltametall; auf mittleren Handclsdampfern Flügel aus Stahlformguß; auf gewöhnlichen Frachtdampfern und überhaupt auf kleineren Schiffen von untergeordneter Bedeutung und billiger Ausführung Nabe und Flügel aus grauem, weichem Gußeisen in 1 Stück gegossen, zuweilen unter Zusatz von Stahlspänen zwecks Erzielung größerer Festigkeit.

Gußeiserne Flügel müssen dicker sein als bronzene und stählerne, arbeiten deshalb mit geringerem Wirkungsgrad. Ausnahmsweise sind auf Torpedobooten zur Erzielung möglichst geringer Wandstärken bei hoher Festigkeit auch geschmiedete Stahlflügel verwendet worden; auch Schlepper haben zuweilen geschmiedete Stahlflügel. Bronzeflügel sind teurer als Flügel aus Stahlformguß, haben aber den Vorzug des Nichtrostens und der größeren Zähigkeit und lassen sich durch Angießen reparieren.

Die Anfressungen der Stahlflügel bestehen irrt Gegensatz zu dem gleichmäßigen Abrosten von Gußeisen häufig in tiefen Löchern, machen also das ganze Material porös. Sie zeigen sich am stärksten an der Vorderfläche in der Nähe der nachfolgenden Kante und treten besonders bei Schrauben mit hoher

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aufl.

Flügelgeschwindigkeit auf, sind daher wahrscheinlich auf die Mitwirkung eindringender Luftblasen zurückzuführen (Kavitation).

Durch Anstrich, zuweilen auch durch einen Überzug aus nicht rostendem Metall, sucht man das Rosten der Stahlflügel einzuschränken. Gut bewährt hat sich das Vernickeln der Stahlflügel, das Bedecken der besonders dem Rosten ausgesetzten Flächen mit Muntz-Metallblech oder verzinntem Kupferblech sowie das Überziehen mit Zinn oder Blei nach Johnstons Patent. Billiger und ebensogut wie vorstehende- Methoden ist die Herstellung der Schraubenflügel aus einem Stahlkern mit Überzug aus Deltametall.

Naben bestehen bei Handelsdampfern mit bronzenen oder stählernen Flügeln aus Gußeisen oder Stahlguß, bei Kriegsschiffen mit bronzenen Schraubenflügeln aus Bronze.

2. Schraubennabe und Befestigung der Flügel.

a)    Schraubennabe. Kugel oder länglicher Rotationskörper, vorn und hinten abgeflacht, konisch auf das Wellenende aufgesetzt, durch Feder und Nut gegen Drehen gesichert, durch die geschlossene Schraubenbefestigungsmutter auf der Welle festgehalten. Der bronzene Wellenbezug ragt vorn hinein in eine Ausdrehung der Nabe. Dichtung durch eine eingelegte Flechte. Hinten aufgesetzte bronzene Haube zur Verringerung der Wirbelbildung. Große Naben sind hohl und haben innere Verstärkungsrippen.

b)    Flügelbefestigung. Bei kleinen Abmessungen Nabe und Flügel in 1 Stück gegossen, bei größeren Flügel mit Flansch auf entsprechende Abflachungen der Nabe ausgeschraubt. Ausnahmsweise bei stählernen Schrauben einzelner Torpedoboote Flügel schwalbenschwanzartig in die Nabe eingesetzt. Aus Handelsdampfern zuweilen auch Flügel mit zylindrisch gekrümmten Flanschen mantelförmig aus zylindrische Nabe aufgesetzt und durch vorderen und hinteren Schrumpfring zusammengehalten.

Die erste Befestigung ist in der Marine allgemein verwendet und gestattet eine Änderung der Steigung, wenn die Bolzenlöcher in den Flanschen länglich sind. Die Stellung der Flügel auf der Nabe bei der höchsten, mittleren und kleinsten Steigung wird durch eine Marke in der Nabe und drei Marken im Flügelflansch kenntlich gemacht. Die Befestigungsschrauben sind als Stiftschrauben in die Nabe eingesetzt, die Muttern gegen Lösen gesichert.

Der Flügelflansch ist so geformt, daß er, abgesehen von den Befestigungsmuttern, die runde Form der Nabe ergänzt. Um auch Wirbelbildung durch die Befestigungsmuttern zu vermeiden, verdeckt man sie gewöhnlich durch dünne auf den Flügelflansch ausgeschraubte Bronzeplatten. Figur 62 bis 64 zeigen die Einzelheiten der Nabe und Flügelbefestigungen an vier verschiedenen Schrauben unserer Marine.

Teil IX.

Steuerung.

A. Zchiebersteuerung mit Exzenterantrieb.

1. Allgemeines.

Die bei Landmaschinen vielfach gebrauchten Prüzisionssteuerungen (Ventilsteuerungen) haben sich trotz ihrer besseren Dampfverteilung bei Schiffsmafchinen bisher nicht eingeführt, weil bei großen Abmessungen praktische Schwierigkeiten bestehen (Abnutzung und dgl.). Die bei Schiffsmaschinen üblichen Schieber, flach oder rund, teilen den Schieberkasten in den Ein- und Austrittsraum. Durch die Schieberbewegnng wird jeder der beiden nach den Zhlinderenden führenden Kanäle abwechselnd mit dem einen oder anderen Raum in Verbindung gesetzt.

2. Normalsteuerung

ist die Grundform der Schiebersteuerung. Ein einfacher Muschelschieber, dessen äußere Lappen in der Mittelstellung des Schiebers die nach den Zylinderenden führenden Kanäle ohne Überdeckung gerade bedecken, wird bewegt durch ein Exzenter, das um 90° der Kolbenkurbel vorangeht. Infolgedessen wechselt Ein- und Austritt genau in der Mittelstellung des Schiebers, d. h. in der Totlage des Kolbens, und während des ganzen Kolbenhubes tritt Dampf auf der Druckseite ein, ans der Gegendrnckseite aus.

Die Normalsteuerung gestattet eine einfache Umsteuerung durch Vertauschung der Dampfwege mittels eines im Zu- und Abdampfrohr eingeschalteten Wechselschiebers oder Wechselhahnes, eignet sich daher besonders für umsteuerbare Hilfsmaschinen, bei denen im Interesse des sicheren Anspringens oder einer möglichst großen Kraftentwickelung auf Ausnutzung der Expansionskraft des Dampfes verzichtet wird. (Vgl. Teil XIV.)

3. Schieber mit Voreilung und Überdeckung.

Rückt man bei der Normalsteuernng das Exzenter um einen Voreilungswinkel ö vor, so daß es um 90° + der Kolbenkurbel vorangeht, so tritt das Öffnen des Ein- und Austritts früher ein (Voreintritt, Voraustritt); es entsteht aber keine Expansion und Kompression des Dampfes, weil wegen des Fehlens einer Überdeckung gleichzeitig mit dem Schließen des Eintritts der Austritt und mit dem Schließen des Austritts der Eintritt geöffnet wird.

Die Dampfwirkung besteht also auf dem Kolbenhingang nur aus Eintritt und Voraustritt, auf dem Kolbenrllckgang nur aus Austritt und Voreintritt.

Um Expansion und Kompression zu erzielen, und um die einzelnen Abschnitte der Dampfverteilung in ein richtiges Verhältnis zueinander zu bringen, muß man außer dem Voreilungswinkel noch die Überdcckung einführen, d. h. die Schicbcrlappen verbreitern. Fig. 65 zeigt einen einfachen Muschelschieber. a₀ — Kanallänge, e — äußere, i = innere Überdeckung. Der genauere Zusammenhang zwischen den 4 Schieberelementen (Schieberhub, Voreilungswinkel, äußere Überdeckung und innere Überdeckung) ergibt sich aus den Schieberdiagrammen.

4. Kühen- und Innenkantenabschlutz.

Ein Schieber hat Außen- oder Jnnenkantenabschluß, je nachdem der Dampfeintritt durch die äußere oder innere Kante (Muschelkante) geregelt wird. Ein Flachschieber bedarf bei Jnnenkantenabschluß einer Sicherheit gegen Abheben. Bei Jnnenkantenabschluß muß die Größe der äußeren und inneren Überdeckung vertauscht und das Exzenter um 180° versetzt werden, so daß es um 90° — ö der Kolbenkurbel nachfolgt. Me Anwendung des Jnnen-kantenabschlusses ist zuweilen durch die äußeren Verhältnisse gegeben (Form und Lage der Zwischenkammern, Anordnung der Dampsrohre).

5. Hebel zwischen Exzenterstange und Schieberstange

ist bei einfacher Exzentersteuerung und bei Kulissensteuerung (vgl. Umsteuerungen) erforderlich, wenn der Schieberkasten seitlich von der Mittelebene der Maschine liegt. Ist der Hebel zweiarmig und gleicharmig, so wird an der Dampfverteilung nichts verändert, wenn man das Exzenter um 180° versetzt.

6. Schieber mit mehrfachem Dampfein- und Austritt

finden bei größeren Maschinen Verwendung und öffnen dadurch, daß sie gleichzeitig 2 oder 3 Kanäle für den Ein- oder Austritt freigeben, bei verhältnismäßig kleinem Schicberhub einen größeren Durchgangsquerschnitt für den Dampf.

Für große Flachschieber wird gewöhnlich der Schieber von Penn verwendet. Der in Fig. 66 dargestellte Schieber gibt doppelten Ein- und Austritt. Die eingegossenen Kammern E haben keine Seitenwand, stehen also dauernd mit dem Schieberkasten in Verbindung. Für Rundschieber würde die Konstruktion von Penn zu kompliziert, und man verwendet deshalb hier den Trick'schen Schieber, der allerdings nur doppelten Eintritt, nicht doppelten Austritt liefert. Der zweite Eintritt ist dadurch geschaffen, daß der Hilfskanal von dem an beiden Enden scharf abfallenden Schieberspiegel in demselben

Moment frei kommt, in dem am andern Schieberende die Außenkante den Eintritt öffnet. Fig. 67.

7. Schieberdiagramme.

a)    Allgemeines. Alle Schieberdiagramme stellen die Auslenkung des Schiebers aus seiner Mittellage für die verschiedenen Wege des Dampfkolbens oder für die verschiedenen Stellungen der Kolbenkurbel dar, Zeigen also, bei welcher Kolben- oder Kurbelstellung die Kanäle für den Dampfein- und -Austritt geöffnet und geschloffen werden. Von den verschiedenen Darstellungsmethoden seien hier nur die beiden gebräuchlichsten, das Zeuner-Diagramm und das Sinoiden-Diagramm erwähnt.

b)    Das Zeuner-Diagramm ist ein polares. Die Winkel entsprechen der Kolbenkurbel, die Größe des Radiusvektors stellt die Schieberauslenkung dar. Es sei r — Exzentrizität, ö — Voreilwinkel, co — beliebiger Kurbelwinkel. In der Totlage der Kurbel ist die Schieberauslenkung x = r • sin d, bei dem beliebigen Kurbelwinkel <y ist x = r • sin (ö + co). Nun läßt sich nachweisen, daß in dem Zeuner-Diagramm, Fig. 68, der Radiusvektor x — r • sin (d + &>) ist, mithin die Schieberauslenkung darstellt. Man kann also für jeden beliebigen Kurbelwinkel Las zugehörige x aus dem Diagramm entnehmen. Im Diagramm bedeutet ferner e die äußere, i die innere Überdeckung, Vi das äußere, v₀ das innere lineare Voreilen, ax die größte lineare Öffnung des Eintrittskanales, a₀ die größte lineare Öffnung des Austrittskanales. Die schraffierte Fläche in dem oberen Zeunerkreis bezieht sich auf den Eintritt, die in dem unteren auf den Austritt.

Fig. 69 zeigt die entsprechende Dampfverteilung für einen Trick-Schieber. Die geränderte Fläche bezieht sich auf den Dampfeintritt durch den Trick-Kanal.

Das Zeuner-Diagramm ist sehr zweckmäßig für die Konstruktion einer Steuerung, liefert aber kein genaues Bild über die wirkliche Dampfverteilung, weil es den Einfluß der endlichen Länge, d. h. der schrägen Stellungen der Pleuelstange nicht berücksichtigt. Die endliche Länge der Exzenterstange hat nur sehr geringen Einfluß auf die Dampfverteilung.

c)    Das Sinoiden - Diagramm beruht auf dem rechtwinkeligen Koordinatensystem und eignet sich zur Darstellung der genauen Dampfverteilung mit Berücksichtigung der Pleuelstangenlänge. Abszissen sind die Kurbelwinkel, Ordinaten die Kolben- und Schieberwege (Kolbenkurve und Schieberkurve).

Im Sinoiden-Diagramm, Fig. 70, sind die Überdeckungen so bemessen, daß trotz des Einflusses der endlichen Pleuelstangenlänge die Füllung aus beiden Kolbenseiten 0,75 beträgt, und die Kompression bei 86 Prozent des Kolbenhubes beginnt. Es bedeuten ferner e₁ Beginn des Eintritts, f Beginn der Expansion, a Beginn des Austritts, c Beginn der Kompression, Index k Kurbelseite, Index a andere Seite, R Kurbelradius, L Pleuelstangenlänge.

B. Umsteuerungen.

1. Umsteuerung durch Vertauschung der Dampfwege.

Vgl. Normalsteuerung.

Bei einer Steuerung mit Expansion und Kompression ist die Vertauschung der Dampfwege nicht angängig, weil beim Rückwärtsgange die Expansion dem Eintritt und die Kompression dem Austritt vorangehen würde.

2. Umsteuerung durch Änderung der Schieberbewegung.

a)    Umsteuerung mit 2 Exzentern ist bei Schiffsmaschinen die Stephensonffche Kulissensteuerung, während bei Landmaschinen (Lokomotiven) auch die Kulissensteuerungen von Gooch und Allan Verwendung finden. Steht der Kulissenstein in der Mitte der Kulisse, so heben die Wirkungen beider Exzenter sich zwar nicht ganz auf, die verbleibende geringe Bewegung des Schiebers ist aber für vorwärts und rückwärts gleich ungeeignet. Man nennt die Exzenterstangen gekreuzt oder offen, je nachdem sie bei nach unten gerichteter Kolbenkurbel sich schneiden oder nicht.

Die mit der Umsteuerwelle verbundene Aufhängestange oder Hängeschiene schiebt die Kulisse über den Kulissenstein und kann in der Mitte oder an einem Ende der Kulisse angreifen.

Fig. 71 und 72 zeigen schematisch eine Kulissensteuerung mit gekreuzten und offenen Exzenterstangen.

b)    Umsteuerung mit } Exzenter. Exzenterstange geht nicht nach oben, sondern nach der Seite, weshalb diese Steuerung sich besonders für seitlich angeordnete Schieberkasten eignet. Diese müssen aber etwas gegen die zugehörigen Zylinder versetzt sein, weil das Exzenter vor oder hinter der Kurbel liegen muß. Von der Exzenterstange geht nach oben eine Schubstange, die entweder direkt oder mit Hebelübersetzung den Schieber treibt. Die zwangläufige Führung der Exzenterstange geschieht durch eine Schwinge (Marshall u. Klug-Steuerung) oder durch eine gerade Kulisse (Hackworth-Steuerung).

Die Schwinge liegt bei Klug zwischen Exzenter und Schubstange, bei Marshall außerhalb der letzteren am Ende der Exzenterstange. Da das Exzenter einen vollen Kreis, die Schwinge ein Stück Kreisbogen beschreibt, so macht der die Schubstange treibende Punkt der Exzenterstange ein Zwischending zwischen diesen beiden Bewegungen, d. h. eine geschlossene längliche Kurve. Bei Hackworth ist diese Kurve etwas anders geformt.

Das Umsteuern geschieht bei Marshall u. Klug durch Verlegen des festen Drehpunktes der Schwinge, bei Hackworth durch Drehung der Kulisse.

Komplizierter und deshalb seltener (bei uns auf „Pelikan") angewendet ist die Umsteuerung von Heusinger von Waldeck, bei der die Schieberbewegung gleichzeitig durch ein Exzenter und durch den Kreuzkopf bewirkt wird. Das Exzenter setzt eine um einen festen Punkt drehbare Kulisse in Bewegung. Das Umsteuern besteht in dem Verschieben des Steines in der Kulisse.

Fig. 73 bis 75 zeigen schematisch die Umsteuerungen von Marshall, Klug und Heusinger von Waldeck.

c) Umsteuerung ohne Exzenter oder Joy-Stenernng leitet den Schieberantrieb von einem Punkt der Pleuelstange ab und eignet sich ebenso wie die Steuerungen unter b für seitlich angeordnete Schieberkasten, die hier direkt neben den zugehörigen Zylindern liegen. Der treibende Punkt der Pleuelstange beschreibt eine Eikurve. Von diesem geht mit oder ohne Zwischenschaltung von Hebeln in ungefähr horizontaler Richtung eine Stange ab, von der ein Punkt mittels Schubstange die Schieberstange treibt, ein anderer Punkt durch Schwinge oder Kulisse geführt ist. Umsteuerung wie zu b.

Die Joy-Steuerung ist die einfachste und vermeidet die Exzenterreibung, wird aber im allgemeinen nur bei kleinen Maschinen gebaut, weil sie eine weniger gute Dampfverteilung liefert als die Steuerungen unter a und b.

Fig. 76 zeigt schematisch eine Joy-Steuerung mit Zwischenschaltung von Hebeln.

C. Expansionssteuerung.

I. Zweck und Wirkungsweise der Expansionssteuerung.

a)    Zweck der Expansionssteuerung ist Dampf- und Kohlenersparnis bei längeren Dauerfahrten mit stark herabgesetzter Maschinenleistung. Auf Handelsschiffen ist, da solche Fahrten höchstens ausnahmsweise vorkommen, der Einbau einer Expansionssteucrung nicht üblich. Auf Kriegsschiffen wurde sic bisher im allgemeinen als rentabel anerkannt. Unsere neuesten Kriegsschiffsmaschinen erhalten sie aber nicht mehr.

Einlegen der Umsteuerung kann die Expansionssteuerung nicht voll ersetzen, weil durch zu weites Einlegen einerseits die sonstige Dampfverteilung im Hv.-Zylinder, anderseits die Dampfverteilung in den anderen Zylindern zu stark beeinflußt wird. Weshalb bei Zwei- und Dreischraubenschiffen durch Auskuppeln einzelner Maschinen keine wirtschaftliche Marschfahrt erzielt wird, ist in Teil IV, B erläutert.

b)    Wirkungsweise der Expansionssteuerung. Durch Verringerung der Füllung im Hv.-Zylinder wird die Gesamtleistung der Maschine herabgesetzt, ohne den Vorteil des hohen Anfangsdruckes preiszugeben. Je kleiner die 8v.-Füllung, desto mehr wird die Expansion des Dampfes ausgenutzt. Da jedoch anderseits mit dem Einlegen der Expansionssteuerung die

Kondcnsationsverluste wachse», so läßt sich mit der Expansionssteuerung nur bis zu einem gewissen Grade eine verbesserte Dampfausnutzung erzielen. Daß

die Verringerung der Rv.-Füllung theoretisch stets wirtschaftlicher ist, als das Drosseln mit dem Manövrierventil, geht aus Teil I, D hervor. Vgl. auch Teil XX, B.

Eine praktische Grenze für das Einlegen der Expansionssteuerung liegt zuweilen in der Zunahme des Ungleichförmigkeitsgrades und der Massenwirkung (Vibrationen bei Torpedobooten). Jedes Einlegen der Expansionssteuerung bewirkt eine entsprechende Druckabnahme in den Zwischenkammern. Die meisten Expansionssteuerungen gestatten eine Füllungsänderung in den Grenzen 0,15 bis 0,75 (0,75 = Füllung des Grundschiebers).

2. Bauart der wichtigsten Expansionssteuerungen.

a)    Allgemeines. Da nur die Füllung im vv.-Zylinder variabel sein, die übrige Dampfverteilung im Hv.-Zylinder aber nicht beeinflußt werden soll, so ist ein besonderer Expansionsschieber erforderlich, der auf dem Rücken eines flachen oder im Innern eines runden Grund- oder Berteilungsschiebers gleitet (Zweikammersystem ist veraltet) und Kanäle, die durch den Grundschieber durchgehen, früher oder später abschließt.

Diese Änderung erzielt man entweder durch variablen Hub des Expansionsschiebers (Expansionssteuerung von Gonzenbach und Breval auf älteren Kriegsschiffen mit liegenden Maschinen) oder durch variable Form des Expansionsschiebers in bezug auf den Grundschieber (Expansionssteuerung von Meyer und Rider). Bei allen Expansionssteuerungen Wird der Expansionsschieber entweder durch ein Exzenter oder vom Kreuzkopf aus getrieben. Vom Antrieb (Stellung des Exzenters) hängt es ab, ob der Expansionsschieber beim Rückwärtsgang der Maschine ebenso wirkt wie beim Vorwärtsgang oder unwirksam wird (Schieberdiagramm).

b)    Expansionssteuerung von Meyer. Expansionsschieber besteht aus zwei Gleitplatten, die mit entgegengesetztem Gewinde auf die drehbare Expansionsschieberstange ausgeschraubt sind, mithin durch Drehen der Stange genähert oder entfernt werden. Zwecks Drehung während des Ganges der Maschine ist die Stange außerhalb des Schieberkastens auf einem Teil vierkantig geführt.

Fig. 77 zeigt die Ausführung auf „Irene" mit doppelten Kanälen und Jnnenkantenabschluß des Expansionsschiebers, also Nähern der Gleitplatten bewirkt Fllllungsverringerung.

Die Meyer'sche Expansionssteuerung eignet sich nicht für Rundschieber und kommt deshalb für moderne Schiffsmaschinen nicht in Betracht.

c)    Expansionssteuerung von Rider. Expansionsschieber hat am oberen und unteren Ende 3 bis 4 Lappen mit schrägen Kanten, die zu schrägen

Kanten entsprechender Durchbrechungen des Grundschiebers parallel laufen. Füllungsänderung durch Drehen des Expansionsschiebers. Grundschieber hat Zwei symmetrisch angeordnete und außen durch Traverse verbundene Schieberstangen, Expansionsschieber eine Zentral angeordnete.

Fig. 78 zeigt die Ausführung auf dem großen Kreuzer „Roon". Später ist allerdings die Expansionssteuerung auf diesem Schiff entfernt worden, weil infolge zu großer Verengung des Dampfdurchganges im HD.-Schieberkasten die beabsichtigte Maximalleistnng der Maschine nicht erreicht wurde.

D. Bauart der inneren und äußeren Steuerung.

1. Schieber.

a)    Flachschieber dichten infolge des auf dem Rücken lastenden Dampfdrucks selbsttätig, bedürfen aber bei größeren Abmessungen einer Entlastung, da sonst Reibung und Arbeitsverlust zu groß wird. Die Reibungsarbeit beträgt unter Umständen % bis Vs der Reibungsarbeit der ganzen Maschine, d. h. bis etwa 2 % der ganzen Maschinenleistung. Die Verbindung zwischen Flachschieber und Schieberstange muß eine Bewegung des ersteren senkrecht zum Schieberspiegel gestatten (längliche Durchbohrung des Schiebers und Distanzrohr). Eine gleiche Bewegung im Verhältnis zum Schieber muß der am Schieberkastendeckel gleitende Entlastungsring ausführen können, damit er dicht hält, ohne sich festzuklemmen (Stopfbuchse oder elastische Membrane).

Flachschieber werden bei unseren neueren Kriegsschiffsmaschinen überhaupt nicht, bei Handelsschiffsmaschinen häufig am HD.-Zylinder verwendet, weil hier im Gegensatz zu den vorangehenden Zylindern der durch undichten Schieber verloren gehende Dampf ganz verloren ist. Material der Flachschieber ist Gußeisen.

b)    Rundschieber müssen einen gewissen Spielraum im Schieberkasten haben, damit sie sich nicht festklemmen können, verursachen daher wenig Reibung, halten aber auch wenig dicht und bedürfen bei großen Abmessungen einer besonderen Dichtung durch Liderungsringe. Letztere werden bei HD.- und HD.-Zylindern unserer neueren Maschinen so eingerichtet, daß ihre weitere Federung nach außen verhindert wird, sobald sie sich leicht gegen die Schieberflächen gelegt haben. Die Schieberspiegel werden durch eingesetzte Futter in den Schieberkästen gebildet.

Seiner Form nach ist der Rundschieber entweder ein Hohlkörper oder er besteht aus zwei geschlossenen Scheiben (Kolbenschieber). In letzterem Falle ist eine besondere Verbindung Zwischen dem oberen und unteren Raum des Schieberkastens erforderlich. Große Rundschieber werden zuweilen zwecks leichterer Montage namentlich bei beschränkten Maschinenräumen aus mehreren Stücken zusammengesetzt. Zuweilen gibt man einem Zylinder auch zwei Rund-schieber, entweder zwecks Vermeidung zu großer Stücke oder zwecks Erzielung einer symmetrischen Schieberkastenanordnung. Material der Rundschieber und Liderungsringe ist Gußeisen.

Fig. 79 stellt einen Rundschieber mit Liderungsringen und Trick'schem

Kanal dar.

c) Gewichtsentlastung der Schieber, zuweilen bei großen Handelsschiffsmaschinen angewendet, besteht in einem auf der verlängerten Schieberstange angebrachten Entlastungskolben, dessen Unterseite unter Dampfdruck steht.

2. Steuerungsgestänge und Exzenter.

a)    Material. Wellen, Hebel, Stangen, Exzenterringe, Traversen, Kreuzköpfe und Kulissen bestehen aus geschmiedetem Tiegelstahl, Exzenter, Führungsböcke und zuweilen auch aufgesetzte Hobel aus der Umsteuerungswelle aus Siemens-Martin-Stahlguß, die Lagerschalen aus Bronze, wo erforderlich mit Weißmetall ausgegossen; ebenso werden Exzenterringe mit Weißmetall ausgegossen. Die Exzenterstangen und Ringe der Einexzentersteuerungen bestehen gewöhnlich aus Siemens-Martin-Stahlguß.

b)    Kusführungsformen. Exzenter werden bei Zwei - Exzentersteuerungen auf neueren Kriegsschiffen symmetrisch ausgeführt, wodurch zentrale Kraftübertragung auf die Kulissen erzielt wird. Neuere Ausführung für Haupt- und Hilfsmaschinen s. Fig. 80. Kulissen wurden bei älteren Maschinen häufig als Spurkulissen gebaut; bei neueren sind sie Doppelstangen-Kulissen. Fig. 81.

Schieberstangen werden bei größeren Maschinen in Führungsböcken unterhalb des Schieberkastens gerade geführt. Umsteuerungswellen werden bei größeren Maschinen hohl gebohrt. Fig. 82 zeigt eine Umsteuerungswelle mit aufgesetzten Hebeln aus Siemens-Martin-Stahlguß, Fig. 83 eine andere mit den Hebeln aus 1 Stück geschmiedete und entsprechend teurere. Bei beiden Wellen dienen die Enden der Hebel als Aufhängepunkte für die Schwingen einer Einexzentersteuerung. Jeder Hebel trägt in einer kulissenartigen Führung einen verstellbaren Stein, wodurch die Dampfverteilung jedes einzelnen Zylinders unabhängig von den andern in geringen Grenzen geändert werden kann.

Teil X.

Kondensatoren.

A. Zweck und Wirkungsweise -er Kondensatoren.

1. Zweck der Kondensatoren.

a) Verringerung des Gegendrucks im Zylinder ist für die Gesamtleistung einer Maschine von weit größerer Wirkung als eine gleiche Erhöhung des Anfangsdruckes. Allerdings ist das Vakuum im XI).-Zylinder stets etwas schlechter als im Kondensator (Vergleich des Xv.-Jndikator-Dia-gramms mit dem Anzeigen des Vakuummeters). Der Unterschied ist durch den Widerstand, den der Abdampf beim Passieren der Kanäle erfährt, bedingt und unter sonst gleichen Verhältnissen um so größer, je höher die Umdrehungszahl (durchschnittlich etwa 0,2 kg).

Je höher das Vakuum sein soll, desto größer muß die Kühlfläche sein, desto mehr Kühlwasser muß die Zirkulationspumpe schaffen und desto kälter wird das Kondensat. Eine wirtschaftliche Grenze liegt darin, daß schließlich die größere Abkühlung des Speisewassers durch die Erhöhung des Vakuums nicht mehr ausgewogen wird, abgesehen vom Dampfverbrauch der Zirkulationspumpe und von einer etwaigen Erhöhung der Anlagekosten für die größere Kondensationsanlage. Im gewöhnlichen Schiffsmaschinenbetrieb beträgt das Vakuum durchschnittlich etwa 0,9 bis 0,95.

b) Wiedergewinnung des Abdampfes als Speisewasser ist bei allen Maschinen vorteilhaft, weil das Kondensat wärmer ist, als etwa zur Verfügung stehendes Süßwasser, bei Schiffsmaschinen notwendig, weil Seewasser als Speisewasser unzulässig und das Mitschleppen einer genügenden Menge von Süßwasser, wie bei den mit Auspuff arbeitenden Lokomotiven, an Bord unmöglich ist. Zur Wiedergewinnung des Abdampfes der Hilfsmaschinen bei Hafenbetrieb benutzt man auf modernen Kriegsschiffen mit 2 oder 3 Maschinen gewöhnlich einen der Hauptkondensatoren, abgesehen von den Destillierkondensatoren der Frischwassererzeuger (vgl. Teil XIV). Das Arbeiten der Hilfsmaschinen mit Auspuff ist zwar möglich (vgl. Teil XII), wird aber möglichst vermieden.

Die neuesten Schiffe unserer Marine erhalten eine von der Hauptmaschine vollständig unabhängige Hilfskondensationsanlage, bestehend aus einem kleinen Oberflächenkondensator, dessen Form den räumlichen Verhältnissen angepaßt wird, einer Zirkulations-Zentrifugalpumpe und einer doppelt wirkenden Luftpumpe. Beide Pumpen werden durch eine gemeinschaftliche Compoundmaschine betrieben. Fig. 84 zeigt eine derartige Anlage für einen kleinen Kreuzer. Konstruktion der doppelt wirkenden Luftpumpe vgl. Teil XI.

2. Wirkungsweise der Kondensatoren.

a) Linspritzkondensatoren oder Mischkondensatoren sind in der Anlage billiger, brauchen weniger Kühlwasser, sind in Wartung wesentlich einfacher und haben weniger Reparaturen, weniger Betriebsstörungen und eine längere Lebensdauer, als Oberflächenkondensatoren, werden deshalb bei Landanlagen überall da verwendet, wo man gutes Speisewasser zur Verfügung hat, oder sich solches durch die heute viel verbreiteten Einrichtungen zum Reinigen und Weichmachen des Wassers billig verschaffen kann. Bei Einspritzkondensation geht der größte Teil des Kondensats mit dem Einspritzwasser verloren. An Bord von Schiffen wurden Einspritzkondensatoren bei den ältesten ND.-Maschinen verwendet.

Ist die Temperatur des Abdampfes — 60 °, die der Mischung — 40 ° und die des Einspritzwassers = 15 °, und sind für jedes kg Dampf n kg Einspritzwasser erforderlich, so ist

15)

= 23,4 kg

606,5 + 0,305 . 60 — 40 = n. (40

606,5 + 18,3 — 40

40 — 15

n hängt hauptsächlich von den schwankenden Werten der Wasser- und der Mischungstemperatur ab.

b) Gberflächenkondensator. Das gesamte Kondensat wird als Speisewasser wieder gewonnen. Allerdings ist auch alles Zylinderschmieröl darin enthalten. Nimmt man die Temperatur des den Kondensator verlassenden Kühlwassers zu 28° und die übrigen Temperaturen ebenso an, wie unter a, so ist:

— rund 45 kg

606,5 + 0,305 - 60 — 40 = n. (28 — 15)

606,5 + 18,3 — 40

28 — 15

Man unterscheidet Oberflächenkondensatoren mit Außen- und Jnnen-seitenkondensation, je nachdem der Dampf um oder durch die Kühlrohre strömt, Kondensatoren mit Gleich- oder Gegenstrom, je nachdem das Kühlwasser sogleich nach dem Eintritt, also kälter, oder kurz vor dem Austritt, also wärmer, auf den eintretenden wärmeren Dampf einwirkt, und schließlich bei Außenseitenkondensatoren solche mit ein- oder zweimaligem Kühlwasserdurchgang, je nachdem das Kühlwasser gleichzeitig alle Kühlrohre durchströmt oder zuerst die eine, darauf die andere Hälfte.

Alle neueren Schiffe haben Außenseitenkondensatoren, weil diese einige praktische Vorzüge vor den Jnnenseitenkondensatoren besitzen: leichtere Reinigung (Beseitigung des Fetts durch Auskochen mit Soda, Beseitigung der durch Seewasser entstehenden Verunreinigungen im Innern der Rohre mechanisch), leichterer Ersatz leck gewordener Rohre und Schutz der Rohrdichtungen vor direkter Berührung mit Dampf.

Ferner wendet man nach Möglichkeit Gegenstrom an, weil die Luftpumpe dann kleiner sein kann als bei Gleichstrom (vgl. Weiß, Kondensation), und das Vakuum mindestens ebenso groß ist. Allerdings ist das Gegenstromprinzip bei den meisten Schiffskondensatoren nicht vollkommen durchführbar.

Ein einfacher Kllhlwasserdurchgang genügt nur bei sehr langen Kühlrohren, wie sie sich zuweilen auf Handelsschiffen finden. Alle unsere Kriegsschiffe erhalten zwecks guter Ausnutzung der Kälte des Kühlwassers zweimaligen Kühlwasserdurchgang.

B. Anordnung und Bauart -er Uondensatoren.

1. Anordnung der Kondensatoren.

a) Gewöhnliche Handelsdainpfer. Kondensatorkasten aus Gußeisen mit den Zylinderständern in 1 Stück gegossen. Dampfeintritt von oben. Kühlwasser-Ein- und Austritt an demselben oder am entgegengesetzten Ende, je nachdem der Kondensator kurz oder lang ist. Diese Kondensatoranordnung ist billig in der Anlage und nimmt wenig Platz weg, wiegt aber viel. Auch ist im Laufe der Jahre mit starkem Abrosten der Kondensatorwände zu rechnen.

b) Kriegsschiffe und bessere hiandelsdamxfer. Kondensator von der Schiffsmaschine vollständig getrennt und aus nicht rostendem Material mit zylindrischer Form möglichst leicht hergestellt. Diese getrennten Kondensatoren möglichst hoch angeordnet, damit das Kondensat der Luftpumpe zustießt. In einzelnen Fällen, auf kleinen Kreuzern mit gemeinschaftlichem Maschinenraum, liegen die Kondensatoren in besonderem, durch Querschott vom Maschinenraum getrenntem Raum, damit der Maschinenraum nicht zu groß wird. In allen Fällen muß nach Abnahme der Deckel (Vorsatzkästen) ein Herausziehen der Kühlrohre möglich sein; event!. Schottverschraubung.

2. Bauart der Kondensatoren.

a) Material. Grundsätzlich sind dünnwandige Teile auf Kosten der starkwandigen galvanisch zu schützen, d. h. ans einem möglichst elektronegativen Material herzustellen. Demgemäß fertigt man die Kondensatorteile aus Messing oder einer Bronze von geringerem Kupfergehalt, als die Kühlrohre haben. Auf unseren neuesten Schiffen bestehen die Kühlrohre bei einer Wand-

stärke von 1

und einem äußeren Durchmesser von 17 bis 20 mm aus

mm

Kupferbronze, nahtlos gezogen, innen und außen verzinnt. Verzinnung mit 10 ober 30 % Bleizusatz, weil reines Zinn zu dickflüssig ist und im Innern der Rohre sich nicht gleichmäßig verteilt. Die Rohrplatten bestehen aus gewalztem Delta- oder Muntzmetall, die Anker aus Messing oder Deltametall. Anker, Innenseiten der Kondensatorvorlagen und Deckel und möglichst auch Rohrplatten werden verzinnt, letztere vor dem Bohren der Löcher. Kondensator-gehäuse besteht aus Messingblech oder Kupferblech oder Bronzeguß oder verzinktem Stahlblech. Kondensatorvorlagen bestehen aus getriebenem Kupfer-

blech oder Bronzeguß.

b) Zusainnrensetzung der Kondensatoren.

Das Kondensator-

gehäuse ist, wenn es aus Blech zusammen genietet ist, mit aufgenieteten Verstärkungsringen und Endflanschen versehen. Die Flanschenschrauben zwischen

Gehäuse, Rohrplatte und Vorlage sind gewöhnlich so eingerichtet, daß beim Abnehmen der Vorlage die Befestigung der Rohrplatte bleibt. Die die Rohr-platten verbindenden Anker sind gleichmäßig auf das Rohrsystem verteilt.

Die Rohre sind zwecks möglichst guter Platzausnutzung diagonal angeordnet, und so, daß unter dem Dampfeintritt und über dem Luftpumpensaugrohr ein freier Raum verbleibt, um das Verbreiten des Dampfes über das ganze Rohrsystem und das Zusammenfließen des Wassers nach dem Luftpumpensaugerohr zu erleichtern. Zu dem letzteren Zweck gibt man zuweilen auch dem Kondensatorgehäuse eine Vertiefung nach dem Lustpumpensaugerohr, oder man gibt dem Kondensator, wenn das Luftpumpensaugerohr an einem Ende sitzt, eine leichte Neigung dorthin.

Die schädliche Wirkung des senkrecht gegen das Rohrsystem strömenden Abdampfes schwächt man durch Prallplatten. Zuweilen verwendet man außerdem besondere Leitbleche zur besseren Verteilung des Dampfes.

Bei Kondensatoren mit getrennter Trocken- und Naßlustpumpe trennt man gewöhnlich den Raum, in dem sich die kältere Lust sammelt, von dem übrigen Kondensationsraum durch eine Scheidewand.

Bei Turbinenschiffen ist wegen der größeren Expansion des Dampfes ein wesentlich weiteres Abdampfrohr und größerer freier Raum über dem Rohrsystem erforderlich, als bei Kolbenmaschinen.

Die Kühlrohrstopfbuchsen haben Baumwollenpackung und einen das Herausschieben der Rohre verhindernden inneren Wulst. Etwa erforderliche Rohrstützplatten zwischen den Rohrplatten müssen entsprechend der Rohranordnung oben für Dampf und unten für Kondensat freien Raum lassen. Die frei tragende Rohrlänge darf im allgemeinen den hundertfachen äußeren Durchmesser nicht überschreiten.

Die Kondensatorvorlagen haben Deckel zur leichteren Zugänglichkeit des Rohrsystems und zuweilen Handlöcher zum leichten Entfernen von Schmutz und Seegras.

Bei Kondensatoren mit zweimaligem Kühlwasserdurchgang versieht man zuweilen die Trennungswand zwischen Kühlwasserein- und -Austritt mit einer Klappe, die sich von außen öffnen und schließen läßt. Durch die geöffnete Klappe kann beim Lenzen das Wasser nach außenbords gehen, ohne das Rohrsystem zu passieren und ohne Einschaltung eines Zwischenrohres zwischen Zirkulationspumpendruck- und Ausgußrohr.

Fig. 85 zeigt den Kondensator eines Kriegsschiffes.

3. Armaturen des Kondensators.

Zinkschutzplatten (wie in den Kesseln) in den Kondensatorvorlagen in gut leitender Verbindung mit den Rohrplatten, und zwar etwa 1 qm Zinkoberfläche auf 400 qm Kühlfläche, Mann- und Schaulöcher, Hähne oder Ventile zur vollständigen Entleerung, Verbindung mit der Hilfsdampfrohrleitung zum Auskochen mit Dampf, Öffnung oben im Gehäuse zum Einfüllen von Wasser und Sodalösung, Anschlußstutzen für die transportable Kesseldruckpumpe, Doppelfedervakuummeter deutlich erkennbar vom Maschinistenstande aus, Hähne an den Kühlräumen für Temperaturmessungen, Absperrventile für Hilfsdampfabgangsrohr und Überproduktionsrohr, Zusatzhahn mit Rohranschluß aus der Speisewasserlast.

Die Kondensatorbekleidung, aus Filz und Eisenblech bestehend, versieht man mit Aussparungen zum Anfühlen des Kondensators.

Teil XI.

Pumpen.

A. Wirkungsweise und arten der Pumpen.

1. Allgemeine Wirkungsweise der Pumpen,

a) pumpenroiberftmtb, Sauge- und Druckwirkung. Der von betn bewegten Teil (Kolben, Kreiselrad) einer Pumpe zu überwindende Ge-samtwidcrstand setzt sich zusammen aus Sauge-, Druck- und Reibungswiderstand. Sauge- und Druckwiderstand (Sauge- und Druckhöhe) ergibt sich aus den in den betreffenden Behältern (Kondensator, Torpedoluftsammler, Kessel) herrschenden Drucken, und bei Flüssigkeiten außerdem aus dem Gewicht der Flüssigkeitssäulcn. Reibungswiderstand ergibt sich aus der Form und dem Durchgangsquerschnitt der Kanäle und Rohre.

Bei einer Zirkulationspumpe, die aus See saugt und nach See drückt, besteht der Pumpenwiderstand lediglich aus Reibungswiderstand.

<Ban$cf)öi)e + Druckhöhe = Förderhöhe. Da bei jeder Pumpe die Saugewirkung auf Luftverdünnung beruht, so ist die theoretische Grenze für die Saugehöhe eine Wassersäule von rund 10 m (absolutes Vakuum). Die

Druckhöhe ist theoretisch unbeschränkt und entspricht bei einem Kesseldruck bort 15 kg einer Wassersäule bort rund 150 m. Gesamtarbeit einer Pumpe in mkg — Produkt aus Förderhöhe in m und Fördermenge in kg.

b) Einfluß der Temperatur und der Trägheit des Wassers. Pumpen, die höher liegen als die anzusaugende Flüssigkeit, hersagen, wenn letztere zu warm ist, weil dann die Luftberdllnnung ein Verdampfen bewirkt. Deshalb möglichst hohe Lage der in die Speisesaugeleitung eingeschalteten Vorwärmer (negatibe Saugehöhe).

Bei ungleichförmiger Wirkung einer Pumpe (Kolbenpumpe) erzeugt der Wasserstrom infolge seiner Trägheit Stöße, die um so gefährlicher werden, je länger die Rohrleitung ist. Sehr lange Rohre erhalten deshalb Windkessel. Die Windkessel in kurzen Speisedruckleitungen sind nicht durch die Trägheit des Wassers bedingt, sondern durch die Möglichkeit plötzlicher Drucksteigerungen.

2. Wirkungsweise der Kolbenpumpen.

a) Einfach- und doppeltwirkende Kolbenpumpen. Eine Kolbenpumpe ist einfach- oder doppeltwirkend, je nachdem sie bei einem Kolbenspiel (Hin- und Rückgang) theoretisch das Einfache oder Doppelte des vom Kolben beschriebenen Volumens fördert.

Einfachwirkende Kolbenpumpen haben entweder gleichzeitige oder abwechselnde Sauge- und Druckwirkung. Im ersteren Falle enthält der Kolben Durchgangsbentile, irrt letzteren ist der Kolben gewöhnlich ein Plungerkolben.

Doppeltwirkende Pumpen haben stets geschlossene Scheibenkolben.

Pumpen mit eigener Betriebsdampfmaschine müssen zur Vermeidung großer Schwankungen im Pumpenwiderstand entweder doppeltwirkend oder als Duplexpumpen mit einfacher Wirkung so gekuppelt sein (Balancier), daß die beiden Kolben sich entgegengesetzt bewegen. Letzteres ist der Fall bei den Zwillings-Blake-Luftpumpen auf großen Kriegs- und Handelsschiffen (vgl. B und C).

b) Kbfchlußvorrichtungen sind meist Ventile, seltener Klappen und ausnahmsweise (bei einzelnen älteren Pumpen) Schieber. Ventile und Klappen wirken selbsttätig, Schieber Zwangläufig. Letztere dürfen, da Flüssigkeiten bollkommen unelastisch sind, keine Überdeckung haben. Für Pumpen, die gegen hohen Druck arbeiten, halten Schieber nicht genügend dicht.

Ventile haben feste oder verstellbare Hubbegrenzung und flache oder konische Dichtungsfläche. Sie sind zentral geführt und zuweilen zwecks präziseren Schließens durch Feder belastet. Klappen sind biegsame Scheiben aus

Gummi oder Vulkanfiber (Begrenzung der Biegung durch Klappenfänger) oder scharnierartig befestigte Metallscheiben mit Futter und Hubbegrenzung.

3. Wirkungsweise der Zentrifugalpumpe.

Saugen entsteht durch den Unterdrück im Zentrum des Kreiselrades. Von hier beschreibt jedes Flüssigkeitsteilchen eine spiralförmige, aus Zentrifugal- und Kreisbewegung resultierende Kurve. Vor den Kolbenpumpen haben die Zentrifugalpumpen den Vorzug größerer Einfachheit (keine hin-und hergehende Bewegung, keine Abschlußvorrichtungen), sie haben aber geringere Sauge- und Druckwirkung und eignen sich deshalb hauptsächlich für große Wassermengen bei geringem Pumpenwiderstand.

4. Wirkungsweise der Dampfstrahlpumpen.

Diese Pumpen sind nichtsaugend oder saugend, je nachdem ihnen das Wasser selbst zufließt oder nicht. Sie sind, da sie keine bewegten Teile haben, die einfachsten Pumpen, ihre Verwendung ist aber beschränkt, da sich der Dampf mit dem Wasser mischt und daher, abgesehen von den Speise-Injektoren, verloren geht.

B. an vor- verwendete pumpen.

1. Luftpumpen.

a) Zweck und Wirkungsweise. Zweck ist das Absaugen der Luft aus dem Kondensator und Befördern des Kondensats aus dem Kondensator in die Zisterne oder den Warmwasserkasten. Die Luft dringt durch die ND-Stopfbuchsen, Speisewasserzusatzleitung und durch etwaige Undichtheiten in den Kondensator und nimmt infolge der Verdünnung einen wesentlich größeren Raun: ein als das Kondensat, weshalb die Luftpumpe wesentlich größer sein muß als die Speisepumpe. Die Luftpumpe muß so tief liegen, daß das Kondensat ihr zufließt, da wegen des Vakuums ein Hochsaugen von Wasser unmöglich ist. Der schädliche Raum hat wenig Einfluß auf das Vakuum, weil er durch das zufließende Wasser ausgefüllt wird.

Bei Turbinenschiffen, wo das Vakuum von größerer Bedeutung für die Maschinenleistung ist als bei Kolbenmaschinen, trennt man in neuerer Zeit vielfach das Absaugen der Luft und die Förderung des Kondensats in der Weise, daß die Naßluftpumpe unten aus dem Kondensator saugt, die Trockenluftpumpe aus dem Teile des Kondensators, in dem die Luft am kältesten, also am dichtesten ist. Durch die bessere Wirkung der Trockenluftpumpe erzielt man ein höheres Vakuum.

Leitfadeir f. d. Unterricht in der Maschinenkuirde. 2. Aufl.

Eine Vereinigung von Trocken- und Naßluftpumpe bildet die von Marinebaumeister Berling konstruierte Goliathpumpe. Ob die durch die Konstruktion erzielte Raum- und Gewichtsersparnis oder die bei getrennter Anordnung vorhandene unabhängige Regulierungsfähigkeit beider Pumpenwirkungen vorzuziehen ist, hängt von den Betriebsverhältnissen ab.

b) Anordnung der Luftpumpen. Größere Kriegsschiffe (große Kreuzer und Linienschiffe) und sehr große Handelsschiffe (Schnelldampfer) erhalten gewöhnlich selbständige Duplexluftpumpen mit besonderer Betriebsdampfmaschine, System Blake, Weir u. Worthington (vgl. Antrieb der Pumpen), um auch bei stillstehender Hauptmaschine Vakuum halten zu können. Auf Handelsdampfern kuppelt man die selbständige Luftpumpe zuweilen mit der Zirkulationspumpe.

Kleinere Kriegsschiffe (kleine Kreuzer und dgl.) und die gewöhnlichen Handelsdampfer haben Luftpumpen, die durch Balancier von der Hauptmaschine getrieben werden, und zwar häufig zwei kleinere Pumpen an Stelle einer größeren zur Erzielung einer Betriebsreserve. Kriegsschiffe mit angehängten Luftpumpen versieht man in neuerer Zeit für jede Maschine mit. einer selbständigen Hilfsluftpumpe, die ausreicht, beim Manövrieren das Kondensat in den Warmwasserkasten zu schaffen und dabei ein für das Manövrieren genügendes Vakuum zu halten, und die von der unabhängigen Hauptluftpumpe sich nur durch geringere Dimension unterscheidet.

Neuere Turbinenschiffe und Turbinentorpedoboote erhalten gewöhnlich unabhängige Trocken- und Naßluftpumpen.

Dampfbeiboote haben gewöhnlich Luftpumpen, die mittels Exzenters von der Maschinenwelle betrieben werden.

c) Bauart der Luftpumpen. Alle Luftpumpen, abgesehen von den älteren Kriegsschiffen mit liegenden Maschinen, sind stehend. Alle an die Hauptmaschine angehängten Luftpumpen sind einfachwirkend und haben (abgesehen von der Luftpumpe Patent Edward) einen Kolben mit Durchgangs- . Ventilen oder Klappen. Alle selbständigen Luftpumpen (Simplex- und Duplexpumpen) sind doppeltwirkend oder haben entgegengesetzt laufende Kolben (vgl. A, 2).

Pumpengehäuse auf Handelsschiffen aus Gußeisen mit bronzenem Einsatzzylinder, auf Kriegsschiffen ganz aus Bronze, zuweilen mit besonderem bronzenen Einsatzzylinder. Zugänglichkeit der Klappen oder Ventile durch Öffnungen im Pumpenkasten und Pumpenzylinder. Deckel im Pumpenzylinder müssen genau in die Zylinderfläche passen. Pumpenkolben aus Bronze, durch Hanf oder Baumwollenpackung oder auch durch federnde bronzene Liderungsringe gedichtet. Bei Balancier-Antrieb und bei beschränktem

Raum wird der Pumpenkolben zwecks Vermeidung einer äußeren Geradführung als Trunkkolben ausgebildet.

Abschlußvorrichtungen sind gewöhnlich biegsame Klappen aus Gummi oder Vulkanfiber. Unsere neueren Kriegsschiffe erhalten jedoch Kinghornffche Blechdeckelventile, bestehend ans 3 lose übereinander liegenden Scheiben aus etwa 1 bis 1,5 nun Messingblech, von denen die beiden unteren mehrere gegeneinander versetzte Löcher haben. Auch die aus gewelltem Messingblech bestehenden Ventile von Beldam mit entsprechend gewellt geformten Ventilfängern haben sich gut bewährt. Der Hub derartiger Metallventile beträgt im Mittel nur etwa 5 mm.

Bei den Luftpumpen mit durchbrochenem Kolben sind theoretisch entweder die Sauge- oder die Druckabschlußvorrichtungen entbehrlich. Trotzdem werden im Interesse eines dichteren Abschlusses beide gebaut.

Die Luftpumpe Patent Edward'hat nur Druckventile. Die Kolben-ventile werden dadurch ersetzt, daß der Kolben über Öffnungen der Zylinderwand hinweggleitet. Sobald diese Öffnungen frei werden, wird durch das über dem Kolben entstandene sehr hohe Vakuum die Luft aus dem Kondensator gesaugt. Im übrigen ist die Wirkung aus der schematischen Fig. 86 . erkennbar.

An die Hauptmaschine angehängte Luftpumpen erhalten am Druckraum oder Druckrohr Windkessel und Sicherheitsventil.

Fig. 87 zeigt die angehängte Luftpumpe des Torpedobootes „S 90", Fig. 88 die des kleinen Kreuzers „Amazone".

Die zusammengehörige Naß-- und Trockenluftpumpe einer Schiffsturbinenanlage von etwa 6000 PSi. ist in Fig. 89 dargestellt. Der Dampf-zylinder der Naßluftpumpe hat eine Weirsteuerung (vgl. C); die Trockenluftpumpe hat Hilfsrotation. Mit Rücksicht auf die Lage zum Kondensator ist die Naßluftpumpe unter, die Trockenluftpumpe über der Betriebsmaschine angeordnet.

Bedeutung der Buchstaben bei der Naßluftpumpe:

a Dampfeintritt, b Dampfaustritt, c Dampfzylinder, d Pumpenzylinder, e Saugestutzen, f Druckstutzen mit anschließendem Windkessel, g Handlöcher für Revision der Pumpenventile, h Saugeventile, 5 Stück, i Kolbenventile, 5 Stück, k Drmckventile, 5 Stück.

Die Pumpe macht bei forcierter Leistung etwa 40 Doppelhübe pro

Minute.

Bedeutung der Buchstaben bei der Trockenluftpumpe: a Lufteintritt, b Luft- und Kühlwasseraustritt, c Pumpenzylinder, d Löcher für Lufteintritt über dem Kolben, als Ersatz für Saugeventile,

e Kolbenventile, f Druckventile, g Kühlwassereintritt, h Dampfeintritt, h± Dampfaustritt, i Dampfregulierschieber, k Verteilungsschieber, 1 Dampf-zylinder, m Kurbelwelle, n Regulator, o Andrehvorrichtung mit Schwungrad, P Ölfüllschraube, q Handloch.

Das Kühlwasser für den Pumpenzylinder kommt aus einem Speisewasserbehälter, tritt mit der Luft bei b aus und fließt in den Speisewasserbehälter nach unten zurück, während die Luft nach oben weiter Zum Warmwasserkasten geht. Die Pumpe macht bei forciertem Betrieb etwa 400 Umdrehungen pro Minute. Nach Erfahrungen unserer Marine verbraucht die Trockenluftpumpe bei langsamer Fahrt unverhältnismäßig viel Dampf, weshalb es sich vielleicht empfiehlt, bei langsamer Fahrt nur die Naßluftpumpe in Betrieb zu halten.

Die neueren Hilfskondensationsanlagen haben kleine doppeltwirkende Luftpumpen, die zugleich mit der Hilfszirkulationspumpe durch eine besondere Compoundmaschine mittels Balancier betrieben werden. Ihre Wirkungsweise ist aus Fig. 90 ersichtlich (vgl. auch Teil X).

2. Zirkulationspumpen.

a)    Zweck und Wirkungsweise. Die Zirkulationspumpe fördert das Kondensatorkühlwasser und ist entweder eine an die Hanptmaschine angehängte Kolbenpumpe oder eine von der Schiffsmaschine unabhängige Zentrifugalpumpe. Letzteres ist der Fall bei allen Kriegsschiffen und bei den besseren und größeren Handelsdampfern, ersteres bei kleineren Handelsdampfern, namentlich Frachtdampfern. Ausnahmsweise ist die Zirkulationspumpe auch eine von der Hauptmaschine unabhängige und mit der unabhängigen Luftpumpe verbundene Kolbenpumpe. Gewöhnlich drücken die Zirkulationspumpen, selten saugen sie durch den Kondensator.

b)    Bauart der Zirkulationspumpen. Kolbenzirkulationspumpen sind einfach- oder doppeltwirkend und im allgemeinen ebenso gebaut wie die Luftpumpen.

Zentrifugalzirkulationspumpen bestehen auf Kriegsschiffen ganz aus Bronze und sind innen verzinnt. Auf Torpedobooten hat man zuweilen zwecks Gewichtsersparnis die Bronzewände durch Kupferbleche ersetzt. Auf Handelsschiffen fertigt man gewöhnlich das Pumpengehäuse, zuweilen auch das Kreiselrad aus Gußeisen.

Die Kreiselradwelle läuft in Pockholz- oder Weißmetall-Lagern. Das Kreiselrad ist entweder symmetrisch für Zweiseitigen oder unsymmetrisch für einseitigen Wassereintritt. Ein Schwungrad ist entbehrlich, wenn das Kreiselrad am Umfange hinreichend verstärkt ist. Der wachsende Querschnitt des schneckenförmigen Sammelkanals am Gehäuse entspricht der zunehmenden Wassermenge.

Die Anordnung der Zentrifugalpumpe richtet sich nach der Lage der Kühlwasser-Ein- und -Austrittsstutzen am Kondensator und muß möglichst kurze und gerade Rohre ergeben. Das Gehäuse der Zirkulationspumpe ist zuweilen mit einem Luftsaugeapparat (Ejektor) versehen, um beim Lenzen aus dem Hauptlenzrohr die Pumpe zum Ansaugen zu bringen.

Zum Antrieb dient eine Zweifach-Expansionsmaschine (Woolf oder Compound), deren Stärke nach der Lenzleistung zu bemessen ist, da diese größer ist als die Leistung bei der Förderung von Kühlwasser. Kühlung der hohlen Gleitbahn durch Verbindung mit dem Sauge- und Druckraum des Pumpengehäuses. Fig. 91 zeigt eine Zentrifugalzirkulationspumpe mit Woolf'scher Betriebsmaschine.

3. Speisepumpen.

a)    Zahl, Anordnung und Wirkungsweise der Speisepumpen.

Das Kesselgesetz verlangt für die ganze Kesselanlage 2 voneinander unabhängige Speisevorrichtungen, deren jede mit Sicherheit das Speisewasser für den vollen Betrieb liefern kann. Größere Schiffskesselanlagen versieht man aber zur Erhöhung der Betriebssicherheit mit mehr als 2 Speisepumpen, und zwar erhält, wenn die Hauptspeisepumpen an die Maschine angehängt sind (gewöhnliche Handelsdampfer und ältere Kriegsschiffe), meistens jede Kesselgruppe eine Reservedampfspeisepumpe.

Sind überhaupt keine Maschinenspeisepumpen vorhanden, dann stehen entweder sämtliche Haupt- und Reservedampfspeisepumpen zusammen, z. B. am vorderen Maschinenschott (große Handelsdampfer), oder in jedem Heizraum neben den Kesseln steht die Zugehörige Haupt- und Reservedampfspeisepumpe (neuere Kriegsschiffe mit Wasserrohrkesseln). Die letzte Anordnung ist durch die bei Wasserrohrkesseln erforderliche selbsttätige Regulierung des Wasserstandes bedingt (vgl. Teil VI C).

Unter allen Umständen läßt mein das Speisewasser aus den möglichst hoch liegenden Warmwasserkasten oder Vorwärmern den Speisepumpen zufließen. Sind, wie bei großen Handelsdampfern, die Vorwärmer sehr hoch im Maschinenschacht angebracht, so wird das Hochpumpen in die Vorwärmer nicht durch die Luftpumpen, sondern durch besonders vorgeschaltete, aus der Zisterne saugende Speisepumpen besorgt.

Maschinenspeisepumpen sind einfachwirkende Plungerpumpen, Dampfspeisepumpen doppeltwirkende Pumpen, die bei älteren Ausführungen Hilfsrotation haben, bei neueren keine rotierenden Teile.

b)    Bauart der Maschinenspeisepumxen. Material ist auf Kriegsschiffen durchweg Bronze. Auf Handelsschiffen bestehen gewöhnlich Plungerkolben, Ventile, Ventilsitze und Stopfbuchsenfutter aus Bronze, Pumpen-

Teil XL Pumpen.

, co

zylrnder und Ventilkasten aus Gußeisen. Stopfbuchse erhält Baumwoll- oder Metallpackung.

Ventile sind bei kleinen Pumpen einfache Kegelventile, bei größeren dünne Scheibenventile System Kinghorn oder dergleichen. Ventilkasten ist an den Pumpenzylinder angeschraubt. Hinter dem Druckventil am Ventilkasten oder Druckrohr erhalten die Maschinenspeisepumpen einen Windkessel zur Milderung der Stöße und ein federbelastetes Überdruckventil mit Rücklaufrohr nach dem Saugeraum zur Sicherung des Druckrohres.

c) Bauart der Oampfspeisexuinpen. Dampfspeisepumpen mit Hilfsrotation und gewöhnlicher Schiebersteuerung sind für moderne Kriegsschiffe nicht geeignet, weil sie bei langsamem Gange stehen bleiben und deshalb mit einem Speisewasserregler nicht vereinbar sind. Die modernen Dampfspeisepumpen sind deshalb kurbellose Pumpen mit einer Dampfsteuerung nach bewährtem System (vgl. C). Haupt- und Reservespeisepumpen sind ganz gleich gebaut. Überhaupt verwendet man der Einheitlichkeit halber möglichst in der ganzen Kesselanlage nur gleiche Pumpen.

Die Pumpen haben entweder nur 1 Pumpenzylinder (Simplexpumpen) oder 2 (Duplexpumpen). Im letzteren Falle sind entweder 2 Simplexpumpen zu einem System mit gemeinschaftlichem Ventilkasten vereinigt (Zwillingssimplexpumpe) oder die Dampfverteilung der einen Pumpe wird geregelt durch die Kolbenbewegung der Nachbarpumpe und umgekehrt (vgl. C).

Auf Kriegsschiffen bestehen die Dampfspeisepumpen ebenso wie die Maschinenspeisepumpen ganz aus Bronze. Die Kolben haben Metalldichtung. Die Pumpenzylinder haben entweder Einsatzzylinder oder sind so mit den übrigen Pumpenteilen verbunden, daß sie sich leicht auswechseln lassen. Als Abschlußvorrichtung dienen Scheibenventile mit kleinem Hub (System Kinghorn oder dergl.) oder eine größere Zahl von kleineren bronzenen Kegelventilen. Zuweilen sind die Ventile zwecks schnelleren Schließens durch Federn belastet. Probierhahn zwischen Sauge- und Druckventilen zum Salz- und Temperaturmessen. Überdruckventil wie bei den Maschinenspeisepumpen. Gewöhnlich auch Druckwindkessel.

d) Speise-Inzektor ist eine Dampfstrahlpumpe, die beim Anstellen zuerst einige Augenblicke ins Freie speisen muß, damit beim Speisen eines Kessels mittels eigenen Dampfes die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit des Wassers erzeugt wird. Vor dem Eintritt in den Kessel hat der Injektor ein Rückschlagventil. Hauptsächlich sind die Injektoren von Körting und Neuhaus in Gebrauch.

Vorzüge der Injektoren: Große Einfachheit und hohe Vorwärmung des Speisewassers infolge der Mischung mit Dampf. Nachteile: Große Empfindlichkeit gegen Verunreinigungen und daher leichtes Versagen.

In unserer Marine beschränkt sich ihre Verwendung auf die Reservespeisevorrichtung der Dampfbeiboote.

4. Lenzpumpen.

a) Zahl, Anordnung und Wirkungsweise der Lenzpumpen.

Einen ungefähren Anhalt für unsere neueren Schiffe gibt folgende Tabelle:

Zahl der Pumpen auf

Nr.

Linienschiffen und Großen Kreuzern

Kleinen Kreuzern

(M CO    io

Stones-Pumpen . . . . Zirkulationspumpen . . . Zentrifugallenzpumpen . . Dampflenzpumpen . . . Maschinenlenzpumpen . .

2 bis 4

3 bis 5

fcO M-

fehlt

3 bis 4

Sie

Zu 1. Unsere neuesten Schiffe erhalten keine Stones-Pumpen. werden ersetzt durch Dampflenzpumpen.

Zu 4. In jedem Kesselraum steht eine Duplex-Kolben-Dampfpumpe, die außerdem für den Betrieb der Aschejektoren, zum Fluten der Munitionsräume und zum Feuerlöschen benutzt wird.

Über den Rohranschluß der Lenzpumpen vgl. Teil XII A.

b) Bauart der Lenzpumpen. Stones-Pumpen sind mehrkolbige (2 oder 4) Handpumpen. Fig. 92 stellt eine 4 kolbige Stones-Pumpe dar. Der 1. und 3. sowie der 2. und 4. Kolben sitzen auf je einer gemeinschaftlichen Kolbenstange. Jede der beiden Kolbenstangen endigt oben in einer Kurbelschleife. Die beiden treibenden Kurbeln stehen unter 180 °, so daß die beiden Kolbenpaare sich stets entgegengesetzt bewegen. Die Gesamtwirkung der Pumpe kommt 3 doppeltwirkenden Kolben gleich. Die Pumpe besteht ganz aus Bronze; die Kolben sind durch Ledermanschetten gedichtet.

Zirkulationspumpen sind unter 2 beschrieben. Zentrifugallenzpumpen sind im allgemeinen ebenso gebaut wie die Zentrifugalzirkulationspumpen.

Dampflenzpumpen sind auf unseren neueren Schiffen kurbellose Duplexdampfpumpen von der gleichen Konstruktion wie die Dampfspeisepumpen, jedoch sind die Kolben durch Ledermanschetten gedichtet.

Maschinenlenzpumpen oder Bilgepumpen (vgl. Teil XII A) sind einfachwirkende, an die Haüptmaschine angehängte Pumpen mit Plungerkolben. Als

Überdruckventil dient das selbsttätige Lenzausgußventil, als Sauge- und Druckventile dienen Gummiklappen oder leichte Metallventile (Kinghorn). Wegen des häufigen Versagens infolge von Verschmutzung muß das Aufnehmen der Ventile schnell ausführbar und die Saugeleitung absperrbar sein. Bei stillstehender Hauptmaschine muß sich die Maschinenlenzpumpe schnell und leicht abkuppeln lassen (Fig. 93).

Lenzejektoren werden wegen der Dampfverluste auf neueren Schiffen nicht mehr verwendet.

5. Sonstige Pumpen für Flüssigkeiten.

Spülpumpen, Waschwafferpumpen, Trinkwasserpumpen und Teerölpumpen sind gewöhnlich Duplexpnmpen von derselben Bauart wie die Dampf-lenzpumpen.

Die Pumpe für hydraulische Geschützschwenkwerke und Munitionsaufzüge soll das Glyzerin auf etwa 60 kg komprimieren. Ihre Wirkungsweise geht aus Fig. 94 hervor. Die Pumpe ist eine Worthington-Pumpe (vgl. C) mit 2 Pumpen- und 2 Dampfzhlindern. Die Pumpenkolben haben Lederman-schetten und sind einfach saugend (Linksgang) und doppelt drückend (beim Linksgang nur durch das Kompressionsventil). Beim Rechtsgang geht durch das Druckventil mehr Flüssigkeit als durch das Kompressionsventil.

Das Verhältnis Zwischen Kolben und Kolbenstange ist so bemessen, daß der Pumpenwiderstand beim Rechts- und Linksgang gleich groß ist. Das Druckrohr hat eine doppelte Sicherheit gegen Zersprengen, das federbelastete Sicherheitsventil mit Glyzerinrücklaufrohr und den auf die Dampszuführung wirkenden federbelasteten Regulierkolben.

Die in den Schwenkwerken und Munitionsaufzllgen verbrauchte Druckflüssigkeit fließt in den unter der Pumpe befindlichen, mit Kühlschlange versehenen Behälter zurück.

6. Luftkompressionspumpe für Torpedoarmierung,

in Fig. 95 dargestellt, dient zur Erzeugung von Preßluft von 100 kg und darüber und wirkt mit zweistufiger Kompression. Die beiden äußeren parallel geschalteten großen Luftpumpen verdichten die Luft auf einen mittleren Druck, die kleine mittlere Pumpe verdichtet auf den höchsten Druck. Alle 3 Pumpen sind einfachwirkend. Die Druckwirkung findet bei den äußeren Pumpen bei Abwärtsbewegung der Kolben, bei der mittleren bei Aufwärtsbewegung statt (Kräfteausgleich).

Alle 3 Pumpenstangen sitzen an gemeinschaftlicher, als Kurbelschleife ausgebildeter Traverse. Abschlußvorrichtungen sind federbelastete Stahlventile.

Zwischen beiden Kompressionsstufen und nach der zweiten Kompression geht die durch die Kompression erhitzte Luft durch je eine Kühlschlange. Den

Wasserwechsel im Kühlwasserkasten besorgt eine von der Kurbelwelle getriebene Kllhlwasserpumpe.

C. antrieb der Pumpen.

I. Rntrieb durch kfauptmaschine

ist in Anlage und Betrieb der billigste Antrieb und wird bei gewöhnlichen Handelsschiffen möglichst auf alle zum Hauptmaschinenbetrieb gehörigen Pumpen ausgedehnt, ist aber bei großen Passagierdampfern und Kriegsschiffen auf Maschincnlcnzpumpe und Kühlwasserpumpe beschränkt, während bei kleinen Passagierdampfern und Kriegsschiffen auch die Luftpumpen angehängt sind.

Angehängte Luftpumpen werden bei Schiffen durch Balancier, bei Beibooten durch Exzenter, angehängte Zirkulationskolbenpumpen stets durch Balancier, Maschinenspeisepumpen bei gewöhnlichen Schiffsmaschinen durch Balancier, bei schnell laufenden Torpedoboots- und Beibootsmaschinen durch Schneckenübersetzung von der Kurbelwelle (Übersetzung etwa 4 :1), Maschinenlenzpumpen ebenso wie die Speisepumpen, Kühlwasscrpumpen gewöhnlich durch Exzenter getrieben.

2. Rntrieb durch besondere Dampfmaschinen.

a) Allgemeines. Antrieb der Zentrifugalpumpen durch direkt gekuppelte Compound-Maschine, seltener Woolf-Maschine.

Antrieb der Kolbenpumpen mit oder ohne Hilfsrotation. Ersterer ist in der äußeren Zusammensetzung komplizierter (Geradführung, Pleuelstange, Kurbelwelle, Schwungrad) und wegen der Totlagen nur für schnellere Gangart geeignet (Trockenluftpumpe der Turbinenschiffe). Letzterer ergibt zwar eine kompliziertere Dampfsteuerung, wenigstens bei den Simplexpumpen, hat aber in der Praxis sich gut bewährt und gestattet jede Regulierung bis zur langsamsten Gangart, ist deshalb bei fast allen modernen Dampfpumpen an Bord üblich.

Die hauptsächlichen Antriebe ohne Hilfsrotation sind die Simplexsteuerungen von Blake, die Simplexstcuerungen von Weir (beide auch bei Zwillingspumpen verwendet) und die Duplexsteuerung von Worthington. Neuerdings werden Dampspumpen mit 2 Dampfzylindern auch mit Compound-Dampf-wirkung gebaut.

b) lVeir-puinpe. Die allgemeine Anordnung einer doppeltwirkenden Simplex-Weir-Pumpe und die Wirkungsweise der Steuerung ist in Fig. 96 dargestellt. Prinzip der Steuerung: Volle Füllung im Dampfzylinder zwecks gleichmäßiger Kraftäußerung auf den Pumpenkolben, Hubbegrenzung durch Kompression, Dampfverteilung durch einen lose im Schieberkasten liegenden Schieber, der durch den Dampfdruck plötzlich von einer Endstellung in die andere gebracht wird, Regulierung dieses Dampfdrucks durch einen zweiten Schieber, der durch das Pumpengestänge bewegt wird. Bedeutung der Buchstaben :

a Dampfzylinder, b angeschraubter Schieberkasten, c kolbenförmiger, durch Dampfdruck horizontal hin- und hergeschleuderter Dampfverteilungsschieber, d Schieber zur Bewegung des Schiebers c, e Gestänge, bewegt buvä) die Pumpenkolbenstange, f und fx Stellmuttern zur Regulierung der Bewegung des Schiebers d, g Dampfeintritt in den Schieberkasten, h und Dampfeintritt auf dem Rücken des Schleuderschiebers in die Kammern i und ix des Schleuderschiebers (Schieber d öffnet entweder h oder hj, k und kx sowie 1 und 1i Weg des Dampfes von 1 und ix in den Dampfzylinder, m und m₁ Hähne mit muschelförmiger Aushöhlung, um durch Verbindung der Kanäle n mit o und Li mit Oi unabhängig vom Schieber d durch i und ilz k und klf 1 und 1i Dampf in den Zylinder zu lassen, wodurch die Leistung der Pumpe erhöht und gleichzeitig die Kompression geregelt wird (n und Li kommunizieren dauernd mit dem eintretenden Dampf), p und Pi Kanäle vom Rücken des Schiebers c nach seinen Enden führend, um den Schieber c nach der einen oder anderen Seite zu schleudern, je nachdem Schieber d den Kanal p für den Eintritt öffnet und durch die Muschel q mit dem Austrittskanal r und s verbindet oder umgekehrt.

c) Blake-pumpe. Die allgemeine Anordnung einer doppeltwirkenden Simplex-Blake-Pumpe ist in Fig. 97 dargestellt. Prinzip wie bei Weir, nur die Schieberwirkung ist etwas anders. Bedeutung der Buchstaben:

aa Hauptdampfkanäle für Ein- und Austritt, etwas vom Zylinderende entfernt in den Zylinder einmündend, so daß durch den überlaufenden Kolben der Austritt früher geschlossen und Kompression erzeugt wird, bb Hilfskanäle nur für den Eintritt, also niemals mit der Schiebermuschel kommunizierend (Dampfeintritt beim Beginn des Hubes nur durch b, später auch durch a), c Austrittskanal im Schieberspiegel, d Dampfverteilungsschieber, ee Verbindungskanäle zwischen a und b, if Kompressionsventile in ee zur Regulierung der Kompression, g Steuerkolben, lose im Schieberkasten liegend, durch Dampf horizontal hin und her bewegt und den Verteilungsfchieber d mitnehmend, hh Räume an den Enden des Steuerkolbens, abwechselnd mit Ein- und Austritt verbunden, ii, kk, 11 Kanäle zur Herstellung vorstehender Verbindung, L Schieberstange, o Hebel drehbar mit Schieberstange verbunden und den Steuerkolben g hin und her drehend, ohne dessen achsiale Verschiebung zu hindern (Schlitz im Steuerkolben). Durch dieses Hin- und Herdrehen wird jeder der beiden Kanäle 1 abwechselnd mit i (Eintritt) oder k (Austritt) ver-bunben. Durch Überlaufen von g wird k schon vor dem Hubende von g geschlossen, wodurch g rechtzeitig aufgehalten wird und stoßfrei arbeitet. Der äußere Antrieb des Schiebers ist im Prinzip wie bei Weir.

Blake-Luftpumpen werden gewöhnlich als Zwillingspumpen gebaut, wie in Fig. 98 dargestellt. Jede der beiden Pumpen ist einfachwirkend und hat einen durchbrochenen Kolben. Der Zwischengeschaltete Balancier bewirkt den Krästeausgleich. Der gemeinschaftliche Schleuderschieber wird durch einen von der Balancierwelle getriebenen kleinen Schieber gesteuert. Die unter c erwähnte Kompressionsüegrenzung der Dampfkolben ist wegen der zwangläufigen Verbindung beider Pumpen nur an einem Ende jedes Dampfzylinders erforderlich.

d) lvorthington - pumpe. Die beiden nebeneinander liegenden Pumpen haben gemeinschaftliche Ventilkästen, aber voneinander unabhängige Kolbenstangen. Der Zusammenhang der Bewegung beider Pumpen besteht darin, daß die Kolbenstange der einen Pumpe mittels Hebel den Dampfverteilungsschieber der andern Pumpe bewegt und umgekehrt. End- und Mittelstellung der Kolbenstange fällt also zeitlich zusammen mit End- und Mittelstellung des Schiebers der Nachbarpumpe.

Dampfverteilungsschieber haben keine oder doch nur geringe Überdeckung. Infolgedessen beginnt der Kolben seinen Hub, wenn der Kolben der Nachbarpumpe seinen Hub fast vollendet hat. In den Endstellungen stehen die Kolben eine kurze Zeit still, so daß die Ventile ohne Wasserverlust schließen können, der Wirkungsgrad also sehr groß ist. Durch die Versetzung der Kolbenbewegung um etwa 90 ° ist es bedingt, daß von den beiden Schieberantriebshobeln der eine einarmig, der andere zweiarmig sein muß. Den Schiebern gibt man etwas toten Gang (verstellbare Anschlagmuttern), um die Kanäle länger offen zu halten und auch für den Fall, daß beide Kolben in der Mitte stehen, ein Anspringen zu sichern. Zahl der Doppelhübe pro Minute beträgt höchstens 40 bis 50. Hubbegrenzung geschieht ebenso wie bei Blake durch Überlaufen des Dampfkolbens über den Austrittskanal.

Fig. 99 zeigt eine Worthington-Speisepumpe von 36 Tonnen stündlicher Leistung bei 45 Doppelhüben pro Minute. In der Zeichnung bedeuten:

a Dampseintritt, b Schieberkasten, c Schieber, dd Kanäle für Dampfeintritt, 66 Kanäle für Dampfaustritt und Dampfeintritt, f gemeinschaftlicher Austrittskanal, g Austrittsstutzen, hh und ii Durchbohrungen des Schiebers, k und 1 Steuerwellen, m, n, o, p Hebel für Schieberantrieb, q, r Schieberstangen, t Verbindungskanal zwischen unterem Ende der Pumpenzylinder und Ventilkasten.

Teil XII.

Rohrleitung.

A. Zweck und Anordnung -er wichtigsten Rohre.

1. Dampfzuleitungsrohre.

a) Hauxtdampfrohrleitung. Gerade, mit Stopfbuchsen versehene Rohrstränge verbinden die einzelnen Kesselgruppen mit zwei (bei Torpedobooten mit einem) am vorderen Maschinenschott befestigten Gruppenventilkasten, und die letzteren mit den einzelnen Maschinen. Zwischenventile zwischen dem Rohrstrang und den einzelnen Kesseln gestatten eine doppelte Absperrung jedes Kessels von der Gruppe. Die Zahl der Rohrstränge in den Kesselräumen richtet sich nach der Gruppierung der Kessel und beträgt bei großen Torpedobooten und kleinen Kreuzern 2 bis 4, bei großen Kreuzern und Linienschiffen 4 bis 6.

Die größere Zahl der Hauptdampfrohre gewährt größere Betriebsreserve, der kleinere Querschnitt der einzelnen Rohre verringert die Kondensationsverluste bei langsamer Fahrt und macht eine besondere Hilfsdampfrohrleitung in den Kesselräumen entbehrlich.

Jeder Rohrstrang ist am Gruppen-Ventilkasten vom Maschinenraum und vom Panzerdeck aus absperrbar. Die beiden symmetrisch zur Schiffsmitte liegenden Gruppenventilkasten haben ein durch Schieber oder Ventil absperr-bares Verbindungsrohr. Liegt ein Mittelschott zwischen St. B.- und B. B.-Maschinenraum, so trifft man Vorkehrung, um die Trennung von jedem Maschinenraum aus zu bewirken.

Die Hauptdampfrohrleitung in den Maschinenräumen besteht beim Zweischraubenschiff in 2 geraden Rohren zwischen Gruppenventilkasten und Manövrierventilen, beim Dreischraubenschiff führt außerdem an jeder Seite des Mittelschotts ein im vorderen und hinteren Maschinenraum aüsperrbares gerades Rohr vom Gruppenventilkasten nach dem vorderen Schott des hinteren Maschinenraums und von hier ein gerades Rohr nach dem Manövrierventil. Vor jeder Maschine ist ein mit besonderem Absperrventil versehener Wasser-abscheider eingeschaltet.

Vorstehend beschriebene Anordnung der Hauptdampfrohrleitung eines Zwei- und Dreischraubenschiffes ist in Fig. 100 und 101 dargestellt.

b) Überproduktionsrohr in jedem Maschinenraum verbindet das Hauptdampfrohr mit dem Kondensator und ist am Hauptdampfrohr (Über-

Produktionsventil) und Kondensator absperrbar. Als Sicherheit dient an Stelle des früher üblichen Reduzierventils ein auf 1 kg eingestelltes Alarmventil mit Pfeife und ein von der Bedienungsstelle des Überproduktionsventils gut zu übersehendes Vakuummeter, beides unmittelbar vor dem Eintritt in den Kondensator.

c) Hilfsdanrxfrohrleitung. Auf unseren neueren Schiffen mit 4 bis 6 Hauptdampfrohren in den Kesselräumen dienen gewöhnlich die beiden Hauptdampfrohre des vorderen Kesselraumes als Hauptstrang für die Hilfsdampfrohrleitung in den Kesselräumen. Sie haben deshalb im vordersten Kesselraum eine absperrbare Rohrverbindung und nach jedem Kessel des vordersten Kesselraumes einen doppelten Dampsabschlutz, damit beim Anstellen nur eines Kessels dieses Raumes die Absperrventile der anderen Kessel nicht unter Dampf stehen. Zuweilen sind auch einzelne Kessel der hinteren Kesselgruppen mit doppelter Absperrung an die Hauptdampfrohre der vordersten Kesselgruppe angeschlossen.

Der Hauptstrang der Hilfsdampfrohrleitung in den Maschinenräumen bildet einen Ring, der von den beiden Gruppenventilkästen auf St. B. und B. B. abzweigt, jedoch auch unter Umgehung der Gruppenventilkasten direkt von dem Hauptstrang in den Kesselräumen gespeist werden kann. Der Hauptstrang läßt sich am Gruppenventilkasten und am Hauptstrang der Kesselräume vom Maschinenraum und vom Panzerdeck aus absperren.

Die vom Ring abzweigenden Gruppenrohre ergeben sich aus der Anordnung der Hilfsmaschinen, Pumpen usw. und sind einzeln absperrbar. Einzelne Hilfsmaschinen, wie Kochapparate, Heizung, Bootswinden und Kranschwenkwerke werden zur größeren Sicherheit auf jeder Schiffsseite an den Ring angeschlossen. Das Dampfzuleitungsrohr der Turbodynamos und Torpedoluftpumpen wird nicht mit anderen Hilfsmaschinen vereinigt, sondern direkt an den Ring angeschlossen. Die beiden Dampfzuleitungsrohre für die Rudermaschinen zweigen sich direkt von den beiden Gruppenventilkasten ab und führen event!, gleichzeitig zur Heckspillmaschine.

Die Zweigrohre nach den einzelnen Hilfsmaschinen sind am Gruppenrohr und an der Maschine absperrbar. Über Panzerdeck heraustretende Hilfsdampfrohre erhalten eine Absperrvorrichtung unter Panzerdeck. Die Dampfzuleitungsrohre für Hilfsschieber und Umsteuerungsmaschine zweigen vom Hauptdampfrohr vor dem Absperrventil ab.

2. Dainpfabgangrrohre.

a) Kbdainxfrohre der Hauptinaschinen. Form und Anordnung ergibt sich aus der Lage des Kondensators zum Nv-Schieberkasten. Bei 2 Schieberkasten entweder 2 getrennte Abdampfrohre oder 1 gemeinschaftliches. Bei kleineren Kriegsschiffen mit 2 Maschinen zuweilen Verbindungsrohr zwischen beiden Maschinenräumen, um jeden Kondensator für jede Maschine und auch für beide Maschinen gleichzeitig verwenden zu können. Absperrschieber in allen Abdampfrohren. Bei Schiffen mit Dampfturbinen sehr weite Abdampfrohre, da hier der Dampf wesentlich weiter expandiert als bei Kolbenmaschinen. Im allgemeinen dürfen die Hauptdampfabgangsrohre nicht zu kurz sein, weil sonst die Bewegungsfreiheit leidet und Bruchgefahr für das Rohr eintritt.

b) Abdarnpfrohre der Hilfsmaschinen. Gemeinschaftliche Ringleitung, die mit allen Kondensatoren und außerdem mit 2 Dampfabgangsrohren der Keffelsicherheitsventile in Verbindung steht. Abzweigung von Gruppenrohren nach den örtlichen Verhältnissen.

Turbodynamos haben besondere gemeinschaftliche Abdampfleitung direkt nach Kondensatoren (Spannungsabfall höchstens 0,03 kg) und nach Abgangsrohren der Kesselsicherheitsventile. Zirkulationspumpenmaschinen haben direktes Abdampfrohr nach dem zugehörigen Kondensator und außerdem Anschluß an den gemeinsamen Ring. Abdampfrohre der Turbodynamos haben Sicherheitsventile, damit bei geschlossener Abdampfleitung der Druck im Turbinengehäuse nicht zu hoch wird (bei Parsons höchstens 3, bei A. E. G. höchstens 1,5 kg).

Gruppen- und Einzelrohre erhalten an der Abzweigstelle vom Hauptring und bei etwaigem Durchtritt durch das Panzerdeck unter letzterem ein Absperrventil.

3. Wasserrohre.

a) Luftpumxenrohre. Sangerohr fällt fort, wenn, wie bei den meisten Handelsschiffen, die Luftpumpe direkt an den Kondensator angeschraubt ist. Auf Kriegsschiffen und auf großen Handelsschiffen (Schnelldampfern) mit unabhängigen Kondensatoren geht ein besonderes Rohr von dem höher gelegenen Kondensator zur tiefer gelegenen Luftpumpe. Das Saugerohr enthält einen Absperrschieber. Verzweigt es sich nach einer angehängten Haupt- und unabhängigen Hilfsluftpumpe, so hat jede Pumpe außerdem einen besonderen Absperrschieber. Die Luftpumpensaugerohre der einzelnen Maschinen werden unter Einschaltung von Absperrschiebern so untereinander verbunden, daß jede Luftpumpe, auch jede etwa vorhandene Hilfsluftpumpe, aus jedem Kondensator saugen kann. Die Hilfsluftpumpen haben außerdem Saugeanschluß an den Verbrauchs- und Vorratsraum der Speisewasserlast. Wasserstandsgläser dienen zur Erkennung von Wasseransammlungen in den Kondensatoren und Luftpumpensaugeräumen.

Die Drnckrohre der Haupt- und Hilfsluftpumpen münden auf neueren Kriegsschiffen in den möglichst hoch angebrachten Warmwasserkasten und sind

dort durch ein feststellbares Rückschlagventil absperrbar. Sind die Warmwasserkasten nicht doppelseitig eingerichtet (vgl. Teil XIV B), so hat das Druckrohr eine Abzweigung nach dem Warmwasserkasten der Nachbarmaschine, so daß ohne Betriebsunterbrechung die Filtermasse in jedem Warmwasserkasten gereinigt oder ausgewechselt werden kann (kleine Kreuzer). Luftpumpen, die an die Hauptmaschine angehängt sind, haben zur Vermeidung einer Überlastung am Druckrohr oder Druckraum ein Überdruckventil mit Rücklausrohr nach dem Saugeraum. Ein Ausgußrohr der Luftpumpe nach außenbords fehlt auf unseren neueren Kriegsschiffen.

b)    Zirkulationspumpenrohre. Saugerohr zwischen Bodenventil und Pumpe enthält einen Sicherheitsschieber. An dieses Saugerohr schließt sich das vom Hauptlenzrohr kommende und mit besonderem Absperrschieber versehene Lenz-Saugerohr an. Druckrohr geht von der Pumpe zum Kondensator und enthält einen Absperrschieber, Ausgußrohr geht vom Kondensator zum Ausgußventil. Ein durch Schieber absperrbares Zwischenrohr zwischen Druck- und Ausgußrohr ermöglicht ein Lenzen ohne Passieren der Kondensatorkühlrohre. (Vgl. auch S. 127.)

c)    Speis epumpenrofyre. Auf neueren Kriegsschiffen mit Wasserrohrkesseln saugen die in den Heizräumen stehenden Haupt- und Reservespeisepumpen aus Standrohren im Heizraum, haben also nur kurze Saugerohre (vgl. Teil XIV B). Mit natürlichem Gefälle fließt das Speisewasser aus den Warmwasserkasten in die Standrohre, deren Entlüftungsrohre bis in die Luftschächte des Panzerdecks reichen und oben um 180 ⁰ gebogen sind. Die Standrohre haben auf ihrer ganzen Länge ein gewöhnliches Wasserstandsglas. Jedes Standrohr hat Verbindung nach jedem Warmwasserkasten, und zwar durch Einschaltung eines für alle Warmwasserkästen und alle Standrohre gemeinsamen Ventilkastens am Maschinenschott.

Die Reservespeisepumpen können außerdem aus der Speisewasserlast (Vorrats- und Verbrauchsraum) und an jeder Schiffsseite aus Bordstutzen saugen, an welche außenbords Schläuche zum Übernehmen von Speisewasser angeschlossen werden können.

Die Druckrohre der Haupt- und Reservespeisepumpen verzweigen sich nach den Speiseventilen der zugehörigen Kesselgruppe. Die Reservespeisepumpen (bei großen Anlagen nur ein Teil derselben) können außerdem in das erwähnte Saugerohr aus der Speisewasserlast drücken (Übernehmen von Speisewasser) und in den erwähnten Bordstutzen (Vonbordgeben des Speisewassers).

Umfaßt jede Kesselgruppe nur wenig Kessel, so sind nicht unbedingt zwei Speisepumpen für jede Gruppe erforderlich, sondern es kann auch die Speisepumpe eines Heizraumes als Reserve für einen anderen Heizraum dienen. Dementsprechend ändert sich die Rohrleitung.

Die früher übliche Benutzung der Reservespeisepumpen zum Pumpen von Seewasser (Feuerlöschrohr, Aschejektor, Flutrohr) wird bei unseren neuesten Schiffen grundsätzlich vermieden, um jede Spur von Salz von den Wasserrohrkesseln fernzuhalten. Zum Betriebe der Aschejektoren dienen dann die Dampf-Lenz-Pumpen der Kesselräume.

d)    Itesselausblaserohre. Alle Kesselausblase- und Schaumabblase-rohre einer Kesselgruppe vereinigen sich zu einem Rohr, das zum Kesselausblasebodenventil führt und vor diesem noch ein Absperrventil hat. Das gemeinsame Rohr hat Verbindung mit der Hilfsdampfrohrleitung zwecks Auskochens der Kessel und mit dem Speisewasserverbrauchsraum zwecks Entleerung der Kessel. Ventile vor Bodenventil und vor Speisewasserlast sind derartig verblockt, daß beide nicht zugleich geöffnet sein können.

e)    Lenzrohre. Die meisten Schiffe unserer Marine haben folgende Einrichtung:

Rohr

Gelenzte Räume

Angeschlossene Pumpen

Hauptlenzrohr im Doppel-' boden für große Wassermengen, bei großen Schiffen 2 Stück

Hilflenzrohr über dem Doppelboden für kleine Wassermengen

Abteilungen über, vor und hinter dem Doppelboden und Wallgänge

Abteilungen über, vor und hinter dem Doppelboden und Sammelkasten des Hauptlenzrohres

Zirkulationspumpen der Kondensatoren , Zentrifugallenzpumpe, Dampflenzpumpen in den Maschinen-raumen und Stonespum-pen.

Dampflenzpumpen in den Maschinenräumen, Dampflenzpumpen in den Kesselräumen und Stonespum-pen.

Doppelbodenzellen

Doppelbodenlenzrohr über dem Doppelboden

Res erv e-D amp ffp eis epump en, Spülpumpe und Stones-pumpen.

Als Hilfs-Lenzeinrichtung für Räume ohne feste Lenzeinrichtung dienen die Saugeschläuche der Dampf-Lenz- und Stones-Pumpen. Aus den Maschinenbilgen saugen die Maschinen-Lenzpumpen, deren Saugerohre in kleinen wasserdicht in den Doppelboden eingebauten und mit Grätings abgedeckten Sammelkasten endigen und dicht vor der Pumpe Schlammbehälter mit herausnehmbaren Sieben enthalten, und deren Druckrohre beim Austritt nach außenbords selbsttätige federbelastete Ventile haben.

Haupt-, Hilfs- und Doppelbodenlenzrohr sind an mehreren Querschotten durch Schieber teilbar, die beim Hauptlenzrohr vom Oberdeck aus, beim Hilfs-

unb Doppelbodenlenzrohr von einem niedrigeren Deck oder Mittelgang aus bedient werden. Dasselbe gilt von den Säugventilen des Haupt- und Hilfslenzrohres. Hilfs- und Doppelbodenlenzrohr haben keine Verbindung, da ersteres nur Bilge- und Schmutzwasser, letzteres nur reines See- oder Speisewasser führen soll.

Auf neueren Schiffen wird das Doppelbodenlenzrohr nicht mehr an Reservespeisepumpen, sondern nur an Dampflenzpumpen angeschloffen, um jede Verunreinigung der Kessel durch Seewasser auszuschließen.

Auf den neuesten Schiffen unserer Marine fehlt überhaupt das Doppelbodenlenzrohr, und die für Frischwasser oder Heizöl nicht benutzten Zellen sind an das Hilfslenzrohr angeschlossen, während aus den Heizölzellen die Teerölpumpen und aus den Frischwasserzellen die Trink- und Waschwasserpumpe saugen. Ferner ist auf unseren neuesten Schiffen das Hauptlenzrohr der größeren Sicherheit halber oberhalb des Doppelbodens nahe der Mittschiffsebene eingebaut.

Einen Überblick über die Lenzeinrichtung jedes Schiffes geben die jedem Schiff mitgegebenen schematischen Pumpenplüne.

f)    Feuerlösch- und Spülrohre. Gemeinschaftliches Rohrsystem zum Feuerlöschen und zur Schiffsreinigung. Für gewöhnlichen Betrieb genügt die in einem Maschinenraum aufgestellte Dampfspülpumpe. Bei großem Wasserbedarf werden die Stonespumpen und außerdem mit Ausnahme unserer neuesten Schiffe die Dampfspeisepumpen mit herangezogen. Von dem gemeinschaftlichen unter Panzer liegenden und durch Schieber in möglichst viele unabhängige Teile zerlegbaren Rohr gehen nach oben einzeln absperrbare Steigerohre mit Vorrichtung zum Anschrauben von Schläuchen.

g)    Flutrohre zum Unterwassersetzen der Munitionskammern. Natürliche Beflutung durch Bodenventile, evtl, gemeinschaftlich für benachbarte Kammern, bei tief liegenden Munitionskammern. Künstliche Beflutung durch Dampfspülpumpe und außerdem mit Ausnahme unserer neuesten Schiffe durch Reservespeisepumpen durch das gemeinsame Hauptflutrohr, wenn oberste Munitionslage weniger als 1,5 m unter Wasserlinie. Gemischte Beflutung bei hochliegenden Munitionskammern, wenn Pumpen allein nicht ausreichen. Das Hauptflutrohr schließt man zuweilen auch an die Zirkulationspumpe an.

h)    Trink- unb waschwasserleitung. Trinkwasserpumpe saugt aus einem Bordstutzen und aus Trinkwasserlast, drückt in Trinkwasserlast und Trinkwasserleitung. Waschwasserpumpe hat entsprechende Anschlüsse. Außerdem besteht eine derartige Rohrverbindung zwischen beiden Pumpen, daß jede als Reserve für die andere dienen kann (Wechselventilkasten).

10

Leitfaden f. d. Unterricht in der»Maschinenkunde. 2. Stuft.

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Zahl

Bezeichnung

uactiun^ aaq

itdctumctguoipp^aig

Maschinenlenzpump en . . .

Luftpumpen, unabhängig .

Frischwassererzeuger-Pumpen 4

Teerölpumpen

Haupt-Speisepumpen . . .

• * * uactumctajiattg^aqaaja^ß

itactumcteuoijujttpig;

Maschinenlenzpumpen . . . Luftpumpen, angehängt. .

Hilfsluftpumpen

Frischwassererzeuger-Pumpen 2

Haupt-Speisepumpen . . .

Reserve-Speisepumpen. . .

Bemerkungen: 1. Destillierkondensatoren. 2. Nur Pumpen in zwei Heizräumen. 3. Nur hintere und BB vordere Pumpe.

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X 2 |x

X | X |X2

Schiff

uZmtzijvM 8

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Für Linienschiffe ist der Pumpenplan ebenso wie für große Kreuzer; nur schwankt die Zahl der Frischwassererzeugerpumpen, Teerölpumpen und Speisepumpen nach Lage der Verhältnisse.

B. Bauart -er Rohrleitungen.

1. Rotste und Rohtvetbindungen.

a)    Material und Herstellung der Rohre. Auf älteren Schiffen fertigte man alle Dampfrohre und die meisten Wasserrohre aus Kupfer mit bronzenen Flanschen. Bei den Dampfrohrleitungen moderner Schiffe mit mehr als 12 kg Kesseldruck ist Kupfer nicht hinreichend zuverlässig. Deshalb verwendet man jetzt für Haupt- und Hilfszudampfrohre von mindestens 70 mm lichtem Durchmesser gerade, nahtlos gezogene oder auch nach dem Mannesmann-Verfahren hergestellte (Versuch auf Kreuzer „Roon") außen verzinkte und vor dem Einbau ausgeglühte Rohre aus Siemens-Martin-Flußeisen.

Die übrigen Dampf oder Wasser führenden Rohre sind nahtlos hergestellte und vor der Verarbeitung sorgfältig ausgeglühte Kupferrohre aus hüttenmännisch gewonnenem Kupfer. Elektrolytisch hergestellte Kupferrohre haben sich nicht bewährt. Große Rohre mit geringen Beanspruchungen können auch gelötet werden. Die in Bilgewasser liegenden Enden der Lenzsaugrohre und die Sangeköpfe fertigt man aus verzinktem Eisenblech. Kupferrohre, die ausnahmsweise mit Bilgewasser in Berührung kommen können, schützt man gegen galvanische Zerstörung durch Lacküberzug.

Kupfer und Kupferlegierungen sind innerhalb des Doppelbodens überhaupt unzulässig, außerhalb nur mindestens %m über der tiefsten Stelle der betreffenden Bilge. Kupfer und sämtliche Kupferlegierungen, auch die sogenannten seewasserbeständigen, leiden durch Seewasser. Zum Schutz werden deshalb auch die kupfernen Zirkulationspumpenrohre, die kein angewärmtes Wasser leiten, im Innern asphaltiert, die anderen Zirkulationspumpenrohre stark verzinnt und gummiert.

b)    Feste Rohtvetbindungen bestehen in Flanschenverschraubungen;

Muffen nur bei dünnen Rohren (Dampfheizung). In flußeisernen Rohrleitungen bestehen die Flanschen aus Siemens-Martin-Flußeisen oder Siemens-Mnrtin-Stahlguß, die Gußstücke aus Siemens-Martin-Stahlguß, in kupfernen Rohrleitungen die Flanschen und Gußstücke aus Bronze, die Rohrkrümmer auch aus nahtlosen Kupferrohren; die eisernen Lenzsaugrohre haben verzinkte schweißeiserne Flanschen. Sämtliche Rohrflanschen werden, um Schwächungen des Rohres zu vermeiden, nicht mehr aufgenietet, sondern nur gebörtelt und von der Dichtungsfläche des Flansches aus gelötet, nur bei großen flußeisernen Rohren verwendet man Heftniete. Kupferne Dampszuleitungsrohre von mindestens 40 mm lichten Durchmesser haben zur Vermeidung plötzlicher Festigkeits-

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änderungen bronzene Fingerflanschen mit einer kurzen Umwickelung von verzinktem Stahldrahttau über den Fingern.

Material der Bolzen und Muttern ist Schweißeisen oder geeignetes Flußeisen bei den Rohrflanschen, Ventilflanschen usw. aller Dampfrohre, Ausblaserohre, Speisewasserdruckrohre und sonstiger Kupferrohre, die starken Beanspruchungen ausgesetzt sind, soweit sie nicht mit See- oder Bilgewasser in Berührung kommen. Dabei grundsätzlich verschiedene Härte von Bolzen und Muttern, damit letztere beim Anziehen nicht fressen. Die schweißeisernen Enden der Lenzsaugerohre haben verzinkte eiserne Flanschenbolzen und Muttern. Die dem See- oder Bilgewasser ausgesetzten Kupferrohre haben Flanschenbolzen aus Spezialkupferbronze und Muttern aus Bronze. Alle übrigen Flanschenbolzen und Muttern bestehen je nach Zweckmäßigkeit aus Bronze, Schweißeisen oder Flußeisen.

Die Flanschenverbindungen dichtet man:

1. durch sauberes Ausschaben ohne Zwischenlage; 2. durch Zwischenlage aus geriefeltem Kupfer; 3. durch Asbestgewebe mit Drahteinlage; 4. durch Kitt mit feiner Kupferdrahtgaze.

Für Kesseldampf eignet sich 1, 2 und 4; bei 2 und 4 müssen jedoch die Flanschen übergreifende Ränder haben. Unzweckmäßig sind Packungen, die bei ungleichmäßigem Anziehen der Schrauben ein Verbiegen der Flanschen verursachen können.

c)    Bewegliche Rohrverbindungen bestehen in Schub-, Dreh- und Gelenk- oder Kugelstopfbuchsen und werden da angewendet, wo durch Wärmeausdehnung oder durch Arbeiten des Schiffes zu starke Beanspruchung des Rohres entstehen kann. Alle Stopfbuchsen erhalten Sicherheitsschrauben und an wichtigen Stützpunkten (Schotten, Kessel, Maschinen) außerdem Anker, die die Bewegung begrenzen. Entlastete Stopfbuchsen mit zwei Packungsräumen (z. B. Dehne) werden nicht mehr verwendet, weil sie zu viel Reibung geben und bei etwaigen Brüchen im Innern zu schweren Havarien führen können.

Bei flußeisernen Dampfrohren bestehen Stopfbuchsengehäuse aus Siemens-Martin-Stahlguß, die eintretenden Rohrenden aus Bronze oder aus Martin-Stahlguß mit Bronze- oder Kupfer- oder Nickelbezug.

d)    Entwässerung und lvcrsserabscheidung dient zur Sicherheit gegen Anfressungen und Wasserschlag. Alle Zu- und Abdampfrohre sind unter möglichster Vermeidung von Wassersäcken möglichst gleichmäßig nach einem Ende hin fallend oder steigend und haben an den unvermeidlichen Waffersäcken und an den tiefsten Stellen, z. B. Keffelabsperrventil, Entwässerungsventile.

Die Entwässerungsrohre der Haupt- und Hilfszudampfrohre führen nach mehreren Wassersammlern, die mit Wasserstandglas versehen sind und eine gemeinsame Entwässerung nach den Kondensatoren haben. Die Hilfsmaschinen

entwässern mit Fall in die Hilfsabdampfleitung, letztere in die Luftpumpen-saugeräume.

Die Wassersammler in den Hauptzudampfrohren der Maschinenräume haben einen Mantel aus Siemens-Martin-Stahlguß oder Siemens-Martin-Flußeisen, Boden und Haube aus Siemens-Martin-Stahlguß; sie sind durch Mannloch zugänglich. Ausblaserohr nach Kondensator, nach Warmwasserkasten und durch offenen Trichter nach Speisewasserlast.

2. Rohrabsperrvorrichtungen.

a) Normale Ventile, Schieber und Hähne.

Alle anderen durch Buchstaben bezeichneten Abmessungen vorstehender Normalien richten sich nach a. Ausführliche Tabellen hierüber besitzen die Bauwerften.

Alle vorstehenden Normalien sind aus Bronze gegossen und werden für kupferne Rohrleitungen verwendet.

Schieber eignen sich hauptsächlich für niedrigen Druck bei großem Rohrdurchmesser (Wasserrohre der Luft- und Zirkulationspumpen und Abdampfrohre) und sparen Platz in der Längsrichtung des Rohres; Hähne eignen sich nur für kleine Rohrdurchmesser.

In flußeisernen Hauptdampfrohrleitungen der neueren Schiffe bestehen die Bentilgehäuse mit Deckeln, Stopfbuchsengehäuse, Stutzen und Rohrkrümmer aus Siemens-Martin-Stahlguß, die Ventile, Ventilsitze, Spindel usw. aus Bronze. Ventile, Schieber usw. aus Kupferlegierung versieht man, wenn sie mit Bilgewasser in Berührung kommen, mit einem Schutzanstrich.

Alle Absperrvorrichtungen werden durch Rechtsdrehen geschloffen und durch Linksdrehen geöffnet. Ferner wird überall da, wo eine besondere

a — 30 bis 200 mm a = 15 u. 20 u. 25    -

a — 10 und 13    -

a — 30 bis 200 mm, a = 15 u. 20 u. 25    -

a — 10 und 13    -

ND

a — 30 bis 200 mm, a = 30 a = 70 a = 30 a == 20

200 -

Öffnungsskala fehlt, die Stellung des Schiebers oder Ventils äußerlich kenntlich gemacht. Bei Hähnen mit festen Schlüsseln macht man die Richtung des Schlüssels mit der Bohrung übereinstimmend und bei allen Hähnen ist die Richtung der Bohrung am Hahnkegel erkennbar. Ventile werden grundsätzlich so gebaut, daß der Dampf- oder Wasserdruck unter dem Ventil steht.

In Dampfleitungen sind mehrfach Selbstschlußventile erprobt worden, die bei plötzlichen Druckverringerungen infolge von Rohrbrüchen oder Kesselhavarien das gebrochene Rohr oder den havarierten Kessel selbsttätig absperren und so das Ausströmen größerer Dampfmengen verhindern. An Bord haben sich solche Ventile nicht eingeführt, weil sie als Sicherheit bei kleinen Rohrbrüchen sehr empfindlich sein müssen und daher leicht unbeabsichtigt schließen können (z. B. beim Wechsel der Gangart), was Gefahr bringen kann.

Es sind ferner Vorrichtungen konstruiert, um das Absperrventil eines havarierten Kessels von einer entfernten Stelle des Schiffes aus durch Luftdruck plötzlich zu schließen (Kreuzer „Fürst Bismarck"). Auch diese Konstruktionen sind zu kompliziert für Bordverhältnisse und daher wieder aufgegeben.

b) Manövrierventile und Drosselklappen. Außer dem zwischen Gruppenventilkasten und Wassersammler eingeschalteten Hauptabsperrventil hat jede Maschine ein besonders Manövrierventil am HD Schieberkasten. Die erforderliche Schnelligkeit des Schließens und Leichtigkeit des Öffnens wird erzielt entweder durch entlastete Doppelsitz- oder Glockenventile oder durch Hilfe von Dampfkraft oder durch die modernen Schnellschlußventile.

Die auf älteren Schiffen allgemein verwendeten Doppelsitz- oder Glockenventile (Fig. 116 und 117) genügen nicht mehr für die jetzigen Kesselspannungen, weil sie infolge ungleicher Ausdehnung nicht gleichmäßig an beiden Dichtungsflächen schließen.

Bewegung des Ventils mit direkter Hilfe von Dampfkraft ist vielfach auf großen Handelsdampfern üblich.

Eine indirekte Benutzung von Dampfkraft zur Entlastung eines einfachen Manövrierventils ist in Fig. 118. dargestellt. Durch Abwärtsbewegen des Schiebers wird zuerst Kanal d geöffnet, der für langsame Fahrt genügend Dampf durchläßt und ein genaues Regulieren der Umdrehungszahl ermöglicht. Bei weiterem Abwärtsbewegen des Schiebers tritt durch e Dampf unter den Entlastungskolben, und das Ventil läßt sich durch das äußere Gestänge leicht öffnen. . In der gezeichneten Schieberstellung wird der unter dem Entlastungskolben befindliche Dampf durch b abgeleitet und das Ventil schnell geschlossen.

An Stelle dieser etwas schweren Konstruktion erhalten unsere neueren Schiffe einfache Manövrierventile, deren Spindel mit dem Ventilkörper federnd verbunden ist und bei Verschiebung dem Dampf einen Durchtritt durch den Ben-tilkörper gestattet. Hierdurch entsteht ein Druckausgleich, und das Ventil läßt

sich leicht öffnen. Die ersten Konstruktionen dieser Art haben ein Hilfs- oder Umgehungsventil zur genauen Einstellung der Umdrehungszahlen bei langsamer Fahrt und bei geschlossenem Hauptventil. Jetzt wird nur noch das Ventil von Strnad eingebaut, bei dem das Hilfsventil durch siebartige Durchbohrungen im Ventilgehäuse ersetzt ist. Fig. 119 bis 121 stellen verschiedene bronzene Schnellschlußventile in unserer Marine dar.

Die neuesten Manövrierventile bestehen aus Siemens-Martin-Stahlguß (vergl. 2a). Die Bewegung der Ventilstange wird nicht mehr mit Hebel, sondern nur noch mit Spindel und Handrad ausgeführt (Kugellager).

Drosselklappen vor dem Manövrierventil werden bei Torpedobooten angewendet, um bei bewegter See und beim Austauchen der Schraube ein Durchgehen der Maschine Zu verhüten. Auf Linienschiffen und Kreuzern sind Drosselklappen entbehrlich. Handelsdampfer haben gewöhnlich Drosselklappen, die beim Austauchen der Schraube selbsttätig durch den Regulator von Aspinall bewegt werden. Letzterer wirkt durch die Trägheit eines gewöhnlich an einem Pumpenbalanzier federnd gelagerten Gewichtspendels, das bei wachsender Umdrehungszahl sich gegen den Balanzier verschiebt und dadurch auf das Gestänge der Drosselklappe wirkt.

c) Bodenventile. In den Maschinen- oder Hilfsmaschinenräumen liegen die Bodenventile der Zirkulationspumpen, der Dampfsplllpumpe und der Frischwassererzeugerpumpen. Letztere sind gewöhnlich an ein Zirkulationspumpenbodenventil angeschlossen. In den Kesselräumen liegen die Kesselausblaseventile und die Bodenventile für die Saugerohre der Dampflenzpumpen.

Die Bodenventile bestehen in allen Teilen aus Bronze. Ventilkegel und Ventilsiange sind in einem Stück gegossen. Letztere ist hohl und enthält das Muttergewinde für die aus Spezialkupferbronze gefertigte Ventilspindel. Vor jedem Bodenventil sitzt zur Sicherheit eine zweite Absperrvorrichtung (Schieber oder Ventil).

Alle Bodenventile sind von außen (im Dock) in das Ventilgehäuse eingesetzt. Ein Herausfallen nach außen wird durch eine angeschraubte Begrenzung im Ventilgehäuse und durch eine Verstärkung am oberen Ende der Ventilstange verhindert. Alle Bodenventile mit Ausnahme der Kesselausblaseventile haben in der Bordwand eine schweißeiserne oder aus Siemens-Martin-Stahlguß hergestellte verzinkte Gräting.

Große Bodenventile sind gewöhnlich aus zwei Teilen zusammen geschraubt. Der untere durchdrängt den Doppelboden, ist mit der verstärkten Jnnenhaut des Doppelbodens mittels Flansch verbunden und innerhalb des Doppelbodens von einem in den Schiffskörper eingebauten Rohrstutzen aus Stahlblech umgeben. Der obere enthält den Ventilsitz und die Stopfbuchse für die Ventilstange und läßt sich abnehmen, ohne die Verbindung des Unterteils

mit dem Schiffskörper zu lösen. Fig. 122 zeigt das Zirkulationspumpenbodenventil des großen Kreuzers „Fürst Bismarck".

d) klusguffventile liegen bei Kriegsschiffen im allgemeinen unter Wasser, sind als selbsttätige Rückschlagventile gebaut und in gelüftetem Zustande feststellbar. Sie bestehen wie die Bodenventile ganz aus Bronze.

Teil XIII.

Anordnung der Maschinen, Nessel und Kohlenbunker.

A. allgemeine Gesichtspunkte für die Unordnung.

1. Bauliche und konstruktive Gesichtspunkte.

a) Rauin- und Gewichtsverteilung, oc) Längsschiffsrich-tung. Im allgemeinen Maschinen möglichst weit hinten, damit Wellenleitung möglichst kurz, bei Handelsschiffen auch zur Erzielung großer zusammenhängender Laderäume (Tankdampfer). Bei mangelnder Fracht Ausgleich durch Wasserballast. Bei Kriegsschiffen, wo solcher Gewichtsausgleich fehlt, ist die Lage von Maschinen, Kesseln und Kohlen durch die Schwimmebene bedingt (Gewichtsmomenten-Rechnung).

Bei Zweischraubenschiffen beste Raumausnutzung durch Nebeneinanderstellen beider Maschinen. Bei sehr schmalen Schiffen (Torpedobooten) ist jedoch das häufig nicht durchführbar. Bei Dreischraubenschiffen mittlere Maschine hinter den beiden äußeren, deshalb mehr Platzbedars in der Längsrichtung, als bei Zweischraubenschiffen mit gleicher Maschinenleistung. Eine größere Mittelmaschine und 2 kleinere Seitenmaschinen nebeneinander aufgestellt würden zwar Platz in der Längsrichtung sparen, doch ist solche Anordnung aus praktischen Gründen nicht gut.

Das Maschinengewicht pro PS ist unter sonst gleichen Verhältnissen im allgemeinen um so größer, je größer die Zahl der Maschinen.

Wegen der Wellettleitung legt man im allgemeinen grundsätzlich die Maschinenanlage hinter die Kesselanlage; stellenweise liegen jedoch auch einzelne Kessel hinter der Maschinenanlage oder bei Dreischraubenschiffen zwischen der hinteren Mittelmaschine und den vorderen Seitenmaschinen.

Grund zu solcher abweichenden Anordnung kann entweder in Betriebs-Verhältnissen liegen (kürzere Dampfrohre, größere Sicherheit durch räumliche Trennung der einzelnen Kessel und Maschinen und dergl.), oder in den Raum-verhältnissen (bei scharfen Hinterschiffen genügt unter Umständen die Spantform noch für einen Kessel, aber nicht für zwei nebeneinanderliegende Maschinen) oder in dem Bestreben, durch bessere Aufstellung der Maschinen in bezug auf die Schwingungskurve des Schiffskörpers die Schiffsschwingungen zu verringern (Versuche mit Torpedobooten in unserer Marine).

ß) Höhenrichtung. Für die Kessel ist auf größeren Schiffen in der Höhe reichlich Platz, auch unter Panzerdeck. Patent Leux (Zeitschrift Schiffbau 1903) beabsichtigt sogar die Aufstellung der Kessel auf großen Kriegsschiffen in zwei Etagen übereinander unter Panzerdeck zwecks Verringerung von Schiffslänge und Deplacement. Wenn auch die Möglichkeit und der konstruktive Vorteil dieser Anordnung rechnerisch nachgewiesen ist, so ist doch die Ausführung aus praktischen Gründen bisher unterblieben. Auf kleinen Fahrzeugen, z. B. Torpedobooten, ist die Raumhöhe für die Steffel Zuweilen knapp, zwingt daher zu einer gedrückten Kesselkonstruktion.

Maschine kann auf Handelsschiffen im allgemeinen beliebig hoch gebaut werden (Luft- und Lichtschacht), auf Kriegsschiffen muß sie unter Wasser oder unter Panzerdeck liegen. Hierin liegt der wesentlichste Unterschied zwischen Handelsschiffs- und Kriegsschiffsmaschinen. Ausgleich für die mangelhafte Hubgröße der letzteren teils durch größere Zylinderdurchmesser, teils durch höhere Umdrehungszahl und Kolbengeschwindigkeit unter gleichzeitiger Vermehrung der Betriebsschwierigkeiten, die besonders bei Torpedobooten mit 300 bis 400 Umdrehungen fühlbar werden.

Wegen der erwähnten Höhenbeschränkung ist auch ein Übereinanderbauen von Zylindern auf Kriegsschiffen unzulässig. (Vergl. Teil IIIB). Je größer bei bestimmter Leistung die Zahl der Maschinen, desto leichter wird ihre Unterbringung unter Panzerdeck und desto weniger kommen Kuppeln und Ausbauten im Panzerdeck in Betracht, einer der Hauptgründe für das Dreischraubensystem.

Die Schrauben ordnet man im Interesse ihres Wirkungsgrades und zur Verminderung des Austauchens bei bewegter See möglichst tief unter Wasser an.

Ob und wieweit eine Mittschiffsschraube nach unten über den Schiffskörper vorstehen darf, hängt von der Art des Schiffes ab (Hacke bei Ein-schrauben-Torpedobooten).

y) Querschiffs: Kessel, Hauptmaschinen und Schrauben werden symmetrisch zur Schiffsmitte angeordnet. Die Wellen der Seitenschrauben legt man möglichst parallel, was bei Zweischraubenschiffen meistens durchführbar.

Ein Überschneiden der Schraubenkreise läßt sich aber bei Zweischraubenschiffen nicht immer vermeiden (einige Torpedoboote unserer Marine). In diesem

Falle müssen die Schrauben in der Längsschiffsrichtung gegeneinander versetzt sein.

Bei Dreischraubenschiffen ist Parallelität der Seitenwellen häufig nicht zu erreichen, wenn man gute Platzausnutzung der Maschinen mit guter Anordnung der Schrauben verbinden will. Die Wellen divergieren dann nach hinten, damit zwischen den Seitenschrauben genügend Platz für die Mittelschraube geschaffen wird. Auf unseren neuen großen Linienschiffen ist diese Divergenz vermieden.

b)    Größe der Maschinenanlage. Übersteigt die Größe gewisse Grenzen, so kann wegen der Schwierigkeiten von Fabrikation, Montage und Betrieb eine größere Unterteilung der Maschinenanlage nötig werden, wo man sie aus anderen Gründen nicht vornehmen würde. Beispiel: Schnelldampfer „Kaiser Wilhelm II." mit zwei Schrauben und 4 Maschinen von zusammen 40 000 PSi. Durch größere Unterteilung der ganzen Anlage wird unter Umständen die Teilung der ND Zylinder vermieden.

c)    Wirkungsgrad der Schrauben. Eine Mittschiffsschraube wirkt wegen des schlechteren Wasserzuflusses und wegen des Sogs auf das Hinterschiff bei gewöhnlicher Anordnung schlechter als Seitenschrauben. Deshalb laufen unter sonst gleichen Verhältnissen Zweischraubenschiffe schneller als Einschraubenschiffe.

Zwischen Zwei- und Dreischraubenschiffen ist der Unterschied hierin sehr gering und bei hohen Geschwindigkeiten überhaupt nicht sicher nachgewiesen.

Einen Anhalt liefern die Leistungskoeffizienten, die nach den Probefahrten unserer Marine bei Zweifchraubenschiffen durchschnittlich um einige Prozent höher sind als bei den vergleichbaren Dreischraubenschiffen.

2. Bedeutung der Betriebsoertföltniffe für die Mafchinen-und Keffelmtordmmg.

a) Wirtschaftlichkeit. Trotz des günstigeren Propeller-Wirkungsgrades sind in der Handelsmarine die Betriebskosten einer Zweischrauben-Maschinen-anlage 5 bis 10 pCt. höher als die einer gleich großen Einschraubenanlage. Gründe: Größeres Anlagekapital, größerer Kohlen- und Ölverbrauch pro PS und mehr Bedienungspersonal. Aus den gleichen Gründen fahren Dreischraubenschiffe etwas teurer als Zweischraubenschiffe. Dieser geringe Unterschied fällt aber für Kriegsschiffe wenig ins Gewicht.

Viel wichtiger ist die Frage, wie man durch zweckmäßige Anordnung der Maschinen die wirtschaftlichen Nachteile der Marschfahrten verringern kann.

Das Auskuppeln von 1 oder 2 Maschinen bei Dreischraubenschiffen oder von einer Maschine bei Zweischraubenschiffen (Ruder einige Grad gelegt) bringt wenig oder gar keine Ersparnis (Teil IV B).

Es bleibt daher als einziges Mittel der Betrieb einer Schraube durch zwei gekuppelte Maschinen, von denen bei langsamer Fahrt die vordere losgekuppelt wird, also bei 2 Schrauben 4 Maschinen. Die Gründe, weshalb diese Anordnung in unserer Marine bisher nicht verwendet ist, sind die Kompliziertheit der Anlage von 4 Maschinen und die Tatsache, daß nach längerer, alleiniger Benutzung der Hinteren Maschine die Wellenkuppelung nicht mehr gut paßt und die gekuppelten Wellen schlecht laufen, so daß das Schiff unter Umständen nicht mit voller Geschwindigkeit fahren kann.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wirken auf einem ausländischen Schulschiff („General Baquedano", Chile) die 6 Zylinder bort 2 Dreifach-Expansionsmaschinen in folgender Reihenfolge auf 6 Kurbeln: HDI, HD II, MDI, MD II, ND I, ND II. Eine ähnliche Konstruktion findet sich in der russischen Marine (Engineering, 1900). Wegen der Langwierigkeit des Auskuppelns der Pleuelstangen eignen sich jedoch derartige Anordnungen höchstens für Schulschiffe.

Die Anordnung der Kessel hat auf die Wirtschaftlichkeit keinen Einfluß; wegen der wechselnden Betriebsweise auf Kriegsschiffen ist jedoch hier eine größere Teilbarkeit der ganzen Kesselanlage am Platze als auf Handelsschiffen.

b)    Betriebssicherheit. AIs Einschraubenschiffe werden wegen ihrer Unsicherheit (Wellenbruch oder dgl.) nur noch kleinere und unwichtigere Handelsdampfer gebaut. Zweischraubenschiffe mit Mittelschott bieten auch als große Personendampfer ausreichende Sicherheit und Betriebsreserve und leisten bei Havarie einer Maschine noch mindestens % der vollen Geschwindigkeit. Eine noch größere Sicherheit und Betriebsreserve bietet das Dreischraubensystem, namentlich auch durch die nach hinten gerückte Lage der Mittelmaschine. Dies ist ein wesentlicher Punkt bei der Frage des Zwei- oder Dreischraubensystems auf größeren Kriegsschiffen.

c)    Manövrierfähigkeit. Das größte Drehmoment auf der Stelle entwickeln Zweischraubenschiffe. Dreischraubenschiffe haben einen geringeren Schub der Außenwellen und bei konvergierenden Außenwellen auch einen kleineren Hebelsarm. Bei einigen Dreischraubenschiffen unserer Marine ist die Konvergenz so stark, daß sie überhaupt nicht auf der Stelle drehen. Anderseits ist die Ruderwirkung beim Dreischraubenschiff besser als beim Zweischraubenschiff. Ein Dreischraubenschiff beschreibt daher einen gleich großen Drehkreis in kürzerer Zeit als ein Zweischraubenschiff, und es behält seine Steuerfähigkeit fast ungemindert, wenn eine Seitenmaschine havariert ist, während in dem gleichen Falle die Steuerfähigkeit eines Zweischraubenschiffes erheblich abnimmt. Ob die Manövrierfähigkeit bei 2 oder 3 Schrauben für ein Kriegsschiff wertvoller ist, darüber gehen die Ansichten auseinander.

d) Einfachheit und Übersichtlichkeit des Betriebes ist um so

ungünstiger, je größer die Zahl der Maschinen, der Maschinenräume und der Heizräume. Hiernach ist das Dreischraubensystem das ungünstigste. Gegenüber den Vorteilen der größeren Betriebsreserve fällt dies aber bei Kriegsschiffen nicht ins Gewicht.

Bei der Anordnung der Kessel erstrebt man leichte Bedienung, übersichtliche Heizräume, leichten Kohlcntransport vor die Feuer und gute Zugänglichkeit der Kessel für Revisions- und Jnstandsetzungsarbeiten, bei Kriegsschiffen außerdem Ausnutzung der Kohlen als Seitenschutz für das Schiff.

Die Bedienung der Kessel bei schlingerndem Schiff ist am leichtesten bei Längsschiffsaufstellung.

Einzelne Wasserrohrkesseltypen lassen eine Queraufstellung überhaupt nicht zu, weil durch Schlingern oder Schlagseite der Wasserumlauf gestört wird (Belleville, Dürr, Niclausse).

Nach vorstehenden Gesichtspunkten sind folgende Kessclanordnungen gebräuchlich:

Handelsschiffe: Kessel stets längsschiffs, Kohlen vorwiegend in Querbunkern.

Kleine Kriegsschiffe und Torpedoboote: Kessel stets längsschiffs, Kohlen vorwiegend in Seitenbunkern.

Große breite Kriegsschiffe: entweder wie vorstehend oder Kessel querschiffs zu beiden Seiten eines Mittelschotts, Kohlen vorwiegend in Seitenbunkern.

Querschiffs aufgestellte Kessel mit mittschiffs liegendem Heizraum finden sich nur noch auf älteren Kriegsschiffen.

Bei der Gruppierung der Kessel kommt schließlich die Zahl und Anordnung der Schornsteine und die Form der Rauchfänge in Betracht.

B. Beispiele ausgeführter Anordnungen.

1. Irveischraubenschiffe.

a) Maschinenanordnung Kleiner Kreuzer „Amazone", Fig. 123. Die Maschinen sind unter Panzerdeck der Höhe und Breite nach eng zusammengedrängt, doch so aufgestellt, daß man um jede Maschine herumgehen kann. Wegen der Maschinenhöhe mußte das Panzerdeck hoch herauf gezogen werden. Kondensatoren mußten in dem hinter dem Maschinenraum liegenden Hilfsmaschinenraum untergebracht werden, weil sonst der Hauptmaschinenraum zu groß würde. Zugehörige Rohre sind durch Schottstopfbuchsen geführt. Wellen divergieren etwas nach hinten.

In der Zeichnung bedeuten:

a Zudampfleitung von den Kesseln, b Gruppenventile in der Zudampfleitung, c Zudampfleitung nach jeder Maschine, d Luftpumpen, e Warmwasserkasten, f Abdampfrohre von den Maschinen nach den Kondensatoren, g Kondensatoren, je 390 qm Kühlfläche, h Zirkulationspumpen, i Kühlwassereintrittsstutzen, k Kühlwasseraustrittsstutzen, 1 Saugeleitung zum Lenzen des Maschinenraumes durch Zirkulationspumpe, m Mafchinendrehmaschinen, n Ventilationsmaschinen, o Lichtmaschinen, je 45 000 Watt bei 110 Volt, p Frischwassererzeuger, q Pumpe zum Frischwassererzeuger, r Trinkwasserkondensatoren, s Trinkwasserfilter.

b)    Maschinen- und Aesselanordnung „D. 10", Fig. 124. Durch die Vereinigung von je 2 schräg gestellten Zylindern auf eine gemeinschaftliche Kurbel sind die Maschinen sehr kurz, so daß die Kondensatoren noch in dem gemeinschaftlichen Maschinenraum Aufstellung finden konnten. Die ^v-Zylin-der sind geteilt. Die wichtigsten Angaben sind in der Zeichnung enthalten. Die Thornycroft-Kessel sind später durch Narrow-Kessel ersetzt.

c)    Maschinen- und Aesselanordnung „8 120" bis „S 124", Fig. 125. Auf diesen und allen unseren späteren Torpedobooten sind die Maschinen in 2 Maschinenräumen hintereinander aufgestellt. Die erforderliche Kürze der Maschinen ist durch Gruppierung der Schieberkasten zu beiden Seiten der Zylinder erreicht. Der Vorteil gegenüber den Zweischraubentorpedobooten mit gemeinschaftlichem Maschinenraum („S 90" und folgende) liegt in der größeren Sicherheit der getrennten Aufstellung. Dazu kommt der Kohlenschutz für die Maschinen.

In der Zeichnung bedeuten:

a Kondensatoren (je 236 qm Kühlfläche), b Luftpumpen (Q — 300, Hub = 245), c Zirkulationspumpen (Rad Q — 600), d Lenzpumpen für Maschinenräume, e Lenzpumpen für Heizräume, f Hauptspeisepumpen, g Reserve-Speisepumpen, h Kühlpumpe, i n. k Pumpen für Speisewassererzeuger, 1 Speisewassererzeuger, m Trinkwassererzeuger, n Trinkwasserfilter, o Vorwärmer für Speisewassererzeuger, p Ventilationsmaschinen, q Aschejektoren, r Dynamomaschinen.

Bootslänge = 64,75 m, größte Breite — 7,0 m, Deplacement mit vollen Bunkern — 450 Tonnen, Geschwindigkeit — 27 sm, Umdrehungszahl pro Minute — 300, PSi — 6000, Gesamtheizfläche — 1100 qm, Gesamtrostfläche — 21,7 qm, Arbeitsdruck — 15,5 kg.

2. vreischraubenschiffe.

AIs Beispiel ist hier nur in Fig. 126 die Maschinen- und Kesselanlage des großen Kreuzers „Fürst Bismarck" dargestellt. Es ist dies der einzige Kreuzer mit gemischter Kesselanlage in unserer Marine. Auch die Querschiffsausstellung der Kessel ist bei den neueren Kreuzern unserer Marine nicht mehr angewendet. Die Kesselanlage ist in System und Aufstellung dieselbe wie auf einer Reihe von Linienschiffen unserer Marine.

Die dargestellte Dreimaschinenanordnung gilt im Prinzip für alle Dreischraubenschiffe unserer Marine. Die verschiedene Kondensatoranordnung bei den vorderen Maschinen und der hinteren ist in den Raumverhältnissen begründet. Bei genügender Schiffsbreite (Linienschiffe) können auch die vorderen Kondensatoren neben den Maschinen liegen. Die Hauptdampfrohrleitung von den Kesseln nach dem Gruppenventilkasten ist 4 fach, vom Gruppenventilkasten nach der Mittelmaschine 2 fach.

Teil XIV.

Mfsmaschinen.

A. allgemeines.

1. Zweck und Arten der Hilfsmaschinen.

Nach ihrem Zweck kann man die Hilfsmaschinen in solche für maschinelle, seemännische, militärische und gesundheitliche Zwecke, sowie in Bootsmaschinen einteilen. Eine strenge Trennung ist jedoch nicht durchführbar, da

zum Teil dieselben Hilfsmaschinen oder Hilfsmaschinen derselben Konstruktion mehreren der vorstehenden Zwecke dienen. Beispielsweise dienen die Frischwassererzeuger zur Erzeugung von Kesselspeisewasser und von Wasch- und Trinkwasser, die Kühlmaschinen zur Kühlung von Proviant- und Munitionsräumen, Ventilationsmaschinen zur Forcierung der Kessel und zur Ventilation der Schiffsräume.

Die Hilfsmaschinen sind deshalb entsprechend den neueren Bauvorschriften unserer Marine nur in die beiden Gruppen geteilt:

Hilfsmaschinen für den Hauptmaschinenbetrieb,

Hilfsmaschinen für den Schiffsbetrieb, wozu als dritte Gruppe die Bootsmaschinen kommen.

Ihrer Art nach kann man die Hilfsmaschinen einteilen in solche, die lediglich mechanische Arbeit verrichten, also Zeit ersparen oder Menschenkraft ersetzen, wie Umsteuerungsmaschinen, Rudermaschinen und dgl. und in solche, in denen Wärmevorgänge sich vollziehen, wie Frischwassererzeuger und Kühlmaschinen.

2. Vetriebskraft der Hilfrmaschinen.

Diese ist entweder Dampf oder Hydraulik oder Elektrizität. Ob außerdem Verbrennungsmotoren, die häufig auf Segelschiffen angewendet sind, eine allgemeinere Verwendung als Schiffshilfsmaschinen finden werden, ist zunächst zweifelhaft.

a)    Hydraulischer Antrieb vereinigt große Kraftleistung mit genauer Regulierung und ist auf Kriegsschiffen für die Schwenkwerke der schweren Geschütze, auf einzelnen Handelsdampfern für die Lösch- und Ladeeinrichtungen verwendet worden. Er hat aber manche Betriebsnachteile (vgl.

C. 5), so daß seine vollständige Verdrängung durch elektrischen Betrieb Wohl nur eine Frage der Zeit ist.

b)    Dampfantrieb hat den Vorteil der Einfachheit, indem der Kesseldampf direkt zur Arbeitsleistung verwendet wird; er eignet sich aber nicht für sehr genaue Regulierung der Bewegung, wie sie beim Richten der Geschütze erforderlich ist, und ist in wirtschaftlicher und praktischer Hinsicht um so unvorteilhafter, je weiter die Hilfsmaschine von der Kesselanlage entfernt liegt.

Der wirtschaftliche Nachteil liegt in den großen Kondensationsverlusten der langen Dampfleitungen; die praktischen Nachteile liegen in der Wärmestrahlung der Leitungen, in der Verunreinigung durch Undichtheiten der Leitungen und durch Öl und Wasser an der Maschine selbst, in der Schwierigkeit der Verlegung der Leitungen, namentlich bei Durchdringungen von Schotten und Decks, in den Kosten für Verpackung und Schmierung, in der Notwendigkeit des Anwärmens der Hilfsmaschinen und in der Gefahr beim Zerschießen einer Dampfleitung.

Nach den Versuchen auf dem amerikanischen Kreuzer „Minneapolis" verbrauchten die Dampfhilfsmaschinen im praktischen Betriebe im Mittel rund 50 kg Dampf pro PSe. und Stunde. Der Abnutzungsgrad, welcher auf den Dampfverbrauch einen wesentlichen Einfluß hat, war dabei ein mittlerer.

c)    Elektrischer Antrieb. «) Gewicht und Raumbedarf. Beim elektrischen Antrieb kommt außer Leitung und Motor das Gewicht der Generatoren in Betracht.

Für Handelsdampfer mit elektrischen Kränen wäre ein Betrieb derselben durch die elektrischen Zentralen der Hafenanlage möglich, vorausgesetzt gleiche Stromart bei den in Betracht kommenden Häfen. Die Generatoranlage an Bord könnte dann wesentlich verkleinert werden. Zum Löschen und Laden in kleineren Häfen, wo elektrische Zentralen fehlen, würde sie dann immer noch ausreichen.

Für Kriegsschiffe ist zwar eine derartige Verringerung der Generatoranlage nicht zulässig, jedoch ist es nicht nötig, daß sie für den gleichzeitigen Betrieb sämtlicher Hilfsmaschinen ausreicht. Für den Fall, daß alle Hilfs-

Maschinen eines Kriegsschiffes elektrisch betrieben werben, würde es genügen, wenn die Generatoranlage etwa für % bis % der Hilfsmaschinen ausreichte.

Unter dieser Voraussetzung würde das Gesamtgewicht der elektrisch betriebenen Hilfsmaschinen etwa das 1% fache bis 2 fache des Gesamtgewichtes von Dampfhilfsmaschinen betragen, und Zwar liegt das Mehrgewicht in den Generatoren und Motoren, während die elektrischen Leitungen leichter sind als Dampfleitungen. Da aber bei elektrischem Antrieb der Dampfverbrauch der Hilfsmaschinen (vorausgesetzt Antrieb der Dynamos durch Compound-Dampfmaschinen oder Dampfturbinen) durchschnittlich etwa nur 25 kg pro PSe und Stunde beträgt gegenüber 30 bis 40 kg bei Dampfantrieb, und da die Kessel-anlage dem entsprechend kleiner sein kann,so würde die allgemeine Verwendung des elektrischen Antriebes für Hilfsmaschinen keine Gewichtsvermehrung bedingen, sondern in den meisten Fällen eine gewisse Ersparnis ergeben.

In bezug ans Raumbedarf und Unterbringung an Bord sind die elektrisch betriebenen Hilfsmaschinen etwa gleichwertig mit den Dampfhilfsmaschinen, die elektrischen Leitungen aber viel vorteilhafter als Dampfleitungen.

ß) Wirtschaftlichkeit. Der Stromverbrauch der Elektromotoren pafft sich dem Wechsel in der Leistung besser an als der Dampfverbrauch der Dampfmaschinen. Ferner ist der Stromverlust bei längeren elektrischen Leitungen verhältnismähig geringer als der Dampfverlust bei längeren Dampfleitungen. Die Folge ist, daß der Dampfverbrauch einer vollkommen elektrischen Hilfsmaschinenanlage nur % bis % des Dampsverbrauches von Dampfhilfsmaschinen beträgt (wie unter cc angegeben). Wenn nun auch die Anlagekosten bei elektrisch betriebenen Hilfsmaschinen wesentlich höher sind (zum Teil das doppelte bis dreifache) als bei Dampfhilfsmaschinen, so wird dies durch die geringeren Betriebskosten allmählich, bei einem in Dienst befindlichen Kriegsschiff vielleicht schon in 2 Jahren ausgeglichen.

y) Betrieb. Hier liegen die gröhten Vorzüge, aber auch die gröfften Mängel des elektrischen Antriebes der Hilfsmaschinen gegenüber dem Dampfantrieb.

Vorzüge sind: Genaue Regulierung des Ganges, sofortige Betriebsklarheit, Reinlichkeit des Betriebes, geringe Wärmeentwicklung an Leitung und Motor, einfachere Bedienung wegen Fortfalls der hin und her gehenden Bewegung, Gefahrlosigkeit für das Personal bei Zerstörung eines Kabels (im Vergleich zu Dampfrohren).

Mängel sind: Gröffere Empfindlichkeit der Motoren gegen Schmutz und Nässe und gröffere Zahl von Havarie- und Fehlerquellen infolge der Umsetzung der Dampfkraft in elektrische Energie.

Wegen dieser Mängel wird in unserer Marine bei solchen Hilfsmaschinen, bei denen es auf absolute Sicherheit ankommt (Rudermaschinen), oder bei denen wegen der Seltenheit der Benutzung die Vorteile des elektrischen Betriebes weniger ins Gewicht fallen (Ankerlichtmaschine), oder bei denen

wegen der Aufstellung besonders mit Schmutz und Nässe gerechnet werden muß und die Dampfleitungen nicht übermäßig lang ausfallen (Hilfsmaschinen in den Maschinen- und Heizräumen), der Dampfantrieb dem elektrischen vorgezogen.

3. praktische Regeln für die mit Dampf betriebenen Hilfsinafchinen.

Auf unseren neueren Schiffen mit 12 bis 15 kg Kesseldruck werden sämtliche Hilfsmaschinen so stark gebaut, daß sie den vollen Kesseldruck aushalten und so groß, daß sie auch bei 10 kg Druck die vorgeschriebene Leistung entwickeln. Letztere Bestimmung findet auf Rudermaschinen keine Anwendung.

Hilfsmaschinen, bei denen es mehr auf hohe Kraftleistung und sicheres Anspringen ankommt, als auf geringen Dampfverbrauch (Dampfwinden aller Art, Rudermaschinen, umlaufende Umsteuerungsmaschinen und dgl.) werden als Zwillingsmaschincn mit voller Füllung gebaut und durch Vertauschung der Dampfwege umgesteuert.

Hilfsmaschinen, die dauernd laufen, bei denen deshalb sicheres Anspringen Nebensache und Dampfcrsparnis Hauptsache ist (Ventilatoren, Antriebsmaschinen der Kreiselradpumpen und dgl.) werden, wenn sie nicht wegen ihrer Kleinheit einzylindrig sind, als Zweifach-Expansionsmaschinen gebaut, und zwar auf neueren Schiffen grundsätzlich nicht mit übereinander (Woolf), sondern mit nebeneinander liegenden Zylindern (Compound).

Bei hoher Umdrehungszahl (Ventilatoren, Zentrifugalpumpen) erleiden die Dampfantriebsmaschinen infolge des unvermeidlichen Lagerspielraums und des fortwährend wechselnden Lagerdruckes starke Abnutzungen. Diese werden zum größten Teil vermieden, wenn man die Dampfkolben mit einseitiger Dampfwirkung arbeiten läßt. In unserer Marine sind derartige Versuche zuerst mit den Ventilationsmaschinen auf dem großen Kreuzer „Roon" mit gutem Erfolge ausgeführt. Die einfach wirkenden Maschinen (zweifache Expansion) liefen bei einem Lagerspielraum von 1 mm bis zur höchsten erreichten Umdrehungszahl (890 pro Minute) vollständig stoßfrei und hatten bei 10 kg Anfangsdruck und 0,8 kg Vakuum nur etwa 12 kg Dampf-verbrauch pro PSi und Stunde, allerdings bei den Versuchen mit neuer Maschine. Vgl. Fig. 127.

Die Dampfverteilungsschieber sind bei Uv-Zylindern rund (Verringerung der Reibung), bei Uv-Zylindern flach (Vermeidung zu großer Dampfverluste). Rundschieber werden zur Verringerung des Durchmessers als Kolbenschieber, nicht als Röhrenschieber ausgeführt. Sie haben federnde Liderungsringe und laufen in eingesetzten Futtern. Die Liderungsringe der von Hand zu bewegenden Wechselschieber dürfen nur mit leichtem Druck am Gehäuse anliegen.

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Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aufl.

Die Jndikatorvorrichtung kann für mehrere Hilfsmaschinen gleicher Größe und gleichen Zwecks gemeinschaftlich und leicht auswechselbar fein.

Alle Hilfsmaschinen erhalten zwecks leichter Zugänglichkeit eingleisige Geradführungen. Die als Lager ausgebildeten Kreuzköpfe der Hilfsmaschinen sind auf unseren neueren Schiffen so gebaut, daß die Kreuzkopfbolzen senkrecht zur Kolbenstange stehen, der Lagerdeckel also seitlich auf dem ü förmigen Lagerkörper ausgeschraubt ist. Das Nachstellen der Lagerschalen geschieht durch eine Schraubenspindel und ein zwischen den Lagerschalen und Lagerkörper eingepaßtes Keilstück ohne Abnehmen des Lagerdeckels. Fig. 128.

Zu den Schneckenübersetzungen der Hilfsmaschinen werden Schnecken aus Tiegelstahl, Siemens-Martin-Flußeisen oder Schweißeisen und Schneckenräder ganz aus Bronze oder aus Siemens-Martin-Stahlguß mit bronzenen Zahnkränzen verwendet. Schneckenbetriebe an Spillmaschinen und Bootswinden erhalten besondere Kühlrohrleitungen. Zahnradübertragung wird wegen des Geräusches möglichst vermieden.

Sämtliche Schrauben bestehen aus Schweißeisen, die Schmiedestücke aus Tiegelstahl oder Siemens-Martin-Flußeisen. Alle unterhalb des Panzerdecks untergebrachten Hilfsmaschinen werden so bemessen, daß sie durch die Normalluken (800 X 1100) hinein- und herausgebracht werden können.

B. hilssmaschinen für den Hauptmaschinenbetrieb.

1. Umsleuerungsmaschinen.

a) Leistung, Wirkungsweise und Bauart. Bei Schiffsmaschinen von mehr als rund 500 PS sind Umsteuerungsmaschinen erforderlich, weil das Umsteuern durch Menschenkraft ein zu großes Übersetzungsverhältnis und somit zu viel Zeit beanspruchen würde. Die Drehung der Umsteuerungswelle von „Volldampf Voraus" auf „Volldampf Zurück" beträgt etwa 60°.

Die Umsteuerungsmaschine muß imstande sein, schnell und möglichst stoßfrei die Umsteuernngswelle in jede gewünschte Stellung zu drehen, sie muß sich in jeder Stellung festhalten lassen, und sie muß Handbetrieb durch einen Mann zulassen, natürlich unter Verlangsamung der Wirkung.

Zur Vermeidung einer falschen Bedienung werden in unserer Marine die Umsteuerungsmaschinen einheitlich so gebaut, daß ein Drehen des Handrades im Sinne der Uhr oder ein Wegdrücken des Hebels den Vorwärtsgang der Maschine einleitet. Während des Ganges der Hauptmaschine muß die Umsteuerungsmaschine jederzeit sofort gebrauchsfähig sein, es müssen also die Dampfventile geöffnet sein, damit die Maschine angewärmt bleibt, und es muß ein zu großes Ansammeln von Kondenswasser vermieden werden.

Nach ihrer Wirkungsweise und Bauart gibt es 2 Arten von Umsteuerungsmaschinen, nämlich:

oc) Umsteuerungsmaschine von Brown, die mit einem einzigen Hub die Umsteuerung von Volldampf Voraus auf Volldampf Zurück bewirkt, also ohne Übersetzung arbeitet und zur Erzielung eines stoßfreien Arbeitens mit einem Glyzerin-Bremszylinder versehen ist.

ß) Umsteuerungsmaschine nach dem sogenannten Rund- und Rücklaufsystem, die beim Umsteuern mehrere Umdrehungen macht und mit Schneckenübersetzung arbeitet.

Zu oc) Wegen der direkten Wirkung des Dampfzylinders auf die Umsteuerungswelle ist die Maschine zwar schwer, wirkt aber sehr schnell. Dampf-und Glyzerinzylinder haben gewöhnlich eine gemeinschaftliche Kolbenstange. Zur Vermeidung bort Geradführung und Pleuelstange ist die Brown'sche Umsteuerungsmaschine häufig oszillierend angeordnet. Dampszu- und Abgangsrohr haben dann ein Gelenk. Der Ein- und Austritt des Dampfes im Dampf-zylinder wird durch einen Schieber, der Übertritt des Glyzerins von einer Seite des Glyzerinkolbens auf die andere entweder durch einen Rundschieber oder durch federbelastete Ventile geregelt.

Die Dampf- und Glyzerinsteuerung wird gleichzeitig durch den Anlaßhebel der Umsteuerungsmaschine ausgelenkt und durch die Kolbenbewegung selbsttätig wieder auf Deckung gestellt. Die selbsttätige Rückbewegung kann entweder durch eine Hebelanordnung oder durch Gewinde geschehen.

Das Glyzerin wirkt während der Bewegung bremsend, nach erfolgter Deckstellung der Steuerung sperrend.

Die Glyzerinbremsung läßt sich durch einen Hahn regulieren. Die Kolbenbewegung ist dem Legen des Anlaßhebels proportional. Außer der Glyzerinsperrung versieht man zuweilen die Brown'sche Umsteuerungsmaschine mit einer zweiten klauenartigen Feststellvorrichtung für die Kolbenstange.

Das Umsteuern von Hand geschieht durch Überpumpen des Glyzerins von einem Ende des Glyzerinzylinders auf das andere mittels einer kleinen Handpumpe. Vor dem Pumpen ist der Anlaßhebel richtig zu stellen. Auch bei der Handumsteuerung werden die Schieber oder Ventile selbsttätig auf Deckung gestellt.

Zu ß) Diese Umsteuerungsmaschinen sind gewöhnlich Zwillingsmaschinen und können durch Vertauschung der Dampfwege nach beiden Richtungen umlaufen. Rundlaufmaschinen mit 1 Zylinder sind weniger gut, weil sie zu schnell laufen müssen und daher das rechtzeitige Anhalten erschweren.

Eine Begrenzung der Bewegung ist, abgesehen von neuesten Ausführungen, nicht vorhanden, sondern die Übertragung auf die Umsteuerungswelle ist so eingerichtet,' daß bei dauernd laufender Umsteuerungsmaschine die Hauptmaschine immer abwechselnd von Vorwärts auf Rückwärts gestellt wird.

Die Rundlauf-Umsteuerungsmaschinen gestatten also ein bequemes Anwärmen der Schiffsmaschine, erfordern aber beim Manövrieren eine größere

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Aufmerksamkeit als die Brown'schen Maschinen. In Folge der Schneckenübersetzung sind sie wesentlich kleiner und leichter als die Brownschen Maschinen.

Zum Umsteuern mit der Hand dient ein auf die Kurbelwelle der Umsteuerungsmaschine aufgesetztes Handrad, welches beim Umsteuern mit Dampf mitläuft, während beim Umsteuern mit der Hand die Umsteuerungsmaschine mitbewegt werden muß.

b) Erläuterung der ¹ Figuren. cc) Brownsche Umsteue -rungsm aschine auf Linienschiff „Wittelsba ch". Fig. 129. Es bedeuten:

a Zylinderständer, b Umsteuerungswelle, c Drehzapfen der Umsteuerungsmaschine, d Dampfzylinder, e Glyzerinzylinder, f Dampfschieber, g Glyzerinschieber, h Anlaßhebel und Gestänge, i Hebelanordnung zur selbsttätigen Rückbewegung von Dampf- und Glyzerinschieber, k Handhebel für Glyzerinpumpe, 1 Hebel und Gestänge für Glyzerinsperrhähne und für die Klauensperrvorrichtung, m Klauensperrvorrichtung, n Glyzerinpumpe, o Saugerohr der Glyzerinpumpe, p Druckrohr der Glyzerinpumpe, q Verbindung beider Enden des Glyzerinschieberkastens (Saugeraum der Pumpe), r Glyzerinsperrhähne, 8 Glyzerinüberdruckventil, t Dampfeintritt, u Dampfaustritt.

Dampf- unb Glyzerinschieber haben Jnnenkantenabschluß. Bei Abwärtsbewegung der Schieber gehen also die Kolben nach oben; das Glyzerin fließt dabei durch die Ventilkasten der Glyzerinpumpe, indem es das Sauge- und Druckventil hebt.

ß) Umsteuerungsmaschine nach d e m Rundlaufsystem. Fig. 130. Es bedeuten:

a Anlaßvorrichtung durch Wechselschieber, b Joy-Steuerung für Verteilungsschieber, c Kurbelwelle, d Handrad, e Kraftübertragung von Kolben auf Kurbelwelle, f Übertragung auf Umsteuerungswelle, g Feststellvorrichtung, h Zeigerbewegung, i Drucklager.

2. ventilationsmaschinen.

Die folgende Erläuterung bezieht sich auf die Ventilatoren sowohl für den Hauptmaschinenbetrieb als auch für den Schisfsbetrieb. Ventilatoren mit Kapselrädern (Roots-Gebläse) werden nicht mehr verwendet, so daß nur gewöhnliche Zentrifugal- und Sirokko-Ventilatoren in Betracht kommen.

a) Betriebsinaschinen der Ventilatoren. Diese sind bei den Heizraumventilatoren auf unsern neuesten Schiffen gewöhnlich Compoundmaschinen, auf älteren Schiffen auch Woolfffche Maschinen, bei den Maschinenraumventilatoren einzylindrige Dampfmaschinen, bei den Schiffsventilatoren Elektromotoren mit Nebenschlußerregung und etwa 500 Umdrehungen pro

Minute. Zum Schutz gegen Kohlenstaub stellt man die Betriebsmaschine der Heizraumventilatoren zweckmäßig in einem.Nebenraum (Niedergang, Seitengang), jedoch unter dem Panzerdeck auf. Läßt sich die Aufstellung irrt Heizraum selbst nicht umgehen, so erhält die Betriebsmaschine eine dichte Um-schottung. Etwaige Durchbrechungen des Saugeschachtes durch die Wellen und Lager der Ventilationsmaschinen werden dampfdicht gemacht.

Nach den günstigen Erfahrungen auf dem Kreuzer „Roon" werden die Dampfbetriebsmaschinen in Zukunft mit einseitiger Dampfwirkung gebaut. (Vergl. A 3.) Versuche mit Antrieb durch Dampfturbinen sind beabsichtigt.

b) Ventilatoren und Luftleitungen, ex) Leistung und Wirkungsweise. Die Heizraumventilatoren müssen imstande sein, ohne Überanstrengung dauernd bei vollem Kesselbetriebe die höchste zulässige Luftpressung zu erzeugen, bei engrohrigen Wasserrohrkesseln 65 bis 70 mm Wassersäule. Im übrigen müssen alle Ventilatoren zur Herstellung einer erträglichen Temperatur und genügender Lüftung ausreichen. In den leer gedachten Maschinenräumen rechnet man pro Minute mindestens 1% malige Auswechselung der gesamten Luft. Die Lüftung geschieht stellenweise durch Einpressen von frischer Luft, stellenweise durch Absaugen von schlechter.

Übliche Werte für die Strömungsgeschwindigkeit in m pro Sekunde:

v — 7 bis 12 m bei kleinen Luftmengen und viel gekrümmten Kanälen (Schiffsventilatoren),

v — 12 bis 15 m für mittlere Verhältnisse (Maschinenraum- und Heizraumventilatoren) ,

V —15 bis 20 m für große Luftmengen bei kurzen geraden Kanälen.

Die Eintrittsgeschwindigkeit der Luft in ein gewöhnliches Flügelrad mit spiralförmigen Schaufeln bemißt man auf 5 bis 8 m bei Schiffsventilatoren und 8 bis 10 m bei großen Maschinenraum- und Heizraumventilatoren. Aus dieser Eintrittsgeschwindigkeit und aus der Luftmenge berechnet sich der innere Raddurchmesser Dv Den äußeren Raddurchmesser bemißt man auf 1, 8 bis 2DV

Noch Versuchen in unserer Marine ist bei größerer Luftpressung, wie sie in den Heizräumen gebraucht wird, der Sirokko-Ventilator dem gewöhnlichen Flügelradventilator überlegen, denn die Heizraumventilatoren auf Kreuzer „Roon" (Sirokko, äußerer CD — 890, innerer (D — 790) leisteten bei gleicher Umdrehungszahl annähernd dasselbe wie die Heizraumventilatoren auf Kreuzer „Prinz Adalbert" (gewöhnliches Flügelrad äußerer CD — 1750, innerer CD — 875). Die Sirokko-Ventilatoren bieten daher wesentliche Vorteile in bezug auf die Unterbringung an Bord. Allerdings haben sie größere Radbreite als gewöhnliche Ventilatoren. Das Flügelrad der Sirokko-Ventilatoren hat die Gestalt eines Hohlzylinders, dessen Mantel aus einer großen Zahl von geraden

Stäben mit sichelartigem Querschnitt besteht. Alle Stäbe sind der Achse parallel.

ß) Praktische Ausführung. Hauptregel bei der Anlage der Luftleitungen ist die Vermeidung von zu vielen und und zu scharfen Ecken und Richtungsänderungen und von zu plötzlichen Querschnittsänderungen. Die Luftschächte haben über dem obersten Deck doppelte Pilzkappen. Durch verschließbare Öffnungen in den Ventilationsdruckkanälen wird die Luft in den zu lüftenden Räumen verteilt. In den Maschinenräumen werden als Verschluß Klappen verwendet, die sich in jeder Stellung feststellen lassen. Schieber haben sich nicht bewährt.

Jeder Maschinenraum hat mindestens einen Luftzufllhrungs- und einen Luftabführungsschacht. In den Heizräumen bringt man die Ventilatoren so an oder führt die Luft derartig durch Leitbleche, daß kein Kohlenstaub ausgewirbelt wird, und daß die Heizer nicht direkt unter der Wirkung des Luststromes stehen. Die Saugeschächte werden mit Vorrichtungen versehen (Drahtnetz), die ein Hineinfallen von festen Gegenständen und somit eine Beschädigung des Kreiselrades verhindern.

In den Heizräumen versieht man die Luftsaugekanäle mit großen verschließbaren Öffnungen, welche bei Nichtbenutzung der Ventilationsmaschinen eine natürliche Ventilation bewirken. In Heizräumen mit mehreren Ventilationsmaschinen erhält jedes Ventilatorgehäuse eine Vorrichtung zum luftdichten Abschließen gegen den Heizraum für den Fall der Betriebsunfähigkeit.

Die Ventilatorgehäuse bestehen aus verzinktem Stahl- oder Eisenblech, die Flügelräder in der Nabe aus Bronze, im übrigen aus Kupfer oder verzinktem Stahlblech.

c) Erläuterung der Figuren, a) Ventilationsmaschine für Torpedoboote. Fig. 131. Es bedeuten:

a Flügelrad, b Lagerkreuz mit Lager für verlängerte Kurbelwelle, c öldichter Maschinenrahmen, d Kurbelwellenlager, e Dampfzylinder, f Schieberstange mit Ölkolben, g Ölpumpe, h Ventilkasten der Ölpumpe, i Ölvorrat, k Ölsaugerohr, 1 Fußventil, m Öldruckrohr, n Ölfüllschraube am Maschinenrahmen, o Rücklausrohr zum Ölkasten, p Ölprobierhahn, q Ölablaßschrauben, r Kühlwassermantel mit Fülltrichter, s Kllhlwasserablaßhahn, t Schmierrohre.

ß) Kesselraum-Ventilator auf dem Kreuzer „Amazon e". Fig. 132. Die Ausführung ist wesentlich einfacher, weil die Unterbringung an Bord leichter ist. Als Antriebsmaschine dient eine Woolf'sche Maschine.

y) Sirokko-Ventilatoren aus dem Kreuzer „Roo n".

Fig. 133. Die zugehörige Gesamtanordnung ist im Teil VI erläutert.

3. Maschine zum Drehen der ksauptmaschine.

Die Drehmaschine ist entweder einzylindrig mit kleinem Schwungrad oder eine Zwillingsmaschine. Sie arbeitet mit fast voller Füllung und ist durch Wcchsclschieber oder Wechselhahn umsteuerbar. Sie überträgt ihre Arbeit auf die Hauptmaschinenwclle durch zweifache Schncckenübcrsetzung, kann infolge dessen sehr klein sein.

Zwecks Drehens mit der Hand durch einen auf das Vierkant der Zwischenwelle aufgesetzten Hebel mit Knarre wird die auf der Kurbelwelle der Drehmaschine lösbar aufgesetzte Schnecke aus dem ersten Schneckenrad ausgerückt. Vor dem Anlassen der Hauptmaschine wird durch eine besondere Ausrückvorrichtung die zweite Schnecke von dem auf der Hauptmaschinenwelle befestigten zweiten Schneckenrad weggezogen. Vergl. Fig. 134.

4. Aschheitzvorrichtungen» Aschejektoren und Aschkühlvorrichtungen.

a)    Aschheißvorrichtungen. Vor der allgemeinen Einführung der Aschejektoren verwandte man zum Aufheißen der Ascheimer in den Aschheiß-rohren Dampfaschwinden, die entweder mit Übersetzung vom Schnellen ins Langsame eine Windetrommel drehten oder nach dem Prinzip der Brown'schen Umsteuerungsmaschine gebaut waren und die Windetrommel mit einer Übersetzung vom Langsamen ins Schnelle drehten.

Die neueren Schiffe haben keine Aschheißmaschinen. Die vorhandenen Aschheißrohre mit der Handaufzugsvorrichtung dienen lediglich als Reserve für den Fall, daß die Aschejektoren nicht betriebsfähig sind oder beim Liegen im Hafen wegen der Verunreinigung nicht benutzt werden dürfen. Die Aschheißrohre sind auf unseren neueren Schiffen nicht mehr als Luftschleusen ausgebildet, sondern haben einen einfachen Luftabschluß unterhalb des Panzerdecks.

b)    Aschejektoren. Ihrer Wirkung nach gehören sie zu den Dampfstrahl-pumpcn, das Triebmittel ist aber nicht Dampf, sondern Druckwasser. Der Trichter mit Düse und die etwa 125 mm weite Rohrleitung nach Außenbords bestehen aus Gußeisen. Die in den Trichter eingelegte Gräting hindert ein Verstopfen der Düse durch zu große Schlackenstücke. Der Deckel des Trichters bleibt während des Betriebes offen, da wegen der großen Geschwindigkeit des Strahles ein Aufsteigen von Druckwasser in den Trichter ausgeschlossen ist. Das Druckwasser wird von den Reservespeisepumpen, auf den neuesten Schiffen unserer Marine von den Dampflenzpumpen mit etwa 10 bis 12 kg Druck durch die Düse gepreßt.

Das Auswurfrohr mündet über Wasser in der Bordwand, und zwar so, daß bei starkem Winde die Asche nicht auf Deck geworfen wird. Für die der Abnutzung am meisten unterworfenen Krümmer des Auswurfrohres werden neueren Schiffen auswechselbare Ersatzstücke aus hartem, weißem Gußeisen mitgegeben, nicht mehr auswechselbare Deckel. Liegen die Auswurfrohre dicht unter einem Deck, so erhält letzteres verschließbare Öffnungen, durch welche auch bei vollen Bunkern die Rohrkrümmer gewechselt werden können.

Das Eindringen von Wasser von außenbords in den Heizraum wird durch den wasserdicht schließenden Deckel des Aschtrichters und durch einen sehr sorgfältig auszuführenden selbsttätigen Verschluß in der Bordwand verhindert. Auf dem großen Kreuzer „Hertha" wurden bei einem Taifun infolge von Undichtigkeit der Aschejektorverschlüsse durch eindringendes Wasser die Feuer unter einigen Kesseln gelöscht. Die jetzt in unserer Marine übliche Ausführung der Aschejektoren ist aus Fig. 135 ersichtlich.

c) ktschkühlvorrichtung. Das kupferne Aschkühlrohr zweigt sich von der Feuerlöschvorrichtung der Kessel ab und ist durch Hahn absperrbar. Auf der ganzen Länge des Aschsalles hat es bei Wasserrohrkesseln kleine Schlitze oder Löcher.

5. Zrischwassererzeuger.

a) Zweck und Leistung. Die Frischwassererzeuger dienen zur Bereitung von Speise-, Wasch- und Trinkwasser. Ihre Leistung bemißt man auf Handelsdampfern auf etwa 5 t in 24 Stunden für je 1000 PSi., auf Kriegsschiffen mit Wasserrohrkesseln gewöhnlich größer, namentlich, wenn mit Wasserverlust durch Zerstäubung von Teeröl gerechnet werden muß.

Marinevorschrift: Die Frischwassererzeuger (mindestens 2 Verdampfer und 2 Destillierkondensatoren) sollen in der Ostsee bei 24stündiger Erprobung zusammen eine Leistung von mindestens ⁵/₃ • (41 pro 1000 PSi. max. + 201 pro Kopf der Besatzung) Tonnen in 24 Stunden ergeben. Von den ⁵/₃ ist % für allmähliche Abnahme der Leistung und % für geringere Leistung in fremden Gewässern mit hohem Salzgehalt gerechnet. Für die Abnahmeversuche wird bei uns ein Salzgehalt von 6 v. H. zugrunde gelegt.

Die Destillierkondensatoren sollen bei der Erprobung in 24 Stunden ⁴/₃ - 20 1 pro Kopf der Besatzung leisten (Erprobung im Hafen und nochmals während der mehrtägigen beschleunigten Dauerfahrt).

Bei Ölfeuerung mit Dampfzerstäubung rechnet man das Gewicht des Zerstäuberdampfes etwa % so groß, wie das zerstäubte Öl. Die Mehrleistung der Frischwassererzeuger soll diesem Dampfverbrauch entsprechen unter der Voraussetzung, daß das Schiff mit beschleunigter Dauerfahrt (60 bis 70 v. H. der maximalen Maschinenleistung) seinen ganzen Vorrat an Kohlen und Öl

verbraucht.

Nach den neueren Bauvorschriften leisten die Frischwassererzeuger in 24 Stunden:

auf Linienschiffen mindestens 1501 auf großen Kreuzern ans kleinen

200 t

90 t

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ordnet man die Anlage in mindestens zwei räumlich getrennten Gruppen an.

b) Wirkungsweise. Die Verdampfung des Seewassers geschieht durch Dampsheizschlangen. Der erzeugte salzfreie Dampf wird entweder in den Destillierkondensatoren niedergeschlagen und in die Frischwasserlast geleitet, bei Trinkwasser nach vorangegangener Filtrierung, oder er wird als Dampf der Hauptmaschine oder der Dampfheizung zugeführt. Die Leitung zur Hauptmaschine geschieht auf unsern neueren Kriegsschiffen entweder in den Kondensator unter Einschaltung eines Überdruckventils, oder in den Raum für gereinigtes Wasser im Warmwasserkasten. Im letzteren Falle dient der Zugesetzte Dampf gleichzeitig Zur Vorwärmung des Speisewassers. Die Frischwasserleitungen haben außerdem eine Entwässerung nach Bilge, um vor dem Anstellen unbrauchbares Wasser zu entfernen.

Wird der erzeugte Dampf im Haupt- oder Destillierkondensator niedergeschlagen, dann geht die ihm zugeführte Wärme größtenteils verloren. Es kostet dann eine Tonne Frischwasser, wenn man von sonstigen Wärmeverlusten absieht, achtfache Verdampfung der Kohlen rechnet und den Preis der Kohlen zu 20 Mk. pro t annimmt, etwa ²⁰ js — 2,50 Mk. Tatsächlich sind wegen der unvermeidlichen mechanischen und thermischen Verluste die Kosten höher. Bei Mischung des erzeugten Dampfes mit dem Speisewasser beschränken sich die theoretischen Kosten auf den Verlust durch Ausblasen des erwärmten Salzwassers aus dem Verdampfer.

Von dem in den Verdampfer gespeisten Seewasser gelangt der größere Teil zur Verdampfung, der kleinere Teil (etwa %) wird mit dem zurückbleibenden Salz wieder nach See ausgeblasen, was möglich ist, da man im Verdampfer gewöhnlich einen Überdruck von 2 kg pro qcm hält, um ein Mitreißen von Salzwasser durch den aufsteigenden Dampf zu verhindern. Dabei sollen die kupfernen oder bronzenen Verdampferwände mit höchstens 2,5 kg pro qmm beansprucht werden.

Der Heizdampf wird aus der Hilfsdampfrohrleitung entnommen und kondensiert in den Heizschlangen. Der Austritt wird so geregelt, und das Heizrohrsystem wird so bemessen, daß das Kondensat höchstens 70 bis 80⁰ hat. Das Kondensat wird während der Fahrt in den Raum für gereinigtes Wasser im Warmwasserkasten geleitet, im Hafen in einen Hauptkondensator, weil der Warmwasserkasten zu stark erwärmt werden würde.

Die Frifchwaffererzeugerpumpen drücken oder saugen das angesaugte Seewasser Zuerst als Kühlwasser durch die Destillierkondensatoren, von da weiter als vorgewärmtes Speisewasser in den Verdampfer, wobei das zur Speisung nicht nötige Wasser durch ein Überdruckventil nach See zurückgeht. Durch Wechselhähne kann man das Seewasser unter Umgehung der Destillierkondensatoren direkt in die Verdampfer drücken.

Zuweilen wird in einem Speisewasservorwärmer ein Wärmeaustausch zwischen dem kondensierten Heizdampf und dem zu verdampfenden Wasser hergestellt.

c) Erläuterung der Figuren, a) Frischwassererzeuger von Pape u. Henneberg. Fig. 136 bis 138. Die dargestellte Anlage liefert 851 in 24 Stunden, davon 8,51 Trinkwasser.

In Fig. 136 bedeuten:

a Verdampfer, b Vorwärmer für das zu verdampfende Seewasser, e Trinkwasserkondenfator, d Trinkwasserfilter, e Pumpe zur Förderung von Seewasser in den Verdampfer und in den Kondensatorkühlraum, f Boden-ventil, g Wasserstandstopf, h Verteilungsventile.

Es bedeuten ferner:

1 Zudampfleitung von Hilfsdampfringleitung nach Heizschlangen im Verdampfer, 2 Leitung des erzeugten Dampfes nach Hauptkondensator, 3 Leitung desselben nach Trinkwasserkondenfator, 4 Leitung desselben nach Trinkwasserkondensator der anderen Schiffsseite, 5 Kondensleitung von Heizschlangen durch Wasserstandstopf nach Vorwärmer, 6 Fortsetzung von 5 vom Vorwärmer nach Hauptkondensator oder Warmwasserkasten, 7 Kühlleitung zum Abschrecken der Heizschlangen, 8 Leitung zum Ausblasen der Salzsole aus dem Verdampfer, 9 Saugeleitung der Pumpe aus See mit oder ohne Passieren des Trinkwasserkondensators, 10 dasselbe für die andere Schiffsseite, 11 Druckleitung von Pumpe durch Verteilungsventil nach Vorwärmer, 12 Fortsetzung von 11 vom Vorwärmer nach Verdampfer, 13 Druckleitung von Verteilungsventil nach See, 14 Druckleitung von Pumpe nach der anderen Schiffsseite, 15 Leitung des erzeugten Wassers von Kondensator nach Filter, 16 Trinkwasserleitung nach Trinkwasserlast, 17 Leitung von Überdruckventil nach Bilge.

Der Verdampfer besteht aus Kupferblech. Das Heizrohrsystem läßt sich im ganzen mit dem bronzenen Vorsatzkasten herausnehmen. Es besteht aus verzinnten Kupferrohren mit flachem Querschnitt. Dieser Querschnitt liefert gute Raumverwertung und bewirkt durch seine Elastizität ein selbsttätiges Losspringen der Salzkruste. Der Trinkwasserkondenfator besteht aus mehreren aufeinander gelegten Bronzeteilen mit zwischen gelegten Kupferplatten. Erstere enthalten spiralförmige Kanäle, letztere trennen das Kühlwasser vom Dampf. Das Ganze wird durch mehrere vertikale Anker zusammengehalten.

ß) Frisch Wassererzeuger Odero, Fig. 139, ist in unserer Marine stellenweise auf Torpedobooten verwendet. Er arbeitet, wie Pape und Henneberg mit Vorwärmung des Speisewassers und hat einen Trinkwasser-Kondensator in dem Kühlraum des Hauptkondensators.

Es bedeuten:

a Zudampf für Heizschlangen, b Heizschlangen, c Ausblaseleitung von Heizschlangen zum Vorwärmer, d Kondensleitung von Vorwärmer nach Hauptkondensator, e Speisedruckrohr zum Vorwärmer, f Rückschlagventil, g Speisedruckrohr vom Vorwärmer zum Verdampfer, h Ableitung des erzeugten Dampfes zum Kondensator, i desgl. zum Trinkwasserkondensator, k Sicherheitsventil, 1 Manometer, m Wasserstandsapparat, n Schwimmer, zum Regulieren des Wasserstandes, o Regulierventil in der Saugeleitung der Speisepumpe, p Salzabblaseleitung vom Kondensator nach Vorwärmer, q Salzab-blaseleitung vom Vorwärmer nach Bilge, r Leitung vom Trinkwasserkondensator nach Trinkwasserfilter, s Leitung von Trinkwasserfilter nach Trinkwassertank.

6. Speisewasser-vorwärmer und Reiniger.

a) Zweck und Wirkungsweise, oc) Vorwärmung des Speisewassers hat hauptsächlich für Zylinderkessel Wert, weil bei diesen durch zu großen Temperaturunterschied zwischen Speisewasser und Kesselwasser (ohne Vorwärmung etwa 200 — 40 — 160°) leicht Spannungen und Leckagen an Nieten und Nähten entstehen. Bei allen Kesseln bringt die Vorwärmung außerdem eine Kohlenerfparnis mit sich. Das Vorwärmen geschieht durch Mischen des Speisewassers mit Dampf oder heißem Kondenswasser (Misch-dllsen). Die Vorwärmer sind gewöhnlich in die Sauge-, seltener in die Druckleitung der Speisepumpen eingeschaltet.

Vorwärmer in der Speisepumpensaugeleitung können offen oder geschloffen sein. Im ersteren Falle (Warmwasserkasten der Kriegsschiffe) liegt die erzielte Speisewassertemperatur unter 100°. Im letzteren Falle (Vorwärmer von Weir auf Handelsschiffen) kann sie über 100° liegen. Der dem Speisewasser beizumischende Dampf muß dann entsprechende Spannung haben. In beiden Fällen ordnet man den Vorwärmer möglichst hoch an, damit die Speisepumpen möglichst sicher arbeiten.

ß) R e i n i g u n g d e s S p e i s e w a s s e r s ist für alle Kessel von hoher Wichtigkeit, hauptsächlich aber für Wafferrohrkessel und am meisten für Wasser-rohrkeffel mit krummen und engen Rohren, weil bei hoher Beanspruchung dieser Kessel zuweilen eine geringe Verschmutzung genügt, um ein Überhitzen oder Durchbrennen von Rohren zu veranlassen.

Einzelne Konstruktionen von Reinigern beruhen auf der nur durch Erwärmung und Ruhe selbsttätig erfolgenden Ausscheidung von Luft, Ansammlung von Öl an der Oberfläche und Niederschlagen von schwererem Schmutz am Boden. In diesem Falle ist Vorwärmung und Reinigung vereinigt.

Eine wirksame Reinigung wird jedoch nur durch Filtrieren des Speise-wassers erzielt. In unserer Marine wird nur diese Methode angewendet, und zwar erfolgt die Filtrierung entweder nur in der Speisepumpensaugeleitung gemeinschaftlich mit der Vorwärmung (Warmwasserkasten), oder außerdem in der Druckleitung (Druckstlter in den Heizräumen).

AIs Filtermasse haben sich in den Saugefiltern Kotes und Schwamm, in den Druckfiltern Tuch oder Platten aus präparierter Holzstoffaser der Firma . Pape u. Henneberg gut bewährt. Filtermasse muß sich ohne Unterbrechung des Betriebes ausschalten lassen, was bei den Warmwasserkästen unserer neueren Schiffe durch Zweiteilung und Wechselschaltung im gegabelten Luftpumpendruckrohr, bei den Druckfiltern durch ein Umgehungsrohr bewirkt wird.

b) Bauart der Speisewasservorwärmer und Reiniger, a) Warm-wasserkaste n. In jedem Maschinenraum ist möglichst hoch ein aus Blech und Winkeleisen zusammen genieteter Behälter angebracht, der auf unsern großen Kreuzern (1 Maschine etwa 6000 PS) einen Gesamtinhalt von 5 bis 6 cbm hat und zwei Räume enthält, einen größeren Raum für das ungereinigte Wasser und einen kleineren für das gereinigte.

Der Raum für ungereinigtes Wasser besteht zuweilen aus zwei symmetrischen Hälften, deren jede Zwecks Erneuerung oder Reinigung der Filtermasse ausgeschaltet werden kann. In seinen oberen Teil mündet das gegabelte Druckrohr der Luftpumpe; der mittlere Teil enthält die Filteranlage (Schwamm und Kokes), und ist mit leicht abnehmbaren Deckeln versehen (Keilverschluß oder Vorreiber). Vom unteren Teil tritt das Wasser durch ein Ventil in den Raum für gereinigtes Wasser. Von diesem Raum geht unten ein Überlaufrohr nach den mit Entlüftungsrohr versehenen Standrohren in den Heizräumen (Durchmesser etwa 300 mm, Höhe über den Flurplatten etwa 2,5 bis 3 m), oben ein Überlaufrohr nach dem Verbrauchsraum der Speisewasserlast. Das letzte Rohr enthält ein Rückschlagventil, damit bei Verletzung des Schiffsbodens kein Seewasser in den Warmwasserkasten gelangt. Ein mit diesem Rohr gleich hoch angebrachter Hahn zeigt das Überlaufen von Wasser in die Speisewasserlast an. Der Raum für gereinigtes Wasser, gemessen zwischen den beiden Überlaufrohren, beträgt mindestens 0,3 cbm für je 1000 PSi. der forcierten Leistung.

Auf einigen Schiffen ist der Raum für ungereinigtes Wasser nicht geteilt. Um trotzdem während des Betriebes die Filtermassen reinigen und auswechseln zu können, sind auf diesen Schiffen die Luftpumpendruckrohre der verschiedenen Maschinenräume untereinander verbunden. Die Schwammfilter reinigt man am besten durch Auswaschen mit Petroleum.

Die Räume für ungereinigtes und gereinigtes Wasser haben je ein nach oben führendes Entlüftungsrohr. Beide Entlllftungsrohre vereinigen sich in einer Höhe, die einen Übertritt von ungereinigtem Wasser in das gereinigte ausschließt. Das gemeinsame Entlüftungsrohr mündet am Oberdeck in freier Luft in einem Trichter mit Abflußrohr nach der Maschinenbilge.

Der Raum für ungereinigtes Wasser hat außerdem ein Überdruckventil oder eine Rückschlagklappe (Belastung etwa % kg) mit Trichter und Abflußrohr nach Bilge. Beide Räume haben Wasserstandsgläser und eine Vorrichtung zum Zusetzen von Soda. Diese Vorrichtung besteht aus einem hoch angebrachten eisernen Kasten für Sodalösung mit Tropfhähnen, Trichter und Abflußrohr nach dem Warmwasserkasten. Die Sodakasten haben eine Füll- und eine Dampf-anwärmevorrichtung.

Die Speiscwasservorwärmung liegt auf den älteren Schiffen unserer Marine in dem Raum für ungereinigtes Wasser, also oberhalb der Filteranlage (Heizschlange mit siebartig durchlöcherten Enden), auf den neuesten Schiffen in dem Raum für gereinigtes Wasser (Mischdüsen), weil nach den neueste» Erfahrungen das Fett um so besser ausscheidet, je kälter das Wasser die Schwammschicht passiert. Zum Vorwärmen benutzt man 1. Ausblasewasser aus den Wasserabscheidern der Hauptdampfleitung, 2. Kondens-wasser der Frischwassererzeuger, 3. Abdampf der Frischwassererzeuger, 4. Abdampf der Dampfheizung, 5. Abdampf bzw. Wasser der Kombüsen.

ß) Drucksilter werden in den Heizräumen aller neueren Schiffe unserer Marine verwendet und so angeordnet, daß Haupt- und Reservespeisepumpen entweder durch die Filter oder direkt in die Kessel drücken können. Die Durchgangsgeschwindigkeit durch die Filtermasse (Tuch oder präparierter Holzfaserstoff) wird auf höchstens 4 mm pro Sekunde bemessen. Material ist Bronze-guß. Wegen des hohen Überdrucks macht man sie zylindrisch mit Rippen und gewölbten Böden. Zur leichteren Reinigung versieht man sie mit einer Vorrichtung zum Auskochen und Durchblasen mit Dampf. Die einzelnen Filtertücher liegen zwischen siebartig durchlöcherten Platten und sind so angeordnet, daß bei kleinen äußeren Abmessungen des Filters eine große Filteroberfläche entsteht. An geeigneter Stelle des Schiffes außerhalb der Heizräume ordnet man einen besonderen Tank mit Heizschlange an zum Auskochen der Filtertücher.

/)SpcisewasscrvorwärmervonWeir. Dieser ist im Verein mit den Weir-Speisepumpen sehr viel auf Handelsdampfern in Gebrauch und so angeordnet, daß ein Teil der Weir-Pumpen das Wasser von der Luftpumpenzisterne in den Vorwärmer, der andere Teil vom Vorwärmer in den Kessel befördert. Gewöhnlich wird auf 110 Grad vorgewärmt.

Der Weir-Vorwärmer besteht aus einem vertikalen zylindrischen Gehäuse, in welchem der Mischungsraum sowohl vom Speisewassereintritt, als auch vom Dampfeintritt durch eine siebartig durchlöcherte Wand abgetrennt ist. Ein im unteren Teil des Gehäuses befindlicher Schwimmer regelt den Gang der ersten Weir-Pumpen und hält so konstanten Wasserstand. Der Speisewassereintritt erfolgt durch ein federbelastetes, der Dampfeintritt (Receiver, Frischwassererzeuger) durch ein gewöhnliches Rückschlagventil. Am oberen Ende des Gehäuses sitzt ein Sicherheitsventil und eine Luftableitung.

c) Erläuterung der Figuren. oc) Warmwasserkasten.

Fig. 140. Es bedeuten:

a Eintritt von Hauptluftpumpe, b Eintritt von Hilfslnftpumpe, c Entlüftung des Raumes für ungereinigtes Wasser, d Entlüftung des Raumes für gereinigtes Wasser, e Sodazusatz zu ungereinigtem Wasser, f Sodazusatz zu gereinigtem Wasser, g Überdruckventil nach der Bilge, h Überlaufleitung nach Speisewassertank, i Abfluß nach Standrohren in Kesselräumen, k Wasserstand für ungereinigtes Wasser, k± Wasserstand für gereinigtes Wasser, 1 u. m Überlaufhähne, n Entwässerung des Raumes für ungereinigtes Wasser, o Entwässerung des Raumes für gereinigtes Wasser, p u. q Dampseintritt in die Mischdüsen, r Mischdüsen, s Thermometerstutzen. An p sind angeschlossen: Kondens-wasser und Abdampf des Frischwassererzeugers, Abdampf der Dampfheizung und Kombüsen. An q ist angeschlossen: Ausblaseleitung des Hauptwassersammlers.

ß) Druckfilter. Fig. 141 stellt einen in unserer Marine viel verwendeten Druckfilter System Schmidt dar. Das Speisewasser tritt durch den Ventilkasten in den mittleren Hohlraum des Filters, von hier in radialer Richtung und von unten nach oben durch die einzelnen Filterplatten in den Umfang des Filters und schließlich durch den anderen Stutzen zurück in den Ventilkasten. Ist der Filter verschmutzt, so hebt sich durch den Überdruck Sicherheitsventil III, und das Speisewasser geht zum Teil direkt durch den Ventilkasten. Zwecks Reinigung wird Ventil I u. II geschlossen und Sicherheitsventil III geöffnet, so daß das Speisewasser ohne Passieren des Filters zum Kessel gelangt. Inzwischen öffnet man Dampf- und Schlammventil, wodurch Dampf in entgegengesetzter Richtung durch den Filter tritt und die Unreinigkeiten entfernt werden. Fig. 142 zeigt eine auf demselben Prinzip beruhende Konstruktion von Pape u. Henneberg.

C. hilfsmaschinen für den Zchiffrbetrieb.

1. Rudermaschinen.

a) Anforderungen, Aufstellung int Schiff. Anforderungen:

1.    Das Ruder soll sich bei voller Fahrt des Schiffes in 30 Sekunden von 40° StB nach 40° BB oder umgekehrt legen lassen.

2.    Bedienung soll stets durch einen Mann möglich sein und dem Prinzip der Bedienung eines Handruders entsprechen, also bei Rechtsdrehung soll das Ruder sich nach StB legen.

3.    Die Rudermaschine soll sofort nach Beginn der Drehung des Handrades anspringen und sofort nach dem Aufhören der Drehung stillstehen. Ein Zuweitdrehcn des Handrades und Znweitlegen des Ruders muß unmöglich sein.

4. Es muff jederzeit schnell der Reservchandbetrieb eingekuppelt werden

können.

5. Auf Kriegsschiffen und auf Handelsdampfcrn, die im Kriege als Hilfskreuzer oder dgl. Verwendung finden, muff die Rudermaschine gegen feindliche Geschoffe geschützt liegen.

Gröfferc Kriegsschiffe haben zwei ganz gleiche, in zwei wasserdicht getrennten Räumen untergebrachte Rudermaschinen, von denen eine als Reserve dient. Das Einkuppeln jeder Maschine ist von jedem Raume aus möglich, ohne dabei den anderen Raum zu betreten. Die kleinen Kreuzer haben nur eine Rudermaschine, die groffen Torpedoboote zwei Rudermaschinen.

Bei allen Kriegsschiffen mit Ausnahme der Torpedoboote und bei allen groffen Handelsschiffen werden die Rudermaschinen möglichst nahe der Pinne aufgestellt, um eine weite Übertragung der groffen Kraft und die damit verbundene Gewichtsvermehrung und Betriebsunsicherheit zu vermeiden. Zuweilen ist die Rudermaschine auf der Pinne selbst montiert, wodurch diese Übertragung auf das geringste Maß reduziert ist. Dampfzu- und Ableitung geht dann durch Gelenkrohre von der Ruderachse nach der Maschine. Reserverudermaschine ist dann in anderer Weise, z. B. durch Gallesche Kette, mit der Ruderpinne verbunden. Auf Torpedobooten und kleinen Handelsdampfern stehen die Rudermaschinen gewöhnlich an Deck an der Steuerstelle, so daß sie durch den Steuernden selbst überwacht werden. Bei Handelsschiffen mittlerer Größe steht die Rudermaschine auch häufig im Maschinenoberraum, so daß sie durch das Maschinenpersonal beaufsichtigt werden kann.

b) Bauart der Rudernraschinen. Alle Rudermaschinen sind Zwil-lingsmaschineu mit fast voller Füllung, mit Umsteuerung durch Vertauschung der Dampfwcge (Wcchselschieber oder Wechselhahn) und mit selbsttätiger Rückbewegung der Anlaffvorrichtung. Die Umdrehungszahl der Maschine ist also der Drehung des Steuerrades proportional. Die Dampfverteilungsschieber sind Rundschieber, der Wechselschieber ist des besseren Dichthaltens wegen häufig flach.

Die Bewegung der Rudermaschine wird durch eine auf der Maschinenwelle sitzende Schnecke auf ein Schneckenrad übertragen. Die Schnecken bestehen aus geschmiedetem Stahl oder Schweißeisen, die Schneckenräder sind entweder ganz oder in ihrem Kranz aus Bronze. Die Schneckenradwelle ist durch Gewinde und Mutter mit Gestänge, oder durch Ketten mit der Ruderpinne verbunden. Die Kettenräder bestehen aus Stahlformguß oder geschmiedetem Stahl. Eine Kettenübertragung muß in Öl laufen, weil sonst Verschleiß zu groß. Zuweilen baut man auch die Rudermaschinen so eingekapselt, daß das ganze Gestänge in Öl läuft.

Der Handbetrieb ist bei kleinen Rudermaschinen gewöhnlich mit der Rudermaschine vereinigt, bei großen Maschinen hat die Handsteuervorrichtung (mehrere große Steuerräder auf gemeinschaftlicher Handsteuerwelle) gewöhnlich eine direkte Verbindung mit dem Rudergeschirr, welches bei Handbetrieb von der Rudermaschine loszukuppeln ist.

Nach der Zylinderanordnung zerfallen die Rudcrmaschinen in 3 Arten: ct) Beide Zylinder stehen schräg, bilden miteinander einen Winkel von etwa 60° und haben eine gemeinschaftliche Kurbel.

ß) Die Zylinder sind parallel, stehend oder liegend. Kurbeln unter 90°. y) Tie Zylinder stehen wie zu 1, sind jedoch oszillierend. Dampf tritt durch die hohlen Drehzapfen ein und aus. Regelung des Ein- und Austritts durch die Oszillation, wobei Drehzapfen und Drehzapfenlager als Schieber und Schieberspiegel wirken. Wegen des Fortfalls einer besonderen Steuerung ist diese Bauart sehr einfach, doch werden die Drehzapfen leicht undicht.

c) Bremsung und Begrenzung der Ruderbewegung. Die Ruder-bremse soll ein Schlagen des Ruders bei Seegang vermeiden und ein Feststellen des Ruders zwecks Umkuppelns oder Ausführens sonstiger Arbeiten gestatten. Sie besteht aus einem hydraulischen, mit Ll gefüllten, oszillierenden Zylinder, dessen Kolbenstange mit der Ruderpinne verbunden ist. Die beiden Zylinderenden sind durch ein Rohr mit Absperrhahn verbunden, der ein Regulieren und Schließen der Durchtrittsöffnung für die Flüssigkeit gestattet.

Tie Ruderbegrenzung soll ein Weiterarbeiten der Rudermaschine verhindern, wenn das Ruder hart liegt. Bei Rudermaschinen, die in der Nähe der Pinne liegen, wird die Begrenzung am zweckmäßigsten durch die Pinne selbst betätigt, derart, daß bei Hartlage eine Sperrklinke in ein auf der Anlaßwelle sitzendes Sperrad eingreift und so ein weiteres Anlassen des Wechselschiebers hindert. Bei dieser Begrenzung ist das Einkuppeln jeder Steuerstelle in jeder Lage des Ruders und der Maschine zulässig, und eine Begrenzung an der Maschine selbst oder am Steuerrad ist nicht erforderlich. Ein etwa vorhandener Zeiger am Steuerrad (Radzeiger) ist lose und wird erst nach-dem Einkuppeln auf richtige Lage festgestellt.

Bei Rudermaschinen, die von der Pinne weiter entfernt liegen, muß die Begrenzung in der Maschine selbst enthalten sein. Sie besteht gewöhnlich aus einer auf die Anlaßwelle (eventl. zugleich Handradwelle) ausgeschraubten Mutter, welche durch eine Geradführung am Mitdrehen verhindert ist und in den beiden Hartlagen gegen einen festen Bund stößt. Diese Mutter kann gleichzeitig zum Bewegen eines Radzeigers (Stellung des Handrades) benutzt werden. Diese Art der Ruderbegrenzung setzt natürlich voraus, daß die Rudermaschine mit der Pinne richtig gekuppelt ist, worauf besonders beim Umkuppeln von 2 Rudermaschinen zu achten ist. Ein Beschädigen dieser Begrenzung durch gewaltsames Zuweitdrehen des Handrades kann man dadurch verhüten, daß man letzteres unter Einschaltung von Federn so auf der Welle befestigt, daß es sich bei übermäßiger Drehung auf der Welle dreht.

Unter allen Umständen baut man die Übertragung von der Maschine auf die Pinne so stark, daß sie beim Versagen der selbsttätigen Hartlagebegrenzung die ganze Kraft der Maschine aufnehmen kann.

d) Llnlaßvorrichtung der Ruderinaschine. Auf Torpedobooten und kleinen Handelsdampfern, wo die Rudermaschine an der Steuerstelle steht, ist das Steuerrad direkt mit der Maschine verbunden. Auf großen Schiffen ist eine längere Übertragung vom Steuerrad auf den Wechselschieber (oder Hahn) der Rudermaschine nötig. Diese Übertragung geschieht entweder durch Wellen (Axiometerleitung), oder hydraulisch oder elektrisch. Elektrische Anlaßvorrichtungen werden bei uns grundsätzlich nicht angewendet, weil sie von einer anderen Kraftquelle abhängen, und weil die mechanische Übertragung noch immer genügt hat.

«) Übertragung durch Wellen. Hauptschwierigkeit besteht in der Überwindung der durch Gelenke, Zahnräder und Stopfbuchsen entstehenden Reibungswiderstände und in der Vermeidung der durch toten Gang und Verdrehung der Wellen entstehenden Ungenauigkeiten, also: möglichst wenig Richtungswechsel, weitgehende Verwendung von Kugellagern und möglichst genaues Zusammenarbeiten der Zahnräder.

Man legt die Leitung auf großen Kriegsschiffen in den Mittelgang und in die Panzerschüchte der Kommandotürme. Besondere an der Steuerstelle aufgestellte Ruderzwischenmaschinen zum Drehen der Anlaßleitung werden nicht mehr verwendet. Die Abzweige der Anlaßleitung nach den verschiedenen Steuerstellen sind loskuppelbar. Beim Ruderlegen von Hartbord zu Hartbord machen die Handräder 18 bis 20 Umdrehungen. Die Ausdehnung ^urch Wärme erfordert Kompensationsvorrichtungen in der Anlaßleitung.

ß) Hydraulische Übertragung. Telemotor von Brown vermeidet die Schwierigkeiten der Wellenübertragung und hat sich gut bewährt, ist aber weniger einfach. Die durch das Steuerrad erzeugte Bewegung des hydraulischen Kolbens des Geberapparates wird durch ein Hin- und Rückflußrohr auf den mit dem Wechselschieber der Rudermaschine verbundenen hydraulischen Kolben des Empsängerapparates übertragen.

Der Geberapparat hat ein federbelastetes Sicherheits- und ein federbelastetes Luftventil (Saugeventil). Beide Ventile sitzen in gemeinsamem Gehäuse und stehen durch ein Rohr mit einem höher gelegenen Flüssigkeitsbehälter in Verbindung. Hierdurch wird bei Temperaturänderungen oder Undichtheiten selbsttätig ein Überdruck verhindert und die Anlage vollständig gefüllt.gehalten.

Der Empfängerapparat hat 2 mit der Kolbenstange verbundene Spiralfedern, die bei jedem Ruderlegen gespannt werden und bestrebt sind, die hydraulischen Kolben und somit auch den Wechselschieber der Rudermaschine immer wieder auf Mitte zu stellen. In der Mittelstellung des Geberkolbens

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Stuft.

kommunizieren durch einen Hilfskanal beide Enden des Geberzylinders. Folglich wird durch die erwähnten Spiralfedern die Übereinstimmung zwischen beiden Kolben immer wieder selbsttätig hergestellt, falls sie durch Undichtheit gestört war.

und durch die Zahnräder b Welle c gedreht. Letztere schraubt sich in Mutter d und lenkt durch Winkelhebel e den Wechselschieber f aus, wodurch bei der angedeuteten Drehrichtung Dampf in den

e) Erläuterung der Figuren, cr) Rudermaschine am Kommandohause auf den Torpedobooten „8 120" bis „8 125" (vordere Rudermaschine). Fig. 143. Durch ein Steuerrad auf der Kommandobrücke wird Welle

Raum unter Verteilungsschieber g tritt. Die Rudermaschine springt an und heißt durch die Schnecke h das Schneckenrad i und die Welle k, deren Drehung durch das Kettenrad « auf das Heckruder, durch das Kettenrad z auf das Bug-ruder übertragen wird. Das Kettenrad y dient zur Verbindung der hinteren Rudermaschine. Buchse x läßt sich durch Hebel w verschieben. Sie ist in ihrer Linksstellung mit a, in ihrer Rechtsstellung mit y gekuppelt, in ihrer Mittelstellung von beiden Rädern unabhängig, z ist mit Feder und Nut, y drehbar auf x aufgesetzt., Daraus folgt:

1. Linke Stellung von x: Rudermaschine ist mit Heck- und Bugruder

gekuppelt.

2. Mittelstellung von x: Rudermaschine ist nur mit Heckruder ge

kuppelt.

3. Rechte Stellung von x: Hintere Rudermaschine ist mit Bugruder ge

kuppelt.

Die selbsttätige Rückbewegung des Wechselschiebers erfolgt durch Zahnrad 1, welches die Mutter d dreht und dadurch die Welle c axial verschiebt.

In den Hartlagen des Ruders legt sich die gerade geführte Mutter m auf der Handradwelle gegen Bund n oder o und hindert dadurch ein Weiterdrehen.

Der Handbetrieb des Ruders geschieht durch Handrad u und Zahnrad t, nachdem Schneckenrad i mit Schnecke h außer Eingriff und mit t in Eingriff gebracht ist. Die hierzu erforderliche Verschiebung von i auf Welle k geschieht durch die Wellen q und r und durch den exzentrischen Bolzen s nach Herausnehmen des Vorsteckers p.

Der Zeiger v zeigt die jeweilige Lage des Ruders an.

ß) Rudermaschine auf „W i t t e l s b a ch". Fig. 144. Durch die Anlaßvorrichtung wird Kettenrad a, und durch Kette b auch Kettenrad c gedreht. d ist eine Spannvorrichtung für die Gallesche Kette. Kettenrad c nimmt mit seiner inneren Verzahnung das Zahnrad e mit, welches sich auf dem zunächst feststehenden Zahnrad f abrollt und durch den Arm g die hohle

Welle h, die massive Welle i und den nachstellbaren Wechselhahn k dreht. Die Rudermaschine bekommt nun Dampf und treibt durch Schneckenübersetzung die Welle 1, deren Drehung durch eine Spindel mit entgegengesetztem Gewinde (besondere Skizze) auf das Ruder übertragen wird.

Die selbsttätige Rückdrehung des Wechselhahnes in Deckstellung geschieht durch die Zahnräder m und n sowie f und e.

Welle 1 ist durch die ausrückbare Klauenkuppelung mit Welle r verbunden, welche die Kettenräder o und p trägt. Die über diese laufenden Ketten führen zur Reserverudermaschine und zur Handsteuervorrichtung. Durch Klauenkuppelung q kann wahlweise o oder p auf r festgestellt werden. In der gezeichneten Stellung kann r sich drehen, ohne o oder p mitzunehmen.

Bei voller Leistung macht die Rudermaschine 319 Umdrehungen in der Minute. 159,3 Umdrehungen entsprechen einer Ruderbewegung von Hartbord

zu Hartbord, d. h. um 80°. Dabei macht Wellei    7,585 Umdrehungen.

y) Telemotoranlage auf „Kaiser Karl der Große".

Fig. 145. Die schematische Zeichnung stellt die Rohrleitung und die Fließ-richtung der Druckslüssigkeit bei Aufwärtsbewegung der Geberkolben für zwei verschiedene Anordnungen dar:

Anordnung I: 1 Geber- und 2 Empfängerapparate, Anordnung II: 2 Geber- und 2 Empfängerapparate.

Bei allen Schaltungen darf immer nur 1 Geber und 1 Empfänger in Verbindung stehen. Die Buchstaben in der schematischen Darstellung bedeuten: i Behälter zum selbsttätigen Nachfüllen von Flüssigkeit, k Hahn, 1 Luftschraube, m und n Verschlußschrauben, o Sicherheitsventil, p Füllventil (o und p sind federbelastet, bewirken also selbsttätig ein Entweichen und Einlassen von Flüssigkeit beim Ausdehnen durch die Wärme und Zusammenziehen durch Abkühlung oder bei Verlust von Flüssigkeit), q Saugekasten für Handpumpe r, s Hahn, t Lufthahn, u Luftrohr, v Hahn im Druckrohr der Pumpe. Beim Füllen geht die Druckflüssigkeit von r durch v in die rechte Seite der Empfängerzylinder, von hier in die höher liegenden Geberzylinder, deren beide Seiten bei der Mittelstellung des Kolbens kommunizieren, von hier auf die linke Seite der Empfängerzylinder und nach erfolgter Füllung durch u zurück nach q.

In der Hauptzeichnung bedeuten v, t, r, q und s dasselbe wie in der schematischen Zeichnung. Ferner: a Empfänger, der durch Welle b und Kettenrad c den Wechfelhahn d der Rudermaschine bewegt, e und f Sperrung bei Hartlage des Ruders, g bis g₅ Kuppelungen, die es ermöglichen, jeden der beiden Empfänger a mit jeder der beiden Rudermaschinen zu kuppeln, g3 verbindet die beiden Wellen d.

Die an den einzelnen Steuerstellen aufgestellten Geber sowie die Umschaltungsvorrichtungen für die einzelnen Geber sind in der Hauptzeichnung nicht dargestellt.

2. Spillmaschinen.

a) Verwendung und Anordnung. Kleine Kreuzer haben nur 1 oder 2 Bugspillmaschinen zum Betriebe der beiden Bugspille und des Verholspills. Große Kreuzer und Linienschiffe haben außerdem eine Heckspill-maschinc zum Betriebe der beiden Heckspille, die auch als Verholspille für die Achterleinen benutzt werden können. Große Handelsdampfer haben außer den beiden Bugspillen häufig 2 Verholspille aus der Back und 2 Verholspille auf der Pop.

Die Bugspill- und Heckspillmaschine läßt sich nach Bedarf mit dem StB-oder BB-Spill kuppeln. Sind 2 Bugspillmaschinen vorhanden, so kann man entweder beide Bugspille unabhängig voneinander treiben oder auch beide Maschinen auf ein Spill wirken lassen.

Die Spillmaschinen stehen gewöhnlich in einem unteren Deck, lassen sich aber auch von dem oberen Deck aus (Oberdeck oder Back) bedienen.

b)    Leistung. Die Spillmaschinen sind bei ungünstigster Kurbelstellung und vollem Kesseldruck in den Zylindern imstande, auf die Ankerkette eine Zugkraft von 9 kg pro qmm auszuüben. Bei höchstens 10 kg Dampfdruck im Schieberkasten können sie den aus festem Grunde losgebrochenen Anker und 100 m Kette mit 12 m Geschwindigkeit pro Minute einhieven, ohne warm zu laufen. Bugankergewicht auf Linienschiffen und großen Kreuzern — 6000 kg, auf kleinen Kreuzern — 2500 kg. Heckankergewicht auf Linienschiffen = 2000 kg, auf großen Kreuzern — 1750 kg.

Die Spillmaschinen werden so stark gebaut, daß durch die beim Ausrauschen der Kette und beim Liegen vor Anker entstehenden Stöße ein Brechen einzelner Teile ausgeschlossen ist.

c)    Bauart. Alle Spillmaschinen werden, da es nur auf Zugkraft und sicheres Anspringen, jedoch nicht auf Kohlenverbrauch ankommt, als Zwillingsmaschinen mit fast voller Füllung gebaut und stehend oder liegend angeordnet. Kraftübertragung auf das Spill durch Schnecke aus geschmiedetem Stahl oder aus Schweißeisen und durch Schneckenrad aus Stahlformguß mit bronzenem Zahnkranz. Schnecke sitzt auf der verlängerten Maschinenwelle, Schneckenrad auf der Spillwelle. Steht das Verholspill weiter vorn, als die beiden Bugspille, dann wird es durch eine längsschiffs liegende und durch konische Räder mit der Maschinenwelle verbundene Zwischenwelle getrieben.

Die Schneckenwellen der Ankerspille haben Bremsen, die bei stärkster Beanspruchung der um die Spille gelegten Ankerketten und bei losgekuppelter Spillmaschine ein Mitdrehen der Wellen verhindern.

Zwischen der Maschinenwelle und den einzelnen Enden der Schneckenwellen liegen Klauenkuppelungen, die es ermöglichen, jedes einzelne Spill von der Maschine loszukuppeln, also bei vor Anker liegendem Schiff ohne Gefahr Revisionsarbeiten oder Reparaturen an den Spillmaschinen auszuführen.

Anlaß- und Umsteuervorrichtung (Joy-Steuerung oder Wechselschieber), lassen sich sowohl direkt an der Spillmaschine als auch vom Oberdeck aus, bei den Bngspillmaschinen von der Back aus bedienen. Die Umsteuervorrichtung kann auf neueren Kriegsschiffen auf gewöhnliche Wirkung und auch auf automatische Rückbewegung eingestellt werden. Im letzteren Falle ist die Übersetzung so bemessen, daß der Nachlauf der Maschine höchstens 0,2 m Kettenweg bewirkt.

Bei eingeschalteter Rückbewegung sind etwa 50 bis 60 Umdrehungen der Handräder pro Minute nötig, um die vorgeschriebene Kettengeschwindigkeit und beim Verholspill eine Trossengeschwindigkeit von 24 m pro Minute zu erzeugen.

Heckspillmaschinen haben im allgemeinen die gleiche Konstruktion wie Bugspillmaschinen, nur sind sie etwas kleiner, entsprechend dem geringeren Ankergewicht.

d) Erläuterung der Figuren. cc) Bugspillmaschinen aus dem kleinen Kreuzer „Amazone". Fig. 146. Zum Antriebe der beiden Bugspille und des Verholspills dienen 2 Zwillingsmaschinen; das weiter vorn liegende Verholspill ist durch eine längsschiffs liegende Zwischenwelle an die Hauptschneckenwelle angeschlossen. In der Figur bedeuten: a Dampfzulaßventil, 6 Umsteuerhebel für Joy-Steuerung, c₄ und e2 Schnecken für die Bugspille mit Links- und Rechtsgewinde, c₃ Schnecke für Verholfpill, kt bis k₅ Klauenkuppelungen. Aus der Anordnung der Kuppelungen folgt, daß man jede Maschine für jedes Spill benutzen kann.

ß) Bugspillmaschine aus d e m Linienschiff „Kaiser Karl der Große". Fig. 147. Zum Antriebe der beiden Bugspille und des Verholspills dient eine Zwillingsmaschine. Alle 3 Spille liegen in einer Querschiffsebene, sind daher sämtlich direkt an die Hauptschneckenwelle angeschlossen.

In der Figur bedeuten:    bis a₄ Anlaßvorrichtung für den Wechsel-

schieber (durch Drehen von a₄ schraubt sich das als Mutter ausgebildete Stirnrad a₂ nach oben oder unten und bewegt durch Hebel a₃ und Welle a₄ den Wechselschieber), b Wechselschieber, ct bis c₃ selbsttätige Rückbewegung des Wechselschiebers (durch Schnecke c₄ wird Welle c₂ mit Gewinde c₃ gedreht, wodurch Stirnrad a₂ zurückgeschraubt wird und den Wechselschieber aus Deckung stellt), d-L bis d₃ Schnecken zum Antrieb der 3 Spille, Schnitt CD und JK Schneckenräder mit Lagerung, e₄ bis e₃ und Schnitt G H Drucklager zur Aufnähme des axialen Schneckenschuhes, bis f₃ und Schnitt E F Bremsen, g Pallvorrichtung, Iq bis ks ausrückbare Klauenkuppelungen zum Festsetzen oder Loslösen der Schnecken aus der Schneckenwelle.

3. Dampfboolswinden.

Bootswinden und Kran-

a) Verwendung und Anordnung, schwenkwerke sind auf großen Kreuzern und Linienschiffen zum Betriebe der Bootskränc verwendet; sie dienen außerdem zum Kohlenübernehmen mittels der Kräne.

Aufstellungsort: Oberdeck oder Aufbaudeck.

Die Linienschiffe erhalten im allgemeinen 2 verschieden starke Bootswinden, entsprechend der verschiedenen Tragfähigkeit des StB- und BB-Kranes (20 t — 16 in langes Beiboot Klasse A, und 8,5 t — Dampfbeiboot Klasse I mit voller Ausrüstung). Die großen Kreuzer, die kein Beiboot Klasse A haben, erhalten im allgemeinen zwei gleich starke Bootswinden entsprechend der gleichen Tragfähigkeit der beiden Krane (10 t).

b) Leistung. Die Bootswinden bemißt man so, daß sie das angegebene Gewicht mit einer Geschwindigkeit von 20 m pro Minute heißen können, die Kranschwenkmaschinen so, daß sie in etwa 20 Sekunden die vollbelasteten Kräne von der Querschiffs- in die Längsschiffsstellung drehen können, und zwar auf Linienschiffen bei 5°, auf großen Kreuzern bei 10° Schlagseite.

c) Bauart. Alle Dampfbootswinden werden aus demselben Grunde wie die Spillmaschinen mit fast voller Füllung gebaut. Sie sind stehend oder liegend angeordnet und übertragen ihre Drehung durch stählerne oder schweißeiserne Schnecke und Schneckenrad mit bronzenem Zahnkranz auf eine horizontale Windetrommel.

Abweichend von den Spillmaschinen werden bei schweren Bootswinden gewöhnlich 2 Schnecken auf parallelen Wellen und 2 Schneckenräder auf gemeinschaftlicher Achse verwendet, um den großen Zahndruck auf 2 Stellen zu verteilen. Ebenso verwendet man bei großen Bootswinden 2 Windetrommeln, um die Zugkraft des Drahtseils, welches in diesem Falle am Boot über eine Rolle läuft, auf 2 Stellen zu verteilen. In diesem Falle werden entweder beide Schneckenwellen durch eine gemeinschaftliche Zwillingsmaschine, oder es wird jede Schneckenwelle durch eine besondere Zwillingsmaschine betrieben.

Die Kurbelwellen der Maschinen bilden entweder die Verlängerung der Schneckenwellen oder sind durch konische Zahnräder mit ihnen verbunden. Die Windetrommeln für die Drahtseile der Bootskräne sitzen stets auf der Schneckenradwelle. Die Windetrommel zum Kohlenübernehmen sitzt zuweilen

auf einer besonderen Welle. Durch entsprechende Kuppelungen kann man entweder erstere oder letztere Windetrommel mit der Maschine verbinden.

Zum Festhalten der Maschine in jeder beliebigen Stellung dient eine Reibungsbremse auf der Schneckenwelle. Umsteuerung (Joy-Steuerung oder Wechselschieber) läßt sich sowohl an der Maschine selbst als auch an einer Stelle bedienen, die einen freien Überblick über das ganze Bootsmanöver gewährt.

Alle neueren Bootswinden arbeiten mit selbsttätiger Rückbewegung der Umsteuerung ans Stopp (Zwecks sicherer Beherrschung des Bootsmanövers) und mit einer Notstoppvorrichtung für die höchste Zulässige Stellung des Bootes. Der durch die selbsttätige Rückbewegung der Umsteuerung bedingte Nachlauf der Maschine bewirkt höchstens 0,2 m Hub des Bootes. Zur Erzielung der vorgeschriebenen Heißgeschwindigkeit müssen die Handräder der Anlaßvorrichtung etwa 50 bis 60 Umdrehungen pro Minute machen.

Kranschwenkmaschinen sind Zwillingsmaschinen, haben Umsteuerung mit Wechselschieber und selbsttätiger Rückbewegung des letzteren und wirken mittels Schnecke auf ein konaxial am Kran befestigtes horizontales Schneckenrad. Ihre Bedienung geschieht an einer Stelle, die einen freien Überblick über das ganze Bootsmanöver gewährt. Der durch die selbsttätige Rückbewegung des Wechselschiebers bedingte Nachlauf des Kranes beträgt höchstens 3°.

Zum Ein- und Aussetzen der Ruderboote erhalten die Krane außerdem eine Handschwenkvorrichtung, mit der bei 10° Schlagseite ein Schwenken nach der austauchenden Seite in 1% bis 2 Minuten ausführbar ist.

d) Erläuterung der Figuren, cc) Große Bootswinde auf dem Linienschiff „Kaiser Barbarossa". Fig. 148. Zum Antrieb dient eine horizontale Zwillingsmaschine. Die Drehung der Maschinenwelle wird durch 2 Paar konische Zahnräder auf 2 Schneckenwellen und 2 Schneckenräder übertragen. Von den beiden auf der Schneckenradwelle sitzenden Windetrommeln führen 2 Drahtseile nach dem großen Bootskran.

Auf der Maschinenwelle sitzen 3 Klauenkuppelungen ax bis a₃, die sich durch Drehen der Welle b gleichzeitig bewegen lassen. Beim Einrücken von a₃ werden at und a₂ gleichzeitig ausgerückt und umgekehrt. Durch Einrücken von ax und a₂ werden die konischen Triebräder für die Schneckenwellen, durch Einrücken von a₃ wird das zum Antrieb der Kohlenwindetrommel dienende Stirnrad c auf der Maschinenwelle festgesetzt.

Es bedeuten ferner: d Drucklager gegen den axialen Schub der Schneckenwellen, e Bremsvorrichtung für die Schneckenwellen, f Anlaßvorrichtung für den Wechselschieber, g Rädergetriebe zur selbsttätigen Rückbewegung des Wechselschiebers.

Das oberste Zahnrad ist als Mutter ausgebildet, in welche die horizontale Welle der Anlaßvorrichtung F eingeschraubt ist. Beim Anlassen dreht sich

die Welle in der Mutter und lenkt mittels des Winkelhebels den Wechselschieber aus. Beim Arbeiten der Maschine dreht sich die Mutter um die Welle und schiebt Winkelhebel und Wechselschieber zurück in die Stoppstellung.

h Mutter, die am Mitdrehen verhindert ist, also beim Drehen der Anlaßwelle schließlich rechts oder links gegen den Bund stößt und so ein Weiterdrehen hindert (Notstoppvorrichtung), i in Schnitt DC Zahnradübertragung von der Maschinenwelle auf die Welle der Kohlenwinde.

ß) Anordnung der Bootswinden und Kranschwenk-werkeaufdemLinienschiff„KaiserBarbarossa". Fig. 149.

y) Kranschwenkmaschine auf dem Linienschiff Kaiser Barbarossa". Fig. 150.

Beide Figuren sind ohne weitere Erklärung verständlich.

4. Nohlenrvinden.

Außer der etwaigen Verwendung von Bootswinden oder Kranschwenkmaschinen oder Spillmaschinen zum Kohlenübernehmen haben alle neueren Kriegsschiffe elektrische Kohlenwinden. Vgl. Elektrische Anlagen.

5. Lösch- und Ladevorrichtungen der Handelsschiffe.

Die angewendeten Winden werden entweder mit Dampf oder hydraulisch oder elektrisch betrieben. Die vorzugsweise auf kleinen Dampfern verwendeten Dampfwinden sind umsteuerbare Zwillingsmaschinen in horizontaler oder schräger Anordnung. Sie haben ein Zahnradwechselvorgelege, um entsprechend der verschiedenen Belastung ein größeres oder kleineres Übersetzungsverhältnis einstellen zu können. Auf großen Handelsdampfern ist im allgemeinen von Dampfbetrieb Abstand genommen, teils wegen der praktischen Mängel des Dampfbetriebes (Undichtheiten, mangelhafte Regulierung), teils wegen des durch die langen Dampfleitungen bedingten hohen Kohlenverbrauches.

Die -auf einzelnen großen Handelsdampfern verwendeten hydraulischen Anlagen werden mit einem Druck von etwa 60 kg pro qcm betrieben. Sie haben den Vorzug einer sehr genauen Regulierung und eines sicheren und schnellen Arbeitens, sind aber schwerer als mit Dampf oder elektrisch betriebene Anlagen und wirken bei kleinen Lasten unvorteilhaft, weil die Füllung des hydraulischen Zylinders von der Last unabhängig ist. Außerdem folgende Betriebsnachteile: Unvermeidliche Undichtheiten, wodurch Verunreinigung des Decks eventl. auch Beschädigung der Ladung, ferner nicht unerhebliche Kosten für Verpackung und Schmierung, schließlich im Winter die Gefahr des Einfrierens. Aus vorstehenden Gründen gewinnen die elektrischen Ladevorrichtungen immer größere Verbreitung.

Der zur Erhaltung eines konstanten FIllssigkeitsdruckes erforderliche hydraulische Akkumulator besteht auf den betreffenden Handelsdampfern in

einem einseitig unter Dampf stehenden Dampfkolben und einem mit diesem verbundenen kleineren Plungerkolben, der auf die Flüssigkeit drückt. Der Gang der hydraulischen Pumpe wird selbsttätig so geregelt, daß Dampf- und Flüssigkeitskolben beim Arbeiten der Kräne stets in der Schwebe bleiben, also niemals eine äußerste Endstellung erreichen.

Wegen des durch Gewicht und Raum beschränkten Hubes der hydraulischen Arbeitskolben besteht die Kraftübertragung auf die Last in einer Übersetzung von langsam auf schnell (umgekehrter Flaschenzug).

6. Trinkwassererzeugung.

a) Wirkungsweise. Der Teil des von den Frischwasscrerzeugern verdampften Seewasscrs, welcher als Trinkwasser dienen soll, wird nach Kondensation in einem Destillicrkondcnsator durch einen mit Kokes oder Knochenkohlen gefüllten Trinkwasserfilter und darauf in die Trinkwasserlast geleitet.

Die Schmackhaftigkeit des Wassers hängt hauptsächlich von dem Gehalt an Luft und Kohlensäure ab. Beides wird bei diesem Prozeß in genügendem Maße erreicht.

Zwischen Destillicrkondensator und Filter zweigt sich das Abflußrohr in die Waschwasscrlast ab.

Das Aufsteigen des Wassers vom Destillierkondensator in die Filter geschieht ohne Pumpenwirkung durch den im Kondensator herrschenden Überdruck. Die Leistung der Destillierkondensatoren mit Filtern beträgt auf unsern Linienschiffen und großen Kreuzern etwa 18 bis 20, auf unsern kleinen Kreuzern etwa 8t in 24 Stunden und verteilt sich aus allen Schiffen auf 2 Kondensatoren und 2 Filter.

b) Bauart. Die Destillierkondensatoren werden als Plattenkondensatoren (Pape u. Henneberg) mit Zwischenplatten aus verzinnter gewalzter Kupferbronze von 3 mm Stärke mit 97 Teilen Cu und 3 Teilen Sn, oder als Röhrenkondensatoren ausgeführt, im letzteren Falle mit Außenseitcnkonden-sation und mit gleichen Rohren und Rohrverschraubungen, wie die Hauptkondensatoren. Ihre Kühlfläche bemißt man so, daß die Austrittstemperatur des Trinkwassers bei voller Leistung der Apparate höchstens 10 °, bei halber Leistung höchstens 5⁰ höher ist als die Kühlwassertemperatur. Die mit Dampf oder destilliertem Wasser in Berührung kommenden Teile werden gut verzinnt. Kondensations- und Kühlwasserraum werden einem Probedruck von 4 kg unterworfen.

7. Dampfheizung.

a) Leistung und Anordnung. Bei —10⁰ Außentemperatur sollen dauernd folgende Temperaturen erzielt werden:

1, In den Messen und Wohnräumen der Offiziere und Deckoffiziere sowie in Bureaus und Lazaretten + 15°.    2. In Mannschaftsräumen, Pantrys,

Arbeitsräumen und Kartenhaus + 10 °. 3. In Unterwasserräumen, Wellentunnels, Klosetts + 5 °. 4. In den Wäschetrockenräumen + 45 °.

Bei diesen Temperaturanforderungen sind pro qm Bodenfläche (Räume 1 bis 3) bzw. pro cbm Inhalt (Räume 4) des zu heizenden Raumes etwa folgende Heizflächen nötig:

D e cf

Räunre 1 pro qm

Räume 2 pro qm

Räume 3 pro qm

Räume 4 pro cbm

Kartenhaus

Ausbaudeck . . Oberdeck. . . Batteriedeck. .

0,22

0,1

0,06

0,075

0,04

Panzerdeck . . . . Unterpanzerdeck . .

0,08

0,06

0,04

0,035

0,03

Wäschetrockenraum

0,4

Drese Angaben über Herzflächen dienen nur als Anhalt. Zu berücksichtigen ist die Wärmedurchlässigkeit der einschließenden Wände und der Grad des Luftwechsels.

Die Dampfzuströmungsrohre werden an zwei Stellen der Hilfsdampfrohrleitung unter Panzerdeck abgezweigt und sind dort absperrbar. Außerdem Anschluß an Abdampfleitung der Frischwassererzeuger. Durch Reduzierventile wird der Druck in den Zuleitungen zwischen 1 und 2 kg gehalten. Schiffe mit Teerölheizung haben an jeder Seite eine Vorrichtung, um die Dampfheizung mit den Heizschlangen der längsseit liegenden Ölprähme zum Anwärmen des Öls zu verbinden.

Jede Schiffsseite hat eine besondere Dampfzu- und Wasserableitung, so daß jede Schiffsseite gesondert geheizt werden kann. Außerdem sind in geeigneter Weise mehrere Heizkörper in besonderen für sich absperrbaren Gruppen vereinigt. Jeder Heizkörper hat ein Dampf- und Wasserabsperrventil.

Durch Munitionsräume, Kohlenbunker und Provianträume werden keine Heizrohre gelegt. Durchführungen durch Schotts, noch mehr aber durch Panzerdecks werden möglichst vermieden. Die gemeinschaftlichen Zuleitungsrohre laufen unter Deck entlang und möglichst in Gängen, nicht durch die einzelnen zu heizenden Räume. Sie haben nach unten führende Zweigrohre nach den einzelnen Heizkörpern. Die Ableitungszweigrohre führen nach unten durch das nächste Deck in das gemeinschaftliche Ableitungsrohr, falls nicht etwa Kohlenbunker oder dergleichen unter dem Deck liegen. Wassersäcke in Ableitungsrohren werden möglichst vermieden und wenn unvermeidlich, mit Entwässerungsvorrichtung versehen. Die Ableitungsrohre einer Heizkörpergruppe jeder Schiffsseite (d. h. im allgemeinen .öer Heizkörper zwischen zwei wasserdichten Querschotten) laufen in einen gemeinsamen tiefer liegenden Kondens-topf. Von den Kondenstöpfen gehen absperrbare Rohre in die gemeinsamen Entwässerungsrohre, die in die Warmwasserkasten der Hauptmaschinen münden.

b) Bauart der Hauptteile, cc) Heizkörper bestehen aus gezogenen Kupferrohren, die auf Schiffen 20 mm, auf Torpedobooten 17 mm lichten Durchmesser haben und durch bronzene Stutzen mit der Heizrohrleitung verbunden sind. Größere Räume erhalten mehrere Heizkörper. Alle Heizkörper haben abnehmbare Mäntel (evtl, mit Regulierschiebern) und an der Rückwand eine Wärmeschutzbekleidung aus Asbestpappe.

ß) Rohrleitung. Alle Zu- und Ableitungsrohre sind gezogene Kupferrohre ohne Lötnaht. Die Zweigrohre sind durch hart angelötete schräge Schuhstutzen mit den Hauptrohren verbunden, wodurch scharfe Richtungswechsel und Geräusche vermieden werden. Die einzelnen Rohrenden werden durch Verlöten oder durch Konusverschraubungen verbunden. Die Wärmeausdehnung wird durch Kompensationsbögen ausgeglichen.

Bei einem Dampfdruck von 2 kg beträgt der pro qm Heizfläche erforderliche freie Rohrquerschnitt für Dampfzuströmung 35 bis 20 qmm, für Kondens-wasserableitung 12 bis 7 qmm, wobei die größeren Zahlen für kleinere, die kleineren Zahlen für größere Heizflächen gelten. Vor den Reduzierventilen können die Zudampfrohre enger sein. Alle Zu- und Ableitungsrohre werden bekleidet und, wo erforderlich, mit Schutzblech versehen.

y) Kondenstöpfe werden bei uns der Einheitlichkeit halber nur in einer Größe angewendet. Ein solcher Kondenstopf reicht bis zu 25 qm Heizfläche. Die Wirkung der Kondenstöpfe beruht auf der Spannung von Spiritusdämpfen, die sich entwickeln, sobald nicht mehr das kältere Kondenswasser, sondern der wärmere Dampf in den Kondenstopf gelangt. Der Druck der Spiritusdämpfe wirkt auf eine elastische Platte von Neusilber, die bei zu starker Durchbiegung den Wasserabfluß absperrt. Durch eine Spindel läßt sich die Wirkung regulieren.

8. Kühlanlagen.

a) Zweck und Leistung der Kühlanlagen. Die Kühlanlagen dienen auf neueren Kriegsschiffen:

1. Zur dauernden Kühlung des Kühlraumes für frisches Fleisch auf — 2 °, 2. zur Kühlung von 50 1 Trinkwasser pro Stunde von -ff 30 ° auf + 8 °,

3. zur Erzeugung von 5 kg Eis pro Stunde aus Wasser von + 30 °, 4. zur dauernden Kühlung der Munitionskammern, deren Temperatur auf höchstens -ff 30 ° gehalten werden soll, weil bei wesentlich höherer Dauertemperatur das rauchlose Pulver an Wirkung verliert oder durch Zersetzung gefährlich wird,

6. zur zeitweiligen Kühlung der Gebrauchsweinlast, falls diese in der Nähe einer Wärmequelle, z. B. Rudermaschine, liegt.

Es ist nicht nötig, daß alle 5 Leistungen gleichzeitig in voller Höhe erzielt werden, sondern es genügt, wenn neben der vollen Munitions- und Fleischraumkühlung entweder die Trinkwasserkühlung oder die Eiserzeugung in obiger Höhe geleistet wird. Alle angegebenen Leistungen sollen bei einer Kühlwassertemperatur von + 30 ° und bei einer Lufttemperatur von + 40 ° erreichbar sein.

b) Prinzip der Kälteerzeugung. Beim Übergange einer Flüssigkeit in gasförmigen Zustand wird eine verhältnismäßig große Wärmemenge, die innere latente Wärme, verbraucht. Bewirkt man diesen Übergang durch Wärmezufuhr (Kohlenfeuer, Dampfheizung) so kann keine Kälte gewonnen werden. Bewirkt man ihn auf andere Weise, z. B. durch eine über der Flüssigkeit erzeugte Luftleere oder Druckverminderung, so wird die innere latente Wärme der Umgebung der verdunstenden Flüssigkeit entzogen, also Kälte erzeugt.

An Stelle von Flüssigkeiten kann man auch ein permanentes Gas, z. B. atmosphärische Luft zur Kälteerzeugung benutzen, indem man das Gas von einem höheren Druck auf einen niedrigeren expandieren läßt und dadurch so weit abkühlt (weit unter 0°), daß es erhebliche Kältemengen der Umgebung mitteilen kann.

Soll eine Flüssigkeit, nachdem sie durch Verdunsten Kälte erzeugt hat, von neuem zur Kälterzeugung benutzt werden, so muß sie vorher in den flüssigen Zustand zurückgeführt werden, was entweder nur durch Abkühlung oder außerdem durch gleichzeitige Druckerhöhung (Kompression) geschieht. Kompression allein genügt nicht, weil die entstehende Flüssigkeit so warm wird, daß sie bei der neuen Verdunstung keine hinreichend niedrige Temperatur erzeugt. Bei fortlaufender Kälteerzeugung muß die mit dem Kühlwasser zugeführte Kältemenge ebenso groß sein, wie die von der Kühlmaschinc abgegebene.

Arbeitet die Kühlmaschine nicht mit einer Flüssigkeit, sondern mit einem permanenten Gas, so muß dieses abwechselnd expandieren und komprimiert werden. Beim Expandieren gibt das Gas Kälte an die Umgebung ab, beim Komprimieren nimmt es Kälte vom Kühlwasser auf.

Bei den älteren kleineren Eismaschinen in unserer Marine wechseln die Kälteerzeugung und die Zurückführung der Flüssigkeit in ihren ursprünglichen flüssigen Zustand zeitlich miteinander ab. Alle neueren Kühlmaschinen sind so gebaut, daß die Kälteerzeugung eine kontinuierliche ist, d. h. der Kreisprozeß ist äußerlich so angeordnet, daß immer ein Teil der Flüssigkeit bzw. des Gases Kälte erzeugt, während gleichzeitig der andere Teil in seinen alten Zustand zurückgeführt wird.

c) Hauptkonstruktionen der Kühlmaschinen, a) Ältere Ammo-niak-EisMaschinen mit abwechselnder Kälteerzeugung und Verflüssigung. Derartige Maschinen wurden früher von Kropff

und von Kolb für die Marine geliefert. Sie bestehen im wesentlichen aus zwei kommunizierenden Behältern, dem Verdampfer und Gefrierer.

Wirkungsweis e : I. Heizperiode : Die Ammoniaklösung wird durch Heizdampf im Verdampfer verdampft, tritt über in den Gefrierer und wird hier durch Kühlwasser niedergeschlagen.

II.    Gefrierperiode: Durch Abstellen des Heizdampfes und Kühlung des Verdampfers werden die im Verdampfer befindlichen Ammoniakdämpfe niedergeschlagen. Das hierdurch entstehende Vakuum bewirkt ein Verdunsten des im Gefrierer verflüssigten Ammoniaks und ein Zurückströmen in den Verdampfer. Durch die Verdunstungskälte wird im Gefrierer Eis erzeugt oder Wasser gekühlt.

III.    Abtauperiode: Durch nochmaliges mäßiges Anheizen des Verdampfers wird der im Gefrierer entstandene Eisblock losgelöst.

Ammoniakkühl ul asch inen, System Linde, Wies-baden. Diese arbeiten im Gegensatz zu den unter a beschriebenen Maschinen in einem kontinuierlichen Kreisprozeß. Die Hauptteile der Maschine sind: Betriebsmaschine, Ammoniakkompressor, Ammoniakkondensator, Gefrierer und Kühlwasserpumpe.

Der Ammoniakkompressor saugt die Ammoniakgase aus dem Gefrierer und Preßt sie mit einem Druck von 4 bis 5 kg pro qcm in den durch die Kühlwasserpumpe gekühlten Kondensator, wo die Ammoniakgase wieder flüssig werden. Die Kompression geschieht mit Rücksicht auf die höheren Kühlwassertemperaturen in den Tropen und mit Rücksicht auf den dadurch bedingten höheren Druck nach dem Compoundverfahren, wobei nur ein niedriger Ammoniakdruck auf die Stopfbuchsenseite des Kompressors tritt und demnach der Ammoniakverlust und der Einfluß des schädlichen Raumes auf den Nutzeffekt des Kompressors gering ist.

Der Rücktritt des Ammoniaks in den Gefrierer geschieht in genau geregelten kleinen Mengen (Negulierventil oder Speisepumpe), so daß im Gefrierer dauernd das zum Verdunsten des Ammoniaks erforderliche Vakuum erhalten bleibt. Die Betriebsmaschine (Dampfmaschine oder Elektromotor) treibt den Kompressor und die Kühlwasserpnmpe. Gefrierer (Verdampfer) und Kondensator find zur Erzielung einer möglichst großen Oberfläche, Spiralen aus eisernen gezogenen Rohren. Entsprechend der verschiedenen Verwendung der Kälte (Eiserzeugung, Trinkwasserkühlung, Luftkühlung) ordnet man mehrere Verdampfungsspiralen an, die sowohl gleichzeitig, als auch einzeln betrieben werden können. Die Linde'schen Kühlmaschinen werden in verschiedenen Größen mit einer Leistung von 1200 bis 60 000 WE pro Stunde gebaut.

y) Kohlen säurekühl Maschinen, System Haubold-Chemnitz, Riedinger-Angsburg und Linde-Wiesbaden. Diese stimmen in ihrer Wirkung und Zusammensetzung überein mit der vorstehend beschriebenen Lindeffchen Ammoniakkühlmaschine, jedoch ist der zur Ver-stüssigung der Kohlensäuredämpfe erforderliche Druck erheblich höher als bei Ammoniak. Er beträgt etwa 80 bis 85 kg pro qcm, während im Gefrierer noch ein Druck von etwa 32 bis 35 kg pro qcm herrscht. Alle Kohlensäure leitenden Teile der Kühlmaschine werden in unserer Marine mit einem Flüssigkeitsdruck von 120 kg pro qcm geprüft. In den Kühlräumen verdampft die Kohlensäure bei etwa — 20 °.

Wegen der Explosionsgefahr der Kohlensäurebehälter müssen die Kohlensäurekühlmaschinen unter Panzerschutz aufgestellt werden. Um etwaige kleine Undichtheiten wahrnehmen zu können, setzt man der geruchlosen giftigen Kohlensäure 6 bis 10 pCt. Kampferöl zu. Zum Indizieren der Kompressoren verwendet man gewöhnliche Indikatoren, deren Kolbendruckfläche durch Einsatzzylinder auf ¹/₁₀ verkleinert ist. Auch die Jndikatorhähne müssen für den hohen Druck besonders konstruiert sein. Die Kompressorstopfbuchsen verpackt man mit Chromledermanschetten mit Baumwollenhinterpackung.

Der Kühlmaschinenraum wird mit einem elektrischen Ventilator und mit besonderen mit der übrigen Schiffsventilation nicht in Verbindung stehenden Ventilationskanälen versehen, um die Kohlensänregase unschädlich zu machen, die infolge eines etwaigen Bedienungsfehlers oder Bruches in größeren Mengen ausströmen. Diese Ventilationseinrichtung bemißt man für einen 30 fachen Luftwechsel pro Stunde. Die Ventilatorsaugerohre münden an dem Fußboden des Raumes. Die im Kühlraum liegenden Kllhlleitungen bestehen aus Eisenrohren, die mit Seewasser in Berührung kommenden aus nicht rostendem Material (kupferne Rohre, bronzene Flanschen).

ö) Schwefligsäure-KühlMaschinen von A. Borsig, Tegel. Auch dieses System hat vielfach auf Kriegs- und Handelsschiffen Verwendung gefunden. Der Kreisprozeß ist den Maschinen zu ß und y analog. Da der Kompressionsdruck etwa 20 mal geringer ist als bei Kohlensäure, so bleibt auch bei wärmerem Kühlwasser die Leistung gut. Die schweflige Säure hat den Vorzug, selbstschmierend zu wirken, so daß eine Ölschmierung für Kolben und Stopfbuchse nicht erforderlich ist und ein Verschmutzen des Rohrinnern vermieden wird. Der Kondensator besteht aus einem schmiedeeisernen Gefäß mit kupfernen Rohrschlangen. Ähnlich ist der Verdampfer ausgeführt. Borsig baut die Maschinen in 20 verschiedenen Größen mit einer Leistung von 1500 bis 100 000 WE pro Stunde. Verdampfungstemperatur beträgt etwa —10 °.

k) LuftkühlmaschinevonAllen,New-Aork. Diese ist vielfach auf amerikanischen Schiffen verwendet, bei uns versuchsweise auf dem großen Kreuzer „Fürst Bismarck". Bei gleicher Leistung ist sie etwa 25 pCt. schwerer und mindestens doppelt so teuer als die Kohlensäurekühlmaschine. Auch verbraucht sie erheblich mehr Energie. Der Kreisprozeß besteht in dem Komprimieren atmosphärischer Luft auf etwa 16 und in dem Zurückexpandieren auf

etwa 4% kg pro qcm Überdruck. Die Kompressionswärme wird durch Kühlwasser abgeleitet. Bei der Expansion wird die der Expansionsarbeit entsprechende Wärme absorbiert, und dadurch kühlt sich die Luft auf — 30 0 bis — 40 ° ab.

d) Leitung und Verteilung der Kälte.

a) Prinzip der Kälteübertragung. Die Übertragung der erzeugten Kälte geschieht bei der Eiserzeugung gewöhnlich durch doppelwandige Gefäße, in deren Jnncnraum das gefrierende Wasser und in deren Mantel der Kälteträger (Ammoniak, Kohlensäure usw.) sich befindet, bei Luft- und Trinkwasserkühlung durch Kühlrohre, die bei Luftkühlung in dem zu kühlenden Raume selbst oder in einem mit diesem kommunizierenden Raume, bei Trinkwasserkühlung im Wasser liegen.

Wegen der räumlichen Entfernung zwischen der Kühlmaschine einerseits und den zu kühlenden Wasserbehältern, Provianträumen und Munitionsräumen anderseits leitet man durch diese Kühlrohre nicht den Kälteträger selbst, sondern Wasser mit so hohem Salzgehalt, daß ein Gefrieren desselben ausgeschlossen ist. Durch dieses Zwischenglied in der Kälteübertragung wird zwar der Nutzeffekt etwas vermindert und die Kälteübertragung verlangsamt, es werden aber die Betriebsschwierigkeiten, die Betriebsgefahren und die Verluste an Kohlensäure usw. vermieden, welche durch lange mit Kohlensäure usw. gefüllte Rohrleitungen entstehen können.

Die Salzlösung wird in einem Schlangenrohr mit vielen Windungen durch den Verdampfer (Gefrierer) geleitet und nimmt dadurch die Kälte auf. Der Kreislauf der Salzlösung durch die Kühlleitung des Schiffes wird durch eine Zirkulationspumpe bewirkt. Zur Verminderung der Zerstörungen durch Seewasser (Kühlwasser) und Salzsole sollen Kondensatoren und Gefrierer nur zum Gebrauch gefüllt sein, sonst aber leer gefahren werden.

ß) Praktische Regeln für die Kälteübertragung. Zur

Erzielung einer wirksamen Kühlung dienen 1. Schutz gegen eindringende Wärme (Isolation), 2. gute Wirkung der Kühlanlage.

Zu 1. Beste Isolation liefern poröse Körper wegen der eingeschlossenen Luft, da diese ein sehr schlechter Wärmeleiter ist. Hauptanforderungen an das Jsoliermaterial auf Schiffen sind: Beständigkeit im Wasser, Feuchtigkeit und Wärme, Sicherheit gegen Feuer, leichte Bearbeitungsfähigkeit, geringes spez. Gewicht, Schutz gegen Ungeziefer.

Die verwendeten Jsoliermaterialien sind entweder feucht angerührt und aufgetragen und nachher erhärtend durch Verdunsten des Wassers, oder sie sind trocken und lose zwischen zwei Wände eingeschüttet (Korkmull, Kieselgur, Schlackenwolle), wobei allerdings der Nachteil des Zusammensackens besteht, oder sie sind feste Materialien (Filz, Kork, Seidenzopfdecken).

Zu 2. Die in den zu kühlenden Räumen aufgestellten Kühlkörper sind gewöhnlich schmiedeeiserne oder kupferne, schlangenförmig gewundene Rohre bort etwa 40 mm äußerem Durchmesser und dicht unter der Decke des Raumes angebracht. Die hier sich ansammelnde warme Luft fällt nach erfolgter Kühlung nach unten und wird durch aufsteigende wärmere Luft ersetzt.

Mehrere Kühlkörper können parallel oder hintereinander geschaltet werden. Bei Parallelschaltung schaltet man in die einzelnen Abzweige Leitungswiderstände ein, um die durch die größere oder kleinere Entfernung von der Kühlzentrale bedingten Verschiedenheiten auszugleichen. Bei Hintereinanderschaltung nimmt die Wärmeaufnahmefähigkeit der Sole von Kühlkörper zu Kühlkörper ab, was man durch entsprechende Größenbemessung der Kühlkörper ausgleicht.

Es können auch zwei Kühlmaschinen an einem Stromkreise arbeiten, was den Vorteil hat, daß bei Havarie einer Kühlmaschine nicht die ganze Anlage unbrauchbar wird.

Bei den Muniiionsräumen kann man zuweilen dadurch eine Verringerung des Kälteverbrauches erzielen, daß man das zu kühlende rauchschwache Pulver durch ein bei Klarschiff leicht wegnehmbares Holzschott von den Geschossen trennt, wobei aber eine Erschwerung oder Verlangsamung der Munitionsversorgung unter allen Umständen zu vermeiden ist. Die außerhalb der zu kühlenden Räume liegende Hauptkühlleitung von etwa 50 mm Durchmesser ist sorgfältig isoliert. Das aus der abgekühlten Luft sich ausscheidende Kon-denswasser wird unterhalb der Kühlkörper in Tropfrinnen aufgefangen.

Der Wassergehalt der Luft hat einen wesentlichen Einfluß auf den Kälteverbrauch, was durch folgende Rechnung bewiesen wird:

Beispiel: Ein Raum von 50 cbm Inhalt soll von 40° auf 28° gekühlt

werden.

1 cbm gesättigte Luft enthält bei 40 ⁰ 0,05076 kg Wasser 1 cbm gesättigte Luft enthält bei 28 ° 0,02702 kg Wasser.

Also scheidet sich aus 1 cbm Suft 0,02374, aus 50 cbm Luft 1,187 kg Wasser aus. Zur Kondensation werden 582 • 1,187 = 693 WE verbraucht. Zur Abkühlung von 1 kg Luft von 40 ° auf 28 ° sind etwa 3 WE zu entziehen.

1 cbm Luft wiegt bei 28 ° etwa 1,15 kg. Folglich erfordert die Abkühlung der Luft nur etwa 50 • 1,153 — 172 WE gegen 693 WE für die Kondensation des ausgeschiedenen Wassers. Hieraus folgt auch, daß ein Luftwechsel in den zu kühlenden Räumen die Ausnutzung der Kühlanlage stark beeinträchtigt.

e) Erläuterung der Figuren. Fig. 151 zeigt die schematische Anordnung der Linde'schen Kühlmaschine und Soleleitung auf dem Passagierdampfer „Prinz Eitel Friedrich", Fig. 152 die Kühlmaschine und Soleleitung auf dem Passagierdampfer „Roon".

Der Kompressor hat einen doppeltwirkenden Kolben. Liderung besteht aus mehreren Ringen aus weichem Gußeisen oder Bronze mit hintergelegten

Stahlspannringen. Bei etwa ungleich ausgelaufenem Zylinder kann man auch einen Kolben mit Lederstulpenliderung (Chromleder) einsetzen. Bei Druck-überschreitung wird durch ein Sicherheitsventil Sauge- und Druckraum mit einander verbunden. Von größter Wichtigkeit ist das gute Laufen der Kolbenstange in der mit Chromlederstulpen und Gummiringen verpackten Stopfbuchse. Aus dem stets gefüllt zu haltenden Ölgefäß der Stopfbuchse wird durch die Kolbenstange in den Zylinder Glyzerin hineingezogen, das zur Konservierung des Kolbens und der Ventile dient. Das zirkulierende Glyzerin setzt sich im Glyzerinabscheider und evtl, auch in den unteren Teilen des Gefrierers und Kondensators ab, wird dort abgelassen und kann nach Filtrierung von neuem verwendet werden. Die Schmierung des Dampfzylinders und der äußeren Maschinenteile geschieht durch bestes Mineralöl.

Fig. 153 zeigt die zum Teil perspektivisch gezeichnete Einrichtung einer Luftkühlmaschine von „Allen", deren Prinzip unter c erklärt ist.

Die kleine Luftpumpe dient dazu, die Luft in dem Rohrsystem anfangs auf die höhere Spannung zu bringen und später auf derselben zu erhalten, d. h. die Verluste zu ersetzen. Beim Überschreiten der zulässigen Spannung entweicht die Luft durch das Sicherheitsventil. Der Kompressor ist eine doppelt wirkende Pumpe, hat einen Kolben mit ölgetränkter Lederdichtung und als Abschlußvorrichtung zwei aufeinander gleitende Schieber. Die kupferne Kühlschlange zwischen Kompressor und Expansionszylinder liegt in einem ganz mit Kühlwasser gefüllten Gefäß. Erneuerung des Kühlwassers durch die Kühlwasserpumpe. Das verbrauchte Kühlwasser durchströmt noch den Zylindermantel des Kompressors. Der Expansionszylinder regelt die Expansion der Luft, leistet also Arbeit. Das Gefäß zwischen Expansionszylinder und Eiserzeuger dient zum Abscheiden von Schmutz und Öl. Der Dampfzylinder kann auch durch einen Elektromotor ersetzt werden.

D. vootsmaschinen.

1. Tabellarische Übersicht über die normalen Dampfbeiboote.

Klasse

Klasse A

Naphthaboote

Wasser

rohrkessel

Loko-

rnotiv-

kessel

I II III II III

I. Boot.

Länge über Steven m . . . Größte Breite auf Planken m Tiefgang hinten in ... . Deplacement kg.....

16

3,12

1,17

16

10

3,12

2,48

1,14

17 993    17 005

7 933

1,01

6 292

oowd

8,5

2,10

0,80

ObO 00

5 225

2 962

2 785

13

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Ausl.

II. Maschine.

System

III. Kessel.

System

Arbeitsdruck kg Rostfläche qm .

Heizfläche qm

Klasse A

Wasser

rohrkessel

Loko- I' motiv- I I kessel

3fache Expansion

Schulz-

Thorny-

croft

12

1,08

Klasse

Naphthaboote

II

III

II

III

2fache Expansion 13Zylinderein-_I fach wirkend

Lokomotiv Zylinderkessel

mit durchschlagender Flamme

Schlangen

rohrkessel

12

1,00

0,57

0,42

27

43,3

Art der Forcierung . . .    . I Unterwindgebläse

16,8    11,23    7,12

Unterwindgebläse und Schornstein-durchblaseventil

0,32 I 16,2 qcm Gesamtdüsen -querschnitt

2,0

IV. Propeller.

Zahl der Flügel . . . Steigung m . . . . Durchmesser m . . .

CO

iO

CM

pp 00 CO CO H- Ol

PP

CO CO

52

pp

CO CO

00

t> TH CO 05 CO PO

V. Gewichte.

Leerer Bootskörper kg . . Maschinen und Kesselanlage einschließlich Zubehör und

Wasser kg......

Maximum des mitgeführten

Inventars kg.....

Torpedoarmierung mit Torpedo kg.......

Artilleriearmierung (Maschinengewehr) kg.....

Kohlen- oder Naphthavorrat kg ........

Besatzung (1 Mann—70 kg) kg

5 530

6 826

6 013

1190

1015

800

157

3 000

490

2 000 1560 1320 1020

3 826 2 912 2 268

930    833    812

157

600

420

600

703

157

175

179

430

350

300

360

250

210

960

600

636

179

200

210

Gesamtgewicht kg . .

17 933

17 005

7 933 6 292

5 225 I 2 962

2 785

VI. Zahl der außer der Besatzung zu transportierenden Menschen. .

35

25

20

15

36

30

VII. Preise.

Boot.........

Maschinen- und Kesselanlage Gesamtinventar.....

11000    11000    4 500 8 800

86 000 32 000 11 000 9 700 3 500    3 800 3 500 3100

DO 00 CO CD <1 05

o o o

OOP

1 950 1 850 6 500 6 500 1 700 1600

Gesamtpreis

50 500

47 300 119 000 16 600 15 20o| 10 150 9 950

Klasse

Klasse A

Naphthaboote

Wasser

rohrkessel

Loko-

II III II III

motiv- I kessel

VIII. Probefahrtsergebnisse.

Höchste Geschwindigkeit sm .

Zugehörige PSi.....

Zugehörige Umdrehungszahl. Probefahrtsdeplacement . .    16 500

12

170

8    7,4    7    5,8

40

80

470

345    350    380    230

15 400    7880    6000    4800    2625

2400

2. Bauart 6er normalen Dampfbeiboote.

a)    Oampfbeiboot Klaffe A. Der Kessel ist bei den neueren Booten dieser Art ein Schulz-Thornhcroft-Kessel mit 1 Feuerung und seitlich liegendem Dampfsammler (vergl. Wasserrohrkessel). AIs Fallrohre dienen die äußere Reihe der kurzen Wasserrohrgruppe und ein Verbindungsrohr nach dem anderen Wassersammler. Die Feuertür ist mit dem Ventilator verblockt. Die größte Breite des Kessels beträgt 1650 mm, die größte Länge 1875 mm.

Die Maschine ist im wesentlichen eine verkleinerte Torpedobootsmaschine mit drei Zylindern, mit seitlich liegenden Schieberkästen und mit Einexcentersteuerung von Marshall-Bremme. Die Zahl der PSi. kann bis etwa 225 gesteigert werden. Hub — 240 mm, Zylinderdurchmesser = 180 u. 280 u. 420 mm.

Luftpumpe ist mit Balancier betrieben, Speise-, Lenz- und Kühlpumpen von der Kurbelwelle mit Schnecke und Schneckenrad. Drucklager liegt in der Grundplatte. Die Maschine ist etwa 1850 mm lang, 1270 mm hoch und 870 mm breit. Neben der Maschine in der Längsrichtung liegt der zylindrische kupferne Oberflächenkondensator mit Außenseitenkondensation und einmaligem Kühlwasserdurchgang. Kühlfläche — 14,3 qm. Zwischen Luft- und Speisepumpe liegt ein Speisewasserreiniger, der durch Abdampf vorgewärmt wird. Die Zirkulationspumpe ist eine unabhängige Zentrifugalpumpe.

b)    Dampfbeiboot Klaffe I bis III. Die Maschine hat ebenso wie Klasse A Rnndschieber mit seitlich liegenden Schieberkästen, jedoch Joy-Steue-rung. Kondensator ist bei Klasse I und II wie bei A, bei Klasse III besteht er aus 2 unter dem Boot zu beiden Seiten des Kiels angeordneten Metallrohren, die durch das Außenbordswasser gekühlt werden. Luftpumpe liegt unter der Welle und wird durch Excenter getrieben, Speise- und Lenzpumpe wie bei Klasse A. Speisepumpen saugen aus der Cisterne der Luftpumpe oder aus einem Frischwasserkasten. Für den Fall der Betriebsunfähigkeit der Kondensatoranlage kann man den Abdampf der Maschine in den Schornstein leiten. Schornsteinzug läßt sich verstärken durch ein kleines Dampfdurchblaserohr oder durch einen von der Maschinenwelle durch Schnur getriebenen Zentrifugalventilator.

c) Naxhthaboote sind für unsere Marine bort der %xxma Escher-Wyß in Zürich geliefert und einzelnen Schiffen als Beiboote mitgegeben. Naphthadämpfe dienen sowohl zum Heizen des Kessels als auch zum Treiben der drei-zylindrigen Bootsmaschine, ersetzen also sowohl Kohle als auch Wasserdampf.

Der Kessel besteht aus einer Kupferspirale, in die flüssige Naphtha hineingespeist wird. Die Feuerung besteht aus einem kleinen Brenner zum Anheizen und einem großen Brenner für den Dauerbetrieb. Beide sind gebogene Rohre und haben oben Löcher für die ausströmenden Naphthadämpfe. Der große Brenner verbrennt Naphthadämpfe, die im Kessel erzeugt sind, der kleine Naphthagas, das vom Naphthabehälter zugeführt wird. Das Zuleitungsrohr zum großen Brenner enthält eine regulierbare Düse zwecks Mischung der Naphthadämpfe mit Luft. Die Versorgung des kleinen Brenners mit Naphthagas geschieht durch eine Handluftpumpe, deren Druckrohr in den vollkommen geschlossenen Naphthabehälter mündet. Ein kontinuierlicher Brenner dient zum leichteren Anzünden des großen Brenners und wird von einem höher gelegenen kleinen Behälter mit flüssiger Naphtha gespeist. Der die Kupfer-spirale umhüllende doppelte Kesselmantel verjüngt sich oben zum Schornstein.

Der Naphthabehälter aus starkem Kupferblech ist im vorderen abgeschotteten Ende des Boots unten angebracht und wird durch Seewasser gekühlt, welches durch Löcher der Bootswand eintritt.

Die dreizylindrige Maschine mit einseitig wirkenden Kolben wird durch Naphthadämpfe von mindestens 3 kg Druck getrieben. Pleuelstangen sind an den Kolben drehbar befestigt. Dampfein- und Austritt oberhalb der Kolben wird durch 3 Flachschieber geregelt, die in einem gemeinsamen Schieberkasten liegen und durch eine gemeinsame Schieberwelle mit excentrischen Zapfen bewegt werden. Die Umsteuerung geschieht durch Drehung der Schieberwelle um 1800 — 2 ö mittels Handrad, mit dem man auch die ganze Maschine drehen kann. Das die Zylinder, Pleuelstangen und Kurbelwelle umgebende Gehäuse bildet den gemeinschaftlichen Dampfaustrittsraum. Der Abdampf geht in 2 unter dem Boot angeordnete Kondensatorrohre (wie bei Klasse III) und dann zurück in den großen Naphthabehälter. Die Speisepumpe ist an die Maschinenwelle angehängt.

Wegen der Explosionsgefahr der Naphtha ist äußerste Sauberkeit die erste Betriebsregcl. Naphthagefäße können, selbst wenn sie mit Wasser ausgewaschen sind, noch explosible Gase bilden, deshalb größte Vorsicht mit offenem Feuer.

d) Allgemeines über normale Oampfbeiboote.W Zur schnelleren Betriebsbereitschaft der Dampfbeiboote der Klasse I bis III erhalten die Kessel eine Anwärmevorrichtung an Deck des Schiffes, bestehend aus einem Metallschlauch, der an eine vorhandene Dampfleitung angeschlossen werden kann. Die

Wellenrohre sämtlicher Dampfbeiboote werden neuerdings nicht mehr mit Pockholzstäben, sondern mit Weißmetallbuchsen ausgelegt.

e) Erläuterung der Figuren, oc) Dampfbeibootsmaschine Klasse I bis III. Fig. 154 ist ohne Erläuterung verständlich.

ß) Naphthamotor. Fig. 155.

Es bedeuten:

a Zylindergehäuse, b Steuerrad, c Schieberwelle, d Schraubenwelle, e Manometer für Schieberkasten, f Speisepumpe, g Speisepumpensaugeleitung, h Speisepumpendruckleitung, i Feuerungsraum, k großer Brenner, 1 kleiner Brenner, l± kontinuierlicher Brenner, m Kupferspirale des Dampfkessels, n Injektor zum Ansaugen von Luft, o Leitung vom Naphthabehälter nach 1, o₁ Leitung vom Kessel nach k, p Abdampfleitung nach Kondensator, q Sicherheitsventil für Schieberkasten.

3. Beiboote mit Verbrennungsmotoren.

Verbrennungsmotoren sind in unserer Marine zunächst versuchsweise auf einzelnen Beibooten angewendet, werden aber wegen ihrer großen Vorzüge (geringes Gewicht, Einfachheit, sofortige Betriebsklarheit) voraussichtlich die Wasserdampfmaschine auf Beibooten ganz oder zum größten Teil verdrängen. Näheres siehe Verbrennungsmotoren.

Teil XV.

Elektrische Anlagen.

A. Elektrische Kraftquellen.

1. Dynamomaschinen.

a) Stromart. Gründe für Drehstrom: Fortfall jeder elektrolytischen Wirkung, keine Beeinflussung der Kompasse, größere Einfachheit der Generatoren und Motoren.

Gründe für Gleich ström: Scheinwerfer erfordern zum Betriebe Gleichstrom; Scheinwerfer mit Drehstrom und Nernstglühkörpern sind wegen des langsamen Zündens an Bord nicht brauchbar. Akkumulatoren als Momentreserve sind nur bei Gleichstrom möglich. Beim Gleichstrom sind keine besonderen Erregermaschinen nötig. Gleichstrom erfordert nur 2 Leitungen, Dreh-ström 3. Gleichstrom ermöglicht eine genauere Regulierung der Motoren, als Drehstrom.

Erwägungen zwischen deutschen und englischen Elektrotechnikern haben zu dem Schluß geführt, daß an Bord von Schiffen überall Gleichstrom von 110 Volt zu empfehlen ist („Schiffbau" 1905 Nr. 20). Jedoch ist neuerdings in Aussicht genommen, die Spannung bei späteren Neubauten auf 220 Volt zu erhöhen.

b) Erzeugung von Wechsel-, Gleich- und Drehstrom, cc) Allgemeines. Durch Drehung eines geschlossenen Leiters (Anker, Ankerwickelung) in einem magnetischen Feld (Feldmagnet) entsteht in dem Leiter ein Jnduktionsstrom. Die Antriebsmaschine muß einerseits die zwischen dem Jn-duktionsstrom (Ankerstrom) und den Magnetpolen bestehenden und mit dem Stromverbrauch wachsenden magnetischen Kräfte überwinden (Gesetz von Lenz), anderseits die in Reibung, Magnetisierung und Luftwiderstand bestehenden Widerstände (unvermeidliche Verluste). Das Verhältnis des in PSe. umgerechneten erzeugten Stromes zu den von Kraftmaschine an Dynamo abgegebenen PSe. bezeichnet man als Wirkungsgrad der Dynamomaschine. Für jede Windung der Ankerwickelung ergibt sich in jeder Stellung die Richtung des Jnduktionsstromes aus dem Gesetz von Maxwell (Teil I. E 5).

ß) Wechselstrom. Aus diesem Gesetz folgt, daß in jeder Windung der Ankerwickelung ein Wechselstrom fließt, dessen Frequenz das Produkt aus Umdrehungszahl pro Sekunde und Zahl der Polpaare ist, denn beim Passieren der neutralen oder indifferenten Zone ist der Jnduktionsstrom in der betreffenden Ankerwindung — Null.

Verbindet man die geschlossene Ankerwickelung eines Gramme'schen Ringes an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen mit zwei auf der Drehachse befestigten, geschlossenen, voneinander isolierten Schleifringen und läßt auf diesen Bürsten gleiten, so kann man von den Bürsten einen Wechselstrom ableiten, dessen Maximalspannung der Zahl der hintereinander geschalteten Ankerwindungen proportional ist.

Der abgeleitete Strom ist — Null, wenn die Verbindungsdrähte senkrecht zur neutralen Zone stehen, denn in dieser Stellung fließt an jedem Vevbin-dungsdraht ebenso viel Strom ab wie zu. Der abgeleitete Strom erreicht sein Maximum, wenn die Verbindungsdrähte in der neutralen Zone liegen, denn in dieser Stellung fließen die in der nördlichen und südlichen Hälfte des Gramme'schen Ringes erzeugten Ströme in 1 Verbindungsdraht zusammen.

Vgl. Fig. 156.

y) Gleichstrom. Durch den Stromwender (Kommutator) wird der in den Ankerwindungen induzierte Wechselstrom in dem Augenblick, in dem er seine Richtung wechselt, auf die entgegengesetzte Bürste geleitet, so daß im

äußeren Stromkreis der Strom seine Richtung beibehält. Besteht der Stromwender aus einer größeren Zahl bort isolierten Lamellen und ist jede Lamelle radial mit der Wickelung eines Gramme'schen Ringes verbunden, dann fließen in jedem Augenblick die positiven Ströme der nördlichen und südlichen Ankerhälfte in den Verbindungsdraht Zusammen, dessen Lamelle gerade von der positiven Bürste berührt wird, so daß in jedem Augenblick nur zwei Verbindungsdrähte wirksam sind. Seiner Wirkung nach ist also der Stromwender in jedem Moment nur zweiteilig.

Das gemeinschaftliche Stromdiagramm aller Ankerwickelungen nähert sich einer horizontalen Geraden umsomehr, je größer die Zahl der Lamellen ist. Jede Bürste darf höchstens 2 Lamellen gleichzeitig berühren, weil sonst die Wirkung sinkt.

Vgl. Fig. 157.

ö) Drehstrom oder Dreiphasen ström. Ankerwickelung besteht im Prinzip aus 3 um 120° gegeneinander versetzten Spulen. Die in diesen induzierten Wechselströme werden durch 3 Schleifringe und 3 Bürsten in das aus 3 nebeneinander laufenden isolierten Drähten bestehende äußere Netz geleitet und in den Drehstrommotoren wieder vereinigt.

c) Erregung der Magnete. Fig. 158. Magnet-elektrische Maschinen mit permanenten Stahlmagneten werden wegen ihrer geringen Wirkung nur für untergeordnete Zwecke, z. B. Minenzündungsapparate, verwendet.

Alle größeren stromerzeugenden Maschinen sind dynamoelektrische (Dynamoprinzip). Stromstärke und Feldstärke verstärken sich gegenseitig so lange, bis die Induktion ein den vorhandenen Kupfer- und Eisenmassen und der Umdrehungszahl entsprechendes Maximum erreicht hat.

«) Haupt ström Maschinen: Erregung durch den Hauptstrom. Änderung des Gesamtwiderstandes beeinflußt die Stromstärke in doppelter Weise, nämlich direkt und durch Änderung des Kraftlinienfeldes. Die an die elektrischen Zentralen der Schiffe allgemein gestellte Anforderung „Bei wechselnder Belastung konstante Umdrehungszahl und konstante Spannung" ist durch Hauptstromerregung nicht erfüllbar, weshalb Hauptstromdynamos für moderne Schiffe nicht mehr in Betracht kommen.

Hauptstrommaschinen gehen bei plötzlicher Entlastung oder bei Kurzschluß durch und sind im allgemeinen nur bei konstantem Widerstand verwendbar.

-3) Nebenschlußmaschinen: Durch Zunahme des äußeren Widerstandes wird zunächst der Nebenstrom verstärkt und die Spannung erhöht. Werden bei parallel geschalteten Lampen mehr Lampen angestellt, so wird der äußere Widerstand verringert, es fließt weniger Strom durch den Nebenschluß und die Spannung sinkt. Bei kurz geschlossenem, äußerem Stromkreis

ist die Maschine stromlos, weil dann eine nennenswerte Erregung nicht stattfindet. Ausgleich der Spannungsschwankungen bei wechselnder Belastung durch einen Regulierwiderstand im Nebenschluß. Diesen Widerstand bemitzt man so, daß bei allen Belastungen zwischen Vollbelastung und Entlastung konstante Klemmenspannung gehalten werden kann.

^) Verbund- oder Kompoundmaschine. Da eine Änderung des äußeren Widerstandes bei Hauptstrom- und Nebenstrommaschinen in entgegengesetztem Sinne auf die Spannung wirkt, so gibt es bei gemischter Erregung ein Verhältnis zwischen den Erregerspulen, bei welchem die Einflüsse auf die Spannung sich aufheben. Die Verbundmaschine behält also bei wechselnder Belastung konstante Klemmenspannung, vorausgesetzt konstante Umdrehungszahl und richtiges Verhältnis der beiden Magnetwickelungen. Zur genaueren Regulierung versieht man außerdem die Nebenschlußwickelung mit einem Regulierwiderstand.

Die Verbundmaschine würde dem praktischen Bedürfnis an Bord am besten entsprechen. Da jedoch die Regnlierungsfähigkeit der Nebenschlußmaschine für alle Bordzwecke ausreicht, so wird die kompliziertere Verbundmaschine auf neueren Schiffen nicht mehr verwendet.

Ein besonderer Grund gegen die Verwendung der Verbundmaschine an Bord ist die Schwierigkeit des Parallelschaltens. Eine Verbundmaschine polt nämlich um, wenn sie infolge von Kurzschluß oder von Versagen Strom aus dem Netz erhält und als Motor wirkt.

d) praktische Ausführung der Dynamomaschine. Einteilung nach Form des Ankers: Ring-, Trommel- und Scheibenanker- (Flachring) Maschinen, nach Form und Anordnung des Magnets: Außen- und Jnnenpol-maschinen, nach Zahl der Magnetpole: 2-, 4-, 6- und mehrpolige Maschinen.

Hauptteile der Dynamomaschine sind Anker, Magnet und Teile zur Stromentnahme.

et) Anker besteht aus Ankerkern und Wickelung. Der eiserne Ankerkern bewirkt eine Ablenkung, d. h. Konzentration der magnetischen Kraftlinien derart, daß alle Kraftlinien durch den Kern gehen. Daraus folgt eine Erhöhung der Wirkung, indem die Zahl der schneidenden Kraftlinien sich schneller ändert (Teil 1, E 4).

Der Kern wird nicht massiv gemacht, sondern aus dünnen, höchstens 1 mm starken, durch Papier isolierten Eisenblechen so zusammengesetzt, baß in der Richtung der herumfließenden Jnduktionsströme die metallische Leitung oft unterbrochen ist. Hierdurch Vermeidung von Jnduktionsströmen im Kern (Fouoault'schen Wirbelströmen), die im allgemeinen den Drahtwindungen parallel fließen.

Die Eisenmasse des Ankerkcrnes bewirkt eine Verschiebung der neutralen Zone, indem der Ankerkern selbst zum Magnet wird. Das wirkliche Kraft-linienseld ergibt sich als Resultante aus den Kraftlinien des Feldmagneten und denjenigen des Ankerkernes. Deshalb müssen die Bürsten mit Voreilung eingestellt werden.

Die Ankerwickelung, isolierter umsponnener Kupferdraht auf den ganzen Ankernmfang verteilt, kann aus einzelnen Spulen bestehen und muß in sich geschlossen (zusammengelötet) sein. Bon der Zahl der Windungen, vom Querschnitt des Drahtes und bei mehrpoligen Maschinen von der Schaltung der Wickelung hängt Stärke und Spannung des Stromes ab, außerdem natürlich von Feldstärke und Umdrehungszahl.

Die Wickelung beim Trommelanker ist in der Herstellung einfacher als beim Ringanker, aber für Reparaturen weniger zugänglich und in der Isolation weniger sicher wegen des Übereinanderliegens von vielen Windungen. Für hohe Spannungen sind daher Ringanker geeigneter. Maschinen mit Trommelanker können nur Außenpolmaschinen sein. Als Jnnenpolmaschinen sind nur sehr große stationäre Dynamomaschinen gebaut. Die Ankerwickelung nennt man Stab- oder Drahtwickelung, je nachdem sie aus Kupferstäben oder Drähten besteht.

ß) Magnet steht bei Außenpolmaschinen stets fest, bei Jnnenpolmaschinen rotiert er gewöhnlich in dem feststehenden Anker. Im letzteren Falle Ableitung des äußeren Stromkreises durch feste Klemmen, des Erregerstromes durch Schleifringe und Bürsten. Der innere Widerstand des Magneten muß möglichst gering sein, damit beim Rückgang der Kraftlinien durch den Magnet möglichst wenig Verlust durch Erwärmung eintritt. Deshalb gibt man dem Magnet möglichst großen Querschnitt und solche Gestalt, daß der Kraftlinienweg möglichst kurz wird. Zur Erhöhung der Leistung kann man den Magnet auch aus einzelnen Scheiben zusammensetzen.

Die Jnduktionswirkung soll möglichst kräftig sein, deshalb möglichst geringer Luftzwischenraum zwischen Anker und Polschuhen und deshalb Verbreiterung der Polschuhe derart, daß sie den Anker teilweise umfassen. Dabei dürfen aber die Polschuhe einander nicht zu nahe kommen, damit nicht Kraftlinien zum Nachbarpol übergehen.

Polschuhe werden meist als besondere Stücke an das Magnetgestell angeschraubt, damit der Magnet sich leichter herstellen und die Magnetwickelung sich leichter aufbringen läßt. Nach der Form bezeichnet man die Magnete als offenen Hufeisenmagnet, Ringmagnet oder Glockenmagnet.

Die Zahl der Magnetpole richtet sich nach Größe der Maschinen und beträgt ans unseren Kriegsschiffen 4 bis 8. Das magnetische Feld hat ebensoviel neutrale Zonen wie Polpaare.

y) Teile zur Stromentnahme sind die rotierenden eisernen Schleifringe (bei Gleichstromdynamos Stromwender) und die feststehenden Bürsten mit den Polklemmen. Der Stromwender ist fest auf der Drehachse aufgekeilt, jedoch von ihr isoliert. Die einzelnen bronzenen Segmente oder Lamellen werden durch isolierte Ringe zusammengehalten.

Die Bürsten bestehen aus Kupferdrahtgewebe oder aus abwechselnden Lagen von Kupferblech und Kupferdraht oder aus Kohle. Kupferbürsten gestatten die Abnahme stärkerer Ströme, Kohlenbürsten nutzen den Stromwender weniger ab.

Die Bürsten sind im Bürstenträger federnd und nachstellbar so befestigt, daß sie leicht auf den Stromwender drücken, und in den Klemmen verschiebbar, um die Abnutzung auszugleichen. Der Bürstenträger ist im ganzen drehbar, um die Voreilung richtig einzustellen. In der Achsenrichtung der Maschine sind die einzelnen Bürsten so verteilt, daß keine unbenutzten Ringe auf dem Stromwender entstehen. Bei mehrpoligen Dynamos läßt sich die Zahl der Bürsten stets auf 2 reduzieren, indem man alle Ankerwindungen von gleicher Wirkung oder bei Gleichstrommaschinen die gleichartigen Lamellen des Stromwenders untereinander in leitende Verbindung bringt.

e)    ctrt der an Bord verwendeten Oynamomaschinen. Die Stromart ist auf unseren Kriegsschiffen durchweg Gleichstrom, die Erregung auf unseren neueren Kriegsschiffen durchweg Nebenschlußerregung, während auf älteren Schiffen unserer Marine stellenweise Verbunddhnamos gebaut sind. Handelsdampfer haben vereinzelt auch vollständige Drehstromanlagen für Licht und Kraft, z. B. der Dampfer des Norddeutschen Lloyd „Königin Louise" und der Bergungsdampfer „Herakles". Die Größe der elektrischen Primäranlagen ist ans unseren fertigen neueren Kriegsschiffen etwa folgende: Linienschiffe: 4 Maschinen von je 65 KW und 110 Volt; große Kreuzer: 4 Maschinen von je 65 KW und 110 Volt; kleine Kreuzer: 2 bis 3 Maschinen von je 45 KW und 110 Volt. Für die kommenden Neubauten sind größere Primäranlagen projektiert.

f)    Behandlung der Dynamomaschinen, cc) Behandlung vor

Betrieb. Wellenlager so justieren, daß Anker genau zentrisch zwischen den Polschuhen liegt und sich leicht drehen läßt. Stromwender muß genau rund laufen, glatt und blank sein. Eventl. mit Schmirgelleinwand rund laufen lassen, dabei etwas Öl, damit kein Staub in die Maschine dringt. Besonders nach längerer Betriebspause abschmirgeln, weil dann häufig infolge von Feuchtigkeit die Isolation zwischen den Lamellen hervortritt. Unrunder Stromwender ist mit Drehstahl oder mit möglichst unbeweglich angelegter Feile abzudrehen, dabei sorgfältige Vermeidung von Grat oder Spänen zwischen den Lamellen (Kurzschluß).

Die Bürsten müssen trocken sein und richtig anliegen. Spitzen zusammengehöriger Bürsten müssen in einer Linie liegen. Genaue Einstellung der Bürsten beim Anstellen der Maschine.

Im allgemeinen ist vor dem Anstellen die ganze Maschine mit Blasebalg und Pinsel zu reinigen, namentlich von Metallstaub, und es sind alle Kontaktstellen und Isolationen zu untersuchen.

ß) Anstellen und Betrieb. Zuerst bei abgehobenen Bürsten Maschine mit voller Umdrehungszahl laufen lassen (Regulator), dann Bürsten anlegen, den kleinsten Stromkreis, nämlich die Raumlampen, einschalten und auf gutes Leuchten prüfen, und Spannung kontrollieren. Regulierwiderstand mit zunehmender Belastung weiter ausschalten. Bürsten so einstellen, daß Funken möglichst verschwinden, Voreilung aber nicht zu groß machen, weil sonst Wirkung sinkt. An Bord im allgemeinen 10 bis 20 mm Voreilung, wobei die höheren Werte für stärkeren Strom gelten.

Abstellen in umgekehrter Reihenfolge. Abheben der Bürsten erst kurz vor Stillstand. Beim Wechseln der Dynamos an Bord, gewöhnlich nach 24 ständigem Betrieb, Zuerst den kleinsten Stromkreis vom alten Dynamo auf den neuen umschalten, darauf die andern unter gleichzeitiger Verstellung der Regulierwiderstände und Voreilungen.

Bei konstanter Umdrehungszahl reguliert man die Spannung bis auf etwa 1 y₃ Volt mit dem Regulierwiderstand; darüber hinaus muß man, wenn nötig, die Umdrehungen ändern.

Stromwender muß im Betrieb stets glänzende Oberfläche zeigen, ist deshalb alle 2 bis 3 Stunden mit schwach öligen Lappen zu überfahren. Bei Kohlenbürsten ist dieses nicht nötig, da sie ein Schmiermittel enthalten. Bürsten aus Kupferdrahtgewebe werden wöchentlich ein- bis zweimal in Benzin gewaschen und von Grat befreit.

y) Betriebsstörungen entstehen entweder durch mangelhafte Isolierung der Anker und Magnetspulen gegeneinander oder gegen den Eisenkern (Kurzschluß, Verbrennung der Isolierung) oder durch mangelhaften Kontakt zwischen zwei zusammengelöteten Spulen oder zwischen Ankerwickelung und Stromwender (Schwächung oder Unterbrechung des Stromes) oder durch schlechte Beschaffenheit oder unrichtige Einstellung der Bürsten (Funkenbildung und Abnutzung des Stromwenders). Betriebsstörungen können auch von außen entstehen durch ungleichmäßigen Gang der Antriebsmaschine oder plötzliche Widerstandsänderungen in der Leitung.

ö) Behandlung außer Betrieb. Dynamomaschine ist sorgfältig rein zu halten; namentlich Anker und Magnetwickelung sind vor Nässe, Fett und Staub zu schützen. Bürsten sind gereinigt trocken aufzubewahren, Stromwender ist, wenn ungleichmäßig abgenutzt, abzudrehen oder abzuschmirgeln und mit trockenen Lappen zu umwickeln.

g) Räume für Dynamomaschinen. Diese Räume sollen, wenn möglich, keinen anderen Zwecken gleichzeitig dienen. Eventl. geeignete Abschottung gegen Öl und Wasser. Die Räume müssen staubfrei sein und sich gut ventilieren lassen, besonders wenn Dampfmaschine oder sonstige Feuchtigkeitsquellen in der Nähe. Notbeleuchtung für den Fall des Versagens der Lichtmaschine. Bei Antrieb durch Kurbelmaschinen kräftige Abstützung des Fußbodens gegen Erschütterung.

Auf neueren Kriegsschiffen ist die Primäranlage in zwei verschiedenen wasserdichten Abteilungen des Schiffes untergebracht (Betriebs-Reserve). Beide Stationen liegen auf dem oberen Plattformdeck, bei den kleinen Kreuzern im StB- und BB-Hilfsmaschinenraum.

h) Antrieb der Dynamos geschieht bei älteren Kriegsschiffen durch direkt gekuppelte Verbundkurbelmaschinen, bei den neueren durch Dampfturbinen. Die Antriebsmaschinen bemißt man so, daß sie bei 3 kg unter normalem Kesseldruck und bei 0,6 Vakuum am Schieberkastenaustritt die volle Leistung erreichen. Abdampf kann auch ins Freie geleitet werden. Für diesen Fall soll bei 8 kg Kesseldrnck wenigstens die halbe Leistung erreicht werden. Kurbelmaschinen erhalten große Lager, zwangläusigen Schmierapparat und einen direkt von der Kurbelwelle getriebenen und direkt auf die Steuerung wirkenden Regulator, der auch bei vollständiger Entlastung der Maschine höchstens 2 % Änderung der Umdrehungszahl gestattet.

2. Akkumulatoren und Elemente.

a) Wirkung der Akkumulatoren beruht auf Wechselwirkung zwischen elektrischer Energie und chemischer Veränderung. Nur chemische Veränderung ermöglicht Aufnahme größerer Elektrizitätsmengen durch den polarisierenden Strom, Aufspeicherung der Elektrizität für längere Zeit und Wiederabgabe der Elektrizität mit geringem Verlust durch den Polarisationsstrom.

Als Elektroden eignen sich am besten Metalle, die hohe Verbindungsstufen mit O eingehen (Superoxyde). In der Praxis hat sich Blei am besten bewährt, weil das an der + Elektrode (Anode) durch den polarisierenden Strom erzeugte Pb 0₂ eine hohe Spannung (2 Volt) gegen den an der — Elektrode (Kathode) erzeugten Bleischwamm (metallisch reines Blei in feiner Zerteilung) entwickelt, und weil weder Pb noch Pb 0₂ in dem verwendeten Elektrolyt (verdünnte Schwefelsäure) sich auflöst, also die Energie lange aufgespeichert bleibt.

Die verdünnte Schwefelsäure soll ein spezifisches Gewicht von 1,18 haben und muß chemisch rein sein, namentlich kein Chlor enthalten, weshalb Verdünnung mit Seewasser unzulässig.

Durch die Säure bildet sich auf der Bleioberfläche zunächst Bleisulfat. Dieses wird durch den Ladestrom an der Anode in Bleisuperoxyd mit brauner Oberfläche, an der Kathode in reines Blei mit grauer, sammetartiger Oberfläche verwandelt. Durch den Entladestrom wird Pb 0₂ zu Pb 0 reduziert, Pb zu Pb 0 oxydiert. Darauf wird durch die Schwefelsäure Pb 0 wieder in Bleisulfat umgewandelt.

Durch wiederholte Umwandelungen entsteht an der Plattenoberfläche eine Auflockerung und dadurch eine erhöhte Wirkung, indem Menge und Oberfläche des Pb 0₂ sich vergrößert. Eine Beschleunigung dieser Auflockerung durch Bestreichen der Bleiplatten mit breiartigem Bleioxyd (aktive Masse) ist zuerst von Faure angewendet, hat aber den Nachteil, daß die aktive Masse leicht abbröckelt. Verbesserung dieses Verfahrens durch Tudor, der durch feine Riefelung und durch häufiges Laden und Entladen (Formieren) die Verbindung haltbar machte. Die in der Praxis verwendeten Akkumulatoren unterscheiden sich hauptsächlich durch die Form der Bleikerne.

b)    praktische Ausführung der Akkumulatoren an Bord. Batterie besteht aus einer der Maschinenspannung entsprechenden Zahl von Elementen, teils parallel, teils in Reihe geschaltet. Immer mehrere Plattenpaare zusammen sind in Hartgummi- oder Holzkästen mit Bleiauskleidung eingebaut, jedoch so, daß sie nicht mit der Bleiauskleidung in Berührung kommen (unten und seitlich Isolierung durch Glas oder Hartgummi). Die Kästen haben lose aufliegende, leicht abnehmbare Deckel und können bis 40° geneigt werden, ohne daß Säure ausfließt. Ein Herausschleudern von Säure durch heftige Bewegungen wird durch die Deckel verhindert. Am Fußboden des Akkumulatorenraumes sind die Kästen durch 10 mm starke Porzellanisolatoren isoliert.

c)    Behandlung der Akkumulatoren, cc) Laden. Ladestrom darf eine für jede Batterie festgesetzte Stromstärke nicht übersteigen. Ladung ist beendet, wenn alle Elektroden lebhaft Gas entwickeln, d. h. wenn die Säure durch die entweichenden Gase aufwallt, und wenn die Spannung eines Elements auf 2,65 Volt gestiegen ist. Bleiben bei der Gasentwickelung einzelne Elemente zurück, dann auf Kurzschluß untersuchen.

Erste Ladung: Zuerst 15 Stunden volle Stromstärke, dann einstündige Pause, dann bis zum Beginn der Gasentwickelung, dann letzteres mit ein* ständigen Pausen so oft wiederholen, bis sofort beim Einschalten kräftig Gas entwickelt wird.

Nach längerer Betriebspause: Zuerst Laden bis zur Gasentwickelung, dann mit einstllndigen Pausen wie beim ersten Laden.

Überhaupt ist das Laden mit Ruhepausen öfters, etwa alle 3 Monate 1 Mal zweckmäßig, namentlich auch dann, wenn Entladung zu weit getrieben war.

ß) Entladen. Stromentnahme soll garantierte Kapazität nicht überschreiten und im allgemeinen nur von 2,65 bis 1,8 Volt heruntergehen.

Der sicherste Anhalt ist die Dichte der Säure, da die Dichte annähernd proportional der Stromentnahme sinkt (Instrument zur Messung der Dichte im Prinzip wie Salinometer).

Bei längerer Betriebsunterbrechung soll Batterie geladen sein. Wegen der allmählichen Spannungsabnahme mindestens 1 Mal monatlich nachladen (bis etwa 2 Stunden über die Gasentwickelung hinaus). Bei langer Betriebsunterbrechung zuerst vollständig laden, dann Säure entfernen, dann Auffüllen mit destilliertem Wasser, schließlich auch dieses entfernen.

y) Nach füllen mit destilliertem Wasser oder mit Säure, je nachdem bei geladener Batterie die Säure über oder unter 1,18 spez. Gewicht hat. Im allgemeinen muß man etwa 4 bis 5 Mal mit Wasser und dann 1 Mal mit Säure von höchstens 1,18 spez. Gewicht nachfüllen.

ö) Betriebsstörungen. Kurzschluß entsteht durch Deformieren von Platten, Verschmutzen, schlechte Isolation usw. und kann die Platten hart machen und ihre Aufnahmefähigkeit zerstören. Auffindung durch zu späte Gasentwickelung des Elements. Bei Beseitigung der Störung möglichst nur die —Platten (grau) berühren und nur mit Holzstäben. Die -s-Platten werden leichter beschädigt.

Zurückgebliebenes Element kann zuweilen durch Überladen der ganzen Batterie zur Gasentwickelung gebracht werden. Überladen ist aber Arbeitsverschwendung und erzeugt Bleistaubablagerungen. Wenn daher wiederholtes mäßiges Überladen (höchstens 2 Stunden) nicht zum Ziel führt, muß man das zurückgebliebene Element beim Entladen aus- und erst beim Laden wieder einschalten.

d)    Kannte für Akkumulatoren dürfen keinen anderen Zwecken dienen und niemals mit dem Dynamomaschinenraum in derselben wasserdichten Abteilung liegen. Am Boden und 300 mm hoch an Seitenwänden wasserdichte Bekleidung aus 3 mm starkem Walzblei. Der ganze Raum nebst Ventilationskanälen erhält säurebeständigen Anstrich. Schutz des Bleifußbodens durch Holzgrätings. Batteriekasten so aufgestellt, daß ein Gleiten beim Schlingern ausgeschlossen.

Gute Ventilation durch besonderen Ventilator, dessen Motor außerhalb des Raumes steht, und dessen Ventilationsschacht direkt ins Freie führt. Beleuchtung nur durch Glühlampen; offene Flamme unstatthaft.

e)    Elemente dienen zum Betrieb von Signalglocken. Leclanchc-Elemente (Glasgefäße 16 cm hoch) oder lagerfeste Trockenelemente. Erstere haben als Elektroden Zink und Kohle, als Erregerflüssigkeit eine Lösung von reinem Salmiak in Wasser. Nötige Betriebskraft durch geeignete Paralleloder Reihenschaltung.

B. Stromverteilung.

1. Schaltanlage.

a)    Anforderungen. Möglichst große Betriebsreserve, d. h. möglichst Verwendbarkeit sämtlicher Stromquellen für sämtliche Stromverbräuche.

Möglichkeit, mehrere oder alle Dynamos parallel zu schalten, um Überlastung einzelner Dynamos zu vermeiden und beim Versagen eines Dynamo an den entsprechenden Verbrauchsstellen nicht stromlos zu sein.

Für besonders wichtige Leitungen eine vom Maschinenstrom unabhängige Momentreserve, d. h. selbsttätiges Einspringen einer Reservestromquelle, falls der ganze Maschinenstrom versagt oder unterbrochen wird.

Möglichkeit, bei Betriebsunsähigkeit der Hauptschaltstelle die wichtigen Leitungen von einer Nebenschaltstelle aus zu speisen.

b)    Schaltung der Dynamos. Auf älteren, kleineren Kriegsschiffen, wo der Strombedarf vorwiegend in der Beleuchtung liegt, sind General-umschalter verwendet. Diese gestatten die Vereinigung von höchstens 3 Dynamos mit beliebig vielen Stromkreisen derart, daß jeder Stromkreis von jedem beliebigen Dynamo gespeist werden kann; sie gestatten aber nicht ein Parallelschalten mehrerer Dynamos.

In der Fig. 159 bedeuten: a -j- Sammelschienen, b —Sammelschienen, c Wellen zur Ableitung der einzelnen Stromkreise (bort 8 Wellen sind nur 4 gezeichnet), d Isolierschicht zwischen beiden Wellenhälften, e federnde Kontakte auf den Sammelschienen, k Kabelanschluß für Dynamos, g Kabelanschluß für Stromkreise.

Bei den größeren elektrischen Anlagen der neueren Kriegsschiffe wird der Maschinenstrom an der Haupt- und Reserveschaltstelle auf einfache Sammelschienen geleitet, von denen die einzelnen Stromkreise durch doppel-polige Ausschalter abgezweigt werden. Der Strom jedes Dynamos kann auf die Sammelschiene der Haupt- und Reservestation geleitet werden.

Jede Station hat gewöhnlich 2 Schienen, um die mit gleichmäßigem Betrieb belasteten Dynamos von ungleichmäßigem Betrieb einzelner Motoren trennen zu können, dagegen genügt stets eine gemeinsame —Schiene. Verbindet man die + Schienen einer Station durch einen Schalter, so sind alle nach dieser Station speisenden Dynamos parallel geschaltet. Verbindet man die + und — Schienen der Hauptstation mit den entsprechenden Schienen der Reservestation, so sind alle Dynamos parallel geschaltet.

Das Parallelschalten beider Stationen erfolgt entweder direkt auf der Haupt- und Reserbeschalttafel oder auf einer besonderen Parallelschalttafel.

Sollen im Betriebe mehrere Dynamos parallel geschaltet werden, so sind sie vorher auf genau gleiche Spannung zu bringen.

Die selbsttätigen Maximalausschalter und Rückstromausschalter werden so eingestellt, daß sie bei 40 % übernormalen Strom und bei 0 bis 10 % Rückstrom auslösen.

c)    Schaltung der Akkumulatoren. Akkumulatoren dienen als Momentreserve für Notbeleuchtung, Signallaternen und elektrische Befehlsübertragung, sind deshalb dem betreffenden Maschinenstromkreis parallel geschaltet. Im Falle des Versagens des Maschinenstromes springen sie selbsttätig ein. Für gewöhnlich ist Akkumulatorenstrom Zu teuer.

Nach der Vereinigung von Maschinen- und Akkumulatorenstrom wird die Spannung von 110 Volt auf 45 Volt für elektrische Kommandoapparate, und 8 Volt für Telephone umgeformt. Umformer bestehen aus Motor und Dynamo. Infolge der dauernden Parallelschaltung bildet der Akkumulator einen Puffer gegen Stromstöße. Wenn beim Rückgang der Maschinenspannung der Akkumulator selbsttätig einspringt, wird durch den Rückstromautomat die Maschine ausgeschaltet, so daß Akkumulatorenstrom nicht in die Maschine geht.

Da elektrische Befehlsübertragung usw. an beide Primärstationen angeschlossen sein muß, so sind auch zwei gleiche Umformer vorhanden, die auf allen neueren Schiffen parallel geschaltet sind.

d)    Schaltung der Stromkreise. Infolge der Parallelschaltung der Maschinen kann jeder Stromkreis von allen Maschinen gespeist werden. Im Interesse der Einfachheit sind jedoch im allgemeinen nicht alle, sondern nur die wichtigsten Stromkreise (Licht, Ventilation, Befehlsübertragung) an beide Schaltstationen angeschlossen, die andern entweder an die eine, oder an die andere. Die erwähnten wichtigsten Stromkreise gehen von Klemmenkasten ab, die mit den Sammelschienen der Haupt- und Reservestation verbunden sind.

Außer Haupt- und Reservestation gibt es an Bord kleinere Schaltstellen, Z. B. im vorderen Kommandoturm für die zur Navigation und zu Signalzwecken dienenden Lampen (Umschalter für 2 Hauptstromkreise). In Munitionsräumen, Kohlenbunkern und Lasten sind solche Schaltstellen wegen der Feuersgefahr ausgeschlossen.

e) Schalttafeln. Bei kleineren Schalttafeln legt man gewöhnlich alle stromführenden Teile auf die Vorderseite, bei größeren auch häufig auf die Rückseite, die dann gut zugänglich sein muß. Anordnung der Armaturen so, daß Kurzschluß möglichst ausgeschlossen, eventl. Schutzvorrichtungen. Material der Tafeln Marmor oder Schiefer. Plattenstärke mindestens 25 mm. Platten auf eisernen Gestellen mit Filz- oder Gummiunterlage. Eiserne Schalttafeln erfordern für alle stromführenden Teile Isolatoren (Schiefer, Hartgummi) als Unterlage.

Um die Zahl der Meßapparate auf den Schalttafeln (Strommesser, Spannungsmesser, Schiffsschlußanzeiger) möglichst zu verringern, werden

mehrpolige Umschalter angebracht, mittels derer man diese Apparate wahlweise auf den einen oder anderen Stromkreis schalten kann. Das Vorhandensein von Schiffsschluß wird entweder nur durch Ohmmeter oder außerdem durch Kontrollampe oder elektrische Glocke angezeigt. Genauere Feststellung bei stillstehender Dynamomaschine durch Jsolationsprüfer.

f) (Ausgeführte Schaltanlagen. Fig. 160 zeigt die schematische Schaltanlage des großen Kreuzers „Prinz Adalbert" vom Beginn der Stromerzeugung, einschließlich Akkumulatoren, bis zur Abzweigung der verschiedenen Stromkreise.

Dynamo I speist die Sammelschienen der Reserveschalttafel, Dynamo II bis IV speisen die Sammelschienen der Hauptschalttafel. Jede Schalttafel hat 2 + und 1 — Schiene. Zum Parallelschalten der beiden + Schienen dient auf jeder Schalttafel ein Schalter Ap; zum Parallelschalten beider Stationen dienen auf der Hauptschalttafel Umschalter TT I für die + Schienen und Ausschalter AI für die — Schienen, auf der Reserveschalttafel TJII bis IV für die + Schienen und Ausschalter AII bis IV für die — Schiene.

Infolge dieser Anordnung kann man nicht nur beide Stationen im ganzen parallel schalten, sondern auch jede + Schiene der einen Station mit beiden oder mit einer + Schiene der anderen Station.

Zweck der doppelten + Schiene auf jeder Station s. unter b. Die punktiert gezeichneten Schienen liegen hinter der Schalttafel. Die Bedeutung der verschiedenen Apparate auf den Schalttafeln ist auf der Figur angegeben. Um die Figur nicht unübersichtlich zu machen, sind bei den umschaltbaren Meßapparaten immer nur die Leitungen nach einzelnen Kontakten gezeichnet.

Die Stromkreise für Licht, Ventilation und Befehlsübertragung haben an Haupt- und Reserveschalttafel, die Stromkreise für Kraft haben nur an Hauptschalttafel, die für Scheinwerfer nur an Reserveschalttafel direkten Anschluß. Trotzdem können durch Parallelschalten beider Stationen alle Stromver-brauchsstellen von allen Dynamos gespeist werden.

Bei direktem Anschluß an beide Schalttafeln vereinigen sich die zusammengehörigen Leitungen, z. B. Lichtleitung I mittels Vevbindungskästen zu dem gemeinsamen Stromkreis. Die Verbindungskästen sind auf der Figur nicht dargestellt. Die beiden Lichtleitungen III für Notbeleuchtung laufen auf der Schalttafel für Notbeleuchtung und Telegraphen in dem Umschalter UI zusammen, an den außerdem durch den Schalter A V auf dieser Schalttafel und durch den Schalter F auf der Akkumulatorenschalttafel die Akkumulatoren als Momentreserve angeschlossen sind. Diese über A V und F gehende Leitung dient gleichzeitig als Hauptladeleitung der Akkumulatoren, während die Reserveladeleitung von der Reserveschalttafel komint und über Schalter E neben F geht.

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Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aufl.

Beim Einspringen der Akkumulatoren als Momentreserve geht der Entladestrom durch die Leitungsverbindung bei P I und PII entweder nach unten durch Umformer II (Befehlsübertragung) oder nach oben durch die Hauptladeleitung (Notbeleuchtung). Demnach wird Umformer II entweder durch die Akkumulatoren gespeist oder durch die Hauptladeleitung und zwar wahlweise von Haupt- oder Reserveschalttafel je nach der Stellung des Umschalters U V.

Umformer I wird nur von Hauptschalttafel gespeist. Beide Umformer sind durch die Sammelschienen auf der Schalttafel für Notbeleuchtung und Telegraphen parallel geschaltet. Durch diese Sammelschienen können somit Haupt-schalttafel, Reserveschalttafel und Akkumulatoren parallel geschaltet werden.

Im Falle des Versagens eines Umformers wird dieser durch den in die + Leitung eingeschalteten Rückstromautomaten E VI oder E VII ausgeschaltet. In gleicher Weise wird im Falle des Versagens des nach U V geleiteten Maschinenstromes durch E V Me + Leitung des Maschinenstromes unterbrochen, so daß die Notbeleuchtung zunächst nur durch die von E V unabhängigen Akkumulatoren gespeist wird. Das Ausschalten eines Automaten ist mit einem Klingelsignal verbunden.

Große Handelsdampfer, wie die Handelsschnelldampfer, haben wesentlich einfachere Schaltanlagen, da die Gefahr der Betriebsstörung viel geringer ist. Auf Parallelschaltung der Maschinen ist meistens verzichtet. Es ist nur eine Hauptschaltstelle vorhanden, wo die verschiedenen Stromkreise durch Umschalter an die eine oder andere Dynamomaschine angeschlossen werden können. Nur für die ebenfalls an die Hauptschaltstelle angeschlossene sogenannte Polizeibeleuchtung ist gewöhnlich getrennt von der Hauptschaltstelle eine Reservedynamomaschine mit Schaltbrett auf einem höher gelegenen Deck aufgestellt. Akkumulatoren als Momentreserve werden auf Handelsdampsern im allgemeinen nicht verwendet.

2. Leitungsanlage.

a) System der Leitungsanlage. Alle Schiffe unserer Marine haben das Zweileitersystem, d. h. isolierte Hin- und Rückleitung. Das Einleitersystem (Rückstrom durch Schiffskörper) ist zwar in Anlage billiger und im Gewicht leichter, führt aber bei geringen Jsolationsstörungen zu Betriebsstörungen. Alle durch Feuchtigkeit oder sonstige äußere Einflüsse • hervorgerufenen Fehler nehmen einen viel größeren Umfang an, als beim Zweileitersystem. Dementsprechend steigen Betriebskosten und sinken Lebensdauer und Betriebssicherheit. Auch die elektrolytischen Wirkungen auf den Schiffskörper sind größer. Schließlich muß bei jeder kleinen Reparatur der Strom abgestellt werden, da der Reparierende zwischen Leitung und Schiffskörper geschaltet ist. Aus vorstehenden Gründen ist das Einleitersystem nur auf einzelnen Handelsdampfern angewendet.

Das Dreileitersystem mit Spannungsteiler liefert zwar geringere Draht-guerschnitte, ist aber wegen seiner Kompliziertheit an Bord von Schiffen nur selten verwendet. (Amerikanische Kreuzer „Kearsarge" und „Kentucky" mit 2.80 = 160 Volt.)

b) Anordnung der Stromkreise hängt von dem Umfang der elektrischen Anlage und von der Größe und Raumeinteilung des Schiffes ab. Für Jnnenbeleuchtung, sowie für die Lampen und Laternen des Schiffsbetriebes ordnet man etwa 5 verschiedene Stromkreise an (bei kleinen Schiffen auch weniger), und zwar: I. Vorschiff über Panzerdeck, II. und III. Räume unter Panzerdeck, IV. Hinterschiff über Panzerdeck, V. Oberdeck. Die Lampen der Maschinen- und Kesselräume, der Kohlenbunker, der Räume für Rudermaschinen und Rudereinrichtungen, der Torpedoräume und Munitionskammern nebst Vor- und Transporträumen sind an die beiden Stromkreise II und III abwechselnd so angeschlossen, daß beim Versagen eines Stromkreises eine Betriebsstörung durch Lichtmangel nicht eintreten kann. In ähnlicher Weise schließt man die Beleuchtung des Kartenhauses und der Geschützstände (ausgenommen Drehtürme) mittels Umschalter an zwei Stromkreise an.

Alle Lichtstromkreise werden als Ringleitung ausgeführt. Da hierbei alle Lampen von 2 Seiten Strom erhalten können, so bleiben auch bei durchschossener Ringleitung die nicht zerstörten Lampen brennen. Fig. 161.

Tritt eine Ringleitung durch das Panzerdeck nach oben, so müssen die beiden Durchbrechungen möglichst weit voneinander entfernt liegen.

Abseits liegende Lampen zweigt man als Strangleitung von der Ringleitung ab, jedoch über Panzerdeck nur einzelne Lampen oder nur wenige Lampen an gemeinsamem Strang.

Kabel für Kraftübertragung werden im allgemeinen nach denselben Grundsätzen angeordnet wie Lichtstromkreise, jedoch nicht als Ringleitung.

Kleine Motoren werden zuweilen auch an Lichtstromkreise angeschlossen.

c) Drähte und Kabel* a) Kupferseele soll von solcher Reinheit sein, daß ein Draht von 57 m Länge und 1 qmm Querschnitt bei 15° höchstens 1 Q Widerstand bietet. Kupferquerschnitt muß so groß sein, daß keine unzulässige Erwärmung entsteht. Bei Lichtleitungen rechnet man höchstens 2 Amp auf 1 qmm Querschnitt und höchstens 2% Spannungsabfall von den Polklemmen bis zum Ende der Leitung, und für den Fall der Zerstörung der Ringleitung an einer Stelle höchstens 3 Amp auf 1 qmm Querschnitt. Bei Kraftleitungen rechnet man durchschnittlich etwa 3 Amp auf 1 qmm bei voller Belastung, bei kleinen Querschnitten etwas mehr, bei großen etwas weniger.

Alle Kupferdrähte werden zur besseren Haltbarkeit verzinnt. Bei mehr als 10 qmm Kupfer-Querschnitt Drahtseile zwecks besserer Biegsamkeit. Bei sehr großem Querschnitt auch Doppelkabel zwecks leichterer Verlegung.

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ß) Isolation muß den chemischen Einflüssen von £>I und Seewasser dauernd Widerstand leisten und feuchte Wärme von 100° ertragen, ohne daß die Zum Tränken der Umspinnung benutzten isolierenden Substanzen anfangen zu tropfen. Im übrigen ist für die Wahl der Isolation der Raum maßgebend.

Deshalb werben häufig beim Übergang in einen anderen Raum zur Gewichtsund Kostenersparnis andere Isolierungen und Kabelsorten verwendet (Abzweigkasten).

Die an Bord verwendeten Isolationen sind folgende:

1.    Gummi-isolierte Leitungsdrähte. 3 bis 4 mm starke nahtlose Gummi-hlllle, darüber Bandumspinnung, darüber zweifache Lage imprägnierte Hanfumklöppelung, die äußere mit Lackfarbe getränkt.

Anwendung: Lampenleitungen, Kammerventilatoren in trockenen, über Wasser oder Panzerschutz liegenden Wohnräumen, Messen, Gängen usw., Fern-sprech-Klingelapparate.

2.    Eisenbandarmierte Bleikabel. Isolierung wie zu 1., darüber dichter Bleimantel gepreßt, darüber Jute-Umspinnung mit Jsoliermasse getränkt, darüber doppelte Lage aus verzinktem Stahl- oder Eisenband, darüber schließlich nochmals getränkte Juteumspinnung.

Anwendung: Hauptleitung für Licht, Kraft und Befehlsübertragung. Nur an besonders geschützten und trockenen Stellen (z. B. Mittelgang) ist für solche Hauptleitungen einfachere Isolierung zulässig, z. B. umsponnene Bleikabel ohne Eisenarmierung. Dasselbe gilt für weniger wichtige Abzweige von den Hauptleitungen.

3.    Eisenbandarmiertes-konzentrisches Bleikabel enthält einen isolierten Jnnenleiter und einen aus einzelnen Drähten bestehenden konzentrisch um den Jnnenleiter angeordneten Außenleiter. Isolierung, Bleimantel, Umspinnung und Armierung wie zu 2.

Anwendung: Scheinwerferleitungen nach Oberdeck und nach den

Marsen.

4. Drahtumklöppeltes Bleikabel. Isolierung wie zu 2, jedoch an Stelle der Eisenbandarmierung eine Umklöppelung aus nicht rostendem Draht zwecks besserer Biegsamkeit.

Anwendung: Einzellampenleitung und Einzelanschlußdosen, soweit nicht unter 1 genannt, z. B. auch in Drehtürmen.

Außer vorstehenden 4 Isolationen verwendet man noch zweilitzige Leitungsdrähte mit Seideumspinnung, zweilitzige Handlampenkabel für Arbeitslampen und mehrlitzige Kabel für Nachtsignalapparat.

y) Verlegung der Leitungen. Anzustreben ist einerseits gute Zugänglichkeit und Schutz gegen Wasser und mechanische Beschädigungen, anderseits möglichst große Rücksichtnahme auf Festigkeit der Schiffsverbände und Dichtigkeit der Schotten und Decks.

Dementsprechend werden alle Kabel nicht in Holzleisten, wie früher, sondern frei verlegt. Scharfe Biegungen möglichst vermeiden, namentlich bei Kabeln mit Bleimantel. Unter Deck liegende Kabel gehen entweder durch Löcher in den Decksbalken oder sind an Blechstreifen an Unterkante Decksbalken befestigt. Unterwasserpanzerdecks dürfen von kleinen Leitungen überhaupt nicht, von Hauptleitungen und Scheinwerferkabeln nur dann durchbrochen werden, wenn dies unvermeidlich. Nach Möglichkeit Luftschächte und Niedergänge zur Durchführung von Kabeln benutzen. Durch Kohlenbunker, Munitionsräume und Lasten Leitungen zu führen, ist nur zulässig, wenn unvermeidlich.

d) Leitungsarinatureir. Kabelschuhe dienen zum Anschluß von starken Leitungen an Schalttafeln oder Apparate.

A b z w e i g k a st e n ist bronzener Kasten mit wasserdicht schließendem Deckel und wasserdichter Kabeleinführung durch Stopfbuchsen (Überflutung des Raumes). Befestigung der Kabelenden im Innern durch Schrauben, also leichtes Losnehmen und leichte Vornahme von Messungen.

Sicherungen sollen zu starke Erwärmung von Drähten und Zerstörung der Isolation, eventl. auch Entstehen eines Brandes verhindern. Sicherungen sind nötig zwischen Dynamomaschine und Schalttafel, Zwischen Schalttafel und Stromkreis und bei jedem Anschluß eines dünneren Drahtes an einen dickeren unmittelbar an der Abzweigung. Sicherungsstreifen aus Blei oder Stanniol sollen schmelzen, wenn Stromstärke 4 Amp pro qmm Draht übersteigt, Sicherungsstreifen an den Dynamos, wenn Stromstärke 15 % über normale Maschinenleistung geht, Sicherungsstreifen in Motorenleitungen, wenn Stromstärke das Doppelte der zulässigen Belastung der Leitung erreicht, Sicherungsstreifen an den Motoren, wenn Stromstärke das Dreifache der zulässigen Betriebsbelastung des Motors erreicht. Sicherungen werden auf Schalttafeln, an Maschinen und in Abzweigkästen untergebracht.

Ausschalter sind ein- oder zweipolig. Umschalter verbinden eine Verbrauchsstelle nach Wahl mit mehreren Stromkreisen. Das Ausschalten soll zur möglichsten Vermeidung von Funkenbildung möglichst momentan erfolgen. Durch Federdruck wird Aufeinanderschleifen der Berührungsflächen erzeugt und Bildung einer Oxydschicht verhindert. Gruppenausschalter lassen sich zwecks Vermeidung mißbräuchlicher Benutzung nur mit besonders geformten Schlüsseln bedienen (Generalumschalter, s. B. 1, b).

Anschlußdosen vermitteln Verbindung von festen Leitungen mit losen Kabeln. Einfache Anschlußdosen für zweilitzige Kabel für Kammerleuchter und Kammerventilatoren. Kabel fest oder mit Doppelkontaktstöpsel. Wasserdichte Anschlußdosen mit Doppelkontaktstöpsel und wasserdichter Verschraubung für Oberdecksarbeitslampen, Nachtsignalapparate, Positionslampen, Arbeitshandlampen usw.

Schott st opfbuchsen, Jsolierduchsen dienen zur isolierten und erforderlichen Falles auch zur wasserdichten Durchführung der Leitungen durch Schotte und Decks. Isolierte Durchführung durch Schotte mittels Hartgummibuchsen, wasserdichte mittels Stopfbuchsen. Durchführung durch Decks mittels metallener, über das Deck etwas hervorragender (Deckwaschen) Decksbuchsen, die mit erhärtetem Jsoliermaterial wasserdicht vergossen werden.

C. Elektrisches Licht.

1. Glühlicht.

a) Rohlenglühlampen. cc) Wirkungsweise : Kohlenstoff eignet sich besonders für die Glühfäden, weil er nicht schmilzt. Da jedoch der Kohlenfaden in der Luft verbrennt, so ist er nur in luftleerem Raum anwende bar. Die im Laufe der Jahre erzielten Verbesserungen der Glühlampen betreffen hauptsächlich die Fabrikation der Kohlenfäden und die Vervollkommnung der Luftleere.

ß) Leuchtkraft ergibt sich aus Stromstärke und Widerstand, hängt also bei einer vorhandenen Lampe von dem Spannungsunterschied des einund austretenden Stromes ab, denn bei konstantem Widerstand entspricht einer bestimmten Stromstärke auch ein bestimmter Spannungsunterschied. Infolge der Parallelschaltung der Lampen an Bord (vgl. b) arbeitet jede Glühlampe mit der vollen Spannung der ganzen Leitungsanlage, also auf neueren Schiffen mit 110 Volt. Die an Bord verwendeten Lampen haben eine Leuchtkraft von 10, 16, 25 und 50 Normalkerzen.

günstigstem Falle

— rund ¹/₂ Amp.

ö) Abnutzung besteht in allmählicher Zerstäubung des Kohlenfadens. Je stärker der Strom, desto schneller schreitet die Zerstörung fort, desto früher zerbricht der Faden. Erhebliche Überschreitung der zulässigen Spannung bewirkt ein Dnrchbrennen der Lampe. Bei normaler Benutzung haben die Glühlampen eine Brenndauer von 600 bis 1000 Stunden. Nach Marinevorschrift soll die Helligkeit der Lampen nach 800 Brennstunden höchstens 20 gesunken sein. Verlängert wird die Lebensdauer, wenn man nach halber Brenndauer die Lampe umgekehrt einsetzt, weil durch den Gleichstrom vorwiegend das positive Ende des Kohlenfadens sich abnutzt. Einsetzen und Herausnehmen der Lampen nur bei abgestelltem Strom, deshalb Ausschalter an jeder Lampe.

e) Fabrikation. Die au§ Zellulose hergestellte Fadenmasse wird durch eine Düse gepreßt, und der so erhaltene Faden aufgespult und in richtige

y) Stromverbrauch. Eine Normalkerze erfordert im Mittel 3 Watt. An Bord rechnet man zur Sicherheit mit 3,2 bis 3,5 Watt. Bei einer Netzspannung von 110 Volt verbraucht demnach eine 16 kerzige Glühlampe in 3 .16

110

Längen geschnitten. Die Fäden werden dann in Kästen mit Kohlenstaub gelegt und unter Luftabschluß so geglüht, daß sie verkohlen. Dann werden sie zur Erhöhung des Lichtausstrahlungsvermögens und zur Erzielung größerer Elastizität egalisiert, d. h. in einem Behälter mit Ligroingas durch einen elektrischen Strom zum Glühen gebracht. Der Kohlenstoff des OL haltigen Ligroins setzt sich dabei in dichtem Zustande auf dem Kohlenfaden ab, welcher dabei überall gleichmäßige Stärke erhält. Der Kohlenniederschlag kann so reguliert werden, daß der Faden genau einen bestimmten Widerstand erhält. Dann werden die Enden des Kohlenfadens an Platindrähten befestigt, die später in der Glasbirne eingeschmolzen werden. Früher wurde der Faden in die unten offene Glasbirne hineingebracht, wobei sehr leicht Verletzungen desselben vorkommen konnten. Jetzt wird meistens der Platindraht mit besonderem Glasfuß versehen, welcher sich leichter einsetzen und mit der Birne zusammenschmelzen läßt. Schließlich wird die Birne mit einer Stichflamme geöffnet, mit dünnem Hals versehen, und unter Erwärmung ausgepumpt. Die dann noch zurückbleibenden Luftteile und Gase werden durch das erste Glühen der Lampe absorbiert. Der Lampenfuß wird mit Kitt aufgesetzt, und schließlich werden die Lampen photometriert und signiert.

b)    Schaltung der Glühlampen an Bord. Das Hintereinanderschalten von vielen Lampen erfordert zwar geringe Stromstärke, also auch geringen Leitungsquerschnitt, aber hohe Spannung, weil die Widerstände, also auch die Spannungsunterschiede der hintereinandergeschalteten Lampen sich summieren. Diese Schaltung findet daher nur bei Landanlagen (z. B. Kaiser-Wilhelm-Kanal) Verwendung. Das Erlöschen der ganzen Lampenreihe beim Durchbrennen einer Lampe wird durch selbsttätige Umleitung des Stromes an jeder Lampe verhindert.

Für Bordzwecke kommt nur Parallelschaltung in Betracht. Bei genügendem Kupferquerschnitt fällt der Widerstand der Hauptringleitung gegenüber dem Lampenwiderstand praktisch nicht ins Gewicht, so daß alle Lampen mit gleicher Spannung arbeiten.

c)    Nernstlampe beruht auf der Erhitzung eines völlig unverbrennlichen Oxydes durch den durchfließenden Strom. Luftleere ist also nicht erforderlich. Professor Nernst stellte fest, das Gemische von unverbrennbaren Oxyden, z. B. Magnesia und Porzellan, die bei gewöhnlicher Temperatur Isolatoren sind, bei hohen Temperaturen den Strom leiten. Es ist daher Vorwärmung nötig, um den Durchgang des Stromes zu ermöglichen. Vorwärmung durch Streichholz oder elektrischen Unheizapparat, z. B. durch einen um den Porzellankörper gewickelten Platindraht.

Lebensdauer der Nernstglühkörper ist begrenzt durch allmählich eintretende molekulare Änderung des Stoffes, wodurch Verringerung der Festig-

feit und häufig auch Erhöhung des Widerstandes, also Sinsen der Leuchtkraft. Lebensdauer beträgt etwa 300 Brennstunden, Energieverbrauch 1% bis 1% Watt pro Normalkerze. Nernstlampen werden gewöhnlich für 25, 50 und 100 Normalkerzen und für 110 und 220 Volt gebaut, aber auch so groß, daß sie nicht nur die Wechselstrombogenlampen, sondern auch die kleineren Typen der Gleichstrombogenlampen mit Erfolg ersetzen können. Für Schiffszwecke sind die Nernstlampen zu empfindlich.

2. Vogenlicht.

a) Bogenlampen im allgemeinen, a) Eigenschaften des Bogenlichtes. Bogenlicht entsteht durch Übergang eines starken elektrischen Stromes zwischen zwei durch eine kleine Luftschicht getrennten Kohlenspitzen. Die hohe Erwärmung entsteht durch den Widerstand der Luftschicht und versetzt die Kohlcnspitzen und die sich loslösenden Kohlenteilchen in Weißglut. Das am meisten leuchtende ist nicht die Flammenbildung zwischen den Kohlen, sondern die Kohlenspitzen selbst.

Bei Gleichstrom wird die positive Kohle kraterartig ausgehöhlt, die negative zugespitzt, bei Wechselstrom ist die Abnutzung beider Kohlenspitzen gleichmäßig. Dem entsprechend bilden die mittleren, d. h. die stärksten Lichtstrahlen bei Gleichstrom eine Kegelfläche, bei Wechselstrom eine zu den Kohlenstäben senkrechte Ebene. Das kegelförmige Lichtbündel der Gleichstrombogenlampe läßt sich in einem Spiegel auffangen, was bei dem flachen Lichtbllndel der Wechselstromlampe nicht möglich ist. Deshalb eignet sich nur Gleichstrom für Scheinwerferbetrieb.

Helligkeit und Gleichmäßigkeit des Bogenlichtes ergibt sich aus der Stärke und Spannung des elektrischen Stromes und aus der Länge des Lichtbogens.

' Zu kleiner Abstand der Kohlen bewirkt unzulängliche Erwärmung, zu großer unruhiges Brennen und schließlich Erlöschen des Lichtes. Für eine gegebene Stromstärke und Spannung paßt daher eine bestimmte Kohlenentfernung, je nach der Größe der Lampe 1 bis 8 mm.

ß) Nachschub der Kohlen geschieht selbsttätig entweder durch den Hauptstrom (Hauptstromlampen), oder durch den Nebenstrom (Nebenschlußlampen), oder gleichzeitig durch Haupt- und Ncbcnstrom (Differentiallampen). Bei allen drei Systemen werden die durch den Abbrand entstehenden Schwankungen des Stromes dazu benutzt, den Nachschubapparat (Nachschubmagnet) zu betätigen.

Der bewegliche Kohlenhalter steht unter dem gleichzeitigen Einfluß einer Spiralfeder und des Ankers des Nachschubmagnets. Bei richtiger Lichtbogenlänge halten sich die Federkraft der Spiralfeder und die magnetische Kraft des Nachschubmagneten das Gleichgewicht. Damit der Anker des Nachschubmagneten jedesmal nach erfolgter Regulierung des Lichtbogens in seine normale

Entfernung vom Magneten zurückkehrt, ist ein Sperrgetriebe zwischen Anker und Kohlenhalter eingeschaltet.

Hauptstromlampe: Da der Nachschubmagnet vom ganzen Strom umflossen wird, so reguliert er beim Abbrand der Kohlen auf konstante Stromstärke. Die richtige Lichtbogenlänge bleibt aber nur dann erhalten, wenn die Stromschwankungen durch die Lampe selbst und nicht von außen her entstehen. Ein Hintereinanderschalten von mehreren Hauptstromlampen ist deshalb nicht zulässig. -

Nebenschlußlampe: Da der Nachschubmagnet von dem Nebenstrom mit konstantem Widerstand umflossen wird, so kann er nur in Tätigkeit kommen, wenn der Spannungsunterschied sich ändert, d. h. die Nebenschlußlampe reguliert auf konstante Spannung. Durch Abbrand der Kohlen wächst Widerstand im Haupt- und Stromstärke im Nebenstrom. Von außen her kommende Stromschwankungen haben einen wesentlich geringeren Einfluß auf die Regulierung, als bei Hauptstromlampen.

Differentiallampen: Der Nachschub wird durch 2 Nachschubmagnete geregelt, deren einer vom Hauptstrom, der andere vom Nebenstrom erregt wird. Der erstere tritt bei Schwankungen der Stromstärke, der letztere bei Schwankungen der Spannung in Tätigkeit. Die gleichzeitige Wirkung beider erzeugt also ein bestimmtes Verhältnis von Stromstärke zu Spannung. Spannungsunterschied: Stromstärke — Widerstand. Die Differentiallampe reguliert also aus konstanten Widerstand, und hintereinander geschaltete Lampen stören sich nicht gegenseitig.

b) Scheinwerferlamxe von Schuckert ist eine horizontale (Kohlenstäbe horizontal) Nebenschlußlampe. Nachschub der Kohlen selbsttätig durch Nachschubmagnet oder mit der Hand. Wirkungsweise ist aus Fig. 162 ersichtlich. Vor dem Anstellen der Lampe berühren sich die Kohlenspitzen; der Strom kann also beim Anstellen ungehindert durchfließen. Dabei wird aber der Magnet des Bogenbildners erregt, und der Anker unter Überwindung der Zugkraft der Spiralfedern nach links hin angezogen. Der Anker nimmt die horizontale Welle mit, und die auf ihr sitzende Schnecke dreht das kleine Zahnrad etwas nach links. Dieses sitzt in Wirklichkeit auf derselben Welle wie das obere Zahnrad. Folglich dreht sich auch letzteres etwas nach links, reißt dadurch die Kohlenspitzen auf die richtige Lichtbogenlänge auseinander und erzeugt somit den Lichtbogen. Solange die Lampe brennt, bleibt der Anker des Bogenbildners angezogen.

Wird durch Abbrand der Kohlen der Widerstand und der Spannungsunterschied größer, so fließt mehr Strom durch die Nebenschlußleitung, bis der Nachschubmagnet die Federkraft der Spiralfedern überwindet und den Anker nach oben anzieht. Letzterer trägt an der vertikalen, zwischen den Polen des

Nachschubmagneten nach oben gehenden Stange eine Sperrklinke, die das Sperrad um einen Zahn weiter dreht und dadurch die Kohlen nähert. Die Schnecke, die beim Bogenbilden schiebend wirkte, wirkt jetzt drehend. Der Anker des Nachschubmagneten wird durch die Federn sofort wieder nach unten gezogen, weil durch den Auswärtsgang der Kontakt an der Zungenfeder unterbrochen wird, also die Erregung des Magneten aufhört. Der Unterbrecher der Nebenschlußleitung tritt in Kraft, wenn die Kohlen bis auf einen kleinen Rest abgebrannt sind.

Soll der Nachschub mit der Hand reguliert werden, so wird durch einen außen am Lampengehäuse sitzenden Hebel die Nebenschlußleitung unterbrochen.

c) Optik des Scheinwerfers, a) Spiegel. Die in unserer Marine verwendeten Scheinwerferspiegel haben die Form eines Paraboloids und gleichmäßige Wandstärke. Infolgedessen werden sämtliche von dem Brennpunkt des Paraboloids in den Spiegel fallenden Lichtstrahlen parallel zurückgeworfen. Die Tatsache, daß die Scheinwerfer kein zylindrisches, sondern ein konisches Lichtbündel aussenden, erklärt sich dadurch, daß die Lichtquelle kein mathematischer Punkt ist, sondern eine gewisse Ausdehnung hat. Für die Spiegel wird bestes Krystallglas verwendet. Die Rückseite ist mit Silber belegt und mit einem schützenden Lack überzogen. Das Schleifen der Parabolform ist Spezialfabrikation der Firma Schuckert in Nürnberg.

Die normalen Spiegelgrößen in unserer Marine waren bisher:

Klasse I

Klasse II

Spiegeldurchmesser in mm . .    . .

Lichtstärke in Normalkerzen....

Stromstärke in Amp.......

Spannung am Scheinwerfer in Volt

900 -

40 000

600

150

69

20 000

75

59

In Zukunft werden an Stelle der Klasse I Scheinwerfer von 1100 mm Spiegel-durchmesser verwendet. Auf der Weltausstellung in Paris im Jahre 1900 hatte Schuckert einen Scheinwerfer von 2 m Spiegeldurchmesser aufgestellt.

Der in anderen Marinen vielfach verwendete Mangin-Spiegel hat an der konkaven und konvexen Seite Kugelform, deren Mittelpunkte jedoch nicht zusammenfallen, sondern so liegen, daß die Glasstärke nach außen hin zunimmt. Die Konzentration des Lichtes ist beim Mangin-Spiegel weniger gut, als beim Parabolspiegel.

ß) Doppel st reuer ermöglicht ein den Bedürfnissen der Kriegsschiffe entsprechendes beliebiges Verbreitern und Konzentrieren des Lichtbündels in horizontaler Richtung und besteht aus 2 Systemen von vertikalen Glasprismen. Die vom Spiegel nach außen geworfenen Lichtstrahlen werden beim Durchtritt durch den Doppelstreuer 4 mal gebrochen. Durch Entfernen der beiden Prismenpaare voneinander (Schrauben mit entgegengesetztem Gewinde) wird das Licht konzentriert, durch Nähern verbreitert. Die Intensität des Lichtes nimmt proportional der Streuung ab.

Fig. 163 zeigt die Lichtstreuung für 2 verschiedene Stellungen des Doppel-streuers. In den zwischen den äußeren Prismen liegenden lichtlosen Vertikalstreifen werden die einzelnen Bretter der Jalousie angeordnet.

Das

d) Scheinwerfergehäuse mit Blenden und Unterbau. Gehäuse, ein mit Winkelringen versteifter Blechzylinder, trägt hinten in gußeiserner Fassung den federnd eingelegten Spiegel und hinter dem Spiegel einen Schutzkasten aus Blech mit Lüftungsöffnungen, vorn die Jrisblende, den Doppelstreuer und die Jalousie. Gehäuseachse, Achse der Kohlen und optische Achse des Spiegels fallen zusammen. Das Lampengehäuse hängt in Schienen an Unterkante des Gehäuses und ist in der Richtung der Spiegelachse durch Schraubenspindel mit Schneckenantrieb verschiebbar, um den Kohlenkrater genau in den Brennpunkt des Spiegels Zu bringen. Die Kohlenhalter gehen durch Schlitze unten im Scheinwerfergehäuse.

Das Innere des Gehäuses ist durch Handlöcher Zugänglich. Übermäßige Erwärmung des Innern und des Spiegels wird durch seitliche Ventilationsöffnungen für den Eintritt frischer Luft und durch einen oberen Abzugsschacht für den Austritt der heißen Luft verhindert. Damit der starke Luftstrom den Lichtbogen nicht nach oben ablenkt, ist unter diesem ein Stück weiches Eisen (Zentriermagnet) angebracht. Zur Beobachtung des Lichtbogens dienen seitliche Schaulöcher mit schwarzen Gläsern, die den Lichtbogen als Seiten- und Oberansicht (Spiegel) Zeigen. Der Lichtbogen steht richtig, wenn die auf den Gläsern angegebenen Linien sich mit dem Krater der positiven Kohle decken. Plötzliche Abkühlung des Spiegels durch Wind und Regen ist zu vermeiden, deshalb nicht gleichzeitig ans beiden Seiten die Handlöcher öffnen. Der Austritt von Licht und Eintritt von Wind und Regen durch die verschiedenen Öffnungen wird durch Querblenden verhindert.

Das ganze Scheinwerfergehäuse ist mittels Schildzapsen um eine horizontale Achse drehbar in zwei Armen aufgehängt und durch Richtzahnbogen und Triebrad in der Höhenrichtung einstellbar.

Die vertikalen Blechstreifen der Jalousie können durch einen gemeinsamen Handgriff auf und zu gestellt werden. Ein vollkommen lichtdichter Abschluß wird durch die Jalousie nicht erzielt.

Die Jrisblende, bestehend aus sichelartig geformten, dünnen, fächerförmig übereinander liegenden Blechen, dient zum vollständig dichten Abblenden des Lichtes. In geöffneter Stellung liegen die Bleche in einer ringförmigen Erweiterung des Gehäuses, in geschlossener wird das unvermeidliche runde Loch

in der Mitte durch zwei tellerförmige Scheiben verdeckt. Zur Erleichterung des Öffnens und Schlietzens läuft der Ring, an dem alle Sicheln mit einem Ende befestigt sind, in einem Stahlkugelkranz.

Die beiden Arme, in denen die Schildzapfen des Scheinwerfergehäuses ruhen, sind fest auf einem Drehtisch, der auf dem Unterbau durch Zahnkranz und Triebrad gedreht werden kann. Der Drehtisch läuft auf zwei Stahlkugelkränzen, deren einer zum Tragen, der andere zum Zentrieren dient.

Die Kabelzuführung zur Lampe kommt von unten durch Untersatz und Drehtisch und hat einen eingeschalteten Schleifkontakt, dessen ringförmige Schleifschienen fest am Untersatz, dessen Schleifbürsten fest am Drehtisch sind.

Elektromotorische Einstellung der Seiten- und Höhenrichtung wird bei den neueren Scheinwerfern nicht mehr angewendet. Die Bauart des Untersatzes ist verschieden, je nachdem der Scheinwerfer fest oder fahrbar an Bord aufgestellt ist.

D. Elektrische Kraftübertragung.

t. Elektromotoren.

a) Wirkungsweise der Gleichstrommotoren. Jede Gleichstrom-Dynamomaschine wirkt als Motor, wenn man in die Ankerwickelung elektrischen Strom hineinschickt (Teil I, E6). Infolgedessen haben Gleichstrom-dynamo und Gleichstrommotor im wesentlichen die gleiche Bauart. Der hineingeschickte Strom muß nicht nur die magnetischen Kräfte erzeugen, sondern auch die Leerlaufarbeit des Motors leisten (Reibung in den Lagern und Wärme in der Wickelung). Außerdem wird durch Drehung in der Ankerwickelung ein Strom induziert, der dem hineingeschickten Strom entgegenwirkt (Gegenstrom). Folglich wird von der hineingeschicktcn elektrischen Leistung nur der Teil als Nutzleistung nach außen abgegeben, der nach Abzug der Leerlauf- und Gegenstromlcistung übrig bleibt.

Die Bürsten sind mit Nacheilung einzustellen, weil die resultierende neutrale Zone sich im entgegengesetzten Sinne verschiebt wie beim Generator.

Wird der Anker eines Gleichstrommotors festgehalten, dann ist die Stromstärke am größten, weil elektromotorische Gegenkraft gleich Null. Läuft der Gleichstrommotor leer, dann nimmt die Drehgeschwindigkeit theoretisch so weit zu, bis die Gegenkraft der Spannung des hineingeschickten Stromes gleich kommt. Praktisch wird dieser Fall nicht erreicht, weil die Überwindung der Reibung usw. eine gewisse Stromstärke erfordert. Bei zunehmender Belastung eines Gleichstrommotors geht die Umdrehungszahl so weit herunter, bis der Unterschied zwischen der elektromotorischen Kraft und der abnehmenden Gegenkraft ebenso groß ist, wie die Belastung, d. h. bis das Produkt aus der resultierenden, magnetischen Kraft sämtlicher Ankerwindungen und aus dem Ankerradius ebenso groß ist, wie das Drehmoment der Belastung.

b) Wirkungsweise der Wechselstrom- und Drehstrommotoren. Bei allen Wechsel- und Drehstrommotoren wird der Strom um einen feststehenden ringförmigen Eisenkern, den Magneten, geleitet. Der rotierende Anker hat eine in sich kurz geschlossene Wickelung.

Die grundsätzliche Abweichung von den Gleichstrommotoren besteht darin, daß bei einfachen Wechselstrommotoren die Polarität des Magneten fortwährend wechselt, bei Drehstrommotoren der resultierende Nord- und Südpol auf dem Magnet im Kreise herumwandert, und daß bei beiden der Ankerstrom nicht direkt von der Primärstation entnommen, sondern durch die wechselnde Polarität des Magneten induziert wird (Jnduktionsmotoren). Es sind also im allgemeinen auch keine Bürsten erforderlich. Nur bei ungleichmäßigem Betrieb schließt man an die Ankerwickelung mittels Bürsten einen Regulierwiderstand an, um die Anlaufstromstärke zu drosseln und den Gang zu regulieren. Die treibende Kraft ist ebenso wie beim Gleichstrommotor der Magnetismus zwischen Magnetpolen und Ankerstrom.

Einfache Wechselstrommotoren haben beschränkten Verwendungsbereich, weil sie als synchrone Motoren (Drehgeschwindigkeit muß genau passen zu der Frequenz des Wechselstromes, damit der Motor nicht stehen bleibt) sich nur für ganz gleichmäßigen Betrieb eignen und einer besonderen Anlaßvorichtung bedürfen. Auf nähere Erklärung ihrer Wirkungsweise wird deshalb hier verzichtet.

Bei den Drehstrommotoren entsteht das magnetische Drehfeld dadurch, daß die 3 um % Poldistanz (also bei 2poligem Generator um 120°) versetzten Wechselströme den Magnetkern des Motors an 3 um 120° versetzten Stellen umfließen und dann in Dreiecks- oder Sternschaltung zusammenlaufen. Die resultierende magnetische Nordsüdlinie in dem Drehfeld macht pro Sekunde ebenso viel Umdrehungen wie die Primärdynamomaschine Perioden (eine Periode — 2 Poldistanzen). Infolge der Phasenverschiebung fließt der + Strom vom Drehstromdynamo zum Drehstrommotor entweder in einem Draht hin und in den beiden anderen zurück, oder in zwei Drähten hin und in dem dritten zurück. Das Drehfeld muß schneller rotieren als der Anker, weil sonst in der Ankerwickelung keine Jnduktionsströme entstehen würden. Der Drehstrommotor ist also asynchron. Beim Leerlauf bleibt der Anker wegen des geringen Widerstandes nur sehr wenig zurück.

c) Magneterregung bei Gleichstrommotoren, oc) Motor mit konstanter Feldstärke. Ein solcher ist jeder magnet-elektrische Motor. Bei Zunehmender Belastung nimmt die Gegenkraft proportional der Drehgeschwindigkeit ab, bei abnehmender Belastung nimmt sie proportional der Drehgeschwindigkeit zu. Wegen der geringen Leistung hat ein magnet-elektrischer Motor ebensowenig praktische Bedeutung, wie eine magnet-elektrische Dynamomaschine.

ß) Motoren mit Haupt st romerregung. Magnetwickelung besteht aus wenig Windungen, damit Widerstand nicht unnötig groß wird.

Wird der Motor durch Strom von konstanter Spannung gespeist und allmählich entlastet, so nimmt Umdrehungszahl und Gegenkraft zu, Feldstärke ab (infolge der größeren Gegenkraft). Da durch die Abnahme der Feldstärke wieder die Gegenkraft geringer wird, so folgt, daß die Zunahme der Gegenkraft bei allmählicher Entlastung des Motors langsamer erfolgt)' als die Zunahme der Umdrehungszahl, und daß bei vollständiger Entlastung ein Hauptstrommotor durchgeht, denn nur bei sehr hoher Umdrehungszahl hält Gegenkraft und äußerer Widerstand (Reibung, Erwärmung) dem hineingeschickten Strom das Gleichgewicht.

Bei zunehmender Belastung nimmt Umdrehungszahl und Gegenkraft ab, Feldstärke zu. Die Hauptstrommotoren entwickeln also beim langsamen Angehen die größte Zugkraft und eignen sich besonders für Fälle, wo schwere Massen aus der Ruhe in Bewegung zu bringen sind (Kräne, Straßenbahnen). Sie eignen sich aber nicht für solche Fälle, wo bei wechselnder oder schwankender Belastung gleichmäßige Drehgeschwindigkeit gefordert wird.

Wirkt ein Hauptstromdynamo als Hauptstrommotor, so läuft er stets gegen die Bürsten. Eine Umkehrung der Stromrichtung ändert daran nichts, weil dadurch gleichzeitig die Polarität des Magneten wechselt.

Auf unseren neueren Schiffen werden Hauptstrommotoren nicht mehr verwendet.

y) Motoren mit N e b e n s ch l u ß e r r e g u n g. Magnetwickelung besteht aus vielen dünnen Windungen, damit Stromverbrauch für Erregung möglichst gering wird.

Wird der Motor durch einen Strom von konstanter Spannung gespeist und der Widerstand der Magnetwickelung nicht geändert, so bleibt die Feldstärke konstant wie beim magnet-elektrischen Motor.

Abweichend vom Hauptstrommotor bleibt also bei allmählicher Entlastung die Feldstärke ungeschwächt, und der proportional der Drehgeschwindigkeit wachsende Gegenstrom hindert ein Durchgehen, d. h. eine betriebsgefährliche Ge-schwindigkeitserhöhnng bei vollständiger Entlastung.

Zur Regulierung der Geschwindigkeit dient ein in die Nebenschlußleitung eingeschalteter Regulierwiderstand, mit dem man zwischen Leerlauf und Vollbelastung die Umdrehungszahl auf etwa 3 bis 5 % regulieren kann. Zur Erzielung einer konstanten Umdrehungszahl muß man bei Zunehmender Belastung das Feld schwächen, damit der Gegenstrom geringer wird.

Nebenschlußmotoren sind wegen ihrer großen Regulierfähigkeit am meisten verbreitet und besonders da von Vorteil, wo möglichst konstante Umdrehungszahl bei verschiedenen Belastungen gefordert wird (Werkzeug-

Maschinen). An Bord unserer neueren Schiffe werden ausschließlich Nebenschlußmotoren verwendet.

Bei der Verwendung von Nebenschlußdynamo als Motor bleibt der Drehungssinn ungeändert, wenn Ankerstrom umgekehrt fließt, wie bei der Wirkung als Dynamo, denn die Polarität bleibt dieselbe. Wegen dieser Eigenschaft eignet die Nebenschlußmaschine sich gut zum Inbetriebsetzen von Gasmotoren bei elektrischen Zentralen im Verein mit Akkumulatorenbatterie.

Nämlich: Man speist die Nebenschlußmaschine mit Akkumulatorenstrom und treibt dadurch den Gasmotor. Letzterer beginnt selbst zu arbeiten und läuft allmählich so schnell, daß die Gegenkraft in der Nebenschlußmaschine größer wird, als die Akkumulatorenspannung, also die Maschine als Dynamo wirkt und den Akkumulator ladet oder den Strom anderweitig abgibt.

ö) Motoren mit gemischter Erregung sollen selbsttätig von Leerlauf bis Vollbelastung konstante Umdrehungszahl halten und stimmen in ihrer Bauart mit der Verbunddynamomaschine überein. Bei der Wirkung als Motor umfließen Haupt- und Nebenstrom den Magnet in entgegengesetzter Richtung. Da diese Motoren selten und in der Marine überhaupt nicht verwendet sind, so wird hier von einer näheren Erklärung Abstand genommen.

d) Knlaßvorrichtung der Gleichstrommotoren. Da durch plötzliches Einlassen des ganzen Stromes in den stillstehenden Anker die Isolation der Ankerwickelung verbrennen könnte, ist ein Anlaßwiderstand (Rheostat) erforderlich. Diesen bemißt man so, daß bei Einschaltung sämtlicher Widerstandsspulen der in den Anker eingelassene Strom die Wickelung nicht stärker beansprucht, als der Maximalstrom während des Ganges.

Bei kleineren Motoren (unter 5 PSe) verbindet man den Anlasser mit dem Ausschalter. Größere Motoren erhalten besondere doppelpolige Ausschalter, ebenso die an gemeinsamen Stromkreis angeschlossenen Förderwerk-und Schwenkwerkmotoren.

Bei Nebenschlußmotoren wird durch den Anlaßhebel zuerst die Magnet-, darauf beim Weiterdrehen die Ankerwickelung eingeschaltet. Beim Abstellen wird zuerst die Anker-, darauf die Magnetwickelung ausgeschaltet.

Bei allen Motoren ist das Anstellen langsam, das Abstellen schnell auszuführen.

e) Umsteuerung bet Gleichstrommotoren. Wegen des durch die hohe Umdrehungszahl bedingten Zeitverlustes und wegen des Stromverlustes (Erwärmung) beim Umsteuern wird die Umsteuerung der Motoren stellenweise durch ein Wechselgetriebe zwischen Motor und zu treibendem Teil oder durch Differentialwirkung Zweier Motoren (Rudermaschine auf „Ägir") umgangen.

Weitaus häufiger ist die Umsteuerung des Motors selbst durch Umkehrung des Anker- oder Magnetstromes. Gleichzeitige Umkehrung beider Ströme würde nichts ändern. Bei Nebenschlußmotoren kehrt man gewöhnlich den Ankerstrom um, weil die Isolation der Magnetwickelung beim plötzlichen Umschalten leicht durchschlägt.

Da die Schwächung des vorhandenen Stromes auf Null und die Verstärkung des entgegengesetzten auf normale Höhe allmählich geschehen muß, so bildet man den Anlaßwidcrstand zum Umkehranlaßwiderstand aus. (Umsteuerungswalze mit Schleifkontakten oder Umsteuerungshebel mit federnden Kontakten.) Mittelstellung der Walze oder des Hebels ist Stoppstellung.

f)    Bremsung der Gleichstrommotoren bezweckt entweder einen schnellen Stillstand des Motors oder ein sicheres Festhalten in einer beliebigen Stellung. Die einfachste und wirksamste Bremsvorrichtung der ersten Art besteht in dem Kurzschließen der von der Stromzuführung vorher abgeschalteten Ankerwickelung (elektrische Selbstbremsung). Hierdurch wirkt der Motor mit seiner bisherigen Geschwindigkeit als Dynamo, und der erzeugte starke Gegenstrom bringt den Anker schnell zum Stehen, indem die in dem Anker aufgespeicherte lebendige Kraft in Wärme umgesetzt wird. In der Kurzschluß-leitung der Ankerwickelung müssen einige Widerstände liegen, damit die Isolierung der Ankerwickelung nicht zu stark erhitzt wird.

Eine Bremsung der zweiten Art bewirkt man durch Bremsklötze oder Bremsbänder, die durch Elektromagnet gegen den festzuhaltenden Teil gepreßt werden (drehbarer Geschützstand, Fahrstuhl u. dgl.). Soll solche Bremse beim Aufhören des Stromes selbsttätig in Kraft treten, so kann man das um die Bremsscheibe (auf Motorwelle) gelegte Bremsband durch Gewicht belasten und einen Elektromagnet so anordnen, daß beim Anstellen des Stromes das Gewicht gehoben wird (elektrische Fahrstühle).

g)    Regulierung der Gleichstrommotoren, a) Allgemeines. Alle Gleichstrommotoren regulieren ihre Drehgeschwindigkeit bis zu einem gewissen Grade selbsttätig, indem bei abnehmender Belastung, also bei zunehmender Umdrehungszahl, der Gegenstrom wächst. Die Beschleunigung dauert also nur solange, bis der Unterschied zwischen Strom und Gegenstrom der zu leistenden Arbeit entspricht. Diese Selbstregulierung genügt aber nicht, denn Hauptstrommotoren gehen bei Entlastung durch (vgl. c), und bei allen Motoren sollen nach Bedarf verschiedene Drehgeschwindigkeiten eingestellt werden können.

Die durch ungleichmäßige Stromzuführung oder schwankende Belastung (verschiedene Geschwindigkeit) bedingte Regulierung bewirkt man entweder durch Änderung des Ankerstromes oder durch Änderung der Stärke des Magnetfeldes oder durch verschiedene Schaltung der einzelnen Ankerwickelungen, bzw. bei mehreren Motoren durch verschiedene Schaltung der Motoren oder schließlich durch Regulierung der Stromerzeugung an der Primäranlage.

ß) Regulierung der Hauptstrommotoren geschieht bei kleineren Motoren gewöhnlich dnrch den Anlaßwiderstand, wobei natürlich

gleichzeitig Ankerstrom und Magnetfeld geändert wird. Nachteil: Verlust elektrischer Energie und verhältnismäßig großes Gewicht des Widerstandes.

Wirtschaftlicher, allerdings auch komplizierter ist verschiedene Schaltung der einzelnen Ankerwickelungen mittelst einer isolierten Walze mit verschiedenen Einstellungen, z. B. bei 3 Spulen 1, 2 und 3 in Reihe oder 1 kurz geschlossen oder ausgeschaltet, 2 und 3 in Reihe oder 1 und 2 parallel mit 3 in Reihe oder 1, 2 und 3 parallel usw. Derartige Hauptstromregulierung haben stellenweise elektrische Drehkrane auf Handelsdampfern, z. B. Postdampfer „Bremen".

Regulierung der Hauptstrommotoren durch Änderung der Feldstärke der Primäranlage ist in unserer Marine bei den Schwenkwerken aus „Aegir" angewendet.

y) Regulierung der Nebenschlußmotoren. Am häufigsten ist ein in die Nebenschlußleitung eingeschalteter Regulierwiderstand, dessen Bedienung zur Vereinfachung mit dem Hebel des Anlaßwiderstandes vereinigt werden kann. Vermehrung des Regulierwiderstandes bewirkt Erhöhung der Umdrehungszahl und Verringerung der Zugkraft, denn infolge des größeren Widerstandes in der Nebenschlußleitung fließt mehr Strom durch die Ankerwickelung, während Magnetfeld und Gegenstrom geschwächt werden.

Auch bei Nebenschlußmotoren ist die Regulierung an der Primärmaschine verwendet, und zwar bei den Schwenkwerken unserer neueren Schiffe („Braunschweig" usw.). Der Hauptnachteil der Schwenkwerke auf „Aegir", nämlich die Störung der Einheitlichkeit der Primäranlage, ist auf den neueren Schiffen dadurch vermieden, daß der von der Primäranlage kommende Strom nicht direkt auf den Schwenkmotor, sondern auf einen Transformator (Motor und Dynamo) geleitet wird, der durch einen in die Magnetwickelung des Motors eingeschalteten Regulierwiderstand eine Spannungsänderung zwischen 4 und 220 Volt in dem vom Transformator zum Schwenkmotor fließenden Strom gestattet.

Außerdem ist eine Zusatzregulierung vorhanden in Gestalt eines Regulierwiderstandes in der Magnetwickelung des Schwenkmotors. Beide Regulierwiderstände werden born Geschützstand aus betätigt. Ein so gebauter Transformator ist leichter und wirtschaftlicher, als ein Vorschaltwiderstand direkt vor dem Schwenkmotor und vermeidet die große Wärmeentwickelung des letzteren.

Eine Regulierung in weiten Grenzen ist schließlich dadurch möglich, daß man 2 Dynamos derart in Reihe schaltet, daß die zweite entweder in gleichem oder in entgegengesetztem Sinne arbeitet wie die erste, also die Spannung der ersten entweder verdoppelt oder vernichtet. Wegen der Unwirtschaftlichkeit dieser Methode ist diese Regulierung bisher bei uns nicht verwendet.

15

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Anst.

h) Erläuterung der Figuren. Fig. 164 bis 169 stellen 6 verschiedene Schaltungen von Motoren vor. Die Wirkungsweise ist aus den eingezeichneten Stromrichtungen erkennbar.

Fig. 170 stellt die Schaltung der elektrischen Schwenkwerke auf „Aegir" dar. Non der Primär-Compound-Dynamo D führen 3 Leitungen zum Schwenkwerk, Hauptstromhinleitung, Nebenstromhinleitung, gemeinschaftliche Rückleitung. Geschwindigkeitsregulierung des Hauptstrommotors H geschieht durch N W mit Hebel d, d. h. durch Regulierung der Feldstärke von D. Bei Mittelstellung des Umsteuerhebels a fließt der Hauptstrom durch die Bremse K und um die Magnetschenkel von M, nicht durch den Anker, während Nebenstrom in N W unterbrochen ist. D wirkt also als Hauptstromdynamo. Bei der punktierten Stellung von a fließt der Strom durch den Anker, darauf durch die Magnetwickelung von M. Hebel a selbst ist nichtleitend. Durch Legen von a in die punktierte Stellung wird gleichzeitig K ausgeschaltet, und der Nebenstrom geschlossen. D wirkt dann also als Compound-Dynamo. Die Umdrehungszahl von M wächst mit dem Ausschalten von Widerständen in N W bis zum Höchstbetrag von 1200 pro Minute. H W dient zum Einstellen der richtigen Stromstärke und hängt vom Widerstand des Systems ab, wird also während der Bedienung nicht geändert.

Fig. 171 stellt die Schaltung der elektrischen Schwenkwerke auf „Kaiser Wilhelm der Große" dar. Durch das Handrad wird nach Auslösung des Verriegelungsschalters V S, Umsteuerung TT, Anlasser A, Erregerwiderstand E W und Bremse K betätigt. Im Nebenschlußmotor M wird durch U die Richtung des Ankerstroms gewechselt, je nachdem die Kontakte v und r zur Anlage kommen. Die Kurbelschleife am Ende der Handradwelle bringt hintereinander die federnden Kontakte I bis IV des Anlassers A zur Anlage, wodurch Ankerwiderstand A W des Motors allmählich ausgeschaltet wird. Cin noch weiteres Drehen des Handrades (Stellung V) schaltet allmählich mehr Widerstände in E W ein, wodurch der Erregerstrom geschwächt und die Geschwindigkeit von M erhöht wird. Ein Zurückdrehen des Handrades (Stellung Null) bewirkt schließlich Einschalten von K. Stromverlauf = TT, K, H, M, TT.

Fig. 172 stellt die Schaltung der elektrischen Schwenkwerke auf der „Braunschweig"-Klasse dar. Transformator formt um von 110 auf 220 Volt. Hauptregulierung geschieht durch einen Widerstand in der Erregerleitung (Nebenschluß) des Motors des Transformators. Zusatzregulierung durch einen Widerstand in der Erregerleitung des Schwenkmotors.

2. Umfang und wert der elektrischen Kraftübertragung auf

Schiffen.

a) Umfang der elektrischen Kraftübertragung auf Kriegsschiffen. Als Anhalt diene folgende Motorenliste des großen Kreuzers „Prinz Heinrich". Alle diese Motoren haben Nebenschlußerregung.

Lfd. Nr.

Verwendungszweck

Leistung

dauernd

oder

inter

mittierend

Um- Strom- Span- Geläufe stärke nung wicht

pro

Minute

Amp. Volt

kg

COOO-^OSOXrf^OObOl—I

Motor für E Kohlenwinde

dauernd

inter

mittierend

600

1200

1200

1200

1200

Haupt-Maschinenraumventilator Maschinenraumventilator StB.

15 cm Munitionsaufzug .

dauernd

300

330

BB

330

1550

1550

1560

1650

Hinterer 8,8 cm Munitionsaufzug Vorderer -    -

1550

inter

mittierend

1550

1550

1550

15 cm Schwenkwerk .    .

1550

1000

1000

1000

Hinterer Schiffsventilator

1000

600

605

OOOOOOGOOXOXOXOXOXOOXOOX

Vorderer Schiffsventilator

dauernd

601

600

692

585

Werkstattmotor .    . .

Hinterer Schiffsventilator

inter

mittierend

1050

577

Motor für Zirkulationspumpe Kühlraumventilator .... Hinterer Trockenraumventilator Vorderer

dauernd

600

1600

750

1381

1300

39

40

Akkumulatoren-Raumventilator (Gleichstrom-Umformer-Motor.

X -    - -Dynamo

wie 39.

1266

1732

1000

iS^ooK) ^ bOorS^o    SbObOcobO tobo

000005 OX    ox    bobobobooxoxoxoxoxoxoxoxox

ooooooooooooo

103

106

107

107

107

108

110

110

105

105

105

106

105

105

105

105

105

108

108

108

108

106

106,5

102

103

105

106

103

110

106

105

104

105

110

106

IO IO CO O O O O 1H HrHHH

CO

CO

1128

855.2

866.2 856,2 856,2

1000

820

820

597

597

597

597

597

597

597

597

597

506,9

506,9

506,9

506,9

302.5

302.6 302,5 302,5

302.5

302.6 302,5

625

b0 LO LO OX OX b5 H- H- 00

M- K)

00 CO CO CO OX 05 CO 00 00 00 <1 p OX OX ÜT <1 ÜX

405

Vorstehende Liste ist im Prinzip ungefähr für alle unsere neueren Kriegsschiffe maßgebend. Die Anwendung der elektrischen Kraftübertragung beschränkt sich also in unserer Marine im allgemeinen auf Kühlmaschine, Kohlenwinden, Ventilatoren, Munitionsaufzüge, Geschützschwenkwerke, Werkzeugmaschinen und Umformer. Dazu kommen auf einigen neueren Linienschiffen unserer Marine elektrische Bootswinden. Elektrische Rudermaschine mit

15*

Differentialwirkung von 2 beständig laufenden Motoren ist in unserer Marine nur auf „Ägir" eingebaut.

In anderen Marinen ist die elektrische Kraftübertragung an Bord stellenweise ausgedehnter. Das russische Schlachtschiff „Retwisan" z. B. hat folgende Motoren:

Nummer

Verwendungszweck

Umdrehungen

K. W.

1 brs 4 Turmdrehmotoren........

6-8 Turmmunitionsaufzüge......

9-12 Geschützelevationsmotoren . . . . .

13 - 16 Ansetzermotoren.........

17 - 28 Gebläsemotoren für Verbrennungsluft . 29 - 44 Schiffsventilatoren verschiedener Größe. 45 - 60 Motoren für Bilgepumpen verschiedener

Größe...........

51 - 52 Motoren für Bootswinden.....

Motor für Ankerspill.......

54 bis 61 Aschheißmotoren.........

62 - 91 Munitionsaufzüge der Schnelladekanonen 92 - 93 Motoren für Torpedoarmierung . . .

Elektrische Rudermaschine......

95 bis 98 Kleinere Motoren für Werkstatt, Wäscherei und Bäckerei.........

430

750

750

600

500

io

IC IC I-

t> ad co co ca

tH

30

74

---- 12

15

53

94

400 bis 825

= 144

54

750

400

425

400

450

750

400 bis 825

2 - 52

252

104

40

00

03

32

ca

Hj

Ol

135

34

60

13

Summe . . 999

b) Umfang der elektrischen Kraftübertragung auf Handelsschiffen. Dieser ist wesentlich kleiner, weil die artilleristischen Einrichtungen fehlen, weil überhaupt die Zahl der Hilfsmaschinen viel geringer ist, und weil wegen der ausgiebigen natürlichen Ventilation (Fortfall der Panzerdecks) und wegen der natürlichen Luftzufllhrung zu den Kesseln viel weniger Ventilatoren erforderlich sind, abgesehen von den Handelsdampfern, die mit Howden-Gebläse fahren. Der neueste Schnelldampfer des Norddeutschen Lloyd „Kronprinz Wilhelm" (30 000 PSi.) hat folgende Anlage:

Nummer

Verwendungszweck

K. W.

<1 OX 03

" » " S’tOM.

Cl ot

-1 Ol

CD

o

CD

Provrantaufzug........

Postaufzug..........

Kräne im Maschinenoberlicht .    . .

Kühlanlage..........

Ventilatoren verschiedener Größe . . Spülmaschine.........

CO CO CD CD

cd ca co

Summe . . . 56 K. W.

Dazu kommen noch einige Kammerventilatoren mit geringem Strom

bedarf.

Größer ist die elektrische Kraftanlage auf großen Handelsdampfern, wenn diese mit elektrischen Ladekränen ausgerüstet sind, denn für einen Ladekran zu 2 Tonnen muß man 10 bis 15 K W rechnen.

c) Vergleich des elektrischen Antriebes mit dem Dampfantrieb. et) Unterbringung an Bord, Gewicht und Raumbedarf. Unterbringung an Bord ist bei elektrischen Leitungen wesentlich borteilhafter, als bei Dampfleitungen, weil Querschnitte geringer sind (Durchdringung von Schotts und Panzerdecks), Krümmungen keine Rolle spielen, Rücksicht auf Entwässerung und Wärmeausstrahlung fortfällt und Befestigung mit Schellen und dgl. einfacher ist. Diese Vorteile des elektrischen Antriebes fallen umsomehr ins Gewicht, je weiter die Hilfsmaschine von der Kesselanlagc entfernt ist.

Das Gewicht der Motoren ist im allgemeinen größer als das der Dampfmaschinen, bei großen Motoren zuweilen 50 % und mehr; das Gewicht der elektrischen Leitungen ist jedoch kleiner, als das der Dampfleitungen. Bei sehr langen Leitungen fällt das Gesamtgewicht einer elektrischen Hilfsmaschine nicht schwerer aus, als das einer Dampfmaschine.

Berücksichtigt man den großen Kohlenverbrauch der von der Kesselanlage weit entfernt stehenden Dampfhilfsmaschinen, dann werden in kurzer Betriebszeit Hilfsmaschinen mit elektrischem Antrieb leichter als solche mit Dampfantrieb (vgl. Teil II).

Der Raumbedarf der elektrischen Leitungen ist geringer als derjenige der Dampfleitungen.

ß) Betrieb. Nachdem die Gefahr der Betriebsstörungen infolge von Staub und Nässe durch fortgesetzte Verbesserungen der elektrischen Anlagen und durch erhöhte Sachkenntnis des Bedienungspersonals jetzt im allgemeinen als beseitigt angesehen werden kann, sind Elektromotoren annähernd ebenso betriebssicher wie Dampfhilfsmaschinen. Immerhin aber bildet das Zwischenglied der Stromerzeugung eine Fehler- und Havariequelle mehr gegenüber dem direkten Dampfantrieb.

Wesentliche Bctriebsvorzüge des elektrischen Antriebes sind: Sofortige Betriebsfertigkeit ohne Anwärmen, geringes Schmieren, Gefahrlosigkeit der elektrischen Leitungen für das Personal gegenüber Dampfleitungen, geringere Wärmeentwickelung, größere Sauberkeit, genauere Regulierung und bei kleineren Kräften, z. B. Kohlenübernehmen, schnelleres Arbeiten.

/-Anlage-, Jnstandhaltungs- und Betriebskosten. Anlagekosten sind bei elektrischem Betriebe höher, als bei Dampfbetrieb, stellenweise doppelt so hoch, Jnstandhaltungskosten sind etwa gleich hoch, Betriebskosten aber sind geringer wegen des geringeren Kohlen- und Ölverbrauchs. Daher ergibt der elektrische Antrieb im allgemeinen bereits in wenigen Jahren eine Kostenersparnis gegenüber dem direkten Dampfantriebe.

3. Elektrische Boote.

Haupthindernis für größere Verbreitung ist der beschränkte Verwendungsbereich und die Abhängigkeit von der Ladestelle. Innerhalb dieses Bereiches aber haben elektrische Boote große Vorzüge vor Dampf- und Motorbooten.

Die allgemeine Bauart ist folgende: Akkumulatorenbatterie unter dem Fußboden auf die ganze Länge des Bootes verteilt, wodurch große Stabilität; Huuptstrommotor hinten im Boot, meist direkt mit Schraubenwelle gekuppelt und möglichst flach gebaut, damit er ebenfalls unter den Flurplatten Platz findet; Zugänglichkeit von Motor und Wellenlcitung durch losnehmbare Deckel.

Regulierung der Geschwindigkeit und Umsteuerung nicht durch verstellbare Schraubenflügel oder durch Wechselgetriebe, sondern durch den Motor selbst. Zu dem Zweck einerseits verschiedene Schaltung der Akkumulatorengruppen (parallel oder hintereinander), anderseits Veränderung der Feldstärke des Motors. Bei normaler Fahrt Hintereinanderschaltung aller Elemente, beim Anfahren und bei langsamer Fahrt Parallelschaltung in 2 oder 4 Gruppen. Für Anfahren und langsame Fahrt genügt allerdings auch ein Vorschaltwiderstand, doch ist dies weniger wirtschaftlich, und außerdem hat die Möglichkeit einer Parallelschaltung den großen Vorteil, daß man bei etwaiger Stromunterbrechung zwischen 2 Elementen die Fahrt mit geringerer, bei 2 Gruppen mit halber Spannung fortsetzen kann.

Für kleinere Boote genügt die verschiedene Schaltung der Elemente, für größere (von etwa 10 PSe an) verwendet man auch außerdem einen Vorschalt-widerstand, der bei normaler Fahrt ausgeschaltet wird.

Änderung der Feldstärke des Motors durch Teilung der Magnetwickelung in verschiedene Spulen, die entweder bei geringer Fahrt teilweise ausgeschaltet werden oder verschieden (parallel oder hintereinander) geschaltet werden können.

E. Elektrische vesehkübertragung.

1. Vorzüge der elektrischen Befehlsübertragung.

Die mechanische Übertragung durch Drähte oder Galle'sche Ketten (Maschinentclegraph) oder durch Wellen (Ruder-Axiometer), sowie die Schall-übertragung durch Sprachrohre ist um so schwieriger, je größer das Schiff, je komplizierter der Weg und je zahlreicher die Stationen, zwischen denen Befehle zu vermitteln sind. Sie ist also am schwierigsten auf modernen Linienschiffen und großen Kreuzern mit Panzerdeck, mit mehreren Kommandostellen, 3 Maschinenräumen, mehreren Kesselräumen und mit einer größeren Zahl von Torpedo- und Geschützbedienungsstellen. Die Schwierigkeiten beruhen teils auf dem Raumbedarf der mechanischen Befehlsübertragung und auf der Not-

Wendigkeit der wasserdichten Durchführung durch Schotten und Decks, teils auf den durch Schotten und Decks bedingten häufigen Richtungswechseln. Sie sind zum größten Teil beseitigt durch die elektrische Befehlsübertragung.

Infolgedessen werden jetzt, nachdem die hinreichende Zuverlässigkeit des Funktionierens durch mehrjährige Praxis erwiesen ist, alle Befehlsübertragungen auf Kriegsschiffen elektrisch ausgeführt; nur Sprachrohre sind daneben beibehalten.

2. Arten der elektrischen vefehlsübertragung.

a) Allgemeines. Es kommen folgende Schaltungen in Betracht:

Befehlsübermittelung zwischen zwei Stationen mit Rückantwort wie Maschinentelegraph, oder Bcfehlsübermittelung bzw. Zeichengebung von einer Stelle nach einer anderen oder auch nach mehreren anderen gleichzeitig ohne Rückantwort wie Ruderzciger, oder schließlich Verbindung mehrerer Stellen untereinander derart, daß von jeder Stelle nach allen anderen zugleich dasselbe Zeichen gegeben werden kann, wie Kesseltelegraphen. Bei der letzten Schaltung wird durch den Geberapparat der das Zeichen gebenden Station gleichzeitig der eigene Empfängerapparat betätigt.

Alle elektrischen Befehlsübertragungen mit Ausnahme der Telephone sind nur für eine beschränkte Zahl von Befehlen oder Zeichen eingerichtet. Alle für Rückantwort eingerichteten Befehlsübertragungen sind doppelt, d. h. beide Stationen haben einen Geber- und Empfängerapparat. Etwa vorhandene Ankündigungs- und Kontrollvorrichtungen bestehen aus Glocke bzw. Kontrolllampe.

b) Befehlsübertragung durch Licht. Derartige von Schiff zu Schiff wirkende Einrichtungen sind Lichtblicke mit Scheinwerfern, Nachtwinker von Gottwaldt und Nachtsignalapparat von Conz. Beim Nachtwinker sind die Lampen radial angeordnet wie die Semaphorarme, beim Nachtsignalapparat in drei Lampenpaaren übereinander, deren jedes aus roter und weißer Laterne besteht. Bei beiden Aufleuchten der Lampen in verschiedenen Kombinationen durch Kontaktgeber von einer Kommandostelle aus.

Innerhalb eines Schiffes findet die Befehlsübertragung durch Licht für verschiedene Zwecke als Lampentelegraph Verwendung, indem die einzelnen auf einer Glasscheibe aufgemalten Kommandos durch Aufleuchten einer hinter der Glasscheibe befindlichen Lampe sichtbar gemacht werden, während die benachbarten Kommandos dunkel bleiben. Die Unterscheidung ist auch bei Tageslicht ausreichend. Das Kabel muß so viel Hinleitungen enthalten, wie Lampen und Kommandos vorhanden sind. Der Lampentelegraph findet in unserer Marine vorzugsweise als Torpedosignalgeber, stellenweise auch als Maschinentelegraph Verwendung.

c)    Llektroniagnetische Zeigerbewegung. Diese Besehlsübertragung ist von Siemens & Halste in der Form des sogenannten Sechsrollensystems, von der A. E. G. in der Form des magnetischen Drehfeldes ausgebildet. Bei ersterer Konstruktion besteht der Empfängerapparat aus 6, bei letzterer aus 3 im Kreise angeordneten Elektromagneten. Bei beiden Konstruktionen ist in der Mitte der Elektromagnete ein drehbarer Anker gelagert, dessen Welle den Zeiger einer Kommandoscheibe bewegt. Durch den Geberapparat (Kontaktgeber) werden einzelne Magnete des Empfängerapparates erregt, und zwar bei Siemens & Halske immer zwei diametral gegenüber liegende Magnete, bei A. E. G. alle 3 Magnete, jedoch verschieden stark. Bei beiden Konstruktionen entsteht somit im Empfängerapparat ein Kraftlinienfeld, in dessen Achse sich der Anker einstellen muß.

Der grundsätzliche Unterschied zwischen beiden Konstruktionen besteht nur darin, daß bei Siemens & Halske nur 3 Kraftlinienfelder, also 6 Stellungen des Ankers möglich sind, während bei A. E. G. die Zahl der resultierenden Kraftlinienfelder und Ankerstellungen davon abhängt, in wieviel verschiedenen Verhältnissen die 3 Elektromagnete durch den Geberapparat erregt werden können. Die unzureichende Zahl der Ankerstellungen wird bei Siemens & Halske durch eine Schneckenübersetzung zwischen Ankerwelle und Zeigerwelle ausgeglichen. Das Nähere ergibt sich aus f.

d)    Zeigerbewegung durch Spannungsänderung eines dauernd fließenden [Sttomes. Empfängerapparat ist ein Voltmeter, der an Stelle der Voltteilung aufgemalte Kommandoworte oder bei Ruderzeigern eine Gradeinteilung enthält. Geberapparat ist ein Regulierwiderstand in der Stromzuführung. Die Zahl der Zeigerstellungen des Empfängerapparates

entspricht der Zahl der Widerstandsspulen. Diese Art der Befehlsübertragung stammt von der Elektrizitätsgesellschaft Union, e) Fernsprecher.

Geberapparat, Mikrophon, ist ein variabler Leitungswiderstand. Die Widerstandsschwankungen entstehen durch Sprechen gegen eine elastische Holzplatte, an deren Rückseite ein System von sich lose berührenden Kohlenstücken in Stab- oder Körnerform liegt (Stäbchen oder Körnermikrophon). Empfängerapparat, Telephon, besteht aus einer elastischen Stahlplatte, hinter der ein Elektromagnet liegt. Die Stromleitung zwischen Geber und Empfänger geht durch den Kohlenkontakt des Mikrophons und um den Elektromagneten des Telephons und ist an die Stromquelle an Bord mittels Stöpselkontakt angeschaltet, so daß bei eingestecktem Stöpsel dauernd Strom stießt.

Der Magnetismus des Elektromagneten macht dieselben Schwankungen, wie der Leitungswiderstand des Mikrophons. Folglich schwingt auch die Stahl-Platte des Telephons in derselben Weise wie die Holzplatte des Mikrophons und gibt die gegen die letztere gesprochenen Worte in Höhe und Klangfarbe getreu wieder, während die Stärke durch die unvermeidlichen Verluste leidet.

Die lautsprechenden Telephone an Bord unterscheiden sich von den gewöhnlichen Anlagen an Land durch größere Abmessungen und durch einfachere Schaltung infolge Fortfalls einer Zentrale. Teilweise sind sie auch so eingerichtet, daß man gleichzeitig nach verschiedenen Stationen sprechen kann.

Bei der Behandlung der Fernsprecher ist vor allem auf Schutz vor Feuchtigkeit und Staub zu achten. Deshalb sofort nach Benutzung Schließen der Schallöffnung durch einen Stöpsel. Beim Nachlassen der Wirkung sucht man Zunächst durch Regulieren der Entfernung zwischen Magnet und Schallplatte den Fehler zu beseitigen. Verrostete Telephonmembrane sind auszuwechseln. Beim Mikrophon ist zuweilen der Druck zwischen den Kohlenkontakten zu regulieren und nötigenfalls der ganze Kohlenkontakt (Kohlengriesbeutel) auszuwechseln.

f) Erläuterung der Figuren. Fig. 173 und 173 a stellen die Befehlsübertragung von Siemens & Halste dar.

In dem Schaltungsschema der Maschinen-Telegraphen-Anlage bedeuten: A Stromquelle, E₁ und E₂ Empfänger, Gx und G₂ Geber, h Geberhebel, ax a₂ a₃ Kontaktschienen der Geber, 6X c₂ 6z Magnetfelder der Empfänger, Wx W₂ Wecker (Klingel). Die Hinleitungen von Gx nach E₂ und von G₂ nach Ex sowie die gemeinschaftliche Rllckleitung, zusammen also 7 Drähte, sind in einem gemeinschaftlichen Kabel vereinigt.

In dem Schaltungsschema der Kesseltelegraphenanlage sind 3 Stationen, d. h. 3 Geber und 3 Empfänger, in der Weise vereinigt, daß bei Benutzung jedes beliebigen Gebers gleichzeitig alle 3 Empfänger anspringen. Es bedeuten: A Stromquelle, Ex E₂ E₃ Empfänger, GXG₂G₃ Geber, ax a₂ a3 -s- Schienen der Geber, a —Schienen der Geber, lx 1₂1₃ gemeinschaftliche Hinleitung von allen Gebern nach allen Empfängern, L gemeinschaftliche Rückleitung mit Weckern Wx W₂ W₃, cx bis c₆ Elektromagnete der Empfänger.

Fig. 173 a zeigt genauer den Kontaktapparat (Geber) und das Magnetsystem (Empfänger). Beim Geber bedeuten: S Schleifbrücke, c₁c₂c₃ Schleifschienen für die 3 Hinleitungen, b und c Schleifschiene für die gemeinschaftliche Rückleitung. 6X bis c₃ enthalten in der Mitte je ein stromloses Stück; der Strom fließt also nur beim Übergange von einem Kommando zum andern, nicht nach erfolgter Einstellung des neuen Kommandos. Beim Empfänger bedeuten: AA 2 Anker auf gemeinsamer Welle, Ex bis E₃ Magnete mit Wickelung, P Polschuhe, W Wecker (Klingel).

Fig. 174 stellt den Drehfeld-Fernzeiger der A. E. G. in 4 verschiedenen Stellungen des Geberhebels dar. Es bedeuten Widerstände des Gebers mit kreisförmig angeordneten Kontakten, h Geberhebel, cx c₂ c₃ unter 120° angeordnete Kontakte, von denen die Leitungen lx 1₂1₃ ab gehen, E Empfänger, bestehend aus 3 unter 120° angeordneten Elektromagneten. Die Nord-Süd-Linie des magnetischen Feldes E ist stets parallel dem Geberhebel h. Letzterer ist in dem mittleren schraffierten Teil nichtleitend.

Fig. 175 zeigt die Befehlsüüertragung System Union in 3 verschiedenen Stellungen. Bei der Verwendung als Ruderzeiger wird der Kontakthebel durch die Ruderpinne betätigt.

Fig. 176 zeigt die Zusammensetzung eines Mikrophons und Telephons. Die kleine Schraube auf der Hinterseite des Mikrophons dient zum Regulieren der Pressung des Kohlenkontaktes. Fig. 176 a zeigt die Schaltung zwischen 2 Fernsprechstationen an Bord. Beim Anrufen der Station II von Station I geht der Strom von Taster an Station I nach 6, von 6 durch Leitung 6 über 5 an Station II nach Klingel an Station II, darauf nach 2 an Station II und durch Leitung 2 über Stromquelle nach 2 an Station I und durch Klingel an Station 1 nach Taster zurück. Beim Sprechen von I nach II geht der Strom vom Mikrophon bei I über 4 durch Leitung 4 nach 1 bei II, darauf durch beide Telephone nach der Klemme, darauf über 3 bei II durch Leitung 3 über Stromquelle nach 3 bei I, schließlich durch Klemme bei I nach Mikrophon zurück. Beim Anrufen und Sprechen von Station II aus ist die Stromleitung entsprechend.

g) vergleich der verschiedenen elektrischen Befehlsübertragungen. Der Lampentelegraph kann, solange er überhaupt funktioniert, nie falsch zeigen; er bedarf aber ebenso vieler Hinleitungen, wie Kommandos vorhanden sind.

Das Sechsrollensystem kann ebenfalls nicht falsch zeigen, wenn der Geberhebel beim Beginn der Benutzung in beide Endstellungen gelegt und der Stromanschluß nicht unterbrochen wird. Es hat ferner gegenüber dem Lampentelegraph den Vorzug, daß beim einfachen Apparat nur 3 Hinleitungen erforderlich sind. Es hat schließlich vor dem Lampentelegraph und dem Drehfeldsystem den Vorzug, daß nur während des Kommandogebens, nicht mehr nach Einstellung Strom fließt, daß man also, ohne unwirtschaftlich zu handeln, einen starken und sicher wirkenden Strom verwenden fannj Das Drehfeldsystem hat nicht mehr Leitungen nötig wie das Sechsrollensystem. Durch Schwankungen des Stromes kann weder beim Sechsrollen- noch beim Drehfeldsystem ein fehlerhaftes Anzeigen entstehen.

Die Befehlsübertragung durch Spannungsänderung bedarf nur einer Hinleitung und ist einfacher als alle vorstehenden, hat aber den großen Nachteil, daß Stromschwankungen ein ungenaues oder fehlerhaftes Anzeigen zur Folge haben.

Die Befehlsübertragung durch Fernsprecher hat vor allen anderen den Vorzug, daß sie nicht an bestimmte Kommandos gebunden ist; dagegen haben die Fernsprecher wegen ihrer Empfindlichkeit an Bord häufig mangelhaft gearbeitet und zuweilen versagt.

Teil XVI.

Dampfturbinen.

A. Wirkungsweise und allgemeine Bauart -er Dampfturbinen.

1. Dampfstrahl und Schaufelform.

a) Lebendige Kraft des Oampfstrahles. Wie bei Wasserturbinen die lebendige Kraft eines Wasserstrahles, so wird bei Dampfturbinen die lebendige Kraft, d. h. das Arbeitsvermögen des Dampfstrahles mittels

des Dampfes, so ist L —

Gewicht G

Schaufeln als Arbeit auf die Welle übertragen. Von der Expansion und den besondern Strömungseigenschaften des Dampfes sei zunächst abgesehen, d. h. es sei ein geschlossener Dampfstrahl von konstanter Dichtigkeit angenommen. Bezeichnet L die lebendige Kraft, m die Masse, und v die Geschwindigkeit m • v²

Masse m =

oder G = m • g, worin g — Fallbeschleunigung.

m - Vj²

m ist konstant, G und g sind verschieden an verschiedenen Stellen der Erdoberfläche.

Es sei beim Dampfeintritt in die Schaufel: Lt —

beim Dampfaustritt: L₂ —

dann ist die geleistete Arbeit — (Lx — L₂) mkg, wenn G in kg und v in m pro Sek. ausgedrückt ist und wenn man g — 9,81 setzt (Mittelwert für die Erdoberfläche).

Für eine bestimmte Dampfmenge wird die an das Turbinenrad abgegebene Arbeit um so größer, je größer vx und je kleiner v₂. Theoretische Maximalleistung liegt bei v₂ — 0. Praktisch kann v₂ ein gewisses Maß nicht unterschreiten, da der Dampf mit einer gewissen Geschwindigkeit das Rad verlassen muß.

Ein Stoß des Dampfstrahles gegen die Schaufel, d. h. eine plötzliche Geschwindigkeitsverringerung ist stets mit Arbeitsverlust verknüpft und daher zu vermeiden.

b) Oampfgeschwindigkeit und Schaufelform. Trifft ein Dampfstrahl, gleichgültig ob parallel oder senkrecht zur Radachse, stoßfrei auf eine schräge Schaufel, d. h. ist die Geschwindigkeitskomponente des Dampfstrahls in der Richtung der Drehung ebenso groß, wie die Geschwindigkeit der Schaufel, dann leistet der Dampf zunächst keine Arbeit, sondern gleitet so lange, wie die Schaufel gerade ist, wirkungslos an ihr entlang. Soll v₂ kleiner als werden, so mutz man die Schaufel nach der Austrittsseite hin allmählich gegen den Dampfstrahl hin krümmen. v₂ ergibt sich aus dem Geschwindigkeitsparallelogramm an der Austrittsseite.

Da Schaufelform und Richtung der Düsen feststehend sind, so ist für jede bestimmte Dampfgeschwindigkeit ein stoßfreies Auftreffen des Dampfstrahls auf die Schaufel nur bei einer bestimmten Drehgeschwindigkeit des Schaufelrades möglich, d. h. bei einem bestimmten Dampfdruck ist zur Erzielung einer grötztmöglichen Wirtschaftlichkeit eine bestimmte Umdrehungszahl erforderlich.

Ist Dampfgeschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit gegeben, so kann man stets durch entsprechende Schaufelform am Eintritt ein stoßfreies Auftreffen des Dampfstrahls und durch entsprechende Schaufelkrllmmung nach der Austrittskante hin die Umsetzung eines beliebigen Bruchteils der lebendigen Kraft des Dampfes in Arbeit erzielen.

c) Strömungseigenschaften des lvasierdampfes. Die Ausströmgeschwindigkeit des Dampfes aus einer Düse und die Verbreiterung des Dampfstrahls nach dem Austritt hängt hauptsächlich von der Form der Düse ab.

Verjüngt sich die Düse nach der Mündung, so beträgt die Geschwindigkeit bei einem Spannungsabfall von 10 auf 5 kg absoluten Druck rund 450 m pro Sek. Verminderung des Enddruckes unter 5 kg bewirkt merkwürdigerweise keine wesentliche Geschwindigkeitsvermehrung, weil der Dampf nach dem Austritt plötzlich nach allen Seiten, also auch rückwärts, expandiert und den Dampfstrahl zurückdrängt. Die Verbreitung des Dampfes nach allen Seiten beginnt bei verjüngten Düsen bald nach dem Austritt. Ist der Anfangsdruck größer oder kleiner als 10 kg absolut, so strömt der Dampf mit etwa 450 m Geschwindigkeit aus, wenn Enddruck — 0,67 - Anfangsdruck. Weitere Verminderung des Enddrucks hat keine Geschwindigkeitszunahme zur Folge.

Erweitert sich eine genügend lange Düse nach der Mündung, so wird einerseits die Geschwindigkeit, d. h. die Arbeitsfähigkeit des Dampfes gesteigert, anderseits bleibt der Dampfstrahl noch eine längere Strecke nach dem Austritt geschlossen.

Für die theoretisch günstigste Düsenform und unter Vernachlässigung aller Reibungsverluste gibt Wilda in seinem Buch über Dampfturbinen folgende Ausströmgeschwindigkeiten in m an:

Absoluter Anfangsdruck

15

12

absoluter

End

druck

^ LO p p WK

825

610

1005

850

370

o o o o

OIXMOO tH 05 CD CO

Ot<IOK ^ lOCOOt O ÜT © H.

1197

1228

1080

1125

790

680

845

710

2. Einteilung der Dampfturbinen.

a) Nach Wirkungsweise des Dampfes zerfallen die Dampfturbinen in Gleichdruck- und Überdruckturbinen.

Bei den Gleichdruckturbinen ist der Dampfdruck vor und hinter dem Laufrad gleich groß, die Dampfgeschwindigkeit vor dem Laufrad größer als hinter dem Laufrad. Die Umwandelung des Drucks in lebendige Kraft oder Strömungsenergie, d. h. die Expansion des Dampfes hat also bereits vor dem Laufrad in Düsen oder Leitschaufeln stattgefunden, und die Geschwindigkeitsver-mindcrung im Laufrad entspricht der Umwandelung von lebendiger Kraft in Arbeit.

Bei den Überdruckturbinen geht die Expansion des Dampfes teils in den Düsen oder Leitschaufeln, teils in den Laufrädern vor sich, so daß der Dampf noch im Laufrade einen weiteren Teil seines Drucks in Geschwindigkeit umsetzt. Der Druck des Dampfes gegen die Laufschaufeln entsteht also nicht nur durch die lebendige Kraft, sondern auch durch den von der Expansion herrührenden Überdruck, woher die Bezeichnung Überdruckturbine. Die Geschwindigkeitsabnahme oder die an das Laufrad als Arbeit abgegebene lebendige Kraft des Dampfes wird durch die von der Expansion verursachte Geschwindigkeitszunahme zum Teil wieder ersetzt.

Die vielfach angewendete Unterscheidung in Aktions- (Druck-) und Reak-tions- (Überdruck-) Turbinen ist nicht treffend, da bei beiden Turbinenarten (Gleich- und Überdruck) der Dampf beim Eintritt in die Laufschaufeln mit Druck, beim Austritt mit Rückdruck wirkt.

b) Nach der Schaufelanordnung zerfallen die Dampfturbinen in Axial- und Nadialturbincn. Bei den Axialturbinen ist die Schaufelstellung radial und die Strömung des Dampfes im wesentlichen parallel der Turbinenachse. Bei den Radialturbinen ist die Schaufelstellung parallel zur Turbinen-achsc und die Strömung des Dampfes im wesentlichen radial. Die Radialturbinen haben äußere oder innere Beaufschlagung, je nachdem der Dampf von außen nach der Mitte oder umgekehrt strömt. Die wichtigeren Turbinen sind Axialturbinen.

Ferner sind je nach dem Umfang der Beaufschlagung Voll- und Partialturbinen zu unterscheiden. Für den Wirkungsgrad ist volle Beaufschlagung stets günstiger, da Ventilationsverluste geringer (vgl. 4 e).

3. Ausnutzung der hohen Dampfgefchwindigkert.

Eine den hohen Dampfgeschwindigkeiten entsprechende Umdrehungszahl oder Umfangsgeschwindigkeit des Turbinenrades ist im allgemeinen praktisch nicht verwendbar, denn um die lebendige Kraft eines freien Dampfstrahles möglichst gut auszunutzen, muß die Umfangsgeschwindigkeit etwa halb so groß sein wie die Dampfgcschwindigkeit. Zur Herstellung einer praktisch brauchbaren Umdrehungszahl kommen folgende Mittel in Betracht:

a) Rädervorgelege, von de Sabal angewendet, aber nur für kleine Turbinen geeignet. Zur Erzielung eines ruhigen Ganges sind Winkelzähne zweckmäßig.

b)    Vergrößerung des Raddurchinesfers, von Riedler und Stumpf angewendet und ausreichend für die Bedürfnisse von Dynamos. Da jedoch nur Umdrehungszahl, nicht Umfangsgeschwindigkeit verringert wird, so bestehen große Zentrifugalkräfte, die sehr genaue Ausbalancierung des Rades erfordern, um Gefahren auszuschließen. Eine für Schiffsantrieb hinreichend niedrige Umdrehungszahl läßt sich durch Vergrößerung des Raddurchmessers nicht erzielen.

c)    Geschwindigkeitsstufen. Der Dampf hat seine Expansion bereits beim Austritt aus der Düse vollendet und seine Spannung bis auf den Gegendruck (Atmosphäre oder Kondensator) verringert, erfährt also beim Durchgang durch die Turbine keine weitere Druckverminderung. Er verläßt aber das erste Schaufelrad mit einer größeren Geschwindigkeit und gibt nur einen Teil seiner lebendigen Kraft als Arbeit an das erste Schaufelrad ab, den Rest an ein zweites oder an mehrere weitere Schaufelräder.

Zwischen je 2 Schaufelrädern ist ein feststehender Leitapparat erforderlich, damit der Dampf die Schaufeln des folgenden Laufrades unter dem richtigen Winkel trifft. Innerhalb der Leitschaufeln bleibt die Geschwindigkeit un-geändert.

Bei jedem Laufrad ist die Eintrittskante der Schaufeln so geformt, daß der Dampsstrahl stoßfrei eintritt. Die Schaufelkrümmung nach der Austrittsseite hin ist aber weniger stark, als wenn die lebendige Kraft des Dampfes in einem einzigen Laufrad verwertet wird (Geschwindigkeitsparallelogramm).

Die Gcschwindigkeitsabstufung muß man auf wenige Stufen beschränken, weil sonst die Streuung des Dampfes zu sehr zunimmt und die Reibungsverluste zu groß werden. Den Geschwindigkeitsverbrauch für jede Stufe kann man praktisch zu etwa 200 m annehmen. Die hieraus sich ergebende Umfangsgeschwindigkeit von etwa 100 m ist praktisch noch zu verwerten. Da das Dampfvolumen (Dampfdichtigkeit) konstant ist, so muß der Durchschnittsquerschnitt entsprechend der abnehmenden Geschwindigkeit von Stufe zu Stufe zunehmen. Die Geschwindigkeitsabstufung muß im Gegensatz zu der unter d erwähnten Druckabstufung eine ganz bestimmte sein, damit jedes Laufrad einen möglichst guten Wirkungsgrad hat.

Geschwindigkeitsstufen sind bei der Riedler-Stumpf-Turbine angewendet,

d) Oruckstufen. Der Dampfdruck nimmt von Stufe zu Stufe ab und die Dampfgeschwindigkeit ergibt sich aus dem Druckunterschied zwischen 2 aufeinanderfolgenden Stufen, läßt sich also durch Anwendung einer genügenden Zahl von Stufen stets auf ein für die Praxis geeignetes Maß herunterdrücken. Der nachteilige Einfluß der Reibung bei größerer Stufenzahl ist geringer als bei Geschwindigkeitsstufen. Da die durchschnittliche Dampfgeschwindigkeit konstant ist, das Volumen aber infolge der Expansion zunimmt, so muß der freie Querschnitt zwischen den Schaufeln bort Stufe zu Stufe wachsen.

In jeder Druckstufe kann der Dampf entweder mit Gleichdruck oder mit Überdruck wirken (vgl. 2a). In ersterem Falle ist bei jedem Laufrad der Dampfdruck bei Ein- und Austritt gleich groß, d. h. die Expansion (Druckabnahme) geschieht in den Düsen oder Leitschaufeln (Turbinen von Zöllh und Rateau); in letzterem Falle expandiert der Dampf sowohl in den Leitschaufeln als auch in den Laufschaufeln. Die Expansion geht also nicht sprungweise, sondern gleichmäßig durch die ganze Turbine vor sich.

Zu den Überdruckturbinen mit Druckstufen kann man die Parsons-Tur-bine rechnen, wenngleich die Dampfgeschwindigkeit entgegen der vorstehenden Voraussetzung am Ende der Turbine größer ist als am Anfang.

Die Dampfgeschwindigkeit schwankt bei den Gleichdruckturbinen mit Druckstufen gleichmäßig hin und her, indem sie in den Leitschaufeln entsprechend der Expansion von Null auf einen gewissen Wert steigt und in den Laufschaufeln wieder fast auf Null sinkt. Auch bei den Überdruckturbinen mit Druckstufen schwankt die Dampfgeschwindigkeit hin und her; wegen der Expansion in den Laufschaufeln sinkt sie dort aber weniger, als sie in den Leitschaufeln steigt, so daß ein allmähliches Wachsen der Geschwindigkeit stattfindet.

e)    Druckstufen in Verbindung mit Geschwindigkeitsstufen angewendet von Curtis. Die Turbine zerfällt in mehrere Druckstufen, deren jede mehrere Geschwindigkeitsstufen enthält. Vor dem Eintritt in das erste Laufrad wird mittels Düsen ein Teil des Dampfdruckes in Geschwindigkeit umgewandelt. Darauf wird bei konstantem Druck in jedem Laufrad ein Teil der lebendigen Kraft in Arbeit umgesetzt, während in den Leitschaufeln die Geschwindigkeit konstant ist. Am Ende der ersten Druckstufe ist die Geschwindigkeit annähernd gleich Null. Darauf wiederholt sich der Vorgang, d. h. es wird von dem verbliebenen Druck wieder ein Teil in Geschwindigkeit umgesetzt, die in der zweiten Druckstufe aufgebraucht wird usw.

f)    Beschwerung des Dampfes, d. h. Beimischung schwererer Bestandteile zu dem Dampf zwecks Verringerung der Geschwindigkeit bei gleicher Arbeitsleistung ist zwar versucht, hat aber wegen verschiedener praktischer Schwierigkeiten keine Aussicht auf Erfolg.

4. Wirkungsgrad der Dampfturbinen.

und um die Art und Größe

um den Wert

a) Allgemeines. Der Wirkungsgrad der Kesselanlage ist bei Turbinen nicht anders als bei Kolbenmaschinen. Es handelt sich also, wenn man von der Verwendung der Dampfturbine als Schiffsmaschine zunächst absieht, PSe an der Welle

Theoretische Leistung des Dampfes der thermischen und mechanischen Verluste.

Die theoretische Leistung des Dampfes ist bei Kolbenmaschinen und Turbinen gleich groß, wenn man in beiden Fällen adiabatische Expansion des Dampfes bis zur Kondensatorspannung voraussetzt. Diese Leistung ist natürlich nicht identisch mit der theoretischen Leistung des Dampfes in Teil II.

Da ferner die wirkliche (indizierte) Leistung des Dampfes bei Dampfturbinen nicht meßbar ist, so handelt es sich nur um einen direkten Vergleich der theoretischen und effektiven Leistung. Die einzelnen Verluste sind bei den verschiedenen Turbinensystemen sehr verschieden, und das Erfahrungsmaterial hierüber ist verhältnismäßig gering.

b) Wärmeverluste bestehen teils in Wärmestrahlung nach außen, teils in Wärmeleitung durch die Gehäusewandung vom Eintrittsraum nach dem Austrittsraum. Bei Turbinen mit vielen Druckstufen und weit getrennt liegendem Eintritts- und Austrittsraum fällt der letzte Verlust wenig ins Gewicht, da die Weiterleitung der Wärme immer -wieder der nächsten Stufe zugute kommt; der erste Verlust wird aber größer wegen der großen Gehäusewandung und muß durch gute Bekleidung möglichst eingeschränkt werden.

Der Nachteil der Kolbenmaschinen, daß ein Teil des eintretenden Dampfes an den kälteren Eisenmassen kondensiert, fällt bei Turbinen fort, da hier die Dampftemperatur an den verschiedenen Stellen der Turbinen nicht periodisch wechselt.

c) Spaltverluste, d. h. Dampfverlustc durch die unvermeidlichen Spielräume zwischen feststehenden und rotierenden Teilen sind am größten bei den Überdruckturbinen, weil vor und hinter den Laufschaufeln verschiedene Spannung herrscht und der Spielraum an den Laufschaufeln ein gewisses Maß nicht unterschreiten darf. Verringerung der Spaltverluste durch Teilung in viele Druckstufen. Da bei den Überdruckturbinen mit vielen Druckstufen auch in den Leitschaufeln der Druck abnimmt, so kommen auch die Spaltverluste zwischen Leitschaufel und Turbinentrommel (Parsons) insofern in Betracht, als der durch diese Spalte entweichende Dampf die nächsten Schaufeln nicht unter dem richtigen Winkel trifft.

Bei mehrstufigen Gleichdruckturbinen sind, wenn die Düsen vor jedem Laufrad richtig stehen, die Spaltverluste verschwindend, weil jedes Laufrad in einer Kammer mit konstantem Druck arbeitet, also der Dampf weniger bestrebt ist, durch die Spalte zwischen Laufschaufel und Gehäuse zu entweichen. Die

Spalte zwischen Leitschaufeln und rotierendem Teil haben prinzipiell dieselbe Bedeutung wie bei den mehrstufigen Überdruckturbinen, sind aber bei den meisten Gleichdruckturbinen dadurch fast beseitigt, daß (im Gegensatz zu Parsons) die Leitschaufeln in Zwischenwänden liegen, die bis an die Welle heranreichen.

Bei einstufigen Gleichdruckturbinen (Freistrahlturbine von de Laval) kann von Spaltverlust überhaupt keine Rede sein.

Bei Geschwindigkeitsabstufung sind die Spaltverluste ebenso gering wie bei Druckabstufung in Gleichdruckturbinen.

d) Düsen- und Schaufelverluste bestehen in Reibung des Dampfes in Düsen und Schaufeln, in Dampfstößen und in Wirbelbildung und Streuung. Dabei ist zu beachten, daß Reibung an sich kein wirtschaftlicher Verlust ist, weil sie Wärme erzeugt. Die durch diese Wärme bewirkte Volumen-zunahme gleicht den Geschwindigkeitsverlust zum Teil aus. Die anderen Verluste sind bei teilweiser Beaufschlagung größer als bei voller und wachsen außerdem mit Zunahme der Dampfgeschwindigkeit, also mit Abnahme der Stufenzahl.

e)    ventilationsverlust besteht in der Zentrifugalwirkung der Laufräder und Schaufeln auf den Dampf und ist um so größer, je höher die Schaufeln in radialer Richtung sind. Er ist ferner bei partieller Beaufschlagung größer als bei voller.

f)    Reibung in Wellenlagern und Stopfbuchsen ist bei gut montierter Turbine verschwindend.

g)    Einfluß des Vakuums auf den Wirkungsgrad. Gutes Vakuum ist für Dampfturbinen wichtiger als für Kolbenmaschinen, weil die Expansion des Dampfes erheblich weiter ausgenutzt werden kann (Dampfdruckdiagramm).

Rechnerisch ergibt sich der durch höheres Vakuum erzielbare Gewinn aus Tabelle unter 1 c. über die theoretisch höchste Strömungsgeschwindigkeit. Es sei z. B. px = 12 kg und p₂ im ersten Falle — 0,1 kg, im zweiten Falle — 0,3 kg, dann ist die Arbeit

m - 10802

m - 1197 ²

₉    , im zweiten Falle L —

im ersten Falle L —

Bei der Kolbenmaschine ist die mittlere Zylindertemperatur um so niedriger, also der Kondensationsverlust um so höher, je besser das Vakuum ist. Bei der Dampfturbine fällt dieser Nachteil fort wegen der Gleichheit von Dampf- und Turbinentemperatur an den verschiedenen Stellen.

h) Dampfüberhitzung stößt bei Kolbenmaschinen auf Schwierigkeiten (Teil II), ist aber bei Dampfturbinen so hoch anwendbar, wie es das Material gestattet, vorausgesetzt ausreichende Spaltgröße. Um die Schmierung der Wellenlager durch überhitzten Dampf nicht zu beeinträchtigen, ordnet man die Lager so an, daß der Dampf erst wesentlich abgekühlt mit ihnen in Berührung kommen kann.

Der Vorteil der Überhitzung ist nicht nur größeres Dampfvolumen und geringere Kondensation, wie bei Kolbenmaschinen, sondern vor allem geringere Reibung des Dampfes und Fortfall der Reibung mitgerissener Wasserteilchen in der Turbine. Auf Grund von Versuchen kann man die Dampfersparnis bei Überhitzung um 300° auf mindestens 20 % schätzen.

16

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Ausl.

i) Wirkungsgrad bei wechselnder Geschwindigkeit. Diese Frage ist bei Turbodynamos verhältnismäßig unwichtig, bei Turbinen für Schiffsantrieb jedoch von größter Wichtigkeit.

Eine der geringeren Umfangsgeschwindigkeit entsprechende geringere Dampfgeschwindigkeit läßt sich nur durch Drosseln bewirken. Der Arbeitsverlust, der durch den niedrigeren Anfangsdruck entsteht, wird aber durch die Erwärmung, die der Dampf beim Drosseln erfährt, nicht ausgeglichen.

Eine Verringerung der Beaufschlagung ohne Änderung des Anfangsdruckes würde einer geringeren Belastung der Turbine bei voller Umdrehungszahl entsprechen (Turbodynamos), aber nicht einer geringeren Belastung bei geringerer Umdrehungszahl (vgl. 1, b).

Somit gibt es bei gegebener Turbine kein Mittel zur Erzielung einer günstigen Dampfwirkung bei geringer Leistung und niedriger Umdrehungszahl. Diese grundsätzliche Abweichung der Dampfturbinen von den Kolbenmaschinen zwingt bei Kriegsschiffsturbinenanlagen zum Einbau besonderer Marschturbinen (vgl. 0). Für Verringerung der Leistung durch Drosseln gibt Wilda folgende Vergleichszahlen Zwischen Dampfturbine und Dreifachexpansionsmaschine bei geringerer Drehgeschwindigkeit:

Geschwindigkeit

0,85    0,67

0,5    0,35    0,17

Dampfverbrauch ( pro PS. i

ex

-2 i?

§.

Ci -q CO LC

Ci CD

11,8    16,7    —

6,3    8    13,6

5. Umsteuerung der Dampfturbinen.

Eine Schaufelform, die bei verschiedener Strömungsrichtung des Dampfes entgegengesetzte Drehung erzeugt, ist zwar möglich, liefert aber stets einen schlechteren Wirkungsgrad für Vorwärtsgang. Bei mehrstufigen Turbinen würde die Umkehrung der Strömungsrichtung außerdem mit Kompression verbunden sein. Zur Erzielung einer sachgemäßen Umsteuerung muß man deshalb die Wellen mit besonderen Rückwärtsturbinen versehen.

6. Uxialschub

tritt bei Axialüberdruckturbinen ein, in geringem Maße auch bei Axialgleichdruckturbinen (Reibung). Aufhebung des Axialschubes durch Kammlager ist wegen der Reibung unzweckmäßig; deshalb werden derartige Landturbinen durch den Dampfdruck entlastet. Vgl. B, 1.

7. Bauart der Hauptteile der Dampfturbinen.

a) Gehäuse, ans Gußeisen oder Stahlformguß, muß so geteilt sein, daß Montage und Demontage möglichst leicht ausführbar ist. Gehäuse wird mit angegossenen Füßen auf dem Fundament oder auf besonderer Fundamentplatte festgeschraubt.

Die Wellenlager im Gehäuse müssen wegen der hohen Umdrehungszahl und Reibung sehr lang sein und ganz in Öl laufen. Da eine mathematisch genaue Ausbalancierung der rotierenden Massen nicht möglich ist. und da durch geringe Veränderung des Massenschwerpunktes (z. B. durch Beschädigen von Schaufeln) ein Schleudern entsteht, so ist mit einem wandernden Lagerdruck zu rechnen. Diesem trägt man bei großen Turbinen mit geringerer Umdrehungszahl durch nachgiebige Lagerkonstruktion Rechnung (vgl. B, 1), bei kleinen, sehr schnell laufenden Turbinen (de Lava!) durch dünne Wellen, die so federn, daß bei sehr hoher Umdrehungszahl der Schwerpunkt sich selbsttätig mathematisch genau in die Drehachse einstellt. Zur Erleichterung des Federns und Vermeidung des Eckens bildet man dann die Lager als Kugellager aus (vgl. B, 2). Zur Sicherung einer ausreichenden Schmierung wird bei fast allen Turbinen das Öl mit Überdruck (bei Parsons etwa 2 kg) durch die Lager gepreßt.

Die Abdichtung der Welle beim Austritt aus dem Gehäuse ist schwieriger als bei Kolbenmaschinen, weil Kühlung durch Hin- und Hergehen fehlt. Die gebräuchlichste Abdichtung ist die Labyrinthdichtung, d. h. ein System von lamellenartig ineinander greifenden Ringen mit leichtem Spielraum. Der durchdringende Dampf verliert infolge der häufigen Richtungswechfel allmählich an Spannung und wird außerdem durch die Zentrifugalkraft im Durchtreten behindert. Bei manchen Ausführungen wird durch die Zwischenräume der Labyrinthdichtung auch Wasser oder öl gepreßt oder gesaugt.

b) Düsen und Leitschaufeln. Düsen bestehen aus Bronze oder Stahl, je nachdem man mehr mit feuchtem oder mehr mit überhitztem Dampf zu rechnen hat, und haben runden oder quadratischen Querschnitt; ersterer liefert bessere Strömung, letzterer bessere Anordnung und Beaufschlagung. Düsen werden in entsprechende Durchbohrungen des Gehäuses eingesetzt und haben zuweilen veränderlichen Querschnitt durch zentrale Spindel mit konischem Dorn.

Leitschaufcln bei mehrstufigen Turbinen sind direkt in die Gehäusewand eingesetzt, wenn die Lanfschaufeln auf einer Trommel sitze» wie bei Parsons. Besteht der rotierende Teil aus einzelnen Radscheiben, wie bei Ratean und Zoelly, dann sitzen die Leitschaufeln in den fest in das Gehäuse eingesetzten Scheiben oder Zwischenwände«, die die Laufräder trennen und bis an die Welle heranreichen. In den meisten Fällen fertigt man die Leitschaufeln für sich aus Bronze oder Stahl, seltener sind sie aus einer vollen Scheibe ausgefräst.

Vereinzelt sind auch Leitapparate verwendet, die den Dampf, nachdem er auf ein Laufrad gewirkt hat, zum zweiten Mal auf dasselbe Laufrad leiten (Umkehrleitschaufeln).

c) Wellen und Laufräder. Turbinenwellen, aus Siemens-Martin-Stahl oder Nickelstahl geschmiedet, werden bei mehrstufigen Turbinen mit einzelnen Radscheiben gewöhnlich stufenförmig verjüngt, um die Radscheiben besser aufbringen Zu können. Sitzen die Laufschaufeln auf einer gemeinschaftlichen Trommel, wie bei Parsons, so besteht letztere bei kleinen Maschinen in einer Verdickung der Welle, bei großen aus besonderen Hohlzylindern aus Stahlguß. Ein ebenfalls aus Stahlguß hergestelltes, in die Trommel durch Schrumpfen fest eingesetztes Kreuzstück oder Stern an jedem Ende der Trommel bewirkt die Verbindung mit dem zugehörigen Wellenstück. Sehr große Trommeln werden auch aus mehreren Zylindern zusammengesetzt.

Eine Lauftrommel liefert einfacheren Bau der Turbine, als einzelne Radscheiben, dafür aber schlechtere Abdichtung zwischen Leitschaufeln und rotierenden Teilen. Deswegen eignet sich eine Trommel besonders für große Stufenzahl, wo der Druckunterschied zwischen zwei Stufen, also auch der Spalt-verlust an den Leitschaufeln, klein ausfällt. Von Vorteil ist bei Trommeln auch' die Überdruckwirkung (Parsons), weil der Druckabfall auf Laufrad und Leitapparat verteilt, also im Leitapparat weniger groß ist. Anderseits wird durch die größere Stufenzahl die Zahl der Laufschaufeln sehr groß. Die Widerstandsfähigkeit gegen Zentrifugalbeanspruchung ist an sich bei Trommeln viel geringer als bei Radscheiben, doch wird dies durch geringeren Durchmesser und geringere Umdrehungszahl ausgeglichen.

d)    Busbalancierung der Laufräder. Von größter Wichtigkeit für die Beanspruchung der Wellen und Wellenlager ist die genaue Ausbalancierung der rotierenden Teile.

Für Radscheiben genügt eine statische Ausbalancierung, d. h. eine zen-trale Aufhängung derart, daß der zu schwere Teil des Rades nach unten sinkt. Bei langen Trommeln ist dynamische Ausbalancierung erforderlich, weil trotz statischen Gleichgewichtes der gesamten Trommel in bezug auf die Drehachse einzelne Querschnitte der Trommel nicht ausbalanciert sein können, so daß bei schneller Drehung ein rotierendes Kräftepaar entsteht, in dessen Ebene die Drehachse liegt. Die dynamische Ausbalancierung besteht darin, daß die Trommel mit ihrer Drehachse elastisch (Gummiunterlage) gelagert und in freie (vom Antrieb losgelöst) schnelle Rotation versetzt wird. Ein etwaiges Nachgeben der elastischen Lagerung kann man durch vorsichtiges Nähern von Kreide an der Welle kenntlich machen. Zweckmäßig ist es, für den Massenausgleich Regulierschrauben an der Trommel vorzusehen.

e)    Laufschaufeln fertigt man ebenso wie die Leitschaufeln gewöhnlich für sich aus Bronze oder Stahl und setzt sie so in die Radscheibe oder Trommel ein, daß ein Herausfliegen ausgeschlossen ist, indem man sie mit verbreiterten Füßen versieht, die entweder in eine entsprechend verbreiterte (schwalben-

schwanzförmige) Nute des Rades oder der Trommel eingepaßt sind oder durch Ring, eventl. Schrumpfring zusammengehalten werden.

Bei Parsons werden zwischen die in eine Nute eingesetzten Schaufeln Paßstücke aus weicherem Material gehämmert. Bei manchen Turbinen, z. B. Curtis, sind die Laufschaufeln aus dem vollen Radkranz herausgefräst, eine Methode, die sich nur für niedrige Schaufelform eignet.

B. Turbinensysteme.

1. parsons-Turbine.

a) Wirkungsweise unö Bauart. Die Parsons-Turbine ist eine axiale Überdruckturbine mit voller Beaufschlagung und vielen Druckstufen, liefert daher bei nicht zu großem Durchmesser eine verhältnismäßig niedrige Umdrehungszahl. Letztere beträgt bei 100 PS etwa 5000 bis 4000, bei 1000 PS etwa 2500 bis 1500, bei 5000 PS etwa 1100 bis 900, bei 10000 PS etwa 800 bis 600. Die Schaufelzahl ist sehr groß (etwa 15 000 Lauf- und 15 000 Leitschaufeln bei einer Turbine von 1000 bis 2000 PS). Das aus 2 Halbschalen mit Flansch zusammengeschraubte Gehäuse wird infolge der vielen Druckstufen sehr lang.

Die Laufschaufeln sitzen auf einer Trommel, die bei kleinen Turbinen massiv (Verdickung der Welle), bei großen hohl ist. Pas Wachsen des Querschnittes für den Dampfdurchgang besteht teils in stufenförmiger Zunahme des Trommeldurchmessers, teils in Zunahme der radialen Schaufellänge innerhalb einer Trommel. Letztere Zunahme erfolgt jedoch der Kostenersparnis halber nicht von Schaufelkranz zu Schaufelkranz, wie es konstruktiv richtig wäre, sondern treppenförmig derart, daß mehrere aufeinanderfolgende Schaufelkränze immer genau gleiche Schaufeln haben. Eine wesentliche Verringerung des Wirkungsgrades ist mit dieser Vereinfachung nicht verbunden.

Die Schaufeln einer Turbine von etwa 1000 PS sind in der ersten Stufe radial etwa 10 mm lang, axial etwa 8 mm hoch, in der letzten Stufe etwa 150 bzw. 20 mm. Der radiale Spielraum zwischen feststehenden und rotierenden Teilen beträgt je nach der Größe des Durchmessers 1 bis 5 mm. Radial lange Schaufeln werden am äußeren Umfange durch einen herumlaufenden Ring oder Draht gegeneinander versteift.

Bei großer Leistung und mehreren Wellen (Schiffsturbinen) schaltet man hintereinander mehrere Turbinen von vorstehender Konstruktion und erreicht dadurch eine weitere Verringerung der Umdrehungszahl. Bei Turbinen bis etwa 1000 PS verwendet Parsons etwa 40 bis 60 aufeinanderfolgende Laufschaufelkränze, die sich gewöhnlich auf 3 verschiedene Trommeldurchmesser verteilen und etwa 8 bis 10 verschiedene Schaufelgrößen enthalten. Die Dampfgeschwindigkeit beträgt im Mittel etwa 90 m pro Sek. und nimmt vom Eintritt zum Austritt etwas zu (vielleicht von 70 bis auf 110 m).

Lagerung der Welle in konzentrischen Lagerschalen mit Öldruck, Dichtung des Wellendurchtritts durch Labyrinthdichtung, axiale Einstellung der Labyrinthdichtung durch verstellbares Drucklager am Wellenende, Schmierung durch angehängte Öldruckpumpe (Öl wird mit Druck bis zu 2 Atmosphären nach den Schmierstellen gedrückt und fließt in den Ölbehälter zurück), Regulierung bei Landturbinen durch periodisches Öffnen des Einlaßventils, etwa 150 bis 250 Mal pro Minute, und durch größere oder kleinere Dauer der Öffnungsperioden infolge der Regulatorwirkung.

Gewicht und Raumbedarf einer Parsons-Turbine ist bei stationären Anlagen kleiner als Gewicht und Raumbedarf der Kolbenmaschinen, und zwar ist bei größeren elektrischen Zentralen (über 1000 PS) Grundfläche sowohl wie Gewicht etwa % bis y₃ so groß wie bei einer Kolbenmaschine.

b) Erläuterung der Figuren. Fig. 177 stellt eine Parsons-Land-turbine dar. Es bedeuten: E Dampfeintritt, V entlastetes Absperrventil, A Dampfeintritt in das Gehäuse, B Übertritt nach dem Kondensator, Kx K₂ K3 reibungslose Ausgleichkolben zur Ausbalancierung des Axialschubes, ix i₂ i3 Verbindungskanäle zwischen den Turbinenstufen und zugehörigen Ausgleichskolben, Bi Lo L₃ Lager, S Drucklager für axiale Einstellung, D Labyrinthdichtung (so einstellen, daß etwas Dampf nach außen bläst, also keine Luft eindringt), K Kolben auf der Spindel des Einlaßventils, e Zutrittskanal von Dampf in den Raum unter K, c Dampfabgangskanal von diesem Raum. T Regulierkolben zum periodischen Schließen dieses Kanals, F, G, q, Q Hebelübertragung für regelmäßige Auf- und Riederbewegung des Regulierkolbens, R Ri R₂ R₃ Drehpunkte, s w Gestänge nach Regulator.

Bei ungleichmäßigem Gange hängt die Auf- und Niederbewegung nicht allein von G, sondern außerdem vom Regulator ab. Ist c geschlossen, so wird K durch Zudampf gehoben; ist c geöffnet, so wird K durch die Federbelastung niedergedrückt, da durch c mehr Dampf abströmt, als durch e zuströmt.

Fig. 178 stellt einige Einzelheiten der Turbinenanlage des kleinen Kreuzers „Lübeck" dar. Die Figur ist ohne Erläuterung verständlich.

2. De Laval-Turbine.

a) Wirkungsweise und Bauart. Die de Laval-Turbine ist eine axiale einstufige Gleichdruckturbine mit teilweiser Beaufschlagung. Die zur Ausnutzung der vollen Dampfgeschwindigkeit in einer Druckstufe erforderliche Umdrehungszahl ist so groß, daß eine Übersetzung (etwa 12:1) unentbehrlich ist. Die von de Lava! angewendeten, ganz in Öl laufenden Winkelzahnräder mit breiten Zähnen und kleiner Teilung haben sich gut bewährt.

Wegen der hohen Umdrehungszahl ist die de Laval-Turbine nur für kleine Dimensionen und kleine Leistungen geeignet, kommt deshalb Hauptsächlich nur als Antrieb für Dynamos in Betracht. Hier aber hat sie sich gut bewährt.

Die größten de Laval-Turbinen leisten bei 10 000 bis 11000 Umdrehungen pro Minute und bei etwa 400 m Umfangsgeschwindigkeit etwa 350 PSe, die kleinsten machen bei etwa 150 m Umfangsgeschwindigkeit bis zu 30 000 Umdrehungen. Versuche mit größeren de Laval-Turbinen (600 PSe und mehr) scheinen wenig praktische Bedeutung erlangt zu haben.

Die nach der Mündung sich erweiternden Düsen bilden mit der Radebene einen spitzen Winkel von etwa 20°, die Schaufeln haben einen Ein- und Austrittswinkel von etwa 33°. Die Zahl der Düsen beträgt bei den kleinsten Ausführungen 1, bei den größten etwa 12. Von der lebendigen Kraft des Dampfes werden etwa 60 bis 70 % in PSe an der Welle umgewandelt.

Die Rechnung ergibt, daß bei den hohen Umdrehungszahlen die kleinste Ungleichheit der Massenverteilung genügt, um sehr große Zentrifugalkräfte zu erzeugen. Die damit verbundenen Beanspruchungen von Wellen und Lagern durch große Wellenstärke und lange Lager auszugleichen, ist nicht möglich. Deshalb hebt de Laval einseitige Zentrifugalkraft durch elastische Wellen auf, so daß das Turbinenrad annähernd als freie Masse rotiert und nur noch der geringe wandernde Lagerdruck übrig bleibt, der durch das Durchbiegcn der Welle entsteht. Wellendurchmesser beträgt bei Turbinen bis zu 10 PS nur etwa 5 mm, bei Turbinen von 300 PS nur etwa 35 mm. Das Turbinenrad wird als Scheibe gleicher Festigkeit ausgeführt, also nach außen verjüngt.

Welle und Rad bestehen aus sehr homogenem Nickelstahl von hoher Festigkeit. Die aus Flußstahl gepreßten Schaufeln (bei größeren Turbinen etwa 200) sind entweder mit verdicktem Fuß von der Seite in entsprechende Einschnitte des aus einem massiven Stück bestehenden Rades eingeschoben oder mit einem schwalbenschwanzförmigen Fuß zwischen zwei zusammengeschraubten Radscheiben festgehalten. Turbinengehäuse ist senkrecht zur Welle geteilt. Ein Zentrifugalregulator wirkt auf den Dampfzutritt derart, daß auch bei vollkommener Entlastung die Umdrehungszahl nur etwa 4% steigt, während die Düsenspannung von etwa 13 kg auf etwa 6 kg gedrosselt wird (Versuche mit einer Turbine von etwa 300 PSe).

b) Erläuterung der Figuren. Fig. 179 stellt die de Laval-Turbine zum Antrieb von zwei Dynamomaschinen für das elektrische Schwenkwerk auf „Aegir" dar.

Es bedeuten: a Dampfeintrittsstutzen, b Schlammfänger aus durchlöchertem Messingblech, c Achsenregulator mit Federbelastung und Hebelübertragung nach dem Doppelsitz-Regulierventil (die die Feder umgebende Hülse besteht aus 2 Halbschalen, die bei zu hoher Umdrehungszahl mit dem rechten

Ende auseinanderklappen und mit dem linken Ende die Feder und den Stift nach rechts drücken), d Ringkanal im Gehäuse zur Verteilung des Dampfes auf die Düsen, e Düsen, 3 Stück (die anderen 3 Durchbohrungen sind verschlossen), f Kreiselrad, bestehend aus 2 Scheiben, die auf eine Hülse aufgepreßt und durch Nieten zusammengehalten sind, g ringförmige Austrittskammer, h Pfeilzahnräder zur Verbindung der Turbinenwelle mit den beiden Dynamowellen, i Ölsammelkasten, k Tropfschmiergefäße, 1 gewöhnliche Bronzelager mit Weißmetallfutter, m Kugelgelenklager, n Hilfslager, die nur bei außergewöhnlichen Durchbiegungen der Welle zur Berührung kommen, p Kupplungsflansch für Dynamomaschine.

3. Elektra-Turbine

hat gewöhnlich nur 1 Druckstufe, aber mehrere Geschwindigkeitsstufen. Die stufenförmige Verringerung der Dampfgeschwindigkeit geschieht aber nicht in mehreren aufeinanderfolgenden Laufrädern, sondern in einem einzigen. Der

Dampf geht durch 2 diametral gegenüberstehende Düsen radial von außen durch die Schaufeln nach innen, darauf durch eine Umlenkungsdüse radial von innen nach außen und darauf nochmals durch Umlenkungsdüsen von außen nach innen und von innen nach außen; also für jede der beiden Düsen zweimal äußere und zweimal innere radiale Beaufschlagung.

Durch vorstehende Geschwindigkeitsabstufung wird die hohe Umdrehungszahl der de Laval-Turbine vermieden. Eine Elektra-Turbine von 50 PS macht bei einem Raddurchmesser von etwa % m nur etwa 4000 Umdrehungen pro Minute. Die Elektra-Turbine gestattet eine Umsteuerung in der Weise, daß man das Laufrad mit zwei durch eine Scheidewand getrennten Schaufelkränzen mit entgegengesetzter Schaufelkrümmung versieht. Auch läßt sich die Turbine auf zwei oder mehr Druckstufen erweitern, wenngleich dann die Zusammensetzung sehr kompliziert wird.

4. Eurtis-, Medler-Stumpf- und ct. <£. G.-Turbine.

a) Oie Lurtis-Turbine ist eine Gleichdruckturbine und hat 2 bis 4 Druckstufen und in jeder Druckstufe 2 bis 3 Geschwindigkeitsstufen. Beaufschlagung ist eine axiale und teilweise, und zwar erstrecken sich die Düsen vor dem ersten Laufrad auf etwa % Umfang (gleichmäßig und event!, in Gruppen verteilt). Regulierung durch Schließen einzelner Düsen.

Stationäre Turbinen baut Curtis mit vertikaler Welle, wodurch eine sichere Schmierung erreicht werden kann (Spurlager mit Preßöl von etwa 25 kg Pressung). Scheidewände, die am Gehäuse fest sind und bis an die Welle heranreichen, teilen das Gehäuse-Innere in so viel Kammern, wie Druckstufen vorhanden sind. Die Geschwindigkeitsstufen in jeder Kammer entstehen durch mehrere Laufräder oder durch mehrere Schaufelkränze auf gemeinsamem

Laufrad. Leitschaufelkränze sind in ähnlicher Weise wie bei Parsons ausgeführt.

b) Oie Riedler-Stumpf-Turbine ist ebenso wie die Curtis-Turbine eine Gleichdruckturbine. Bei kleinen Leistungen ist nur 1 Druckstufe vorhanden, eventl. mit 2 Geschwindigkeitsstufen. Wo die einfache Druckstufe mit Geschwindigkeitsabstufung zur Erzielung einer hinreichend niedrigen Umlaufzahl nicht ausreicht, sind mehrere Druckstufen mit je 2 Geschwindigkeitsstufen angewendet, jedoch enthält 1 Druckstufe immer nur 1 Laufrad. Das Charakteristische der Riedler-Stumpf-Turbine ist einerseits die Anwendung der in den Laufkranz eingefrästen Pelton-Schaufeln, anderseits der außergewöhnlich große Raddurchmesser zur Erzielung einer geringen Umdrehungszahl bei möglichst einfacher Bauart.

Die dicht an dicht liegenden, also einen geschlossenen Ring bildenden Düsen haben zur gleichmäßigeren Ausnutzung der Laufschaufelfläche quadratische oder rechteckige Mündungen und treffen nicht, wie bei de Laval, schräg auf die Seite, sondern in der Radebene auf den Umfang des Laufrades, und zwar bei einfachen Pelton-Schaufeln seitlich von der Mittelebene des Rades, bei doppelten genau in der Mittelebene, da die Mittelkante der Doppelschaufel den Dampfstrahl in 2 Hälften spalten soll. Durch diese Stirn-beaufschlagung werden axiale Schubkräfte vermieden. Regulierung geschieht wie bei Curtis durch Abstellen einzelner Düsen.

Die Raddurchmesser bei größeren Riedler-Stumpf-Turbinen betragen 2 bis 3 m bei etwa 2000 Umläufen pro Minute, woraus sich etwa 200 bis 300 m Umfangsgeschwindigkeit ergibt. Die entsprechenden Zentrifugalkräfte sind so groß, daß nur durch allerbestes Material und genaueste Ausbalancierung eine hinreichende Betriebssicherheit für Rad und Welle erreichbar ist. Zur Einschränkung der baulichen Schwierigkeit beträgt die Umfangsgeschwindigkeit bei der Riedler-Stumpf-Turbine nicht %, sondern höchstens % der Dampfgeschwindigkeit. Infolgedessen ist aber bei plötzlicher Entlastung der Turbine die Umdrehungszahl wesentlich steigerungsfähig. Da nun die Zentrifugalkraft mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst, so sind zuverlässige Regulatoren erforderlich, um mit Sicherheit einer Radexplosion vorzubeugen.

Den an der Radfläche entstehenden Reibungsverlust, der mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst, schränkt man durch blankes Polieren der Radoberfläche ein. Die Pelton-Schaufeln geben infolge ihrer taschenartigen Form wenig Widerstand. Bei den Riedler-Stumpf-Turbinen mit mehreren Druckstufen (2 bis 4) ist die Sicherheit des Rades größer, als bei 1 Druckstufe. Eine weitere Eigenart der Riedler-Stumpf-Turbine ist die fliegende Anbringung des Rades auf dem freien Wellenende. Bei großen Turbodynamos mit mehreren Druckstufen ist die Dynamomaschine zwischen den beiden bzw. zwischen 2 Druckstufen angeordnet. Die Geschwindigkeitsabstufung innerhalb

einer Druckstufe geschieht durch Umkehrschaufeln, die den Dampf entweder auf denselben oder auf einen benachbarten Schaufelkranz desselben Rades leiten.

c) Oie £t. E. G.-Turbine (Allgemeine Elektrizitäts - Gesellschaft, Berlin) hat im Prinzip dieselbe Dampfwirkung wie a und b und ist in ihrer äußeren Bauart zum Teil eine Vereinigung beider. Ihr Vorzug bei Turbodynamos besteht in einem äußerst kompendiösen und gut durchkonstruierten Zusammenbau mit der Dynamomaschine.

Welle liegt horizontal. Zentrifugalbeanspruchung der Laufräder ist geringer als bei Riedler-Stumpf. Kleine A. E. G.-Turbinen haben nur 1 fliegend auf das freie Ende der Ankerwelle aufgesetztes Laufrad mit 2 bis 3 Geschwindigkeitsstufen. Axiale Beaufschlagung, bei kleinen Turbinen durch 2 quadratische oder rechteckige Düsen. Gleichstrom-Turbodynamos von 700 bis 800 KW machen etwa 1500 Umdrehungen pro Minute, Gleichstrom-Turbo-dynamos von 10 KW bis zu 4000. Drehstrom-Turbodynamos machen bei gleicher Leistung etwa doppelt soviel Umdrehungen. Bei großen Turbo-dynamos ist die Dynamomaschine wie bei Riedler-Stumpf zwischen HD- und HD-Turbine angebracht.

5. Rateau- und Zölly-Turbine.

a)    Rateau-Turbine nach Professor Rateau genannt, von der Firma Sautter, Harle & Co. in Paris und von der Maschinenfabrik Oerlikon in Zürich gebaut, ist eine vielstufige Gleichdruckturbine mit reiner Druckabstufung ohne Geschwindigkeitsabstufung. Expansion findet also nur in den Leitvorrichtungen statt.

Jedes Laufrad arbeitet in einer besonderen Kammer. Die in das Gehäuse eingesetzten, gegossenen Zwischenwände zwischen den Kammern reichen nach der Mitte bis an die Welle und enthalten am Umfang die aus Flußeisenblech hergestellten Leitvorrichtungen. Die axiale Beaufschlagung ist in den ersten Stufen eine teilweise, wird in den mittleren Stufen größer und in den letzten voll. Die Umdrehungszahl ist etwa 3000 von 100 bis 500 KW, 1500 von 1000 bis 2000 KW, 1000 von 2500 bis 4000 KW. Wie bei Parsons, so nehmen auch hier die Raddurchmesser gruppenweise zu. Bei großen Leistungen sind 2 Turbinen hintereinander geschaltet.

b)    Zoelly-Turbine von Escher Wyß & Co. in Zürich gebaut, stimmt im Prinzip mit Rateau überein, hat aber weniger Druckstufen. Sie hat ebenfalls zunehmende teilweise Beaufschlagung und besteht bei größerer Leistung aus getrennter HD- und HD-Turbine. Die Zahl der Druckstufen ist noch so groß, daß die Leitvorrichtung aus einfachen Schaufeln ohne Düsenform bestehen kann.

C. Dampfturbinen als Zchiffsmaschinen.

1. Grundsätzliche Unterschiede zwischen Land- und Schiffs-Turbinenanlagen.

a)    Umdrehungszahl und Propellerwirkung. Die für die weitere Entwickelung der Turbinenfahrzeuge grundlegenden Versuche mit dem englischen Turbinenboot „Turbinia" in den Jahren 1895 bis 1897 ergaben, daß die bei Dynamomaschinen noch verwendbare hohe Umdrehungszahl der Dampfturbinen mit der gewöhnlichen Form und Größe der Schiffsschrauben unvereinbar ist. Das von der Schraube zurückgeworfene Wasser wird nicht schnell genug durch zuströmendes Wasser ersetzt, und es bilden sich von den vorangehenden Flügelkanten ausgehend Hohlräume vor der Schraube (cavitation), auf deren Erhaltung ein großer Teil der Schraubenarbeit verwendet werden muß.

Die Folge ist ein unverhältnismäßig großer Slip und ein sehr ungünstiges Verhältnis zwischen Nutzarbeit der Schraube und PSe an der Welle. Abhilfe teils durch noch weitere Herabsetzung der Umdrehungszahl, als bei Landturbinen, teils durch Verteilung der Wasserbeschleunigung auf eine größere Zahl von kleineren Schrauben und event!, durch Anordnung von je 2 Schrauben in gewissem Abstand voneinander auf gemeinschaftlicher Welle. In letzterem Falle ist es theoretisch richtig, der hinteren Schraube größere Steigung zu geben, als der vorderen, wenngleich hierdurch praktisch wenig gewonnen wird.

b)    Kxialdruck ist vorhanden bei Überdruckturbinen mit axialer Beaufschlagung und muß bei Landturbinen möglichst durch Dampfwirkung aufgehoben werden (vgl. B, 1). Bei Schiffsturbinen ist der Axialdruck von Vorteil, wenn er von vorn kommt, denn er entlastet das Drucklager oder macht es ganz entbehrlich. Letzteres ist tatsächlich bei den Parsons-Schiffsturbinen der Fall, da das kleine zum Einstellen der Turbine dienende Drucklager für die kleinen etwa übrig bleibenden Axialschübe ausreicht. Die Parsons-Schiffs-turbine hat demnach keine Ausgleichkolben.

c)    Umsteuerung muß, da sie mit derselben Turbine in sachgemäßer Weise nicht ausführbar ist (vgl. A, 5), durch besondere Rückwärtsturbinen bewirkt werden. Diese bringt man zweckmäßig im Gehäuse der dlv-Turbinen an, damit sie beim Vorwärtsgang im Vakuum laufen, also möglichst wenig Ventilationswiderstand verursachen.

Von den Rückwärtsturbinen dieselbe Maximalleistung und Wirtschaftlichkeit zu verlangen, wie von den Vorwärtsturbinen, d. h. sie ebenso groß zu bauen wie jene, ist aus Gewichts- und Raumrllcksichten nicht angängig. Man baut deshalb die Rückwärtsturbinen mit weniger Abstufungen und beschränkt

sie zuweilen auch auf einen Teil der Schiffswellen, z. B. Lei 3 oder 4 Wellen auf die beiden Außenwellen. Maßgebend hierfür ist der verlangte Grad der Manövrierfähigkeit. Auch darf die Verringerung der Stufenzahl nicht zu weit gehen, damit beim Rückwärtsgang der Dampfverbrauch nicht zu groß wird und der Kesseldruck nicht zu schnell füllt.

d) wechselnde Schussgeschwindigkeit. Bei Handelsturbinenschiffen genügt die Regulierung durch Drosseln oder Abstellen von Düsen (vgl. A, 4); bei Kriegsturbinenschiffen würde der Kohlenverbrauch zu groß werden, weil bei Marschfahrten eine so große Herabsetzung der Maschinenleistung nötig ist, daß die Dampfturbinen erheblich unwirtschaftlicher arbeiten als Kolbenmaschinen. Es werden also außer den Hauptturbinen kleine Maschinen nötig, die an den Hauptwellen angreifen und entweder Turbinen oder Kolbenmaschinen sein können.

Marschturbinen laufen bei Volldampffahrt leer mit, Marschkolbem Maschinen sind losgekuppelt und werden nur für Marschfahrt angekuppelt. Der Abdampf geht sowohl bei Marschturbinen als bei Marschkolbenmaschinen durch die Hauptturbinen, damit letztere im Vakuum mitlaufen und keinen Widerstand verursachen, sondern möglichst noch Arbeit leisten. Größere Kriegsschiffsturbinenanlagen mit Mar-schturbinen gestatten außerdem verschiedene Schaltungen der einzelnen Turbinen, um bei verschiedenen Geschwindigkeiten den Dampfverbrauch nach Möglichkeit zu verringern (vgl. 2). Um die Anlage nicht zu kompliziert zu machen, beschränkt man die Anbringung von Marschturbinen oder Marschkolbenmaschinen auf einen Teil der Schiffswellen, bei 4 Wellen auf 2, bei 3 Wellen auf 2 oder 1.

Turbinenanlagen mit Marschkolbenmaschinen haben vor reinen Kolbenmaschinenanlagen den Vorzug, daß die Größe der Marschkolbenmaschinen den Marschfahrten angepaßt werden kann, liefern daher hohe Wirtschaftlichkeit bei Marschfahrten, während Marschturbinen bisher weniger wirtschaftlich gearbeitet haben, als reine Kolbenmaschinenanlagen bei verringerter Leistung. Trotzdem werden im Interesse der Einheitlichkeit und Einfachheit der gesamten Maschinenanlage und zur Ermöglichung verschiedener Schaltungen auf den Turbinenschiffen unserer Marine nicht Marschkolbenmaschinen, sondern Marschturbinen gebaut.

e)    Maschinennranöver bestehen im Öffnen und Schließen der Zudampfventile für die Vorwärts- und Rückwärtsturbinen, sind also einfacher als bei Kolbenmaschinen mit Umsteuerungsvorrichtungen.

f)    Messung der Maschinenleistung. Bei Landturbinen, die fast ausschließlich dem Dynamoantrieb dienen, mißt man die Leistung nach KW und hat so einen einwandfreien Vergleich mit den demselben Zweck dienenden Kolbenmaschinen. Bei Schiffsturbinen ist ein einfacher Vergleich mit den

Schiffskolbenmaschinen nicht möglich, weil die Leistung letzterer nach PSi gemessen wird. Ersatz durch Torsionsindikator (Teil XIX, E) und durch Schätzung der PSi bei Turbinenmaschinen auf Grund eines angenommenen Wirkungsgrades. Den besten Vergleich liefern 2 gleiche Schiffe, von denen das eine durch Kolbenmaschinen, das andere durch Dampfturbinen getrieben wird (vgl. 3).

2. Ausgeführte Schiffsturbinenanlagen.

a)    Allgemeines. Von allen Turbinensystemen ist die Parsons-Turbine bis jetzt am besten für den Schiffsantrieb ausgebildet und deshalb bei weitem am meisten verbreitet.

Die Zahl der mit Parsons-Turbinen bereits ausgerüsteten oder projektierten Schiffe beträgt annähernd 100. Den Hauptanteil an dieser Zahl hat die englische Kriegsmarine mit vielen Torpedobooten und Kreuzern und mit dem Schlachtschiff „Dreadnought" an der Spitze. Aber auch die Zahl von kleinen und großen schnelleren Turbinen-Handelsschiffen nimmt mehr und mehr zu. In unserer Marine hat bis jetzt der kleine Kreuzer „Lübeck" und das Torpedoboot „8 125" Parsons-Turbinen. Weitere Kreuzer und Torpedoboote mit Parsons-Turbinen sind teils im Bau, teils projektiert. Auch für Linienschiffe werden bei uns Projekte von Turbinenanlagen gemacht.

Ob es gelingt, für Kriegsschiffe den Parsons-Turbinen eine wirksame Konkurrenz durch ein anderes Turbinensystem zu schaffen, ist noch nicht zu übersehen. Der mit A. E. G.-Turbinen ausgerüstete und für den Verkehr zwischen Nordseebädern bestimmte Handelspassagierdampfer „Kaiser" der Hamburg-Amerika-Linie war auf einige Zeit unserer Marine zur Erprobung zur Verfügung gestellt und hat sich gut bewährt.

b)    Kleiner Kreuzer „Lübeck". Einige Einzelheiten dieser Turbinenanlage sind unter B erklärt. Die Zusammenstellung der Anlage ist in Fig. 180 enthalten.

Die Hauptturbinenanlagc zerfällt in 2 durch Mittelschott getrennte Hauptturbinensätze, deren jeder mit 15 kg Anfangsdruck auf 2 Wellen arbeitet. Jeder Turbinensatz besteht aus 2 hintereinander geschalteten Turbinen. Die

beiden Hv-Hauptturbinen (HH) treiben die äußeren, die beiden Xv-Haupt-turbinen (NH) die inneren Wellen. Auf jeder der 4 Wellen sitzt eine Rückwärtsturbine (R), und zwar haben die Rllckwärtsturbinen der inneren Wellen ein gemeinschaftliches Gehäuse mit den Xv-Hauptturbinen. Die Hv-Marsch-turbine (HM) sitzt auf der StB.-, die Xv-Marschturbine (XM) auf der BB.-Jnnenwelle, so daß bei Marschfahrten die Maschinen der beiden Schiffsseiten nicht unabhängig voneinander sind.

Die Rohrleitungen lassen folgende Schaltungen zu:

Große Leistung: Dampf geht in jedem Maschinenraum von A über HH und XH nach Kondensator.

Mittlere Leistung bis 18,5 sm: Dampf geht im LZ.-Maschinenraum von F nach NM, von hier nach den HH beider Maschinenräume und dann wie bei großer Leistung.

Kleine Leistung bis etwa 14 sm: Dampf geht im StB.-Maschinenraum von E nach HM, von hier nach NM und dann wie bei mittlerer Leistung.

Bei jeder Schaltung wird nach Bedarf die Leistung durch Drosseln verringert. Eine vorübergehende Erhöhung der Leistung bei großer Leistung läßt sich durch Umlaufventil B bewirken, welches innerhalb jeder HH-Turbine Kesseldampf auf einen größeren Schaufelkranz leitet. Zur Erhöhung der Leistung kann man ferner bei mittlerer Leistung den beiden HH und bei kleiner Leistung der NM Kesseldampf zusetzen.

Rückwärtsgang: Dampf geht in jedem Maschinenraum von C gleichzeitig nach beiden R, jedoch ist wegen des hohen Dampfverbrauches beim Rückwärtsgang für die beiden inneren R nachträglich eine besondere Absperrvorrichtung eingebaut, so daß die äußeren R allein benutzt werden können. Das Parallelschalten aller 4 Rllckwärtsturbinen war hiernach eine Fehlkonstruktion. Das Umsteuern besteht im Schließen von A und Offnen von C.

In der Figur bedeuten ferner: G Ventil zwischen HM und NM, H Ventil zwischen NM und beiden HH, J Rohre zwischen HH und NH, K Verbindungsrohr zwischen beiden Kondensatoren, L Abdampfrohre zwischen beiden R und Kondensatoren, M 2 Zwillingsluftpumpen System Weir, mit gemeinschaftlicher Förderung von Luft und Wasser.

Die auffallende Größe der Abdampfstutzen zwischen NH und Kondensator ist durch die große Expansion des Dampfes bedingt.

c) Torpedoboot „8 125“. Die in Fig. 181 dargestellte Turbinenanlage besteht aus 7 Turbinen und treibt 3 Wellen. Die HH treibt die Mittelwelle, jede NH eine Seitenwelle. HM sitzt auf der StB.-, NM auf der BB.-Seitenwelle. Die beiden R sitzen auf den Seitenwellen in den beiden Gehäusen der NH.

Die zur Anwendung kommenden 4 verschiedenen Schaltungen sind auf der Zeichnung angegeben und entsprechen etwa folgenden Geschwindigkeiten: Schaltung I bis 14 sm, Schaltung II von 14 bis 15,5 sm, Schaltung III von 15,5 bis 17 sm, Schaltung IV von 17 bis 28 sm. Genaue Regulierung bei allen Schaltungen durch Drosseln. Zur Erhöhung der Leistung bei Schaltung IV kann bei genügender Dampferzeugung durch Umlaufventil h Kesseldampf auf einen größeren Schaufelkranz der HH geleitet werden.

Beim Manövrieren werden nur die beiden NH und die beiden R benutzt und alle Ventile mit Ausnahme von d sind geschlossen. Durch Wechselschieber g auf StB. und h auf BB. kann der Dampf entweder von vorn in NH oder von hinten in R geleitet werden.

Die übrigen Buchstaben bedeuten: a Zudampfventil für HH, b und c Zudampfventil für NM und HM, d Zudampfventil für f und g, e Rückschlagventil zwischen HM und NM, i Rückschlagventil zwischen NM und HH, k und 1 Rückschlagventile zwischen HH und den beiden NH, A Hauptspeisepumpe, B Saugeventilkasten derselben mit Anschluß an Kondensatoren, Speisewasserkasten und Warmwasser kästen, CO 2 Zirkulationspumpen, DD 2 Luftpumpen, später ersetzt durch 2 Naß- und 1 Trockenlustpumpe von Weir, E Lenzpumpe, F Kühlwasserpumpe, G Pumpe für Frischwassererzeuger, J Lichtmaschinen, Jj Schaltbrett, L Frischwassererzeuger, M Vorwärmer dazu, 0 Trinkwasserkondensator, P Warmwasserkasten, Q Ölpumpe.

3. Bisherige Ergebnisse und Aussichten der Schiffsdampf-

turbine.

a)    Raumbedarf und Gewicht. Land- und Schiffs-Turbinenanlagen ergeben gegenüber Kolbenmaschinen eine wesentliche Raumersparnis in der Höhe, daher bei Schiffsturbinen tiefere Schwerpunktslage und bei Kriegs-schiffstnrbinen geschütztere Lage und eventl. Vermeidung von Ausbauten im Panzerdeck. Eine Ersparnis an Grundfläche ist nur bei Landturbinen, nicht bei Schiffsturbinen, wenigstens nicht bei Parsons-Turbinen auf Kriegsschiffen vorhanden, was zum Teil den Marsch- und Rückwärtsturbinen zuzuschreiben ist.

Auch die Gewichtsersparnis ist im Gegensatz zu den ursprünglichen Erwartungen bei den bisherigen Kriegsschiffs-Turbinenanlagen unbedeutend.

Auf „Lübeck" beträgt sie im Vergleich zu dem sonst gleichen Kreuzer „Hamburg" mit Kolbenmaschinen 7 % in bezug auf die ganze Maschinen- und Kesselanlage, 16 % in bezug auf die Maschinenanlage allein. Wegen der voraussichtlich nötig werdenden Vergrößerung der Rückwärts- und Marschturbinen wird jedoch auch diese Gewichtsersparnis bei späteren Turbinenkriegsschiffen kaum erreicht werden.

Auf „8 125" ist Grundfläche und Gewicht sogar größer, als bei den gleichen Booten mit Kolbenmaschinen. Der Turbinenschnelldampfer „Car-mania" der Cunard-Linie soll gegenüber dem gleichen Kolbenmaschinenschnell-dampser „Caronia" in der Gesamtanlage 5 % Gewichtsersparnis ergeben haben. Die Turbinenanlage auf dem Passagierdampfer „Kaiser" ist nach Nauticus 1906 nicht leichter als eine Kolbenmaschinenanlage. Im übrigen sind zuverlässige Vergleichsdaten über Gewicht und Raumbedarf der Schiffsturbinen spärlich vorhanden.

b)    Wirtschaftlichkeit. Während die Turbinen der elektrischen Zentralen an Land bei größerer Belastung im allgemeinen eine Kohlenersparnis gegenüber den durch Kolbenmaschinen getriebenen Dynamos ergeben haben,

namentlich bei überhitztem Dampf, so bringen die Schiffsturbinen fast ausnahmslos einen Mehrverbrauch an Kohlen mit sich.

Sowohl auf „S 125" als auch auf „Lübeck" war der Kohlenverbrauch bei allen Geschwindigkeiten höher, als auf den gleichen Fahrzeugen mit Kolben-. Maschinen. Bei der Höchstleistung war der Unterschied gering. Je niedriger die Leistung, desto unwirtschaftlicher waren die Turbinenschiffe im Vergleich mit den gleichen Kolbenmaschinenschiffen.

geringere Höchstgeschwindigkeit

sm

„S 125" hat bei Marschgeschwindigkeiten über 50% mehr Kohlen verbraucht, als die Schwesterboote. Die hierdurch bedingte Mehrbeladung mit Kohlen hatte zur Folge, daß bei einem Kohlenvorrat für 2000 sm (bei 12 sm Marschfahrt) „S 125" eine um mehr als 1 erreichte, als die Schwesterboote, während bei gleicher Belastung auch die Höchstgeschwindigkeit etwa gleich groß war (annähernd 28 sm).

Bei „Lübeck" ist die Unwirtschaftlichkeit bei Marschfahrt hauptsächlich deswegen weniger groß als bei „S 126", weil wegen der geringeren Höchstgeschwindigkeit (22 sm gegen 28 sm) für 12 sm ein wesentlich höherer Bruchteil der höchsten Maschinenleistung erforderlich ist, als bei „S 125". Der Mehrverbrauch an Kohlen auf „Lübeck" gegenüber dem Schwesterschiff „Hamburg" mit Kolbenmaschinen beträgt bei 12 sm etwa 17 %, bei 20 sm etwa 10 %. Im Geschwaderverbande soll der Mehrverbrauch auf „Lübeck" bisher etwa 8 % betragen haben.

Der Passagierdampser „Kaiser" (vgl. 2 a) hat bei seiner höchsten Geschwindigkeit (19,8 sm) pro PSe und Stunde etwa 5 % weniger Kohlen verbraucht als „Hamburg", aber schon bei 16 sm ist der Kohlenverbrauch pro PSe und Stunde bei „Kaiser" größer als bei „Lübeck" und „Hamburg", und bei niedriger Geschwindigkeit wird er erheblich (bei 12 sm etwa 50 %) größer, was jedoch für „Kaiser" als Passagierdampfer wenig ins Gewicht fällt und auch nicht anders möglich ist, da vorgeschaltete Marschturbinen fehlen.

Fig. 182 gibt einen vergleichenden Überblick über die Wirtschaftlichkeit von „Hamburg", „Lübeck" und „Kaiser".

Im Gegensatz zu den Versuchsergebnissen in unserer Marine soll in der englischen Marine der Turbinenkreuzer „Amethyst" bei 15 sm etwa ebensoviel Kohlen verbraucht haben, wie die gleichen Kreuzer „Topaze", „Diamond" und „Sapphire" mit Kolbenmaschinen und bei der höchsten Geschwindigkeit (22 bis 23 sm) sogar über 30 % weniger (Engineering, 1904). Der Schnelldampfer „Carmania" wiederum soll einen höheren Kohlenverbrauch haben wie die Schwesterschiffe mit Kolbenmaschinen.

Das vorliegende Versuchsmaterial läßt somit kein abschließendes Urteil zu. Keinesfalls ist der Vergleich zwischen „Amethyst" und „Topaze" maßgebend, da „Topaze" einen ungewöhnlich hohen Kohlenverbrauch hat (vgl. Nauticus, 1905). Zweifellos aber verschieben sich alle Ergebnisse bei längerer Jndiensthaltung zugunsten der Turbinen, weil infolge von Abnutzung der

Kolben und Schieber die Wirtschaftlichkeit bei Kolbenmaschinen abnimmt. Der Verbrauch an sonstigem Betriebsmaterial, wie Öl und Packung, ist bei Turbinen wesentlich geringer als bei Kolbenmaschinen. Die Schmierung kostet bei Kolbenmaschinen etwa 7 %, bei Turbinen kaum 2 % vom Werte der Kohlen.

c)    Schiffsvibrationen fehlen bei Turbinenschiffen gänzlich, soweit sie auf der Massenwirkung der Maschinenteile beruhen; daher bessere Wohnlichkeit, sichereres Abkommen beim Schießen und ruhigere Lage der Kompaßrose.

d)    Bedienung ist bei Turbinen wesentlich einfacher, als bei Kolbenmaschinen wegen der geringen Zahl der bewegten Teile und reibenden Flächen und wegen der Selbsttätigkeit der Schmierung. Zum Manövrieren sind nur wenige Ventile zu öffnen oder zu schließen; Vorrichtungen wie Hilfsschieber sind nicht nötig, da die Turbinen in jeder Lage gut anspringen; Mitreißen von Wasser in gewissen Grenzen schadet nicht.

Reinigungs- und Jnstandhaltungsarbeiten sind geringer, nicht nur bei den Turbinen selbst, sondern auch bei den Kesseln und Kondensatoren, da der Abdampf nahezu ölfrei ist. Die einfachere und leichtere Bedienung ergibt eine wesentliche Entlastung des Personals, stellt auch an die Fähigkeiten desselben geringere Anforderungen.

e)    Reparaturen sind bei Turbinen wegen der geringen Zahl der reibenden Teile weniger umfangreich als bei Kolbenmaschinen, vorausgesetzt, daß größere Havarien an den Schaufelkränzen nicht vorkommen. Man kann also bei Turbinenschiffen durchschnittlich mit größerer Betriebsbereitschaft rechnen. Je größer der Zwischenraum zwischen Gehäuse und rotierenden Teilen, desto weniger gefährlich sind Durchbiegungen der Welle, Abnützung der Lager und Formveränderungen durch die Wärme.

f)    Betriebssicherheit ist bei Turbinen größer als bei Kolbenmaschinen wegen der geringeren Zahl von Havariequellen. Die bei Kolbenmaschinen vorhandenen Betriebsgefahren für das Personal fallen größtenteils fort.

g)    Luft im Maschinenrauin ließ auf „Lübeck" zu wünschen übrig wegen hoher Temperatur und hohen Feuchtigkeitsgehaltes (Wellendichtung).

h)    Fahrtmoment. Infolge der kleineren Propeller und schwächeren Rückwärts-Turbinen ist das Fahrtmoment störender als bei gleichen Schiffen mit Kolbenmaschinen. Je größer die Geschwindigkeit, desto größer der Unterschied. Von voller Fahrt voraus kam „Lübeck" in 1% Minute auf 4 Schiffslängen, „Hamburg" auf 1% Minute auf 3 Schiffslängen zum Stehen. Teilweiser Ausgleich durch schnelleres Manövrieren mit Turbinenmaschinen.

i)    Bau- und Reparaturkosten. Bei Parsons-Turbinen sind die Baukosten höher, die Reparaturkosten niedriger als bei Kolbenmaschinen. Ein vollständiges Urteil über den Kostenpunkt unter Berücksichtigung der Betriebskosten kann erst durch jahrelange Erfahrungen gewonnen werden.

17

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Ausl.

Teil XVII.

Verbrennungsmotoren.

A. Verbrennung. Zündung. Kühlung.

1. Brennmaterial für Verbrennungsmotoren.

a) Flüssige Brennstoffe. Spiritus in der üblichen Verdünnung (10 Volumenprozente Wasser) entwickelt pro Liter nur 5600 WE, hat aber den Vorzug, in großen Mengen im Jnlande gewonnen zu werden. 100 kg Kartoffeln ergeben etwa 10 bis 12 Liter Alkohol. Siedepunkt — 78 °; spezifisches Gewicht — 0,8. Durch Beimischung von Benzol, das den gleichen Preis hat (15 bis 16 M. für 100 kg), läßt sich sein Heizwert ausbessern, jedoch wächst dann gleichzeitig die Gefahr des Verschmutzens des Motors (Betriebsstörungen).

Ein Spiritusmotor muß mit Benzin angelassen werden, was die Anlage kompliziert macht. Auch bildet sich, falls Spiritus unter zu geringem Luftüberschuß verbrennt, leicht Essigsäure, was ein Rosten zur Folge hat. Dies wird vermieden, wenn der Motor kurz vor Außerbetriebsetzung noch kurze Zeit mit Benzin arbeitet.

Die leicht entzündlichen Kohlenwasserstoffe (Gasolin, Naphtha, Benzin) eignen sich für Verbrennungsmotoren am besten, weil die Zündung nicht versagt, und die Maschine nicht verschmutzt. Anderseits gestattet ihre Feuergefährlichkeit die Aufbewahrung an Bord nur in kleineren Mengen. Für den Fall einer größeren Verwendung von Verbrennungsmotoren auf Schiffen, z. B. als Schiffsmaschine, kommen daher nur das weniger gefährliche Petroleum und die Öle in Betracht, die jetzt zur Kesselfeuerung benutzt werden.

Petroleum hat denselben Heizwert wie Benzin und ist etwas billiger, Zündet aber nicht sicher, selbst wenn es in Luft zerstäubt ist, weshalb höhere Temperatur erforderlich ist, z. B. Gegenspritzen gegen Flächen, die durch die abziehenden Gase geheizt sind. Betrieb von Petroleummotoren neuerdings vielfach durch das etwa halb so teuere Gasöl oder Parafsinöl.

Die für Ölfeuerung gebrauchten Heizöle bieten für Verbrennungsmotoren in bezug auf Zündung und Verschmutzung noch größere Schwierigkeiten als Petroleum.

b) Gasförmige Brennstoffe. Für die etwaige Verwendung von Gasmaschinen als Schiffsmaschinen kommen lediglich Sauggasanlagen in Betracht. Im übrigen vgl. flüssige und gasförmige Brennstoffe in Teil XIX.

2. Hrt der Verbrennung.

Alle Gas- und Ölmotoren sind entweder Verpuffungs- oder Gleichdruckmotoren. Der Brennstoff gelangt bei ersteren vor, bei letzteren während des Krafthubes in den Zylinder, weshalb bei letzteren die Entzündung allmählich erfolgt und die Druckschwankungen geringer sind. Die Verbrennungsluft wird bei allen Motoren vor Beginn des Krafthubes in den Zylinder gelassen.

Zur Erzeugung eines entzündbaren Gemisches von Brennstoff und Luft ist bei flüssigen Brennstoffen Verdampfung oder Zerstäubung erforderlich. Leicht flüchtige Öle wie Gasolin, Naphtha und Benzin vergasen von selbst, schwerflüchtige, wie Kohlenteeröl, destilliertes Erdöl, Petroleum und auch Spiritus bedürfen besonderer Verdampfer oder Zerstäuber.

Bei Benzin genügt schon ein Durchsangen, von Luft, die dadurch mit Benzin geschwängert und wie Leuchtgas verwendet wird. Auch Einspritzen von Benzin in Luft ergibt ein brauchbares Betriebsgemisch. Verdampfung der schwerflüchtigen Öle durch Abgase oder besondere Heizlampe. Vermengen des Öldampfes mit Luft beim Entstehen oder nachträglich, im ersten Falle Vermeidung zu hoher Temperatur, damit kein Vorzünden eintritt. Erhöhung der Wirkung der Verdampfung durch vorangehende Zerstäubung. Petroleum wird meist gegen heiße, durch Luftstrom bestrichene Wandflächen gespritzt, wobei je nach der Temperatur Petroleumnebel (Kaltdampf) oder wirkliches Gas entsteht. Bei sehr energischer Zerstäubung entsteht Ölnebel, der auch ohne' Verdampfung gut brennt.

Ölablagerungen an den Zylinderwänden wirken in kleinen Mengen schmierend, in großen verunreinigend. Hohe Erhitzung der Öldämpfe schützt nicht vor zu reichlicher Verdichtung, teils weil Überhitzung durch Gefahr der Vorentzündung beschränkt ist, teils weil sie auf die Temperatur der Mischung geringen Einfluß hat.

Bestes Mittel zur vollständigen Verbrennung und Einschränkung der Ölablagerung ist feine Zerstäubung durch Düsen. Regelung der Brennstoffmenge durch Brennstoffpumpen, die wegen der äußerst geringen Fördermenge häufig mit 80 Prozent totem Hub arbeiten, damit sie nicht übermäßig klein werden.

3. Zündung.

a) Zlaminenzündung. Flamme brennt dauernd in einer Öffnung des Schieberkastens und wird entweder durch besondere Gasleitung, oder durch Verbrennungsgase des Motors gespeist. Die Steuerung sorgt dafür, daß die Zündflamme (oder eine Zwischenflamme) erst nach vollendetem Ansaugen der Verbrennungsgase in Tätigkeit tritt. Wegen der Möglichkeit von Betriebsstörungen wird Flammenzündung bei neueren Motoren nicht mehr verwendet.

b)    Glühzündung. Bei kleinen Motoren viel verwendet in Gestalt eines Glührohres, das an einem Ende geschlossen ist, am anderen mit dem Zylinder kommuniziert. Das Rohr wird durch eine äußere Flamme glühend erhalten und Lei großen Motoren durch einen gesteuerten Hahn derart vom Zylinder getrennt, daß keine Vorzllndung eintreten kann. Bei kleinen Motoren fehlt häufig der Hahn, weil infolge der im Glührohr zurückbleibenden Abgase ohnehin erst bei der nächsten Verdichtung die neuen Gase mit dem glühenden Teil in Berührung kommen. Glührohre bestehen aus besonders widerstandsfähigem Eisen, oder aus Porzellan, das allerdings bei plötzlichen Abkühlungen springen kann.

c)    Elektrische Zündung ist wegen ihrer Zuverlässigkeit am meisten verwendet. Stromerzeugung durch Batterie oder Dynamomaschine oder einfacher durch magnetelektrische Maschine. Zündung durch überspringenden Funken zwischen zwei festen Polen oder durch Abreißfunken. Bei großen Maschinen auch doppelte Zündvorrichtung.

Bei allen neueren Motoren wird die Verbrennungsluft oder das Gemisch von Luft und Brennstoff beim Kolbenrückgang vor dem Krafthub komprimiert. Hieraus folgt nicht nur größere Kraftleistung im Verhältnis zur Motorgröße, sondern infolge der Kompresfionswärme auch leichtere Zündung. Kompression des Gemisches darf nicht zu weit gehen wegen der Gefahr der Vorzündung. Kompression der Luft allein kann über die Entzündungstemperatur des Öls hinaus gehen, so daß besondere Zündvorrichtungen entbehrlich werden (Diesel-Motor).

4. Kühlung.

Wasserkühlung des Motorzylinders ist nicht entbehrlich. Kühlwasserum-lanf durch angehängte Pumpe oder von einer Druckwasserleitung ans.

B. ttrastverteilung in Zylinder und Gestänge.

1. Höhe des angewendeten Druckes.

Jahrelang, etwa 1867 bis 1880 war an Land vorzugsweise die atmosphärische Gasmaschine von Otto & Langen in Deutz in Gebrauch. Benutzung des verpuffenden Gases zum Heben eines periodisch vom Gestänge losgelösten Kolbens. Arbeitsleistung durch Atmosphärendruck über und Vakuum (infolge Abkühlung der Gase) unter dem Kolben.

Alle neueren Gas- und Ölmotoren arbeiten mit Überdruck der Verbrennungsgase. Überdruck, abhängig von der Natur des Brennstoffes, von der Art der Zuführung in den Zylinder und von dem Grade der vor der Entzündung stattgehabten Kompression, beträgt am Anfang des Krafthubes bei Gasmotoren etwa 12, beim Diesel-Motor bis 35 kg.

2. Arbeitsperioden.

Die meisten Verbrennungsmotoren haben einseitig wirkenden, direkt mit der Pleuelstange verbundenen Kolben und offenen Zylinder. Taktzahl bedeutet Zahl der Hübe während einer Arbeitsperiode. Am häufigsten ist Viertakt, seltener Zweitakt und Sechstakt.

Takt

Viertakt-Gasmotor oder Viertakt-Olmotor

Diesel-Motor

I.

ein.

Kolben geht vorwärts und saugt atmosphärische Luft und Brennstoff

Kolben geht vorwärts und saugt atmosphärische Luft ein.

II.

III.

Kolben geht rückwärts und preßt das Brennstoffgemisch auf höheren Druck, bei Gasmotoren auf 2 bis 3, bei Spiritusmotoren auf etwa 8 kg.

Brennstoffgemisch verpufft infolge der Zündvorrichtung und treibt den Kolben durch den anfänglich hohen, aber mit der Expansion schnell abnehmenden Druck vorwärts.

Kolben geht rückwärts und preßt die Luft auf 30 bis 35 kg, d. h. bis über die Entzündungstemperatur der in Betracht kommenden Öle.

In die erhitzte Preßluft wird allmählich fein verteilt vorgewärmtes Ol gepreßt, das sich durch die hohe Temperatur von selbst entzündet und im Verein mit der Preßluft den Kolben vorwärts treibt.

IV.

Kolben geht rückwärts und preßt die Verbrennungsprodukte ins Freie.

Wie links.

Ein Teil der Nutzarbeit des Krafthubes (Takt III), etwa 5 bis 10 Prozent, wird während der Takte IV, I und II wieder verbraucht.

Bei Sechstaktmotoren ist der Vorgang zunächst wie vorstehend. Durch Takt V und VI werden die verbrannten Gase mit Luft ausgespült. Im Vergleich zu Viertaktmotoren haben Sechstaktmotoren geringeren Gleichförmigkeitsgrad, größeres Gewicht und größeren Raumbedarf, dafür aber bessere Wirtschaftlichkeit, weil infolge der gründlichen Entfernung der Abgase die neue Verbrennung weniger beeinträchtigt wird.

Bei Zweitaktmotoren werden die Vorgänge des Viertaktes durch Hilfszylinder (bei kleinen Motoren auch ohne Hilfszylinder) auf 2 Takte zusammengedrängt, und zwar besorgt der Hilfszylinder die Takte I und II des Viertaktes. Durch den Hilfszylinder ist Zweitakt komplizierter als Viertakt.

Wegen der erwähnten Nachteile des Sechs- und Zweitaktes kann als Schiffsmaschine nur der Viertaktmotor in Frage kommen.

3. Gleichforinigkeitrgrad

ist am schlechtesten bei einfach wirkendem, einzylindrigem Sechstaktmotor. Er wird verbessert teils durch zweiseitig wirkenden Kolben (Kolbenstange und

Geradführung), teils durch Verringerung der Taktzahl, teils durch Verwendung mehrerer Zylinder mit versetzten Kurbeln (Zwillings-, Drillings-, Vierlingsmotoren). Tandem-Anordnung der Zylinder (Reihenmotoren) ist zuweilen durch die Größe der Anlage bedingt, hat aber auf den Gleichförmigkeitsgrad keinen Einfluß.

c. Steuerung und Regulierung der Verbrennungsmotoren.

1. Steuerung

geschieht gewöhnlich durch federbelastete Ein- und Austrittsventile, die durch eine oder mehrere vom Motor bewegte Steuerwellen mit Hebeln oder unrunden Scheiben (Nocken) im richtigen Moment gehoben und durch den Federdruck wieder geschlossen werden.

Das Eintrittsventil für Lust und Gas kann selbsttätig sein, da nur während des Saugetaktes Unterdrück im Zylinder herrscht. Das Austrittsventil muß zwangläufig gesteuert sein. Die Steuerwellen werden meist durch Zahnräder getrieben, die zweckmäßig ganz in Öl laufen und als Schraubenräder ausgeführt werden. . Schieber sind seltener verwendet, da sie schwerer sind und mehr Reibung verursachen. Häufig sind die Abschlußvorrichtungen durch Überlaufen des Kolbens über Öffnungen in der Zylinderwand ersetzt (z. B. ventilloser Zweitaktmotor von Körting).

2. ctnlaffen und Umsteuern.

Da jeder Verbrennungsmotor das Gasgemisch sich selbst erzeugt, springt er nicht an wie eine Dampfmaschine, sondern muß durch fremde Kraft mehrere Male herumgedreht werden. Dies geschieht bei kleinen Motoren mit der Hand, bei großen durch aufgespeicherte Preßluft oder Elektrizität oder durch eine sonstige Kraftquelle. Ein derartiges Anlassen wäre jedesmal nötig, wenn man einen Motor umsteuern wollte (was in bezug auf das Steuerungsgetriebe keine Schwierigkeit bieten würde).

Zur Vermeidung «des häufigen Anlassens ersetzt man bei Bootsmotoren u. dgl. die Umsteuerung durch ein Wendegetriebe in der Wellenleitung oder durch verstellbare Schraubenflügel (Schubstange in der hohlen Wellenleitung, Patent Bevis). Für sehr große Motoren wäre dies praktisch nicht ausführbar. Hierin liegt ein Hauptgrund gegen die Verwendung von Verbrennungsmotoren als große Schiffsmaschinen.

3. Regelung 6er Geschwindigkeit.

a) Viertaktmotoren. Regelung geschieht entweder durch zeitweises Aussetzen der Kraftwirkung ohne Beeinflussung des Mischungsverhältnisses, oder durch Änderung des Mischungsverhältnisses ohne Änderung der Steue-

rung, oder durch Änderung der Füllung ohne Änderung des Mischungsverhältnisses.

Bei der ersten Methode wird das Brennstoffventil oder Einlaßventil periodisch geschlossen gehalten, bei der zweiten wird entweder beim Brennstoffventil oder beim Einlaßventil Hub oder Öffnungsdauer verändert, oder es werden zur Verdünnung der Ladung Abgase zurückgesaugt, bei der dritten wird entweder das Einlaßventil früher geschlossen oder während des ganzen Saugehubes das Gemisch gedrosselt.

b)    Zweitaktmotoren werden durch die Ladepumpe geregelt.

Bei Gas und Benzin ist Aussetzregulierung am einfachsten; bei Petroleum und Spiritus ist sie weniger gut, weil die Abkühlung der Zylinderwandung Brennstoffverluste und Verschmutzung zur Folge hat. Regelung durch Gemisch und Regelung durch Füllung sind etwa gleich wirtschaftlich.

c)    Äußere Einleitung der Regelung geschieht entweder selbsttätig durch Regulator oder willkürlich nach Bedarf und muß zwischen Steuerwelle und den beteiligten Ventilen eingeschaltet sein.

D. vorteile und Nachteile von Verbrennungsmotoren und Verwendbarkeit für Zchiffszwecke.

1. Gewicht und Raumbedarf.

Im Vergleich zur Schiffsdampfmaschine bringt die Großgasmaschine mit Sauggasanlage eine kleinere, der Ölmotor eine größere Gewichts- und Raumersparnis. In beiden Fällen fallen Kessel und Kondensatoren sowie die hierdurch bedingten Hilfsmaschinen und Rohrleitungen fort. Die größte Gewichtsund Raumersparnis liegt aber bei langem Betrieb nicht in der maschinellen Anlage selbst, sondern in der durch die größere Wirtschaftlichkeit bedingten Verringerung des Brennstoffvorrats.

Abweichend von den Dampfmaschinen nimmt das Gewicht pro PS bei Verbrennungsmotoren mit wachsender Motorgröße nicht ab, sondern zu; Grund: geringere Umdrehungszahl. In Zeitschrift Schiffbau 1906 macht Capitaine folgende Angabe: Ein Motor von 5 Zylindern mit einseitig wirkenden Kolben und 4 m Kolbengeschwindigkeit wiegt pro PSe:

Bei doppelt wirkenden Kolben und leichter Bauart würde der letzte Motor etwa 40 kg pro PSe wiegen.

2. Wirtschaftlichkeit.

Masut, Texasöl, Borneoöl und Kohlenteeröle haben den geringsten spezifischen Wärmepreis, deshalb sind die solche Sie verarbeitenden Motoren die wirtschaftlichsten.

Nauticus 1903 gibt folgende Zusammenstellung über die Betriebskosten für ein Boot mit 10 PSe:

Motor

Brennstoff

WE pro

kg

Verbrauch

pro

Stunde und PSe

Wärmeausnutzung des Motors in Prozenten

Preis in Pfennig

pro kg

pro PSe und h

Gleichdruck

(Diesel)

Borneooder Texasöl unverzollt

10 000

0,25

25

1,0

Desgl.

Petroleum

unverzollt

10 500

0,22

27

10

2,2

Verpuffung mit Wasser-einspritzung

Benzin

unverzollt

11000

0,24

24

15

3,6

Gleichdruck

(Diesel)

Petroleum

verzollt

10 500

0,22

27

18

8,96

Verpuffung

Petroleum

unverzollt

10 500

0,40

16

10

4,0

Desgl.

ohne Wassereinspritzung

Benzin

unverzollt

11000

0,32

18

15

4,8

Desgl. mit Wasser-einspritzung

Benzin verzollt

11000

0,24

24

23

5,52

Dampfmaschine mittelgute Kohle

7 000

3,00

6,0

Verpuffung

Petroleum

verzollt

10 500

0,40

16

18

7,2

Desgl.

ohne Wasser-einspritzung

Benzin verzollt

11000

0,32

18

23

7,36

Verpuffung

90 volumenprozentiger Spiritus

5 600

0,45

25

18

8,1

Naphthadampf

maschine

Naphtha

unverzollt

11000

1,5

3,8

20

30,0

Wassereinspritzung bei Benzinmotoren soll hohe Kompression ohne Selbstentzündung ermöglichen. Trotz der Verschlechterung des thermischen Wirkungsgrades wird durch die höhere Verdichtung Arbeit gewonnen.

Unter Wärmeausnutzung ist der Quotient

verstanden.

PSe an der Welle Gesamtwärme

Bei großen Anlagen ist die Überlegenheit der Ölmotoren über die Dampfmaschinen geringer. Große Handelsschiffsmaschinen verbrauchen pro PSe an der Welle etwa 0,83 kg Kohlen pro Stunde, also bei einem Preis von 20 M. pro Tonne Kohlen etwa 1,66 M. pro PSe und Stunde. Große Diesel-Motoren verbrauchen pro PSe und Stunde etwa 0,21 kg Texasöl, also bei einem Preis von 40 M. pro Tonne Öl 0,84 M. pro PSe und Stunde. Demnach wäre bei großen Anlagen der Diesel-Motor halb so teuer im Betrieb wie die Dampfmaschine.

„Marine-Rundschau" 1906 (Schöttler, Gasmaschine) macht folgende An-

gaben:

Brennstoff

Heizwert in WE

Motor

Verbrauch pro PS und Stunde

Wärme

ausnutzung

in

Prozenten

Entsprechender Kohlenverbrauch in kg

Kohlen

7500 pro kg

Gute Dampfmaschine

lkg

= 7500 WE

8,5

Leuchtgas

5000 pro cbm

Motor von Körting

0,45 cbm = 2250 WE

28

0,3

Dowson-Gas

7000 pro kg Kokes

Motor von Deutz

0,56kgKokes = 3940 WE

16

0,52

Benzin

10000 pro kg

Motor von Banki

0,225 kg = 2250 WE

28

0,3

Petroleum

10000 pro kg

Motor von Diesel

0,21 kg = 2100 WE

30

0,28

Spiritus ohne Benzol

6000 pro kg

Motor von Deutz

0,45 kg = 2700 WE

24

0,36

Sauggas

8000 pro kg Anthrazit

Anlage von Deutz

0,48 kg = 3840 WE

17

0,51

Die größere Wärmeausnutzung dieser Tabelle gegenüber der ersten Tabelle beruht auf der größeren (in der „Rundschau" nicht angegebenen) Leistung der verglichenen Motoren. Der entsprechende Kohlenverbrauch ist nach der Heizkraft berechnet.

Ebendaselbst sind folgende Preise angegeben: 1 Tonne Kohlen — 20 M., 1 cbm Leuchtgas = 0,14 M., 1 kg Benzin — 0,35 M., 1 kg Lampenpetroleum

= 0,17 M., 1 kg Rohpetroleum == 0,10 M., 1 kg Spiritus — 0,22 M., 1 Tonne westfälischer Anthrazit — 25 M.

Für größere Motoren macht Nauticus 1903 folgende Angaben über die Wärmeausnutzung:

Motor

Brennstoff

Maximalleistung in PSe

Wärmeausnutzung in Prozent

Dampfkolbenmaschine

Kohlen

30

7,0

Desgl.

Olfeuerung

30

7,o

Verpuffungsmotor

Petroleum

30

16

Desgl. ohne Waffereinspritzung

Benzin

30

22

Desgl. mit Wassereinspritzung

Benzin

30

27

Verpuffungsmotor

Spiritus

30

27

Gleichdruckmotor (Diesel)

Petroleum

70

34

Vorstehendes Zahlenmaterial beweist die erhebliche Unterlegenheit der Dampfmaschine in der Wärmeausnutzung gegenüber allen Verbrennungsmotoren, während die Betriebskosten pro PS nur bei den wirtschaftlichsten Verbrennungsmotoren geringer sind als bei einer großen Dampfmaschine. Eine weitere Verschiebung zuungunsten der Dampfmaschine tritt aber ein, wenn man das Anlagekapital und die Unterhaltungskosten der Kesselanlage berücksichtigt. Eine Sauggasanlage wird wesentlich billiger arbeiten als in der zweiten Tabelle angegeben, wenn es gelingt, anstatt des teueren Anthrazits gewöhnliche bituminöse Steinkohlen zu verwenden.

3. Betriebst) ert)ältm ff e unter Berücksichtigung des Schiffsbetriebes.

Ölmotoren haben vor Dampfmaschinen folgende Hauptvorzüge:

a)    Sofortige Betriebsklarheit, weil kein Anheizen nötig.

b)    Durch Fortfall der Kesselanlage mit Speisevorrichtung und Rohrleitung wird Betrieb einfacher, und alle damit verbundenen Betriebsgesahren und Havariequellen fallen fort.

c)    Rauchentwicklung fällt fort, Abgase sind farblos, hohe Schornsteine sind entbehrlich.

d)    Einfachere Übernahme von Brennmaterial, Fortfall des Kohlen-trimmens.

e) Weniger Bedienungspersonal.

Ölmotoren haben gegen Dampfmaschinen folgende Nachteile:

a) Große Motoren bedürfen komplizierter Anlaßvorrichtungen (Preßluft oder Gasgemisch). Dadurch verliert das Manövrieren die für Schiffsbetrieb erforderliche Sicherheit. Bei Unterseebooten Ausgleich durch Elektromotoren.

b)    Bei den hauptsächlich in Frage kommenden Viertaktmotoren ist Gleichförmigkeitsgrad schlechter und daher Beanspruchung von Gestänge und Wellen ungünstiger als bei Dampfmaschinen. Verschärfung dieses Nachteils durch hohen Anfangsdruck und kleinen Füllungsgrad. Ausgleich nur möglich durch große Zahl von Motoren und Kurbeln.

c)    Die bisher bei Ölmotoren üblichen Steuerungen dürften bei sehr großen Dimensionen Schwierigkeiten ergeben.

„ d) Verwendung an Bord beschränkt auf die schwer flüchtigen Öle, da die leichtflüchtigen zu feuergefährlich.

e)    Schwierigkeit des Dichthaltens der Ölzellen.

f)    Fortfall des Kohlenschutzes.

g)    Schwierigkeit der Kühlung großer Motorenzylinder, da die Gasmenge mit dem Quadrat, der Umfang mit der einfachen Potenz des Durchmessers wächst.

h)    Rasches Sinken des Wirkungsgrades bei abnehmender Leistung.

4. Aussichten der Verwendung von Verbrennungsmotoren

auf Schiffen. '

a)    Sauggasanlagen sind auf Flußdampfern feit einigen Jahren mehrfach mit Erfolg im Betrieb, da sie selbst mit Anthrazitkohlen billiger arbeiten als alle anderen Verbrennungsmotoren, wie man aus der zweiten Tabelle und den Preisen errechnen kann. Trotzdem dürften sie für größere Schiffsmaschinen für direkten Antrieb der Propeller nicht in Frage kommen, da zu den allgemeinen Betriebsnachteilen der Verbrennungsmotoren die Komplikation der Generatoranlage hinzukommt.

b)    Ölmotoren für leicht flüchtige Öle bleiben wegen der Feuer-gefährlichkeit auf schnelle Boote und eventuell Hilfsmaschinen (Vermeidung langer Dampfrohre) beschränkt. Im allgemeinen besteht das Bestreben, die Benzinmotoren mehr durch die weniger feuergefährlichen Petroleummotoren zu ersetzen.

c)    Spiritusmotoren sind zwar weniger feuergefährlich, aber teurer im Betrieb. In unserer Marine haben mehrere Beiboote Spiritusmotoren.

d)    Ölmotoren für Petroleum, Rohlenteeröle, Borneoöle usw.

erscheinen für Schiffs- und Bootsbetrieb am geeignetsten, trotz des stärkeren Verschmutzens der Zylinder. Für größere Anlagen, wo der Brennstoffverbrauch ins Gewicht fällt, dürften hauptsächlich Gleichdruckmotoren (Diesel) auszubilden sein. Für Anlagen von vielen Tausend PS kommen diese Ölmotoren ebenso wie die Sauggasanlagen vorläufig nicht in Betracht wegen der unter

3. erwähnten Betriebsnachteile und wegen der erforderlichen großen Unterteilung in einzelne Maschinengruppen. „Marine-Rundschau" 1906 gibt an, daß die größten Petroleummotoren bis jetzt nur etwa 50 PS pro Zylinder leisten, daß aber aus einer deutschen Werft eine Petroleummotoranlage von 3000 PS im Bau ist (Zahl der Zylinder ist nicht angegeben).

e)    Lauggasanlagen oder Ölmotoren mit Umsetzung in elektrische Energie, d. h. mit Antrieb der Schiffswellen durch Elektromotoren

haben den Vorteil, daß die Betriebsmängel des Verbrennungsmotors als Schiffsmaschine umgangen werden, dafür aber den Nachteil, daß durch die Umsetzung in elektrische Energie etwa 20 Prozent der Wärme verloren gehen, und die ganze Anlage kompliziert ist. Trotzdem bleibt eine Ersparnis gegenüber der Dampfmaschine, und die Kompliziertheit fällt um so weniger ins Gewicht, je ausgedehnter die sonstigen elektrischen Einrichtungen des Schiffes sind.

In Rußland sind mehrere Petroleum-Tankdampfer mit Diesel-Motoren (zusammen 360 PS) und mit Umsetzung in elektrische Energie in Betrieb. Zeitschrift „Schiffbau" enthält ein Projekt für ein Linienschiff mit 30 vierzylindrigen einfach wirkenden Diesel-Motoren von je 600 PSe. Jeder Motor treibt ein Dynamo.

f)    Gasturbine, d. h. direkt durch Verbrennnngsgase getriebene Turbine wäre der einfachste Schiffsmotor. Hauptsächlich wegen der hohen Verbrennungstemperatur ist eine praktisch brauchbare Ausführung bisher nicht zustande gekommen. Periodische Verbrennungen mit plötzlicher Drucksteigerung wären für Gasturbinen nicht verwendbar, da eine bestimmte Schaufelform nur bei einer bestimmten Gasgeschwindigkeit einen guten Wirkungsgrad haben kann. Die Verbrennung müßte also wie beim Diesel-Motor erfolgen.

Eine Annäherung an eine derartige Gasturbine ist die Heißluftturbine von Dr. F. Stolze. Prinzip: Atmosphärische Luft wird auf den Arbeitsdruck verdichtet, darauf durch Erwärmung auf ein größeres Volumen gebracht (ohne Drnckerhöhung) und schließlich zur Arbeitsleistung verwendet. Die Arbeitsleistung entspricht der Volumenzunahme. Bei einer reinen Gasturbine würde der Verdichtungsapparat fortfallen.

Teil XVIII.

Baumaterialien.

A. (Eisen und Stahl.

1. Zusammensetzung und Eigenschaften der verschiedenen

Eisensorten.

a)    Einfluß der fremden Bestandteile im Eisen. Kohlenstoff steigert Festigkeit, Elastizität und Härte, ist maßgebend für Härtbarkeit und vermindert Dehnbarkeit und Schmiedbarkeit. Struktur ist bei hohem Kohlenstoffgehalt stets körnig, bei mittlerem (Flußeisen) meist körnig, bei geringem (Schweißeisen) sehnig.

Silicium wirkt ähnlich wie C, aber erheblich schwächer. 2 Prozent Si begünstigt die Ausscheidung von C als Graphit.

Mangan in mäßigen Mengen (0,5 bis 0,6 Prozent) steigert die Festigkeit, in großen Mengen verringert es dieselbe. Mg erhöht den Schmelzpunkt und gibt den schmiedbaren Eisensorten Härte. Bei etwa 5 Prozent Mg und 5 Prozent C entstehen glänzende Flächen (Spiegeleisen).

Phosphor macht das Eisen grobkristallinisch und spröde (kaltbrüchig). Am meisten wird Flußeisen, namentlich härteres Flußeisen durch Ph geschädigt, während Schweißeisen noch bei 0,4 Prozent Ph brauchbar bleibt. Ph wirkt in Roheisen auf Ausscheiden von C und macht das Eisen dünnflüssig (Kunstguß).

Schwefel schadet dem Eisen bei gewöhnlicher Temperatur wenig, macht es aber bei Rotglut brüchig (rotbrüchig), namentlich das Schweißeisen, während Flußeisen noch bei 0,1 bis 0,5 Prozent Schwefel brauchbar bleibt.

b)    Eisensorten. Die Haupthandelssorten sind Roheisen mit viel und schmiedbares Eisen mit wenig fremden Bestandteilen. Roheisen schmilzt plötzlich bei 1100 ° bis 1200 ° und wird beim Erkalten ebenso plötzlich ohne Erweichen sofort fest, weshalb es sich nicht schmieden läßt. Schmiedbares Eisen schmilzt erst bei 1500 ° bis 1600 ° und wird vorher weich, läßt sich also schmieden. Enthält Eisen außer C keine größeren Mengen von fremden Bestandteilen, dann ist 2 bis 2,3 Prozent C die obere Grenze für schmiedbares Eisen.

Roheisen zerfällt in graues und Weißes Roheisen. Graues Roheisen, in der Gießerei Gußeisen genannt, hat den größten Teil von C als Graphit ausgeschieden und beigemengt; Weißes Roheisen ist härter und spröder als graues und hat den größten Teil von C chemisch gebunden.

Schmiedbares Eisen zerfällt in Stahl- und Schmiedeisen. Stahl hat mehr fremde Bestandteile, namentlich C, Schmiedeisen weniger. Bei wenig sonstigen

Beimengungen liegt die Grenze bei etwa 0,4 bis 0,6 Prozent C, bei mehr sonstigen Beimengungen liegt sie tiefer. Stahl kennzeichnet sich durch Härtbarkeit, während Schmiedeisen durch den Härteprozeß wenig beeinflußt wird.

Stahl und Schmiedeisen nennt man Schweißstahl und Schweißeisen (gewöhnlich Schmiedeisen genannt) oder Flußstahl (gewöhnlich Gußstahl genannt) und Flußeisen, je nachdem sie durch Zusammenschweißen aus einzelnen Stücken bei Weißglut unter teilweisem Herauspressen der reichlich beigemischten Schlacke (Siliciumverbindung), oder in flüssigem Zustande hergestellt sind. Schweiß-stahl und Schweißeisen sind schlackenhaltig, Flußstahl und Flußeisen schlackenfrei. Abweichend von vorstehenden Bezeichnungen wird im Auslande das Flußeisen vielfach als Stahl bezeichnet.

2. Herstellung von schmiedbarem Eisen aus Roheisen.

a)    Frischen: veraltetes Verfahren. Einschmelzen auf offenem Herd, Oxydieren des Kohlenstoffs und der sonstigen Beimengungen durch Windzu-fllhrung, bis das Eisen weich ist. Bearbeiten mit Hämmern, wobei Schlacken ausgepreßt werden.

b)    paddeln: Schmelzen im gedeckten Flammofen (Puddelofen) bei geringem Luftüberschuß. Erzeugen von Dickflüssigkeit durch Verringerung der Temperatur. Umrühren bei kräftiger Windzuführung, wodurch C und sonstige Beimengungen oxydiert werden (Puddelstahl, Puddeleisen).

Wenn das Eisen infolge der Oxydation steif wird, wird es in „Luppen" ausgeschmiedet und dabei möglichst von Schlacken befreit. Zur besseren Befreiung von Schlacken walzt man das Eisen nicht sofort auf das erforderliche Profil oder die erforderliche Plattenstärke, sondern vereinigt einzelne Schienen oder Blöcke in Paketen und schweißt diese durch Auswalzen zusammen.

c)    Bessemer - Prozeß: Das in Kupolöfen geschmolzene Roheisen wird in die um eine horizontale Achse drehbare und feuerfest ausgefütterte Bessemer-Birne (Konverter) geleitet. Durch einen der Drehzapfen wird Preßluft eingeführt, die in etwa 20 Minuten das Roheisen in Schmiedeisen verwandelt (Saurer Prozeß).

Durch Zusatz von flüssigem, manganhaltigem Spiegeleisen am Schlüsse dieses Entkohlungsprozesses kann man jeden beliebigen Kohlenstoffgehalt erzeugen und somit alle Abstufungen des schmiedbaren Eisens Herstellen (Bessemer-Stahl oder Bessemer-Flußeisen). Zum Schluß Drehen des Konverters, Entleeren in Gußpfannen und Herstellen von Gußblöcken (Jngots).

Mangel des ursprünglichen Bessemer-Verfahrens: Wegen der Schnelligkeit des Prozesses werden Phosphor und Schwefel nicht genügend ausgeschieden. Verbesserung durch das Thomas-Verfahren, bestehend in dem Ersatz des Muren Futters der Bessemer-Birne durch ein basisches und durch Zusatz von

Kalkstein, wodurch basische Schlacken erzeugt und die Beimengungen oxydierten Phosphors dem Eisen entzogen werden. Aber auch so wird das Eisen nicht so rein, wie bei dem folgenden Siemens-Martin-Prozeß.

d) Siemens-Martin-prozeß beruht auf Mischung von Roheisen und Schmiedeisen. Roheisen wird in dem Martin-Flammofen mit Siemens-Re-generativfeuerung geschmolzen. Dann Zusetzen von Schmiedeisenabfall. Je mehr Schmiedeisen, desto weicher und kohlenstoffarmer wird die Mischung.

Außerdem Zusatz von Eisenmangan und Eisensilicium (Desoxydation und Entgasung). Zuweilen noch andere Zusätze oder Einblasen von Luft. Entfernung des Phosphors durch basische Fütterung des Ofens. Die Guß-blöcke (Jngots) werden zu Schmiedestücken oder als Walzeifen verarbeitet.

Die im Siemens-Martin-Ofen über das Eisen streichende Flamme ist brennendes Kohlenoxydgas, erzeugt in besonderen Generatoren unter Einwirkung von Preßluft und Wasserdampf. Die Regenerativfeuerung besteht in der Vorwärmung des erzeugten Gases und der nur durch Schornsteinzug geförderten Verbrennungsluft durch die abziehenden Heizgase vor Eintritt des Gases und der Luft in den Flammofen. Die Vorwärmekammern werden abwechselnd von den abziehenden Heizgasen erwärmt und von dem Kohlenoxydgas durchströmt.

3. Verwendung der verschiedenen Eisensorten

ist bei der Beschreibung der verschiedenen Maschinen- und Kesselteile angegeben.

4. (Hualitätsvorschriften der Marine.

Eisensorte

Bemerkungen

Festigkeit kg in qmm

Dehnung in Prozenten mindestens

Siemens-Martin-Stahlguß

40 bis 55

18

Best emer- Stahlguß

40 bis 55

18

Temper-Stahlguß

35

Gußeisen

15

Siemens-Martin-Flußeisen

40 bis 45

22

Tiegelstahl

45 bis 50

20

Niedrig-prozentiger Nickelstahl

46 bis 60

20

Siemens-Martin Flußeisen oder Tiegelstahl mit 1 bis 3 % Nickel.

Mittel-prozentiger Nickelstahl

52 bis 70

18

Desgl. mit 5 bis 6 o/o Nickel.

Unmagnetisierb arer Nickelstahl innerhalb der Zwei-Metergrenze von Kompassen.

Desgl. aus unmagnetisierbarem Nickelstahl

45

30 bis 35

Schmiedestücke aus Schweißeisen

34

22

Profilstangen aus Siemens-Martin-Flußeisen, harte Qualität

41 bis 47

20

Desgl. Weiche Qualität

34 bis 41

23

Profilstangen aus Schweißeisen

34

12

Kesselstehbolzen aus Schweißeisen

37

20

Niete aus Schweißeisen

28

Abscheerfestigkeit

Bemerkungen

Festigkeit kg in qmm

Dehnung in Prozenten mindestens

Desgl. aus Siemens-Martin-Flußeisen

Kesselblech aus Siemens-Martin-Flußeisen, nicht den Feuergasen ausgesetzt und nicht zu börteln oder zu schweißen

41 bis 47

20

Gütezahl, d. h. Festigkeit + Dehnung mindestens

64.

Desgl. den Feuergasen ausgesetzt oder zu börteln oder schweißen

34 bis 39

26

Gütezahl mindestens 62.

34 bis 39

25

Gewellte Flammrohre aus Siemens-Martin-Flußeis en

Gütezahl mindestens 62.

Kesselbleche aus Schweißeisen

Lüngsfaser

Querfaser

36

17

33

11

Gütezahl mindestens 54.

46.

Unmagnetisierbarer Nickelstahl

60

30

Etwa 25 % Nickel.

34

20

Siederohre für Wasserrohrkessel.

34 bis 41

20

Nahtlose Rohre aus Siemens-Martin-Flußeisen

Zudampfrohre und Kesselschüsse bis etwa 600 mm Durchmesser.

34 bis 39

25

weich

41 bis 47

20

hart

desgl. über 600 mm Durchmesser.

Vorstehende Tabelle gibt nur einen Anhalt für die Qualität der zur Verwendung kommenden Eisensorten. Zur genauen Bestimmung der Qualität gehören die Vorschriften über chemische Zusammensetzung, Kalt- und Warm-

biegeprobe, Schlagprobe, Fallprobe, Wasserdruckprobe, Härtungsbiegeprobe, Kerbebiegeprobe (Strukturprobe), Schweiß- und Schmiedeprobe, Lochprobe, Stauchprobe, Magnetisierungsprobe, Klangprobe, Börtelprobe. (Vgl. Materialvorschriften der deutschen Kriegsmarine.)

Die der Tabelle zugrunde liegenden Zerreißprobestücke haben eine Beobachtungslänge von 200 mm und bei rundem Querschnitt einen Durchmesser von 20 mm, bei flachem Blech eine Breite von etwa 40 mm.

B. Kupfer und Kupferlegierungen.

1. Gußstücke aus Breiige und Messing.

Zerreißprobe

Laufende Nummer

Be-

zeichnung

Haupt-

verwendungs- Legierung zweck

Elastizi- Zerreiß- 93™$* täts-grenze*)

kg

Kaltbieg e-probe

Be-

Biege-

festigkeit dehnung Winkel

mer-

kg

vH. Grad

kungen

pro qmm pro qmm

wenigstens wenigstens wenigstens wenigstens

1 Messing Gewöhnliches, für 66²/₃ Cu C untergeordnete 33^ Zn Teile

15

10

45

2 Messing Bestes, für wichtigere Teile

70 Cu 30 Zn

20

15

45

3 Bronze

Glockenmetall 77bis80Cu 23bis20Sn

14

4 Bronze Für kleinere B Lagerschalen und Kulissensteine, welche nicht mit Weißmetall ausgegossen werden

83 Cu 5 Zn 12 Sn

18

10

5 Bronze Für größere Lagerschalen, welche nicht mit Weißmetall ausgegossen werden

85 Cu

4 Zn

11 Sn

18

20

6 Bronze Für dickwandige Stücke wie Propellernaben

ö ä ö ONöQ CO 00

CO

20

15

45

*) Unter Elastizitätsgrenze tut praktischen Sinne ist die Belastung zu verstehen, bei welcher die bleibende Dehnung im entlasteten Stabe 0,08 % der Meßlänge des Probestabes nicht überschritten hat.

18

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Stuft.

Zerreißprobe

Laufende Nummer

Be

zeichnung

Haupt-

verwendungs- Legierung zweck

Clastizi-

täts-

grenze

Zerreiß- Bruchfestigkeit dehnung

kg

kg

vH.

pro qmm Wenigstens

pro qmm wenigstens

Kaltbiege-

probe

Biege

winkel

Grad

wenigstens wenigstens

Be-

mer-

kungen

7 I Bronze i Für Ventile, Schieber, Hähne, Krümmer, Stutzen, Wellenüberzüge Wellenrohre, Wellenböcke, Pumpenkörper, Pumpengehäuse und -Kasten, Kondensatorvorlagen,

{ Propellernaben, 23rmt3e Lager, welche mit F Weißmetall aus-

_ gegossen werden,

Schneckenräder, Maschinenzubehörteile, Dampfbeibootsmaschinenteile, Bodenventile für Schiffbauzwecke

87 Cu 4,3 Zn 8,7 Sn

9 I Bronze Gr Für größereLager- 88 Cu (Gun- schalen, welche I metal) nicht mit Weiß- 11 Sn metall aus-gegossen werden

1 Zn

10

20

18

10

15

30

45

10

20

10

20

10    Bronze    Für Steven,

H Wellenböcke und Wellenrohre usw.

11    I Bronze    Für Boden

ventile usw.

00

CQNO y y y

oo

00

20

15

46

12 Bronze Für Rohr-I K flanschen und sonstige Teile, welche hart gelötet

werden müssen

18 I Bronze

-O CO

999 1999\999

20

20

8 20

15

20

20

45

45

45

14 I Phosphor- Unterwasserteile I bronze A der Torpedoarmierungen, Flügelräder für Kreiselpumpen usw.

89 Cu 10 Sn Phosphor-kupfer

(lOprozentig)

10

20

15

45

Zerreißprobe

Laufende Nummer

Be-

zeichnung

Haupt-

verwendungs- Legierung zweck

Elastizi- Zerreiß- Bruch-täts- v grenze

kg

Kaltbiege-

probe

Be-

Biege-

festigkeit dehnung winket

mer-

kg

vH. Grad

kungen

pro qmm pro qmm

wenigstens wenigstens wenigstens wenigstens

15 Phosphor- Unterwasserteile bronze B der Torpedoarmierungen, Flügelräder für Kreiselpumpen, Ventilkegel usw.

87 Cu 12 Sn 1 Phosphorkupfer

(lOprozentig)

10

20

12

12

16 Spezial- Für Propellerbronzen A flügel usw. (mit niederer Elastizitätsgrenze)

Frei

gestellt

15

40

30

90

17 Spezial- Für Propeller- Freibronzen B flügel usw. gestellt (mit höherer Elastizitätsgrenze)

20

45

15

45

18 Mangan- Für Propeller- Freibronzen flügel usw. gestellt

25

48

15

150

2. Stangen aus Kupfer und Kupferlegierungen.

Laufende Nummer

Bezeichnung

des

Legierung

Stangenmaterials

Kupfer

wenigstens 99,4vH. Kupferreingehalt

Zerreißprobe im Anlieferungszustand

Elastizi-täts-grenze*)

kg pro qmm

wenigstens wenigstens wenigstens

Zerreiß

festigkeit

kg pro qmm

Bruch

dehnung

Bemerkungen

vH.

5*

20**

21*

25**

35*    * weich

10**    ** halbhart

Marinemessing

70 Cu 29 Zn

20

40

20

1 Sn

*) Elastizitätsgrenze siehe Note *) zu 1.

Laufende Nummer

Bezeichnung

des

Legierung

Stangenmaterials

Marinemessing

II

— naval brass —

62 Cu 37 Zn

1 Sn

Zerreißprobe im Anlieferungszustand

Elastizi- Zerreiß-tätsgrenze festig fett

kg pro qmm

wenigstens wenigstens wenigstens

kg pro qmm

Bruch

dehnung

Bemerkungen

vH.

* *

CM O T-l CO

35

40**

30    * weich

18**    ** halbhart

Messing E Muntzmetall —

60 Cu 40 Zn

8*

20**

30*

40**

40*    * weich

20**    ** halbhart

55,5 bis 59,0 Cu    12*

37,0 bis 42 Zn    30**

Duranametall usw.— ^ Beimengungen ' von Ersen, Mangan Aluminium, Blei usw.

Eisen bronzen — Deltametall,

35*

45**

30*

* weich 20**    ** halbhart

: <x>

Bilgenbronze (seewasserbestündige Spezialbronze mit hoher Elastizitäts-grenze)

97 Cu 2 Sn

höchstens 1 vH. fremde Beimengungen

32

40 nicht über

7 Seewasserbeständige Spezialbronzen mit niedriger Elastizitätsgrenze und größerer Dehnung _

Freigestellt

20

40 wenigstens Marken

20 Marinebronze usw.

Manganbronzen

Freigestellt

24

48

wenigstens

25

3. Vieche aus Kupfer und Kupferlegierungen.

Laufende Nummer

Material

der

Bleche

Zerreißprobe

Legierung

Spezifisches

Gewicht

Zustand

des

Zerreiß

festigkeit

in kg

Probestabes pro (imm !    wenigstens

Bruchdehnung in Prozent

wenigstens

Bemerkungen

Kupfer Kupferreingehalt wenigstens 99,4 vH.

8,90

Aus-

geglüht

21

35

2 Messing A (für    72,5 Cu

dünne Bleche    27,5 Zn

zu Klempnerarbeiten)

8,55

An-

Iiefe=

rungs-

zustand

36

20

Laufende Nummer

Material

der

Bleche

3 Marinemessing I

Legierung

Spezifisches

Gewicht

70 Cu 29 Zn

1 Sn

Zerreißprobe

Zustand

des

Probe

stabes

Zerreiß

festigkeit

in kg pro qmm wenigstens

Bruchdehnung in Prozent

wenigstens

Bemerkungen

8,50 desgl.

36

10

4 Messing D (Platten zum Vodenbeschlag etwa 37 Zn (s.Bem.)sollen der Schiffe) bis 0,8 Pb    t“|3%

höchstens 3,6 kg, bei 1,5 mm Dicke wenigstens 5,1, höchstens 5,4 kg wiegen

wenigstens 62,5 Cu

8,42 desgl. Die Platten

40

20

Vodenbeschlag-platten sollen 1220 mm lang und 360 mm breit sein.

Dicke 1,0 bzw. 1,5 mm

5 Marinemessing II — naval brass —

62 Cu 37 Zn

1 Sn

8,40 desgl.

40

20

6 Messing E — Muntz-metall —

60 Cu 40 Zn

8,37 desgl.

40

20

7 Eisenbronzen 55,5 bis 59 Cu 8,4 — Delta- 37,0 bis 42 Zn metall. Du- + Bei-ranametall usw. —

desgl.

40

20

en von

isen, Mangan, Aluminium, Blei usw.

4. Nahtlose Nupferrohre.

Rohre sind aus gegossenen Blöcken oder gegossenen Hohlkörpern anzufertigen. Elektrolytisch hergestellte Rohre dürfen nicht verwendet werden. Kupferreingehalt muß wenigstens 99,4 Prozent betragen. Das letzte Ausglühen darf erst nach der Wasserdruckprobe stattfinden. Elastizitätsgrenze soll mindestens 4,5 kg pro qmm, Festigkeit mindestens 21 kg, Dehnung mindestens 25 Prozent betragen. - Bei einer Temperatur von 200 ° soll betragen: Elastizitätsgrenze mindestens 4 kg, Festigkeit mindestens 15 kg, Dehnung mindestens 20 Prozent.

5. Nahtlose Rohre aus Messing und Kupferlegierung

(ausschließlich Kondensatorrohre).

Lfd.

Nr.

Material der Rohre

Legierung

Spezifisches

Gewicht

Zerreißprobe (ausgeglüht)

Zerreißfestigkeit wenigstens kg pro qmm

Dehnung in Prozenten wenigstens

Kupferbronze (für Kondensatorrohrmuttern usw.)

mindestens 97 Cu etwa 2,0 Sn Fremde Beimengungen höchstens 1 vH.

8,70

22

80

Marinemessing I

70 Cu 29 Zn

8,50

35

25

1 Sn

Messing E — Muntzmetall — (für Feuerrohre usw.)

68 bis 60 Cu 40 bis 42 Zn

8,37

35

25

6. Kondensatorrohre.

Kupferbronze mit Kupferreingehalt von mindestens 98 Prozent und

Zinngehalt von etwa 1,45 Prozent. Fremde Beimengungen (Eisen, Phosphor usw.) höchstens 3 Prozent. Die Kondensatorrohre sind aus gegossenen Blöcken oder Hohlkörpern herzustellen. Innere und äußere Verzinnung besteht entweder aus 90 Teilen Zinn und 10 Teilen Blei oder aus 70 Teilen Zinn und 30 Teilen Blei.

7. Aluminiumbronze.

Geschmiedete reine Aluminiumbronze (91 Cu 9 Al) hat etwa 46 kg Festigkeit bei etwa 51 Prozent Dehnung und ist gut seewasserbeständig, findet aber bei Maschinen- und Kesselanlagen keine Verwendung. Leichte Aluminiumlegierungen (nicht geschmiedet) von höchstens 3,0 spez. Gewicht, mindestens 16 kg Festigkeit und mindestens 3 Prozent Dehnung auf 100 nun Zerreißlänge sind für solche Teile zulässig, die weder mit Seewasser noch mit Dampf in Berührung kommen und keinen besonderen Festigkeitsbeanspruchungen unterliegen.

C. Bekleidung dampfführender Teile.

t. vekleidungsmaterial.

Für Dampfkessel, Dampfrohre und dampfführendc Maschinenteile verwendet man: Matratzen, Seile oder Bänder aus blauem Asbest, Korksteinplatten, Kesselfilz, Rudenicks imprägnierte Filzbekleidung und Ponplier'sche

Masse. Als Abschluß gegen äußere Beschädigung verwendet matt Segeltuch oder verzinktes dünnes Eisenblech, nicht gestrichenes Blech, da dieses schwerer rein zu halten. Asbestmatratzen bestehen aus 2 gewebten Asbestmatten mit zwischengelegten blauen Asbestfasern und mit einer Durchsteppung von Asbestgarn mit Drahteinlage. Asbestseile bestehen aus gewebten blauen Asbest-schläuchen mit Füllung von blauen Asbestfasern oder Kieselgur. Asbestband ist ein Gewebe aus blauem Asbest.

2. Ausführung der verschiedenen Bekleidungen.

a) Hessel. 40 bis 50 mm dicke und etwa 1 m breite blaue Asbestmatratzen mit Unterlage von einzelnen dünnen Blechstreifen zur Erzielung einer dünnen Luftschicht. Bei Rundkesseln unten keine Bekleidung wegen des Bilgewassers. Befestigung der Matratzen nur durch Ziehbänder. Über dem Stoß zweier Matratzen ein breites Ziehband. Für Mannlöcher und dergleichen sorgfältig abgenähte Löcher in den Matratzen. Auf den Matratzen verzinktes Eisenblech an den Stellen, wo Feuchtigkeit oder Beschädigung zu befürchten ist. Stellenweise auch Ersatz der Asbestmatratzen durch Pouplier'sche Masse mit Steinkohlenteeranstrich.

Beibootskessel bekleidet man mit Asbest oder Korksteinplatten oder Rudenicks imprägniertem Filz, in beiden letzteren Fällen Unterlage aus Pouplier'scher Masse. Schutzmantel, 1 bis 1,5 mm stark, aus verzinktem Eisenblech. Hohle vertikale Wände der Wasserrohrkessel erhalten Füllung aus Kieselgur oder Schlackenwolle oder Pouplier'scher Masse oder Asbest.

dick und

b) Oainpfzylinder. ^lv-Zylinder: Kesselfilz, 30 bis 60 Stahlblech. ^Iv-Zylinder wie ND, aber unter dem Filz 3 mm dickes Asbesttuch. Hv-Zylinder: 30 bis 60

mm

dicke Pouplier'sche Masse oder Rudenicks imprägnierter Filz oder Korkstein, in beiden letzten Fällen Unterlage aus Pouplier'scher Masse, darüber Stahlblech. Stahlblech wird auf Rippen oder Flanschen geschraubt mit Zwischenlage von Asbestpappe. Wo erforderlich, abnehmbare Asbestmatratzen oder gefütterte Blechklappen.

mm

c) Wassersammler, größere Ventile und Stutzen in Zudampf-leitungen. 40 mm dicke Pouplier'sche Masse, darüber Filz und Segeltuch oder Asbesttuch.

d)    Dampfzuleitungen. Zwei Lagen von Asbestseilen verschiedener Stärke je nach Stärke der Rohre, darüber Filz und Segeltuch, bei großen Rohren von etwa 50 mm lichtem Durchmesser ab auch imprägnierter Filz oder Korkstein mit Unterlage von Pouplier'scher Masse und Umwickelung von Segeltuch. In der Nähe von Rauchfängen Asbesttuch statt Filz und Segeltuch.

e)    ktbdampfrohre: Filz und Segeltuch.

f)    Flanschen der Dampfrohre: Abnehmbare Asbestmatratzen mit Kieselgur-Einlage.

g)    Stutzen, Ventile usw. in Abdamxfrohren Pouplier'sche Masse.

D. Packungsmaterial.

1. Weichpackungen.

a) Hänfenes packungsgarn besteht aus flachen oder vierkantigen Flechten und dient zum Verpacken bort Stopfbuchsen bei niedrigen Temperaturen.

b)    Baumwollxackung mit und ohne Gummieinlage zum Verpacken von Pumpenkolben und Stopfbuchsen mit bronzenen Stangen.

c)    Tuckspackung besteht aus Leinwand, die in Gummilösung getränkt und um einen Gummikern gerollt ist, und dient zum Verpacken von Dampf-stopfbuchsen mit niedriger Temperatur und von Mannlöchern.

d)    Asbestpackung dient zum Verpacken von Dampfstopfbuchsen mit hoher Temperatur (HD) und von Mannlöchern.

e) Gemischte Tucks- und Asbestpackung gut bewährt in Dampfstopfbuchsen.

2. Metallpackungen.

sind hauptsächlich für HD-Dampfstopfbuchsen geeignet. Sie sind wesentlich teurer, halten aber auch viel länger als Weichpackungen; zuweilen sind sie mit Weichpackungen vereinigt.

In unserer Marine sind hauptsächlich verwendet: Garlock-Packung (Metall und Asbest), Philadelphia-Packung (Weißmetallringe), Katzenstein-Packung (Weißmetall- oder Messingringe mit 1 oder 2 Schlußringen aus Tucks-Patent-packung), Schelling-Packung (Kupferbuchse, dreiteilig in der Richtung des Umfanges mit außen umgelegter Tucks- oder Asbestpackung), Metallpapier-Packung (galvanisch verkupferte Papierlagen, die konisch über die Kolbenstange gestreift sind), Metallpackung United States (mit Weißmetall gefütterte Metallringe, die durch Federn angepreßt werden). (Vgll Fig. 183 bis 188.)

Teil XIX.

Betriebsmaterial und Betriebs* einrichtungen.

A. Brennstoffe.

1. ctrt der Brennstoffe.

a) Feste Brennstoffe. Steinkohlen: Anforderungen sind große Heizkraft zur Erzielung eines großen Aktionsradius, großes spezifisches Gewicht zur Erhöhung des Fassungsvermögens der Bunker (man rechnet durchschnittlich 1,2 bis 1,3 cbm auf 1000 kg Kohlen), große Festigkeit zur Vermeidung übermäßiger Grusbildung beim Transport, wenig Rauchbildung, wenig Rückstände an Asche und Schlacke.

Die Kohlen sollen ferner ein schwarz-glänzendes Aussehen haben und beim Zerreiben einen glänzenden Staub hinterlassen, sie sollen beim Zerschlagen keinen schieserartigen Bruch oder erdigen Staub zeigen, sie sollen nicht naß und nicht eisen- oder schwefelkieshaltig sein, und sie sollen nicht durch langes Lagern verwittert oder grushaltig sein.

In europäischen Gewässern werden deutsche und englische Steinkohlen gebrannt. Vom ersteren sind die westfälischen, von letzteren die Wales-Kohlen die besten. Wales-Kohle ist schwerer als westfälische, sie hat größere Heizkraft, gibt weniger Rauch und backt stärker. Deshalb müssen die Feuer niedriger gehalten und öfter mit dem Poker aufgebrochen werden. Schottische Kohle hat geringere Heizkraft, stärkere Rauchbildung und größeren Aschegehalt als englische Kohle, wird deshalb möglichst nicht verwendet.

Bei den Probefahrten unserer Marine wird westfälische Kohle mit mindestens 8,3facher Verdampfung verwendet, d. h. 1 kg Kohle soll in dem Versuchskessel der Kaiserlichen Werft mindestens 8,3 kg Wasser von 0° C in Dampf von 100° C (Atmosphärendruck) verwandeln.

Preßkohlen oder Kohlenbriketts sind aus Kohlenklein und einem Bindemittel (Hartpech) gepreßt. Das im Hartpech enthaltene Kreosot verursacht leicht Haut- und Augenentzllndung. Schutz- und Heilmittel: Fett, Salizyltalg und Brillen. Nässen der Preßkohlen schützt nicht und beeinträchtigt den Wert der Preßkohlen. Stauen der Preßkohlen so, daß beim Schlingern keine Reibung und Grusbildung und kein Zusammenstürzen entsteht. Ein Aufbrechen der Feuer bei mageren Preßkohlen gänzlich, bei fetteren möglichst vermeiden, damit möglichst wenig unverbranntes Material durch die Roste fällt.

b) Flüssige Brennstoffe dienen teils Zum Betriebe von Verbrennungsmotoren, teils Zum Heizen der Kessel (Ölfeuerung) und werden entweder durch Destillation von Kohlen oder aus Erdölen gewonnen. Außerdem kommt Spiritus zur Verwendung.

ex) Kohlenteeröle: Braunkohlenteeröl, durch Destillation von Braunkohlen gewonnen (Hauptquelle in Deutschland sind die Braunkohlenlager in Sachsen und Thüringen), ist das beste unter den Kohlenteerölen, wird jedoch wegen seines hohen Preises (80 bis 90 M. für die Tonne) bei uns nicht mehr verwendet. Beim Verschwelen der Braunkohle fließt der Teer heraus, zurückbleibt die Grude (Brennmaterial). Durch Destillation des Teers in gußeisernen Retorten unter Luftabschluß werden zuerst die leichteren und feuergefährlicheren, zuletzt die schwereren und weniger feuergefährlichen Öle verflüchtigt und gewonnen.

Steinkohlenteeröl, in entsprechender Weise aus Steinkohlen gewonnen, wird in erheblich größeren Mengen erzeugt als Braunkohlenteeröl, kostet daher nur % bis % soviel wie Braunkohlenteeröl und wird bei den Ölfeuerungsanlagen unserer Schiffe allgemein verwendet, soweit nicht Erdöle billiger zu haben sind, wie z. B. auf der Reise nach Ostasien. Dasjenige Destillationsprodukt der Steinkohlen, welches wir als Brennstoff verwenden, heißt Kreosotöl.

Braunkohlenteeröle enthalten 84 bis 87 % C und 12 bis 10 % H; spez. Gewicht ----- 0,90 bis 0,93. Kreosotöl enthält 88 bis 88,5 % C und 6,6 bis 6,7 spez. Gewicht--1,04.

ß) Erdöle. Die Erdölerzeugung der ganzen Erde beträgt zur Zeit etwa 20 Millionen Tonnen jährlich, kann aber durch Erschließung und Verwertung neuer Erdölquellen (z. B. in China und Japan) noch erheblich gesteigert werden. Von der genannten Produktion entfallen auf Rußland und Nordamerika zusammen etwa 90 % zu etwa gleichen Teilen. Dann folgen mit einer jährlichen Produktion von je 200 000 bis 400 000 Tonnen Borneo, Galizien und Rumänien. Der Rest verteilt sich auf verschiedene andere Länder. Das russische Erdöl (Naphtha) wird hauptsächlich in Baku am Kaukasus gewonnen, das amerikanische hauptsächlich in Texas.

Die Roherdöle sind flüssige Kohlenwasserstoffverbindungen mit 80 bis 88 % C und 10 bis 15 % H und mit einigen Verunreinigungen. Sie sind im allgemeinen nicht direkt als Brennstoff für Kesselheizung verwendbar, weil sie wegen ihres Gehaltes an leicht flüchtigen Ölen zu feuergefährlich sind. Durch Destillation werden die feuergefährlichen und zum Teil für Verbrennungsmotoren geeigneten Bestandteile aus den Roherdölen entfernt, und zwar scheiden sich aus zuerst: Petroleumäther, Gasolin, Benzin und Putzöle, darauf Kaiseröl, Leuchtöl (Petroleum) und Astralin, zuletzt Solaröl, Zylinderöl und schwere Schmieröle. Die Rückstände (bei der russischen Rohnaphtha 40 bis 60 %) bilden das Heizöl (Masut).

y) Für d i e Verwendung der verschiedenen Brennstoffe ist vom wirtschaftlichen Standpunkt der Heizwert und der Preis maßgebend. Auch in Verbrennungsmotoren ist der Heizwert für die mechanische Leistung maßgebend, soweit nicht durch die Natur des Motors oder des Brennstoffes Verschiedenheiten in der mit den Abgasen oder auf andere Weise verloren gehenden Wärme bedingt sind.

„Nauticus" 1903 macht hierüber folgende Angaben:

Brennstoff

WE auf

1 kg

Preis in Pfennigen auf 1 kg, Nordseehafen unverzollt (Seeschiffahrt)

WE auf 1 Pfennig

Steinkohle.........

Texas-Ol.........

Borneo-Ol .........

Steinkohlenteeröl.......

Masut..........

Braunkohlenteeröl......

Petroleum.........

Benzin..........

Naphtha destilliert......

Spiritus (90 Volumenprozent) . .

7 000 10 000 10 000 9 000 10 500 10 000

10    500

11    000 11000

5 600

3500

2500

2500

2000

1750

10

15

20

18

1111

1050

733

550

311

c) Gasförmige Brennstoffe. Leuchtgas, aus Gasanstalten gewonnen, enthält 4% schwere Kohlenwasserstoffe, 30 % Methan (CHJ, 50 % Wasserstoff (H), 10 % Kohlenoxyd (CO), 6% Kohlensäure (C0₂), Sauerstoff (O) und Stickstoff (N). Zur vollständigen Verbrennung eines Kubikmeters sind theoretisch 5, praktisch 7 cbm Luft nötig. Verbrennung erfolgt plötzlich und zwar um so heftiger, je richtiger das Mischungsverhältnis. Durch die Verbrennung entsteht H₂0 und C0₂. Heizwert ist 5000 WE pro Kubikmeter.

Gichtgasder Hochöfen wird in Rohrleitungen aufgefangen und teils zur Erwärmung der Hochofengebläseluft, teils zur Heizung von Dampfkesseln, teils zum Treiben von Gasmaschinen benutzt. Ungefähre Zusammensetzung: 2 % Methan- 23% Kohlenoxyd, 14% Kohlensäure, i % Sauerstoff, 60 % Stickstoff. Heizwert ist nur etwa 900 WE pro Kubikmeter.

Koksofengas, Nebenprodukt bei der Kokserzeugung, nur gereinigt für Gasmaschinenbetrieb verwendbar. Gereinigtes Koksofengas liefert etwa 3500 WE pro Kubikmeter.

Generatorgas entsteht durch Sauerstoffzuführung zu festem Kohlenstoff bei geeigneter Temperatur, also durch teilweise Verbrennung des Kohlenstoffs. Das entstehende Kraftgas heißt Luftgas oder Wassergas oder Mischgas (Dowson-Gas), je nachdem der Sauerstoff ans durchgeblasener Luft

oder durchgeblasenem Wasserdampf (Zersetzung des Dampfes durch die Hitze) oder aus beiden gleichzeitig entnommen wird.

Bei Druckgasanlagen wird Luft und Wasserdampf (letzterer im Dampfkessel erzeugt) durch Gebläse in den das glühende Brennmaterial enthaltenden Generator gedrückt. Bei Sauggasanlagen saugt die Gasmaschine die Gase aus dem Generator, wodurch ein Abschlacken während des Betriebes ermöglicht und ein Austritt der durch ihren Kohlenoxydgehalt giftigen Gase verhindert wird.

Die für die Betriebssicherheit und für die Erhaltung der Gasmaschinen höchst wichtige Reinigung des Generatorgases bewirkt man durch Bindung des Staubes an Wasser in Waschern (Skrubbern) oder durch Ventilatoranlage mit Wasserspülung und darauf durch trockenes Reinigen mit Sägespänen oder dergleichen. Die Kosten der Gasreinigung werden stets durch geringere Betriebskosten der Gasmaschine ausgeglichen.

Das am meisten verwendete Dowson-Gas hat etwa folgende Zusammensetzung: 2% Methan, 17 % Wasserstoff, 23 % Kohlenoxyd, 6 % Kohlensäure, 52 % Stickstoff, also 42 % brennbare Stoffe. Heizwert ist 1200 WE pro Kubikmeter.

2. Unterbringung der Brennstoffe an Borb.

a) Kohlenbunker bestehen ans einzelnen wasserdicht getrennten Abteilungen, deren Inhalt durch Rechnung und Messung genau bestimmt ist. Räume zwischen den Decksbalken werden dabei nicht mitgerechnet. Zugänglichkeit von oben durch Bunkerdeckel, von den Herzräumen durch Bunkertüren. Beleuchtung elektrisch durch Lichtspinde in den Bunkerwänden und durch festeingebautes elektrisches Oberlicht, außerdem nach Bedarf durch elektrische Handlampen oder Davy'sche Sicherheitslampen.

K o h l e n ü b e r n a h m e bei hochbordigen Handelsschiffen durch seitliche Kohlenlöcher in der Bordwand, bei niedrigen Handelsschiffen und bei Kriegsschiffen durch Kohlenlöcher in den Decks. Zwischen den Decks festeingebaute oder losnehmbare Kohlentrichter aus Eisenblech.

Selbstentzündung der Kohlen beruht auf chemischer Änderung gewisser Bestandteile, hauptsächlich unter Einwirkung atmosphärischen ' Sauerstoffs. Besonders gefahrbringend sind: Schwefelkiesgehalt, Feuchtigkeit, Zerstückelung der Kohle, äußere Wärme und Verwitterbarkeit der Kohle. Schwefelkies d. h. die Verbindung von Schwefel und Eisen oxydiert durch Absorption des Sauerstoffes der Luft, namentlich bei Feuchtigkeit, zu schwefelsaurem Eisenoxyd und entwickelt dabei die gefährliche Wärme. Zerstückelung und äußere Wärme erhöhen die Gefahr. Verwitterte Kohle ist deshalb entzündlicher, weil sie schon Sauerstoff aus der Luft aufgenommen hat.

Bunkerexplosionen entstehen durch Kohlenwasserstoffe (Grubengas), welche namentlich bei frisch geförderter Kohle und bei gewaltsamem Ein-

schütten in den Laderaum oder Bunker frei werden und durch zufällige Berührung mit Feuer sich entzünden. Wesentlich größer ist die Gefahr bei Anwesenheit von Kohlenstaub. Letzterer kann auch für sich ohne Beisein von Gasen explodieren. Die Explosionsfähigkeit von brennbaren Gasen hängt von dem Mischungsverhältnis mit Luft ab.

Vorbeugende Mittel gegen Entstehung von Explosionen. Viele der vorgeschlagenen Mittel sind wegen der äußeren Umstände (Mangel an Zeit, Schwierigkeit der Untersuchungen und dergleichen nicht durchführbar). Stets durchführbar ist Anwendung der Davyffchen Sicherheitslampe, Temperaturmessungen in den eingebauten vertikalen Peilrohren und Ventilation. Letztere soll die an der Oberfläche angesammelten brennbaren Gase entfernen, aber nicht in das Innere der Kohlen dringen, weil dadurch die gefährliche Absorption bou Sauerstoff begünstigt würde. Das Lüften muß wöchentlich mindestens zweimal geschehen, am besten derart, daß an einem Ende des Bunkers frische Luft durch einen Windsack eingeführt, am andern Ende die Luft abgeführt wird. Weniger wirksam ist das Offenhalten der Bunkerdeckel auf einige Stunden (Ersatz der Deckel durch Grätings). Besonders gut ist zu lüften nach dem Einnehmen ffrischer Kohlen und vor dem Hineinschicken von Leuten. Den in Kohlenprähmen und an Deck zusammengefegten Grus soll man nicht in die Bunker werfen, sondern möglichst sofort verbrauchen.

Löschn: ittel gegen entstandenes Kohlenfeuer. Üblich ist Wasser (Dampfpumpen) und auf einzelnen Handelsschiffen Dampf (Dampflöschrohrleitung). Dampf ist wirksamer, weil er die Luft verdrängt, genügt aber zuweilen doch nicht, wenn Brandherd tief im Innern einer Kohlenladung ist. Wirksamer ist Kohlensäure, welche jedes Feuer tötet, wenn sie zu 25 % der Luft beigemischt ist. Vielfach genügt auch 10 % und weniger.

Vor

Die Schwierigkeit des Löschens mit Kohlensäure liegt in der erforderlichen Menge und in dem Gewicht der Behälter (bei 50 ° hat die flüssige Kohlensäure etwa 120 Atmosphären Druck). Das Feuerlöschverfahren mit Kohlensäure ist hauptsächlich durch den Chemiker Gronwald ausgebildet, schwefliger Säure und Ammoniak verdient die Kohlensäure deshalb den Vorzug, weil sie billiger, für den Menschen weniger gefährlich und für jede Art der Schiffsladung unschädlich ist. Natürlich sind die Kohlensäurebehälter möglichst kalt aufzubewahren. Bei dem Gronwaldsystem kann die Kohlensäure von einer Zentrale aus in die verschiedenen Räume des Schiffes geleitet und siebartig verteilt werden.

b) Heizölzellen liegen auf Kriegsschiffen fast immer im Doppelboden. Zellen an der Bordwand sind bei Kriegsschiffen unzweckmäßig, weil nicht nur der Kohlenschutz wegfällt, sondern auch die Wirkung eines feindlichen Treffers dadurch erhöht wird, daß das Öl unelastisch ist und daher den Stoß ungeschwächt auf die Innenwände fortpflanzt.

Da das Öl durch Kälte dickflüssig wird, versieht man die betreffenden Abteilungen des Doppelbodens mit Dampfheizschlangen. Um bei Erwärmung das Öl sich frei ausdehnen und beim Füllen der Zellen die Luft entweichen zu lassen, erhält jede Zelle ein bis an das Oberdeck durchgehendes Entlüftungsrohr. Damit bei Grundberührung die Jnnenhaut des Doppelbodens möglichst wenig in Mitleidenschaft gerät, werden die Ölzellen nur bis 75 % gefüllt. Um bei Grundberührungen das Öl möglichst leicht entweichen zu lassen, gibt man den Entlüftungsrohren etwa 75 mm lichten Durchmesser. Außerdem werden oberhalb des Panzerdecks die Entlüftungsrohre mehrerer Ölzellen miteinander verbunden, damit beim Eindrücken einer Zelle das Öl in eine andere unversehrte Zelle übertreten kann.

-Obwohl eine direkte Feuersgefahr bei den verwendeten Ölen nicht festgestellt ist, ist doch große Vorsicht geboten, also kein offenes Licht in die Nähe der offenen Ölbehälter bringen, und das Öl nicht zu hoch anwärmen, nicht über 60 bis 70 °.

Übernahme und-Abgabe von Öl. Von den Ölbehältern an Land fließt das Öl durch feste Rohrleitungen und Metallspiralschläuche in die Ölzellen des am Bollwerk liegenden Schiffes. Bei Kälte wird das Öl in den Landbehältern durch Dampfheizschlangen dünnflüssig gemacht. Abgabe von Öl in die Landbehälter (bei uns System Jntze) und Übernahme von Öl auf See aus längsseit liegenden Ölprähmen durch besondere Ölpumpen an Land oder an Bord der Schiffe. Anwärmen des Öls in den Ölprähmen durch Heizschlangen, die durch Dampfschlauch mit der Heizanlage des Schiffes verbunden werden.

B. Zrischwasser.

1. Zrischwasservorrat.

Frischwasser wird ebenso wie Teeröl in Doppelbodenzellen so untergebracht, daß letztere nur etwa % gefüllt sind.

a)    Sxeisewasserlast enthält destilliertes Wasser und zerfällt in Vorratsraum und Verbrauchsraum. Jeder derselben ist durch die Mittelkielplatte in zwei Räume getrennt. Vorratsraum dient als eiserner Bestand. % Volumen — normale Wasserfllllung der halben Kesselzahl -s- 5% (für Luftsäcke). % Volumen des Verbrauchsraumes — 2 Tonnen pro 1000 PSi der Maximalleistung + 5 %. Alle Reservespeisepumpen und die Hafendienstpumpen saugen aus dem Verbrauchsraum. Letzterer ist durch absperrbare Rohrleitung mit dem Vorratsraum verbunden.

b)    waschwasserlast. % Volumen = 70 Liter pro Kopf der Besatzung + 5% (für Luftsäcke). Leistung der Waschwasserpumpe = 0,1 bis 0,25 cbm

pro Minute je nach Größe des Schiffes. Kanonenboote erhalten Waschwasser-Pumpen mit Handbetrieb. Waschwasserpumpen drücken nach Waschwasserlast (bei Übernahme), nach Pantrys, Kombüsen, Bädern, Gefechtsverbandplatz. Als Reserve ist auch eine der Stones-Pumpen zum Saugen aus Waschwasserlast eingerichtet.

c) Trinkwasserlast. ^ Volumen — 70 Liter pro Kopf der Besatzung + 5 %. Trinkwasserpumpe (Bauart wie Waschwasserpumpe) drückt nach Trinkwasserlast (bei Übernahme), nach Trinkwasserbehälter und Kombüsen.

2. Übernahme von Frischwasser

je nach der Größe der Pumpe. Die

mm

geschieht durch Gummispiralschläuche oder durch Metallschläuche und durch feste Rohrleitungen. Lichter Durchmesser für Speisewasser etwa 80 mm, für Wasch-und Trinkwasser etwa 60 bis 80 Schläuche werden nicht durch Außenbordstutzen mit den festen Leitungen verschraubt, sondern durch Seitenfenster nach innen geführt und dort verschraubt.

C. Schmierung und Uühlung.

1. Schmiermaterial.

a)    Allgemeine Anforderungen an Schmierstoffe: Gute Adhäsion,

damit der Schmierstoff fest an den Metallflächen haftet und direkte Berührung der Metallflächen hindert.

Richtiges Maß von Dünnflüssigkeit. Zu geringe Dünnflüssigkeit bewirkt mangelhafte Verteilung des Öles; zu große Dünnflüssigkeit füllt zwar alle Unebenheiten gut aus, erhöht aber den Ölverbrauch.

Keine Neigung zum Verharzen, denn hierdurch entsteht ein Warmlaufen der reibenden Flächen- Säurefreiheit, denn durch Säuren leiden die glatten Metallflächen. Prüfung durch blaues Lakmuspapier, welches durch Säure sich rötet. Das Lakmuspapier taucht man in Wasser, welchem durch Mischen mit Öl etwa vorhandene Säure mitgeteilt wird.

Freisein von fremden Beimengungen; durch Umschütteln soll sich das Öl nicht trüben.

Freisein von Wasser, weil bei Dochtschmierung die Saugefähigkeit durch Wasser leidet.

b)    Arten der Schmiermaterialien. Vegetabilisches Schmieröl. Am meisten wird Rüböl verwendet, welches aus Rübsensamen gepreßt und darauf zur Entfernung von Schleimstoffen und Fettsäure raffiniert ist. Der Säuregehalt soll 0,04 % nicht übersteigen. Das gereinigte unent-säuerte Rüböl eignet sich für alle Lagerschmierungen, weil es auch bei starken Belastungen und hoher Gleitgeschwindigkeit sich gut zwischen den Flächen hält.

Bei geringen Belastungen und geringer Gleitgeschwindigkeit ist jedoch das Schmieren mit einem dickflüssigeren Mineralöl sparsamer.

Baum- oder Olivenöl besitzt zwar noch höhere Schmierfähigkeit als Rüb-öl, ist aber teurer und enthält mehr Fettsäure.

Mineralöl (Kohlenwasserstoff) wird bei der Destillation von Erdölen oder Kohlen gewonnen. (Vgl. flüssige Brennstoffe.) Es hat weder saure noch basische Eigenschaften und zersetzt sich nicht bei Kälte oder bei den im Dampfzylinder auftretenden Temperaturen, eignet sich deshalb für innere Zylinderschmierung.

Die in unserer Marine verwendeten Mineralöle sind: Mineralöle von Korff zur Schmierung von Zylindern und Schieberkästen, Gewehröl von Büsing zur Schmierung von Instrumenten und Viktoria-Kalorizit von A. Krause zum Schmieren von schnellaufenden Maschinen, deren Lager leicht warm werden (Ersatz für Schwefelblume).

Talg vom Rind oder Hammel wird zuweilen zur Schmierung von Wellenlagern benutzt, bietet aber keine Vorteile vor der Ölschmierung. Talg soll möglichst säurefrei sein. Rindertalg ist besser als Hammeltalg, weil er nicht so leicht ranzig wird.

2. Unterbringung des Schmiermaterials.

Auf unseren neueren Schiffen ist das Schmieröl grundsätzlich in verschiedenen wasserdichten Abteilungen so untergebracht, daß beim Vollaufen einer Abteilung der übrige Ölvorrat genügt, um den Maschinenbetrieb für längere Zeit voll aufrecht zu erhalten. Die Verbindungsrohre zwischen den Öltanks der verschiedenen Räume haben an geeigneter Stelle Absperrventile oder Hähne.

Auf denjenigen älteren Schiffen, auf welchen der ganze Ölvorrat in einem Raume sich befindet, sind die Entlüftungsrohre der Öltanks bis über die Wasserlinie geführt. Selbstverständlich werden alle Öltanks möglichst geschützt auf-‘ gestellt.

Auf unseren neueren Schiffen reichen die Ölkästen zur Aufnahme des Bedarfs für etwa 3 Monate aus. Für Soda werden besondere Tanks eingebaut, deren Größe so bemessen ist, daß auf 1 kg Zylinderschmieröl 1H kg Soda kommt.

3. Schmiervorrichtungen.

a) Schmierung der Oampfräume erfolgt selbsttätig durch den Patentdampfschmierapparat von Möllernp, bestehend aus einem Ölzylinder mit Kolben. Letzterer wird mittels Schraubenspindel durch den Gang der Maschine allmählich vorgeschoben, und preßt das Öl durch ein Rohr mit Dreiwegehahn entweder in das Hauptdampfrohr oder in die Grundbuchse der Uv-Kolben-

stangenstopfbuchse. Außerdem haben die Dampfzylinder Schmiergefäße mit doppeltem Abschluß für direkte Schmierung.

Die Dampfschmierung wird möglichst eingeschränkt, damit möglichst wenig Fett in das Speisewasser gelangt.

b) Äußere Schmierung. Die Einrichtung muß derartig sein, daß das Öl mit Sicherheit an die zu schmierenden Flächen gelangt, und der Ölverbrauch möglichst gering ist. Dies wird erreicht durch einen möglichst hoch im Maschinenraum angeordneten Zentralschmierkasten von 150 bis 300 Litern Inhalt und durch mehrere Gruppenschmierkästen.

Das Öl fließt vom Zentralschmierkasten in eine oben um die Maschine führende Ringleitung und aus dieser durch Hähne von 10 bis 15 mm Weite in die Gruppenschmierkästen, deren Deckel beim Füllen geöffnet, beim Betriebe geschlossen sind. Durch absperrbare Hähne am Boden der Gruppenschmierkästen tropft das Öl sichtbar in die offenen Trichter der Schmierrohre, die nach den zu schmierenden Flächen führen und zwar überall mit genügendem Gefälle.

Eine vertikale Scheidewand in den Gruppenschmierkästen trennt das Öl von den Tropfhähnen. Bei forcierter Fahrt werden für die einzelnen Schmierstellen kleine Ventile in der Scheidewand geöffnet (direkte Tropfschmierung), bei langsamer Fahrt wird das Öl durch Dochte über die Scheidewand hinweg nach den Tropfhähnen geleitet. Ein gemeinschaftlicher Griff gestattet das Abstellen des ganzen Gruppenschmierkastens beim Stoppen der Maschine. Eine kleine Handpumpe dient zum Auffüllen des Zentralschmierkastens. Jeder Schmierkasten hat ein Ölstandsglas mit einer Skala in Litern.

Die Kurbel und Kreuzkopflager haben außer der als Reserve dienenden Tropfschmierung noch Posaunenschmiervorrichtung mit vollständig geschlossener Ölzuleitung. Die übrigen sich bewegenden Lager haben Abstreifapparate mit Bürsten und dergleichen.

Schmiernuten zur besseren Verteilung des Öls und Ölfänger zum Sammeln und Wiederverwenden des Öls werden angebracht, wo es die Ver-. hältnisse erfordern oder gestatten.

4. Kühlung

wird möglichst getrennt von der Schmierung derart, daß das Kühlwasser durch Hohlräume der zu kühlenden Maschinenräume gepumpt wird (Gleitbahn, Kurbelwellenlager usw.). Das Kühlwasser wird entweder durch eine besondere, an die Hauptmaschine angehängte Kühlwasserpumpe gefördert, oder aus der Druckleitung der Zirkulationspumpe entnommen und nach der Saugeleitung dieser Pumpe zurückgeleitet. Die Kühlrohrleitungen der Hauptmaschinen versieht man mit Schlammsammlern zur Vermeidung des Verstopfens.

19

Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aufl.

D. Nommando-Llemente.

1. Allgemeine Grundsätze.

Befehlsübertragungen möglichst einfach, möglichst geschützt und leicht Zugänglich. Leitungen, die für Gefecht in Frage kommen, möglichst unter Wasser oder Panzerschutz. Befestigung der Apparate in Kommandoständen nicht an Panzerwand, sondern auf Stützen und so tief, daß im Sitzen bedienbar. Keine Überbürdung der Kommandotürme mit Apparaten und Kommandoelementen, da der Platz knapp ist. Kommandoelemente, die nur für Friedenszwecke Wert besitzen, werden daher besser außerhalb der Türme aufgestellt. Ihre Leitungen brauchen auch nicht durch den Kommandoschacht zu gehen. Maschinenumdrehungsanzeiger zweckmäßig an der Turmdecke.

Bei beschränkter Zahl von Kommandos sind Telegraphen besser als Sprachrohre. Letztere sind jedoch den Fernsprechern vorzuziehen, falls sie hinreichende Verständigung ermöglichen.

Fernsprecher kommen in Betracht bei großen Entfernungen, bei kleineren Entfernungen mit mehr als 3 bis 4 starken Krümmungen oder mehr als 3 bis 4 Durchbrechungen wasserdichter Schotte, bei gleichzeitigem Sprechen nach mehr als 2 verschiedenen Stellen (Gabelung), bei Durchdringung sehr geräuschvoller Räume und bei Verbindung von Räumen, die verschiedenen Luftdruck enthalten können.

Bei Sprachrohren können zur Vereinfachung Zweigrohre angewendet werden, soweit ohne Gefahr von Mißverständnissen und ohne Schädigung der Schallwirknng Zulässig. Alle Mundstücke erhalten dann selbsttätige Abschluß-klappen. Abzweige werden möglichst schlank abgeführt. Bei den zur Feuerleitung der schweren und mittleren Geschütze dienenden Sprachrohren werden Zweigrohre oder aufpfropfbare Mundstücke nicht verwendet.

Wasserdichte Durchführung durch Schotte oder Decks mittels Stopfbuchse möglichst hoch über Wasserlinie, also möglichst dicht unter Panzerdeck (namentlich bei Sprachrohren), damit Gefahr des Überflutens eines Nachbarraumes möglichst gering. Sprachrohre, deren beide Enden unter Wasser liegen, haben an jedem Ende einen leicht erreichbaren Abschlußhahn.

Sprachrohre möglichst gerade. Unvermeidliche Krümmungen möglichst schlank. Befestigen oder Entlangführen nicht an Stellen, die stark schwingen oder durch Geräusch das Verständnis erschweren (z. B. Dampfzylinder). Wo erforderlich, werden die Sprachrohre durch Umwickeln mit Filz und Segeltuch gegen äußere Geräusche isoliert.

2. Vefehlsübertragung für maschinelle Zwecke auf einem

Linienschiff.

Bezeichnungen: T — Telegraph, A — selbsttätiger Anzeiger, S — Sprachrohr, F — lauttönender Fernsprecher, * bedeutet: braucht nicht unter Wasser

ober Panzerdeck zu liegen, unterstrichen bedeutet: auf allen Schiffen unerläßlich.

Hauptmaschinenstelle bedeutet bei Zweischraubenschiffen StJB. bzw. vordere Maschine, bei Dreischraubenschiffen- hinterste Maschine.

Verbundene

Stelle

Art der Verbindung

Station der Maschinenanlage

Bemerkn ng

T, A und _S oder F

T für Fahrtbefehle.

A — Umdrehungsanzeiger.

1. Hauptmaschinenstelle

Zentralkommando

stelle

Wie 1

2. Hauptmaschinenstelle

Vorderer

Kommandostand

3. Hauptmaschinenstelle

Hinterer

Kommandostand

T, A und S oder F

T und 8 oder F nur dann anzubringen, wenn hinterer Kommandostand für Schiffsleitung eingerichtet.

Zur Leitung des Lecksicherungsund Feuerlöschdienstes.

Umdrehungsanzeiger.

4. Hauptmaschinenstelle

5. Hauptmaschinenstelle

Panzerdeck bzw. Zwischendeck

Hauptmaschinen

stelle

6. Hauptmaschinenstelle

2. und 3. Maschine

A und 8

Sprachrohrverbindung ist von jedem Maschinenraum nach jedem andern.

8 oder F

7. Hauptmaschinenstelle

Jeder Heizraum

Heizraumuhr.

Mehr Dampf, mehr Wasser, Weniger Dampf, weniger Wasser, gut, gestoppt, Maschine geht an.

8. Hauptmaschinenstelle

9. Hauptmaschinenstelle

Jeder Heizraum mit Wasserrohrkesseln

2. bzw. 3. Maschinenraum und alle Heizräume

8* oder F*

10. Hauptmaschinenstelle

Kammer des leitenden Ingenieurs

Dsgl.

11. Hauptmaschinenstelle

Maschinenbureau

12. Hauptmaschinen-

stelle

Rudermaschine bzw. Ruderraum

Abzweigungen bei mehreren Rudermaschinen.

13. Hauptmaschinenstelle

Haupt- und Reserveschaltstelle der Dynamos

Nur nach Reserveschaltstelle, wenn Hauptschaltstelle im Maschinenraum.

19*

Ruder

17. Zweiter und dritter Maschinenraum

Vorderer

Kommandostand

Wie 1

18. Zweiter und dritter Maschinenraum

Hinterer

Kommandostand

Wie 8

19. Zweiter und dritter Maschinenraum

Panzerdeck bzw. Zwischendeck

Wie 4

20. Zweiter und dritter Maschinenraum

Alle Heizräume

Wie 1

14. Hauptmaschinen-

Ruder

stelle

Beim Ruderlegen sinkt die Umdrehungszahl.

15. Zweiter Maschinenraum (St. B.)

Jeder Heizraum

S oder F

Verbundene

Stelle

Art der Verbindung

Station der Maschinenanlage

Bemerkun g

16. Zweiter und dritter Maschinenraum

Centralkommando

stelle

21. Zweiter und dritter Maschinenraum

Derselbe Maschinenraum und jeder andere

22. Zweiter und dritter Maschinenraum

28. Jeder Heizraum Jeder andere Heiz-raum

24. Jeder Heizraum Benachbarter Heizraum

25. Jeder Heizraum

Zugehörige Aschheißvorrichtung

S*

Fällt weg, wenn Verständigung durch den Heißschacht möglich.

26. Jeder Heizraum mit Olfeuerung

Oberdeck

S*

Zur Verständigung über Rauchentwickelung.

27. Jeder Kesselraum

Panzerdeck bzw. Zwischendeck

Wie 4.

28. Spillmaschine

Bugmanöverstand

T* oder S*

Nicht erforderlich, wenn Spillmaschine am Oberdeck bedient wird.

Verbundene

Stelle

Art der Verbindung

Station der Maschinenanlage

Bemerkung

29. Hauptschaltstelle der Dynamos

Reserveschaltstelle und jeder andere Dynamomaschinenraum

30. Hauptschaltstelle der Dynamos

Vordererund hinterer Kommandostand

81. Elektrisch oder hydraulisch oder durch Preßluft betriebene Hilfsmaschinen

Kraftstelle für diese Maschinen

S oder S*

Soweit diese Verbindung unbedingt nötig.

Bemerkung zu 9, 20 und 23: Nach einer Bestimmung vom Dezember 1905 erhalten die Befehlsmaschinenräume nur Kesseltelegraphengeber, die Heizräume nur Empfänger. Die Geber und Empfänger erhalten folgende Skalen: Maschine stoppt, Maschine geht an, natürlicher Zug, Luftdruck in mm Wassersäule. Letzterer Befehl erhält die Unterteilung in 5, 12, 20, 30, 45 und 65.

3. Bauart der verschiedenen ttoininandoeleinente.

a) Sprachrohre aus Kupfer oder Messing. Wandstärke % bis 2 mm; Durchmesser — 70 mm auf großen Schiffen vom Hauptmaschinenraum und Rudermaschinenraum nach vorderem Kommandoturm und Zentralkommandostelle; Durchmesser — 50 mm zwischen geräuschvollen Stationen (Maschinenräume, Kesselräume, Kommandostellen) und auch bei Längen von mehr als 30 rn, soweit nicht 70 mm vorgeschrieben ist; im übrigen Durchmesser = 30 mm.

mm Sprachrohre, die unter verschiedenem Luftdruck

mm Durchmesser und mm Pfeifenleitung. Die übrigen 50 mm Sprachrohre und die

Die 70 mm Sprachrohre erhalten verschließbare Schalltrichter von 90 mm Durchmesser zum Sprechen und Hören und besondere Pfeifenleitungen von 10 mm lichter Weite zum Anrufen. Die 50 mm Sprachrohre von mehr als 30 m Länge, sowie die 50

stehende Räume verbinden, erhalten Schalltrichter von 80 ebenfalls 10

30 mm Sprachrohre erhalten zum Anrufen, Sprechen und Hören ovale Schalltrichter mit fest eingebauter Pfeife.

Sprachrohre, die zwei unter verschiedenem Druck stehende Räume verbinden, versieht man mit einer Gummimembrane. Die Schallübertragung wird dadurch nicht beeinträchtigt und das Sprechen gegen den Luftüberdruck wesentlich erleichtert.

b) Telegraphen sind auf neueren Schiffen durchweg elektrisch (vgl. Elektrische Anlagen).

Ältere Schiffe haben noch mechanische Maschinentelegraphen. Die Verbindung zwischen der Achse des Geberhebels und der Achse des Empfängerzeigers besteht an den Scheiben und Rollen in Galle'schen Ketten, auf den geraden Strecken der Übertragung in Drähten mit Spannschrauben.

Da die nach der Maschine gegebenen Kommandos nach der Kommandostelle hin zurückgegeben werden müssen, so besteht die ganze Anlage in zwei vollständig getrennten Telegraphen. Geber und Empfänger find an beiden Stationen in gemeinschaftlichem Gehäuse vereinigt. Als Ankündigungssignal dient an beiden Stationen eine Glocke.

Die auf den Milchglasscheiben aufgezeichneten Kommandoworte sind für Vorwärts: Äußerste Kraft, Alle Fahrt, Große Fahrt, Halbe Fahrt, Langsame Fahrt, Kleine Fahrt, Achtung, Stopp, für Rückwärts: Langsame Fahrt, Halbe Fahrt, Äußerste Kraft.

E. Instrumente und Metzapparate.

1. Wärmemessung.

a)    Messung der Temperatur nach Celsius, Reaumur und Fahrenheit: vergleiche Teil I. Wärme. Für Messungen bis zu 200° Gels, genügen gewöhnliche Quecksilberthermometer mit Schutzhüllen. Bei Temperaturmessungen unter Druck (z. B. Dampfrohr) sorgfältige Dichtung und Schutzs gegen Herausfliegen des Thermometers oder noch sicherer und für die Praxis hinreichend genau fest eingebaute Thermometerhülsen zum Hineinstecken des Thermometers. In diesem Falle Wärmeübertragung durch Füllen der Hülsen mit Öl oder Quecksilber oder Eisenfeilspänen.

Nähert sich die Temperatur dem Siedepunkt des Quecksilbers (357° Gels.), dann Verwendung von Oueckfilberthermometern, in denen komprimierter Stickstoff oder wasserfreie Kohlensäure auf das Quecksilber drückt und das Sieden hindert. Bei noch höheren Temperaturen (z. B. Heizgasen) verwendet man Pyrometer, bei denen -durch die Wärmeausdehnung eines festen Körpers ein Zeiger bewegt wird, oder Manometer-Thermometer, bei denen der verschiedene Druck eines erwärmten gesättigten Dampfes (Äther oder Wasser oder Quecksilber) auf der Skala in Temperaturgraden angezeigt wird. AIs Ersatz für Pyrometer benutzt man zuweilen kleine Stücke von verschiedenen Metalllegierungen (bei hohen Temperaturen Silikate) mit verschiedenen bekannten Schmelztemperaturen.

b)    Messung der Wärmemenge und der Heizkraft. Die Heizkraft eines Brennmaterials mißt man entweder in einem Versuchskessel, indem man

während eines mehrstündigen Verdampfungsversuches den Verbrauch an Brennmaterial und Speisewasser mißt und bei der Berechnung die Wasser-und Dampftemperatur (letztere bei offenem Kessel — 100° Cels.) berücksichtigt, oder durch Colorimeter. Erstere Methode ist zwar kostspielig, aber einfach und wird in unserer Marine allgemein angewendet.

Von den verschiedenen Kalorimeter-Konstruktionen entspricht die kalorimetrische Bombe von Dr. Kröcker sehr gut den praktischen Bedürfnissen. Prinzip: In ein starkes Stahlgefäß wird eine genau gewogene Menge des zu verbrennenden Stoffes eingesetzt. Nach gasdichtem Abschluß wird komprimierter Sauerstoff eingefüllt, und der Brennstoff elektrisch entzündet. Das Stahlgefäß steht in einem Behälter mit Wasser. Die erzeugte Wärme wird durch die Temperatursteigerung des Wassers festgestellt, wobei die Erwärmung des Stahlgefäßes und des äußeren Wassergefäßes (Wasserwert des Kalorimeters) zu berücksichtigen ist.

Kalorimeter zur Bestimmung des Heizwertes von Gasen sind einfacher, weil das Gas ununterbrochen durch den Kalorimeter strömen und in demselben verbrennen kann, während die erzeugte Wärme durch fließendes Wasser abgeleitet wird (Kalorimeter von Professor Junkers). Berechnung nach Gasmenge, Wassermenge und Temperaturerhöhung.

2. Flächenmessung.

Zur Messung unregelmäßig begrenzter Flächen (Jndikatordiagramm) dient der Planimeter. Am häufigsten wird der Polarplanimeter von Amsler verwendet. Er besteht aus zwei scharnierartig verbundenen Schenkeln, Polarm und Fahrarm. Das Ende des Polarms wird durch eine Spitze auf Papier festgehalten (durch Gewicht beschwert), das Ende des Fahrarms trägt eine Spitze, mit welcher man die Figur möglichst genau umfährt. In der Nähe des Charniers beider Arme sitzt an dem Fahrarm ein Rollenrad, welches beim Umfahren der Figur auf dem Papier teils gleitet, teils rollt und seine Drehung durch Schneckenübertragung auf ein Zählwerk überträgt, das mit Hilfe eines Nonius eine 4 stellige Zahl anzeigt. War das Zählwerk vorher auf Null gestellt, so gibt die Zahl, auf den am Planimeter einstellbaren Maßstab reduziert, die Größe der umfahrenen Figur an, ausgedrückt in den auf dem Instrument bezeichneten Einheiten (qm, qcm usw.).

Beim Berechnen eines Diagramms stellt man den Planimeter auf keinen bestimmten Maßstab, sondern so ein, daß 2 nach oben gerichtete Spitzen um die Diagrammlänge voneinander entfernt sind. Die Ablesung ergibt dann die mittlere Höhe des Diagramms oder den mittleren Druck in kg pro qcm, wenn man einen Umrechnungskoeffizienten anwendet. Näheres hierüber ergibt die jedem Planimeter beigefügte Anweisung.

3. Druck- und Gewichtsmessung.

a)    Manometer (Vakuummeter) dienen zum Messen eines Über- oder Untcrdruckes (Dampf, Wasser, Luft), welcher nicht periodisch hin- und herschwankt, wie in Dampf- oder Pumpenzylindern.

man

Zwei Hauptkonstruktionen: Plattenfedermanometer und Federrohr-manometer. Bei ersteren wirkt der Druck auf eine elastische Platte, bei letzteren auf das Innere einer gebogenen Röhre mit länglichem Querschnitt und mit einem freibeweglichen geschlossenen Ende. Bei hohen Drucken verstärkt das Federrohr durch einen konzentrischen Stahldraht. Die Deformation der Platte bzw. des Federrohres wird durch Hebel und Zahnbetrieb auf den Manometerzeiger übertragen.

Da die Elastizität der Platte bzw. des Federrohres durch hohe Temperatur beeinflußt wird, so wird das Eindringen von Dampf in den Manometer durch einen vorgeschalteten Wassersack (Rohrkrümmung) verhindert. Heftige Druckschwankungen kann man durch den Manometerhahn abdrosseln. Die Manometerskalen sind durch Aichung nach einem offenen Ouecksilbermano-meter festgestellt.

Die in der Marine verwendeten Manometer (Vakuummeter) sind Doppelfedermanometer (2 Federrohre und 2 übereinander liegende Zeiger) mit „zur Nedden"'scher Schutzvorrichtung.

b)    Indikator, Figur 189, dient zur graphischen Feststellung des periodisch schwankenden Druckes in Dampfzylindern, Pumpenzylindern usw. für die verschiedenen Stellungen des Kolbens, d. h. zur Aufzeichnung der Spannungskurve.

Erzeugung der Ordinalen. In einem kleinen bronzenen Zylinder (Jndikatorzylinder) bewegt sich ein sauber eingeschliffener Kolben (Jndikatorkolben). Das eine (untere) Ende des Jndikatorzylinders kann durch eine Rohrleitung und einen Dreiwegchahn mit jeder Seite des Dampfzylinders der Maschine verbunden werden; das andere Ende ist durch einen ausgeschraubten, mit Luftlöchern versehenen Deckel geschlossen, kommuniziert also mit der Atmosphäre. Zwischen Jndikatorkolben und Deckel, und zwar mit beiden festverschraubt, liegt die spiralförmige stählernde Jndikatorfeder. Die Zusammendrückung derselben wird durch die Jndikatorkolbenstange und eine Hebelanordnung (Geradführung) auf einen Schreibstift derart übertragen, daß letzterer sich in einer geraden Linie parallel der Zhlinderachse bewegt und dabei einen etwa 4 mal größeren Weg beschreibt als der Kolben. Dieses Übersetzungsverhältnis bezweckt eine Einschränkung der Zusammenpressung der Feder und der lebendigen Kraft des Jndikatorkolbens, welche Fehler im Diagramm erzeugen kann, namentlich bei höherer Umdrehungszahl. Durch Drehen der Geradführung kann man den Schreibstift auf die Schreibfläche drücken oder von ihr entfernen.

Bei neueren Indikatoren ist die Jndikatorfeder zuweilen außerhalb des Zylinders angeordnet, wodurch der Einfluß der Dampfwärme auf die Feder beseitigt wird (wichtig bei überhitztem Dampf).

Die verschiedenen in unserer Marine gebräuchlichen Indikatoren unterscheiden sich im wesentlichen nur durch die Art der Geradführung und sintpteils für geringere (Richards), teils für größere (Thompson, Crosby) Umdrehungszahlen mehr geeignet. Die hauptsächlichsten Fabrikanten sind Schäffer & Budenberg und Dreyer, Droop & Rosenkranz. Auf jeder Jndikatorfeder ist der größte zulässige Druck in kg pro qcm und der Federmaßstab, d. h. Schreibstiftbewegung in mm pro 1 kg Dampfdruck eingraviert.

Erzeugung der Abscissen. Die aus Neusilber hergestellte Papiertrommel dreht sich um eine Achse, die parallel dem Jndikatorzylinder und durch einen angegossenen Arm fest mit ihm verbunden ist. Da die um die Trommel gelegte Jndikatorschnur an einem gleichzeitig mit dem Dampfkolben hin- und hergehenden Maschinenteil (Kreuzkopf, Balancier) befestigt ist, so ist die Drehung dem Wege des Dampfkolbens proportional. Die Rückdrehung geschieht durch eine in der Trommel angebrachte Spiralfeder, welche die Schnur stets gespannt hält.

Nehmen des Diagramms geschieht in folgender Reihenfolge: Durchblasen der Jndikatorrohrleitung und des Dreiwegehahnes zur Entfernung von Schmutz und Fett, Aufschrauben des Indikators, Einlassen von Dampf zum Anwärmen und Untersuchen der Gangbarkeit, Einstellen der Jndikatorschnur auf richtige Länge (Schnurspanner), Aufschieben des Indikator-papiers, Zeichnen der atmosphärischen Linie (Dreiwegehahn geschlossen). Zeichnen der beiden Diagramme (durch entsprechendes Umstellen des Dreiwegehahnes), Schließen des Hahnes, Aushaken der Schnur und Abnehmen des Papiers. Bei mehrzylindriger Maschine sind die Diagramme von allen Zylindern möglichst gleichzeitig zu nehmen. Der Schreibstift ist nur kurz anzudrücken, weil das Diagramm durch mehrfaches Umfahren undeutlich wird.

c) Luftdruckmesser, Fig. 190, dient zur Messung des im Heizraum oder im geschlossenen Aschfall angewendeten Luftüberdruckes in mm Wassersäule und besteht aus einer U förmigen, zum Teil mit Wasser gefüllten Glasröhre, deren beide Enden mit den Räumen kommunizieren, zwischen denen der Druckunterschied gemessen werden soll (z. B. Außenluft und Heizraum oder Heizraum und Aschfall). Statt einer IIförmig gebogenen Glasröhre nimmt man praktischer zwei gerade Röhren, die mit Verschraubungen unten in einen gemeinsamen Bronzestutzen eingesetzt sind. Zum direkten Ablesen der Höhe der Wassersäule dient eine zwischen den Rohren angebrachte verschiebbare Skala.

Soll der Druckunterschied zwischen Heizraum und Außenluft durch einen im Heizraum befindlichen Druckmesser gemessen werden, so ist ein Verbindungsrohr von einem Glasschenkel nach der Atmosphäre nötig, während der andere

Glasschenkel oben offen ist. Soll derselbe Druckunterschied an einem im Maschinenraum befindlichen Apparat abgelesen werden, so ist ein Glasschenkel mit dem Heizraum zu verbinden.

d)    Dynamometer beruhen auf dem Durchfedern eines elastischen Körpers und dienen zur Messung großer Zug-, Druck- und Torsionskräfte (z. B. Dynamometer in Kranketten oder in der Schlepptrosse eines geschleppten Schiffes).

Ein neuerer Meßapparat ist das Torsionsdhnamometer oder Torsionsindikator von Föttinger. Als elastischer Körper wird hier die Schiffswelle benutzt, deren Verdrehung auf eine gewisse Länge (etwa 1 bis 2 m) während des Ganges der Maschine in vergrößertem Maßstabe graphisch dargestellt wird, und zwar auf einer konzentrisch um die Welle herum gelegten Schreibtrommel. Diese kann zum Aufspannen und Abnehmen des Papiers ausgerückt werden, so daß sie die Drehung der Welle nicht mitmacht.

Besonderen Wert hat der Torsionsindikator für Schiffe mit Dampfturbinen, weil es hier Jndikatorbeobachtungen nicht gibt.

Das Diagramm stellt die effektive Leistung der Welle dar. Das Drehmoment errechnet sich aus der gemessenen und im Diagramm aufgezeichneten Verdrehung der Welle, aus dem Querschnitt der Welle und aus der Elastizität des Wellenmaterials. Das Diagramm zeigt gleichzeitig die Schwankungen des Drehmoments.

e)    Bremsmessungen an Maschinenwellen. Bei kleinen Maschinen kann man die effektive Leistung an der Welle durch eine aufgesetzte Reibungsbremse, den Pronyffchen Zaum, messen. Ist P das in der Schwebe an einem horizontalen Bremshebel hängende Bremsgewicht in kg, r die Länge des Hebels in Metern, und n die Umdrehungszahl pro Minute, dann ist

effektive Arbeit während einer Umdrehung — 2 • r • n • P • mkg,

also die Zahl PSe =

2 • r • ji • P • n

60 - 75

Infolge ungleichmäßiger Reibung können Schwankungen des Hebels entstehen, und kann das Bremsband festbrennen. Vorzuziehen sind deshalb elektrische oder hydraulische Bremsen, bei denen der Reibungswiderstand durch magnetische bzw. hydraulische Widerstände ersetzt ist.

Bei den elektrischen Bremsen sitzt ein Teil des Motors, z. B. Magnet, fest auf der Maschinenwelle, während der andere Teil, der Anker, durch Hebel mit Gewichtsbelastung verhindert wird, den magnetischen Kräften zu folgen und die Drehung mitzumachen. Bei der hydraulischen Bremse von Fronde sitzt das Kreiselrad auf der Maschinenwelle. Das umgebende mit Wasser gefüllte Gehäuse hat innere Prallplatten und wird in gleicher Weise am Mitdrehen gehindert.

Alle 3 Bremsen ergeben nur das mittlere Drehmoment, jedoch nicht die Schwankungen des Drehmoments.

f) Salinometer zum Messen des Salzgehaltes des Kessels und Speisewassers, besteht aus einem Schwimmer aus Nickelblech oder Glas. Der Schwimmer trägt oben einen senkrechten Stab mit einer Einteilung in etwa 12 Teile und unten ein Gewicht, welches das schwimmende Instrument in senkrechter Lage hält. Je weniger Salzgehalt, desto tiefer taucht das Instrument ein. Der Teilstrich, bis zu dem das Salinometer eintaucht, gibt den Salzgehalt in Prozenten an.

4. Geschwindigkeitsmessung.

a)    tzubzähler. In einem länglichen Kasten lagern in einer Reihe 6 parallele Achsen. Diese stehen derartig in Verbindung, daß das Übersetzungsverhältnis Zwischen je 2 aufeinander folgenden Achsen 1:10 ist, und daß die Drehung jeder Achse sprungweise geschieht (1 Sprung— Vio Drehung).

Jede Achse trägt ferner eine Zahlenscheibe mit den kreisförmig angeordneten Ziffern 0 bis 9. Die vordere Kastenwand hat 6 Ausschnitte, so daß von jeder Zahlenscheibe die oberste Ziffer sichtbar ist.

Die erste Zahlenscheibe ist durch Sperrrad, Sperrklinke und Hebel derart mit einem hin- und hergehenden Teil der Schiffsmaschine verbunden, daß sie bei jeder Umdrehung um 1 Ziffer fortschreitet, also die Einer angibt. Folglich gibt die 2 te Zahlenscheibe die Zehner, die dritte die Hunderter usw. an. Die durch alle 6 Zahlenscheiben dargestellte Zahl bedeutet also die im ganzen zurückgelegten Umdrehungen. Die höchste Zahl ist 999999. Bei nächstem Vorschub der Sperrklinke springen sämtliche Zahlenscheiben wieder auf 0.

Außer der vorstehenden Konstruktion.der Hubzähler mit dem hin- und hergehenden Antriebsmechanismus der Sperrklinke gibt es eine andere mit einem kontinuierlich wirkenden Antriebsmechanismus, nämlich mit einer in konstanter Richtung umlaufenden Antriebswelle. Diese Hubzähler sind in ihrer Wirkung zuverlässiger, aber in bezug auf ihren Antrieb durch die Schiffsmaschine komplizierter.

b)    Urndr ehungsrnesser soll die Umdrehungszahl pro Minute in jedem Augenblick anzeigen.

Die in unserer Marine angewendeten Konstruktionen sind die von Schlotfeldt und von Schneider. Beide Apparate beruhen auf der Zentrifugalwirkung einer Flüssigkeit.

Außer vorstehenden Konstruktionen wird in neuerer Zeit auch der elektrische Umdrehungsfernzeiger von Fram mit Erfolg verwendet. Seine Wirkungsweise beruht auf der Tatsache, daß elastische Körper auf Kraftimpulse von sehr geringer Größe durch kräftiges Ausschwingen reagieren, sobald die

Periodenzahl jener Impulse mit der Eigenschwingungszahl des elastischen Körpers übereinstimmt.

Die Impulse erfolgen an der Maschinenwelle in Gestalt bort schwachen Wechselströmen, die durch ein bor einem permanenten Stahlmagnet rotierendes Zahnrad erzeugt werden; die elastischen Körper sind an einem Ende befestigte elastische Stahlfedern am Anzeigerapparat mit verschiedenen, stufenmäßig abgestimmten Eigenschwingungszahlen.

Die durch das Zahnrad erzeugten Wechselströme werden auf einen Stahlmagnet des Anzeigerapparates geleitet. Vor diesem Magnet schwingt ein Anker, der mit dem festen Ende sämtlicher Federn berbunden ist. Es schwingt also die Feder mit, deren Frequenz zu der Frequenz der Wechselströme, d. h. zu der jeweiligen Umdrehungszahl der Schiffsmaschine paßt.

Das Ausschwingen der Feder ist dadurch erkennbar, daß ein weißes Quadrat am Ende der Feder in die Breite gezogen erscheint. Auf einer längs der Federreihe angebrachten Skala wird die Umdrehungszahl abgelesen. Liegt die Frequenz des Wechselstromes ungefähr in der Mitte zwischen den Eigenschwingungszahlen zweier benachbarter Federn, so schwingen diese beiden Federn.

Tachometer (Umdrehungsmesser) von Schaffer & Budenberg beruht auf Verschiebung einer federnd aufgehängten Masse durch Zentrifugalkraft bei gleichzeitiger Spannung der Feder. Die Verschiebung wird auf den Zeiger übertragen. Der Tachometer wird durch Riemenantrieb bort der Welle, deren Umdrehungsgeschwindigkeit zu messen ist, bewegt.

c) Gleichförmigkeitsgradmesser dienen zur Feststellung der Gleichförmigkeit der Drehgeschwindigkeit einer Welle. Der einfachste Meßapparat ist eine Feder von konstanter Schwingungsdauer. Läßt man diese Feder mit ihrem freien Ende parallel der Wellenachse hin- und Herschwingen und befestigt man an dem schwingenden Ende der Feder einen Schreibstift, so zeichnet dieser auf einem um die Welle gelegten Papier eine Art Sinuskurbe. Durch Vergleich der einzelnen Wellenlängen findet man die Schwankungen der Dreh-geschwindigkeit.

5. Vibrationsmessung.

Es handelt sich um die Messung und Aufzeichnung der durch den Gang

der Maschine erzeugten Schiffsschwingungen an verschiedenen Stellen des Schiffskörpers. Man benutzt hierzu den Pallograph von Schlick.

Wirkungsweise: Eine federnd aufgehängte vertikal bewegliche Masse bewegt einen Schreibstift und zeichnet die Vertikalschwingungen auf, indem sie vermöge ihrer Trägheit die schnell aufeinander folgenden Vibrationen des Schiffskörpers und der festen Teile des Apparates (zu welchen auch die Schreibfläche gehört) nicht mitmacht. In gleicher Weise werden durch eine zweite horizontal bewegliche Masse die Horizontalfchwingungen aufgezeichnet.

Der Papierstreifen, auf dem beide Schreibstifte schreiben, wird durch ein Uhrwerk weiterbewegt, so daß zwei fortlaufende Kurven entstehen.

Schließlich wird durch das Uhrwerk ein dritter Schreibstift regelmäßig hin und her bewegt, so daß auf dem Papierstreisen eine Treppenlinie, ein Zeitdiagramm entsteht.

6. Volumenmessung

kommt hauptsächlich in Betracht für die Feststellung des Speisewasserverbrauches. In unserer Marine sind Speisewassermesser von der Firma Siemens & Halske und der Worthington-Pumpen-Kompagnie probiert. Bei beiden kommen Meßfehler um etwa 2 % nach beiden Seiten vor, namentlich bei hoher Temperatur des Speisewassers. Der Siemens-Messer ist aber erheblich billiger und leichter als der Worthington-Messer.

7. Chemische Messung.

a)    Rauchgasanalyse durch den ktpparat von Grsat. Die Analyse gestattet ein Urteil über die Vollständigkeit der Verbrennung und über den Luftüberschuß, indem durch Absorption der einzelnen Bestandteile der Schornsteingase der Prozentgehalt an Kohlensäure, Kohlenoxyd, Sauerstoff und Stickstoff festgestellt wird.

Zu diesem Zweck wird ein bestimmtes Volumen (100 ccm) Schornsteingase in den vorher durch eine Strahlpumpe luftleer gemachten Apparat gesaugt und hintereinander mit den absorbierenden Flüssigkeiten in Berührung gebracht, die sich in 3 durch Hähne absperrbaren Glasgefäßen befinden. Nach jeder Absorption wird durch ein mit dem Apparat kommunizierendes Meßgefäß die Volumenabnahme der eingelassenen Gase festgestellt. Der Rest nach der dritten Absorption ist Stickstoff.

b)    Heizeffektmesser ftbos beruht ebenfalls auf Absorption, bestimmt aber nur den Kohlensäuregehalt der Abgase. Dieses ist auch im allgemeinen ausreichend für die Praxis; denn da das Hauptprodukt der Verbrennung, die Kohlensäure, in den Rauchgasen prozentual umsomehr enthalten ist, je weniger überschüssige Luft dem Feuer zugeführt wird, d. h. je weniger die Rauchgase durch überschüssige Luft verdünnt sind, so gibt der gemessene Prozentgehalt an Kohlensäure auch ein Bild über den Luftüberschuß, welcher bei sorgfältiger Kesselbedienung und mäßigem Betriebe nicht mehr als etwa 50 % der theoretisch erforderlichen Verbrennungsluft zu betragen braucht.

Die Ados-Heizmesser unterscheiden sich vom Orsat'schen Apparat ferner dadurch, daß sie selbsttätig infolge des Schornsteinzuges arbeiten und in gleichmäßigen Zeitabschnitten (z. B. alle 10 Minuten) eine Gasanalyse machen und das Ergebnis in einem fortlaufenden Diagramm registrieren. Sie haben sich an Land gut bewährt.

Teil XX.

Behandlung der maschinellen Anlagen.

A. Behandlung der Kessel.

I. Sicherheitspolizeiliche Überwachung der Dampfkessel.

a) ftrt der Überwachung.

cc) Fortlaufende technische Kontrolle des Betriebes.

ß) Allgemeine Besichtigungen.

y) Spezielle Untersuchungen.

Die gleiche Überwachung, wie bei Dampfkesseln, ist nötig bei Wassersammlern, die aus Stahl oder Schmiedeisen bestehen, bei Speisewassererzeugern, die aus demselben Material bestehen und mit Druck arbeiten, und bei den unter Druck stehenden Behältern der Kühlmaschinen. Mit den speziellen Kesseluntersuchungen wird eine Untersuchung der Dampfrohre (eventl. unter Abnahme der Bekleidung) verbunden, wenigstens an den Stellen, wo Zweifel bestehen. Im besonderen gilt das für Dampfrohre aus Schmiedeisen oder Stahl bezüglich innerer Anfressungen.

Zu a) Kontrolle bezieht sich auf sachgemäße Behandlung während des Betriebes. Nötigenfalls Unterbrechung des Betriebes zwecks Vornahme einer allgemeinen Besichtigung oder speziellen Untersuchung.

Zu ß) Besichtigung bezieht sich auf den äußeren Zustand des Kessels (wobei nur bei besonderen Veranlassungen Entfernung von Bekleidung und Mauerwerk), auf seinen inneren Zustand (Niederschläge, Anfressungen), auf den gebrauchsfähigen Zustand der ganzen Armatur (namentlich der Sicherheitsvorrichtungen) und auf den Zustand der Feuerungseinrichtungen.

Zu y) Untersuchung soll den Abnutzungsgrad des Kessels und seiner Armatur feststellen, also auch entscheiden, ob und wieweit der Arbeitsdruck herunterzusetzen ist, schließt daher stets eine allgemeine Besichtigung in sich ein. Sie ist außerdem mit einer Kaltwasserdruckprobe zu verbinden.

Besonders zu untersuchen sind: Zustand und Stärke der Kesselwände und Vernietung, der Feuer- und Wasserrohre, der Wasserkammerwände, Rohrköpfe und Rohrbefestigungen bei Wasserrohrkesseln und der sämtlichen Verankerungen.

Beim Dürr-Kessel werden mindestens 3 vertikale Rohrreihen zwecks besseren Ableuchtens des Kessels entfernt. Beim Niclausse-Kessel werden alle Rohre herausgezogen zwecks Untersuchung der Laternen. Beim Belleville-Kessel werden alle Glieder herausgezogen. Bei engrohrigen Wasserrohrkesseln wurden früher ganze Ouerrohrreihen herausgenommen und aufgeschnitten. Jetzt werden nur noch Stichproben aus den am meisten gefährdeten Rohrreihen entnommen (Rohre am Feuer und überhöhte Rohre) und nur bei ungünstigem Befund ganze Reihen herausgeschnitten. Bei allen Kesseln wird die Bekleidung ganz oder größtenteils entfernt, namentlich an tieferen Stellen, die Feuchtigkeiten ausgesetzt sind.

Der bei der Wasserdruckprobe anzuwendende Probedruck beträgt bei Kesseln mit mindestens 5 kg Arbeitsdruck entweder Arbeitsdruck + 5 kg oder Arbeitsdruck + 2,5 kg (vgl. b). Gleichzeitig ist der Schwimmer der Speisewasserregler mit zu drücken und auf Dichtigkeit zu untersuchen.

b) Häufigkeit der allgemeinen Besichtigungen und speziellen Untersuchungen. Landkessel und Kessel auf Kasernenhulks werden mindestens einmal jährlich allgemein besichtigt und alle 3 bzw. 6 Jahre speziell untersucht, je nachdem sie mit Brackwasser oder mit Süßwasser gespeist werden. Außer Betrieb gewesene Land- und Hulk-Kessel werden vor dem Gebrauch allgemein besichtigt, jedoch speziell untersucht, wenn sie länger als 3 Jahre außer Betrieb waren. Die Kessel der in Betrieb befindlichen Schiffe werden halbjährlich allgemein besichtigt, jährlich speziell untersucht.

Bei der Kaltwasserdruckprobe wird in jedem dritten Jahre der höhere, sonst der niedrigere Druck angewendet. Bei Rückgabe eines Schiffes an die Werft werden die Kessel stets speziell untersucht, wobei die ganze Bekleidung entfernt wird. Vor der Indienststellung wird die Untersuchung ausgeführt, welche innerhalb der ersten 3 Monate der Indienststellung fällig wäre.

Die Ammoniakkessel der Kühlmaschinen werden bei jeder speziellen Untersuchung mit 30 kg Wasserdruck geprüft.

2. Gewöhnlicher Resselbetrieb.

a)    Herrichten der Kessel zum Gebrauch. Genaues Untersuchen im Innern auf etwa zurückgebliebenes Werkzeug oder Reinigungsmaterial. Kontrolle, ob die Öffnungen zu den Armaturteilen, namentlich Wasserstandshähnen, Manometern und Speiseventilen frei sind. Verpacken der Mann- und Schlammlöcher mit Tucks- oder Asbestpackung, wobei aus richtiges Sitzen der Deckel und gleichmäßiges Anziehen der Schrauben zu achten. Einsetzen und Verpacken der Wasserstandsgläser, wobei aus passende Glaslänge und freie Ausdehnung zu achten. Verpacken der übrigen Armaturteile (Hähne, Ventile usw.) mit in Talg getränkter Hanf- oder Baumwollenpackung, Prüfen aller Armaturen auf Gangbarkeit.

b)    Auffüllen und Speisen der Ressel, ex) Auffüllen: Bei allen Kesseln möglichst nur destilliertes Wasser, bei Feuerrohrkesseln eventl. auch Leitungswasser. Ist die Benutzung von Seewasser unvermeidlich, dann

beim Liegen an der Küste nur bei Flut auffüllen. Mußten Wasserrohrkessel ganz oder teilweise mit See- oder Landwasser und Feuerrohrkessel mit Seewasser aufgefüllt werden, dann bei nächster Gelegenheit entleeren, im Inneren auf Ablagerungen untersuchen, gründlich reinigen und Neuauffüllen mit destilliertem Wasser.

Bei engrohrigen Wasserrohrkesseln nötigenfalls Stichproben durch Ausschneiden einzelner Rohre, was überhaupt öfters bei den besonders gefährdeten Rohrreihen nötig ist. Wenn Einsetzen neuer Rohre an Bord nicht ausführbar, dann Zupfropfen. Haben engrohrige Wasserrohrkessel große Ablagerungen, die mit Bordmitteln nicht zu beseitigen sind, dann außer Betrieb setzen bis zur Instandsetzung durch eine Werft.

Bei Wasserrohrkesseln Kontrolle des Speisewassers durch Chemikalien, und zwar bei Hafenbetrieb täglich zweimal, auf der Fahrt pro Wache einmal, bei undichten Kondensatoren nach Bedarf, in den Speisewasserzellen täglich einmal, bei Zusatzwasser vor der Anbordnahme.

/A) Wasserwechsel bei Feuerrohrkesseln nach jeder längeren Betriebsperiode ratsam und bei Wasserrohrkesseln ohne Rücksicht auf die Kosten nötig, sobald merkliche Verunreinigung eingetreten. Bei jedem Wasserwechsel Kessel im Innern untersuchen und nötigenfalls reinigen.

Bei Feuerrohrkesseln Entleeren erst nach Abkühlung auf 40°, dann Auspumpen oder durch ein Schlammloch in die Bilge entleeren, wobei loser Schmutz mitgeht. Bei Wasserrohrkesseln ist auch Ausblasen nach See mit 2 bis 3 kg Druck zulässig. Bei Niclausse-Kesseln, wo die Kesselrückwand meist nicht zugänglich ist, muß das Wasser aus den Rohren durch Heber entfernt werden (etwa 70% des gesamten Wasserinhaltes).

An den entleerten Kesseln nicht vor gründlicher Lüftung Licht heranbringen wegen Explosionsgefahr infolge von Zersetzung von Zink. Dieselbe Vorsicht erfordern Rohre, Zylinder, Kondensatoren, kurz, alle Räume, die mit dem Kessel Verbindung haben.

y) Regulierung des Wasser st andes bei Wasserrohrkesseln durch die selbsttätigen Speisewasserregler. Der Wasserstand steigt mit der Lebhaftigkeit des Feuers, mit zunehmendem Wasserumlauf und mit zunehmender Dampfentnahme, und zwar um so mehr, je kleiner der Wasserinhalt, am meisten beim Belleville-Kessel wegen des Fehlens eines oberen Wasserraumes.

Speisewasserregler sind dauernd zu kontrollieren, namentlich bei schlingerndem Schiff. Am leichtesten treten beim Belleville-Regler wegen der Stopfbuchsenreibung Störungen auf. Beim Versagen des Reglers diesen ausschalten (Feststellen) und mit Hand regulieren.

c) Bedienung der Kesselfeuerung, a) Anheizen muß bei allen ' Feuerungen eines Kessels zugleich und möglichst gleichmäßig und langsam geschehen. Zeitdauer bis zur vollen Dampfentwickelung bei größeren Zylinder-

kesseln 6 bis 8 Stunden, bei Belleville-, Dürr- und Niclausse-Kesseln 1 bis 2 Stunden, bei engrohrigen Wasserrohrkesseln %, bis 1 Stunde, wobei die längere Anheizzeit stets vorzuziehen.

Ist bei Zylinderkesseln 10 bis 12 Stunden lang mit Temperaturausgleichern vorgewärmt, dann genügen zwei Stunden vom Anzünden bis zur vollen Dampfentwickelung. Während dieser Zeit kann man den vorher für Temperaturausgleich verwendeten Dampf zum Anheizen der Maschine benutzen. Bei Zylinderkesseln ist es, falls Temperaturausgleich fehlt, vorteilhaft, beim Anheizen hohen Wasserstand zu halten und, wenn Druck ausreicht, bis zum normalen Wasserstand abzublasen, um das kältere Wasser zu verdrängen.

Beim Belleville-Kessel entstehen bei der Dampfbildung leicht Stöße in den Rohren infolge schlechten Wasserumlaufes. Diese Stöße können Undichtheiten an den Rohrverbindungen erzeugen; deshalb Beginn der Dampfbildung möglichst erst nach 1 Stunde, und volle Dampfentwickelung möglichst erst nach 3 Stunden. Beim Belleville-Kessel steigt das Wasser beim Angehen der Maschine häufig über das Glas, dann kontrollieren, ob Regler schließt.

Engrohrige Wasserrohrkessel kann man im Notfall auch in 20 bis 25 Minuten anheizen, wenn man mit Holz und öligem Twist nachhilft.

Beim Anheizen zunächst Feuertüren offen und Dämpfer geschlossen halten, damit das Feuer sich über die hinten liegenden Kohlen verbreitet. Nach gutem Anbrennen Feuer durchstoßen und angebrannte Kohlen über den ganzen Rost verteilen. Bei voll entwickelten Feuern Schornsteinstage festsetzen. Beim Beginn der Dampfbildung Armaturen auf Dichtigkeit nachsehen und eventl. vorsichtig anziehen.

ß) Beschickung der Feuer. Anzustreben ist möglichst gute Kohlenausnutzung (Helles Brennen, Erzeugen von C0₂, Regulierung der Luftzufuhr), möglichst geringe Rauchentwickelung und möglichst gleichmäßige Dampfspannung. Höhe der Kohlenschicht bei jedem Kessel möglichst gleichmäßig (keine Löcher in der Kohlenschicht), bei Feuerrohrkesseln höher als bei Wasserrohrkesseln und bei Forcierungen etwas höher als bei mäßigem Betrieb.

Eine niedrige Kohlenschicht (10 bis 15 cm, bei höchster Forcierung bis 20 cm) ist bei Wasserrohrkesseln nötig, weil infolge der im Vergleich zu Feuerrohrkesseln weniger abgeschlossenen Verbrennungsräume bei höherer Kohlenschicht zu viel Heizgase unverbrannt oder nur zu CO verbrannt in die Feuerzüge entweichen würden, was gleichzeitig ein Verschmutzen des Rohrsystems zur Folge hat.

Man erzielt die niedrige Kohlenschicht bei Wasserrohrkesseln durch häufiges Auswerfen von kleinen Mengen Kohlen (bei jeder Beschickung durchschnittlich etwa 8 kg pro qm Rost). Bei wechselndem Maschinenbetrieb ändert man nur die Häufigkeit der Beschickung, nicht die Beschickungsmenge. Die genaue Jnnehaltung der Beschickungszeiten regelt man durch Heizraumuhren

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Leitfaden f. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Aust.

im Maschinenraum, die sich nach dem Gange der Maschine verschieden einstellen lassen und in gleichen Zeitintervallen elektrische Klingeln in den Heizräumen ertönen lassen. Beim Manövrieren ist allerdings diese Feuerbedienung nicht durchführbar. Die Schwierigkeit der Vermeidung von Löchern in der Kohlenschicht ist bei niedriger Kohlenschicht größer als bei hoher, deshalb beim Öffnen der Feuertür sofort den Rost übersehen, weil nach der ersten Schaufel der Rauch stört.

Das häufige Auswerfen von kleinen Kohlenmengen ist bei Wasserrohrkesseln auch zur Vermeidung von zu großen Schwankungen des Dampfdruckes nötig; denn wegen des geringen Wasserinhalts (Ausgleich für schwankende Wärmezufuhr und schwankende Dampfentnahme) unterliegt der Dampfdruck bei Wasserrohrkesseln größeren Schwankungen als bei Feuerrohrkesseln.

Flammenbildungen am Schornstein, die infolge zu später Verbrennung eintreten können, lassen sich dadurch unterdrücken, daß man den Rost vorn etwas frei legt und dadurch mehr Luft in das Feuer leitet.

Bei Zylinderkesseln vor dem Auffeuern die Rauchsangklappen etwas schließen, um größere Abkühlung und Materialspannung zu verhindern.

Bei allen Kesseln Beschickung möglichst schnell, um Wärmeverluste durch eindringende kalte Luft möglichst einzuschränken. Verseuerung von mehr Stückkohlen oder von mehr Grus, je nachdem die Feuer lebhaft oder langsam brennen sollen.

Die Wirtschaftlichkeit der Feuerbedienung läßt sich wesentlich erhöhen (von etwa 8,6facher auf 9,6 fache Verdampfung), wenn man an Stelle der geringen Kohlenverbrennung bei Marschfahrten (etwa 85 kg pro qm Rost und Stunde) nur etwa 40 bis 50 kg Kohlen pro qm Rost und Stunde verbrennt und regelmäßig etwa 5 % Asche zusetzt. Dadurch wird gleichzeitig das Rauchen und die Zeitdauer des Rauchens nach dem Auswerfen verringert. Durch die umhüllende Asche wird eine übermäßige Luftzufuhr von den Kohlen abgehalten und eine langsamere und vollständigere Verbrennung erzielt. Die Schornsteintemperatur sinkt um etwa 50°. Diese Feuerungsmethode ist aber nur bei gleichmäßiger Fahrt, nicht beim Evolutionieren anwendbar. Auch bedingt sie die Jnbetriebhaltung einer größeren Zahl von Kesseln und macht ein häufigeres Abschlacken der Feuer notwendig, weshalb sie in der Praxis kaum verwendet wird.

)/) Zuführung der Verbrennungsluft. Luftdruck darf nur allmählich und entsprechend der aus dem Rost vorhandenen Kohlenschicht gesteigert werden. Empfindliche Kessel, wie Zylinderkessel, können durch partielles Eindringen von kalter Luft infolge von ungleichmäßig beschicktem Rost schon bei geringem Luftüberdruck Schaden leiden. Bei Wasserrohrkesseln soll auch bei Forcierung die Kohlenschicht niedrig sein, ohne daß Löcher entstehen.

Deshalb hier besonders geschickte Heizer erforderlich. Stark herabgebrannte Feuer oder große Löcher in der Kohlenschicht rufen Funkenwerfen hervor.

Forcierung der Kessel ist unzulässig, wenn Fettablagerungen oder Kesselstein vorhanden sind, wenn nicht ausschließlich mit Frischwasser gespeist wird, und wenn außergewöhnlich starkes Schmieren der dampfführenden Teile notwendig wird. Bei Forcierung sind Rauchfangräume gut zu lüften, um Überhitzung des Schornsteins zu vermeiden. Bei Lokomotivkesseln Wasser in den Aschfällen, um die Roststäbe gegen Verbrennen Zu schützen.

Zulässige Grenze der Forcierung:

Wasser-

mm

Zylinderkessel: 12 mm Wassersäule. Lokomotivkessel: 30 faule (bei Torpedobooten 50 bis 60 mm). Wasserrohrkessel: Zwischen 20 und 65 mm. (Vgl. Teil VI, B.)

Luftdruck bei beschleunigten Dauerfahrten:'

Zylinderkessel: kein Überdruck, nur Ventilation. Lokomotivkessel: nicht über 12 mm Wassersäule. Wasserrohrkessel: Grenzen für jedes Schiff besonders festgesetzt.

Eine besondere Erschwerung bei Forcierungen ist bei Feuerrohrkesseln die Bildung von Schwalbennestern am Eintritt in die Feuerrohre und bei Lokomotivkesseln das Zusetzen der unteren Feuerrohre durch Kohlen, die über die Feuerbrücke fallen, und durch Verbrennungsrückstände. Beseitigung der Schwalbennester während des Feuerreinigens.

ö) Feuerreinigen, d. h. Befreien des Rostes von Schlacken und Asche, ist im allgemeinen alle 12 Stunden nötig, bei stark schlackender Kohle alle 8 Stunden. Die Reinheit des Rostes ist bei Wasserrohrkesseln wichtiger als bei Feuerrohrkesseln, deshalb schon bei geringer Schlackenmenge reinigen. Mehrere Feuerungen eines Kessels werden nie gleichzeitig gereinigt. Nach dem Herunterbrennen des Feuers Rauchfangklappen schließen und Druckluft möglichst abstellen, event!. Fahrt verringern. Brennende Kohlen auf eine Rostseite schieben und die andere reinigen, darauf umwechseln. Bei Lokomotiv-kesseln ein Rostbündel herausnehmen, um die Schlacken in den Aschfall werfen zu können. Feuerreinigen möglichst schnell ausführen und während desselben die anderen Kessel in lebhaftem Betrieb halten.

Bei Druckluft im geschlossenen Heizraum ist es vorteilhaft, alle Kessel eines Heizraumes zugleich zu reinigen, damit die Druckluft möglichst kurze Zeit abgesperrt bleibt.

f) Änderung oder Einstellung der Fahrt. Bei vorübergehenden Änderungen regulieren mit Luftdruck und Überproduktionsrohr, bei anhaltender Andern der Zahl der betriebenen Kessel. Zuschalten von neuen Kesseln nur bei ganz gleichem Druck. Öffnen der Feuertüren oder Rauchkammertüren zur Einschränkung der Dampfentwickelung möglichst vermeiden.

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Dämpfen der Feuer nicht zu plötzlich, weil dadurch Verbrennen und Durch-biegen der Rosten entstehen kann.

Bei Einstellung der Fahrt die Kessel langsam abstellen, da durch plötzliche Abkühlung Spannungen entstehen können. Einige Stunden vor dem Feuerausmachen Soda zuführen, und wenn Druck aus 3 kg gefallen, kräftig abschäumen. Nach dem Abstellen Feuerlöschdüsen aus Verstopfung revidieren.

Wird eingestellte Fahrt bald wieder aufgenommen, dann hängt Behandlung der Kessel von der Dauer der Einstellung und vom System der Kessel ab: Bei Zylinder- und Lokomotivkesseln entweder Feueraufbänken, wenn innerhalb 24 Stunden Betrieb wieder ausgenommen wird, oder besser alle Kessel bis auf einen ausgehen lassen und mittels Temperaturausgleicher auf hoher Temperatur halten. Letztere Methode ist auch bei mehrtägiger Betriebsunterbrechung vorteilhaft. Das Feueraufbänken ist wegen der ungleichmäßigen Erwärmung der Feuerbuchsen für Feuerrohrkessel immer unvorteilhaft. Ausgleich durch Bedecken der entblößten Rostfläche mit Heizrllckständen, wodurch Zug und somit lokale Abkühlung verringert wird.

Bei Wasserrohrkesseln lohnt sich wegen des schnellen Anheizens das Feueraufbänken nur für wenige Stunden. Bei ausgebänkten Feuern Dämpfer schließen und Feuertüren etwas öffnen.

Ist sofortige volle Betriebsbereitschaft erforderlich, dann überall bei 7 bis 9 kg Druck kleine Feuer halten und bei Wasserrohrkesseln zeitweise etwas höher auffeuern, damit der Wasserumlauf nicht aufhört. Nötigenfalls überschüssigen Dampf nach Kondensator abblasen.

Unabhängig von Fahrtänderung ist bei längeren Reisen ein Kesselwechsel teils durch den Aufbrauch des Inhalts einzelner Bunkerabteilungen bedingt, teils durch die Notwendigkeit einer inneren Kesselreinigung. Auch ist durch Kesselwechsel für gleichmäßige Abnutzung zu sorgen, damit bei Grundreparaturen alle Kessel zugleich in Stand gesetzt oder erneuert werden können (Aufbrechen der Decks).

f) Asche von Bord: vor jedem Wachwechsel und vor Einlaufen in einen Hafen. In der 3. Stunde jeder Wache Asche mit der Kratze herausziehen, mit Wasser besprengen und dann ganz löschen.

d) Aeffelreinigung während des Betriebes.

ex) Innere

Reinigung besteht in Reinigung des Speisewassers vor Eintritt in den

Kessel und in Entfernung von Verunreinigungen durch Ausblasen und Abschäumen.

Reinigung des Speisewassers durch Speisewasserreiniger (Warmwasserkasten und Druckfilter) und durch gleichmäßigen Zusatz von Soda, die das trotz der Reiniger noch im Wasser verbleibende Fett unschädlich machen soll. Auf

1 kg Zylinderschmieröl setzt man 1 bis 1% kg Soda zu. Das Zusetzen geschieht entweder durch Ansaugen in den Kondensatoren oder durch Beimischen in den Speisewasserbehältern.

Die Filtertücher in den Drucksiltern sind beim Dampfen täglich, die Kokes in den Warmwasserkasten nach Bedarf zu wechseln. Da, wo noch Reservespeisepumpen für Aschejektoren benutzt werden, sind deren Ventilkasten und Druckleitung sorgfältig von Seewasser zu entleeren. Etwa vorhandene Schlammsammler (Belleville) auf jeder Wache ausblasen. Bei undichten: Kondensator den Salzgehalt durch häufiges Ausblasen möglichst niedrig halten. Messen des Salzgehaltes durch Salinometer unter Mitbenutzung eines Thermometers mindestens alle 2 Stunden und kurz vor Ablauf der Wache.

)ö) Außere Reinigung. Bei Zylinder- und Lokomotivkesseln Fegen der Feuerrohre während des Betriebes, wobei der Luftzug möglichst verringert wird. Ein teilweises Fegen (6 bis 8 Rohrreihen von unten) ist bei Zylinderkesseln etwa alle 24 Stunden nötig und erfordert bei unseren Linienschiffen mit Zylinderkesseln pro Kessel etwa % bis 1 Stunde Zeit, ein gründliches Fegen (alle Rohre) ist etwa alle 3 bis 4 Tage nötig und erfordert pro Kessel etwa 3 Stunden Zeit. Bei höherem Luftdruck ist ein Fegen der Rohre während der Fahrt seltener oder gar nicht nötig. Die in der Rauchkammer hinter der Feuerbrllcke sich ansammelnde Flugasche wird durch eine verschließbare Öffnung unter der Feuerbrücke hervorgeholt.

Bei Wasserrohrkesseln Entfernen von Ruß und Flugasche während des Betriebes durch starkes Ventilieren, indem bei schnellem Gange der Ventilationsmaschine und bei offenen Feuertüren, aber geschlossenen Schornstein-klappen plötzlich eine Schornsteinklappe aufgerissen wird. Hat der Kessel bewegliche Leitbleche wie der Dürr-Kessel, dann werden diese während des Ven-tilierens geschüttelt, damit die angesammelte Flugasche mitgerissen wird. Durch Lockern der Flugasche mit Bürsten oder langen schmalen Stangen (Bandeisen) kann man bei mäßigem Kesselbetriebe die Wirkung des Venti-lierens unterstützen. Man beginnt mit den oberen Rohrreihen. Die in die Rohrzwischenräume der verschiedenen Wasserrohrkessel passenden Stahlbürsten sind beim Fegen während des Betriebes öfters in Wasser abzukühlen. Vorstehende äußere Reinigung der Wasserrohrkessel ist durchschnittlich täglich etwa einmal und zweckmäßig vor dem Feuerreinigen auszuführen, damit die in die Feuerung fallende Flugasche gleich entfernt wird.

3. Betriebsstörungen.

a) Störungen am lvasserstand. a) überkochen und nasser Dampf tritt um so leichter ein, je kleiner die Wasseroberfläche im Verhältnis zu der durchbrechenden Dampfmenge, also bei Wasserrohrkesseln leichter als bei Feuerrohrkesseln. Den äußeren Anstoß geben große Schwankungen im Betriebe, namentlich schnelle Steigerung der Dampfentnahme, auch Verunreinigungen des Kesselwassers und zu starkes Zusetzen von Soda. Gefahren des Überkochens sind Leckspringen des Kessels infolge der Erschütterungen sowie Wasserschläge in der Maschine. Gegenmaßregeln sind Mäßigen des Kessel-und Maschinenbetriebes. Zwecks Vermeidung des Zusetzens von Wasserstandsglas und Probierhähnen sind diese während des Überkochens öfters durchzublasen. Speisung ist keinesfalls zu unterbrechen.

^Wassermangel im Kessel. Vorsichtiges Aufspeisen nur dann zulässig, wenn zweifellos keine Kesselteile glühend sind, d. h. wenn durch Wasserstand oder Probierhähne sicher festgestellt, daß kurz vor dem Wassermangel noch genügend Wasser im Kessel war, und wenn der zeitige Schiffs-betrieb nicht ohne weiteres ein Abstellen des Kessels zuläßt.

Vorsichtsmaßregeln beim Aufspeisen: Dämpfen des Feuers durch die Löschvorrichtung oder durch sonstiges Zuführen von Wasser oder durch Auswerfen naffer Asche, Schließen der Dämpferklappen, und falls noch andere Kessel an die Hauptdampfrohrleitung angeschlossen sind, Abstellen des gefährdeten Kessels.

Ist es zweifelhaft, ob schon Kesselteile erglüht sind, oder sind sogar schon Anzeichen dafür da, dann bei allen Kesseltypen nur vorstehende Vorsichtsmaßregeln anwenden und keinesfalls Aufspeisen, weil dann, namentlich bei kleinen Kesseln, durch Aufspeisen erhebliche Überschreitung der zulässigen Dampfspannung und schließlich Explösion entstehen kann, mindestens aber der Kessel an den erglühten Stellen Ao leck springt, daß das Wasser nicht mehr zu halten ist.

b) Betriebsstörungen /am KeffelEörper. cc) Allgemeines. Bei verdächtigen GeräiDchen Mischen ausströmenden Dampfes), deren Ursache nicht als ungefährlickW erkawnt wird, sofort Türen schließen, Feuer löschen, Sicherheitsventile lüKen u/d Kessel abstellen. Wenn beim Belleville-Kessel 4 Bleipfropfen oderInehr schmelzen, so ist das ein Beweis von Wassermangel. Schmelzen nur einMne Wropfen in größeren Zwischenräumen, so sind wahrscheinlich nur dieFetrefMden Elemente durch Salz oder Schlamm verengt.

Trotzdem auch zustellen.

n hm Kessel außer Betrieb setzen, um die Ursache fest-

Din durchgehender Anker trägt an jedem Ende 2 ausgeschraubte eiben/mit zwischengelegter Gummischeibe, die durch Zusammen-

ß) 33 e tmx e b M ö r u n gen an Feuerrohrkesseln. Gerissene oder durchgMstete Feuerrohre werden durch Rohrdichtungsapparate ausgeschaltet.

eiserne W

Pressen Mr eisernen Scheiben das auszuschaltende Rohr abdichtet.

Blei Brachen von Ankern oder Stehbolzen oder bei Rissen oder Deformationen von Blechen (Einbeulungen in Feuerbuchsen) sofort Druck und Forcierung heruntersetzen oder, wenn dadurch nicht jede Gefahr beseitigt erscheint,

Kessel außer Betrieb setzen. Einbeulungen der Feuerbuchsen lassen sich zuweilen mit Bordmitteln (Druckschrauben) zurückdrücken, nachdem die Stelle etwas angewärmt ist; das Aufsetzen von Flicken oder das Erneuern von Nieten, Ankern und Stehbolzen muß jedoch durch die Werft geschehen.

Kesselexplosionen können durch Wassermangel, durch große Kesselsteinablagerungen, bei deren Abplatzen das Wasser glühende Kesselteile berührt, durch zu starke Dampfentwickelung bei gestoppter Maschine oder bei versagendem Kesselsicherheitsventil und durch Schwäche des Kessels entstehen.

Die

y) Betriebsstörungen an Wasserrohrkesseln, häufigste Betriebsstörung an engrohrigen Wasserrohrkesseln ist das Durchbrennen oder Aufreißen von Rohren. Der Kessel wird entleert und das schadhafte Rohr ausgeschaltet, indem vom Inneren des Dampf- und Wassersammlers ein konischer eiserner Pfropfen in das Rohrloch geschlagen wird. Entfernung des schadhaften Rohres aus dem Rohrbündel ist nicht erforderlich. Die Dauer solcher Reparatur hängt von der Lage des schadhaften Rohres und von der Schnelligkeit seiner Auffindung ab und beträgt bis zum Wiederbeginn der vollen Dampfentwickelung zuweilen nur 1% bis 2 Stunden. Ein Ersatz-rohr einzuziehen, verlohnt sich nur, wenn dies ohne Entfernung von Nachbarrohren möglich ist. Im allgemeinen geschieht es nur, wenn eine größere Zahl von zugepfropften Rohren zu erneuern ist. Die Ursache des Durchbrennens der Wasserrohre ist fast immer Verschmutzung.

Bei weitrohrigen Wasserrohrkesseln kommen auch Risse in Wasserkammern, Losspringen von Verschlüssen, Lockerungen von Rohrbefestigungen u. dgl. vor. Reparatur ist meist mit Bordmitteln ausführbar und besteht meist in dem Einsetzen von Ersatzteilen.

Kesselexplosionen von der Wirkung, wie bei Feuerrohrkesseln, sind bei Wasserrohrkesseln nicht möglich. Wenn jedoch, wie mehrfach vorgekommen, infolge von Wassermangel Rohrwände und Rohre erglühen und eine größere Zahl von Rohren herausreißt, so erfordert die Reparatur die Mitwirkung einer Kesselschmiede.

4. Reinigung der Ressel nutzer Betrieb.

a) Äußere Reinigung geschieht bei allen Kesseln durch Bürsten und sonstige Reinigungswerkzeuge in derselben Weise wie während des Betriebes, jedoch gründlicher. Bel den weitrohrigen Wasserrohrkesseln unserer Marine kann man zur Erleichterung der Arbeit einige Rohrreihen herausziehen. Sehr wichtig für die Erhaltung der Feuerrohrkessel ist die Reinigung der unbekleideten Teile der unteren Kesselwand und die Erneuerung des Anstrichs. Die äußere Reinigung verbindet man ebenso wie die innere möglichst mit einer allgemeinen Besichtigung oder speziellen Untersuchung des Kessels.

b) Innere Reinigung besteht in der Entfernung von Rost, Schmutz und Kesselstein durch Abkratzen und Ausfegen oder Ausspülen. Vor gründlicher Lüftung darf kein Licht an den Kessel kommen wegen der Gefahr explosibler Gase. Bei allen Kesseln innere Reinigung bald nach dem Erkalten vornehmen, solange der Schmutz noch feucht ist. Feuerrohrkessel dürfen nicht eher entleert, d. h. ausgepumpt werden, als das Wasser auf 40° abgekühlt ist.

cc) Zylinderkessel sind nach etwa 600 bis 800 Dampfstunden innen zu reinigen. Entleerung und Beginn der Reinigung bei großen Zylinder-kesseln jedoch erst etwa 2 Tage nach dem Abstellen möglich.

ß) 2) ü r r = und Niclaussc-Kcssel sind etwa alle 10 Tage einer vorläufigen, nach 600 Betriebsstunden einer kleinen inneren Reinigung und einmal im Jahr gelegentlich der speziellen Kesseluntersuchung einer großen inneren Reinigung zu unterwerfen, wenn sich stärkere Ablagerungen finden.

Vorläufige innere Reinigung betrifft den Boden der Wasserkammern, die unteren Rohrreihen, die Hinteren Rohrenden und sonstige Schmutzecken. Häufig sind die Verschmutzungen auch von außen an größeren Durchbiegungen der Rohre oder an Beulen oder blanken Stellen der Rohre erkennbar. Vorläufige Reinigung wird neuerdings vielfach als überflüssig weggelassen.

Die kleine innere Reinigung betrifft Dampssammler, Überhitzer, die 3 untersten Rohrreihen und als Stichprobe 5 % aller übrigen Rohre und

Verschlüsse.

Große innere Reinigung betrifft den ganzen Kessel und bedingt ein Aufnehmen sämtlicher Verschlüsse und Herausziehen sämtlicher Einsteckrohre. Bei

Dürr-Kesseln wird der durch Drahtbürsten oder Turbinenrohrreiniger gelöste Schmutz durch die hinteren Rohrverschlüsse ausgespült.

Der kleinen und großen inneren Reinigung muß ein 6 bis 12 Stunden langes Auskochen mit Soda vorangehen, wobei pro cbm. Kesselwasser 20 bis 50 kg Soda verwendet werden. Beim Auskochen wird der Druck mehrfach abwechselnd auf etwa 10 kg gesteigert und auf etwa 4 kg verringert, wodurch der Wasserumlauf lebhafter wird und der Schmutz sich besser löst. Bei 4 kg wird jedesmal etwas abgeblasen und entsprechend zugespeist. Schließlich wird der Kessel nach Abbrennen der Feuer und Schließen aller Türen und Dämpfer bei voll geöffnetem Ausblasehahn unter mäßigem Druck entleert, worauf die mechanische innere Reinigung beginnen kann. Sofort nach d^m Entleeren muß der Ausblasehahn geschlossen werden, damit kein kaltes Wasser von außen

in den Kessel strömt.

An Stelle des beschriebenen Auskochens wird neuerdings vielfach ein 12stündiges Auskochen mit Seewasser angewendet, weil dieses die Verwandlung der dünnflüssigen Fettrückstände in leicht zu entfernende erdige Niederschläge sehr begünstigt. Dabei wird das verdampfte Kesselwasser durch gleichmäßiges Zupumpen von Seewasser ergänzt, ununterbrochen abgeschäumt und 46 kg Soda, 4 kg Ätznatron und 3 Liter Petroleum pro cbm Wasser zugesetzt,,

bei geringer Verschmutzung der Wasserrohre entsprechend weniger. Der Druck wird auf 2 kg gehalten und bis höchstens 4 kg gesteigert, weil bei höherem Druck (über 150°) Petroleumdämpfe entstehen, die mit Luft gemischt sehr explosibel sind. Auch ist nach dem Ausblasen sofort der Lufthahn zu öffnen, damit nicht durch Vakuum gefährliche Petroleumdämpfe entstehen. Etwa erforderliches nochmaliges Auskochen geschieht mit destilliertem Wasser unter Zusatz von 15 kg Soda pro cbm Wasser.

y) Engrohrige Wasserrohrkessel sind einer vorläufigen inneren Reinigung spätestens nach 300, bei Torpedobooten nach 150, einer kleinen Reinigung spätestens nach 600, bei Torpedobooten nach 300, und einer großen Reinigung spätestens nach 1200, bei Torpedobooten nach 600 Betriebsstunden, mindestens aber einmal im Jahre zu unterwerfen. Die große Reinigung ist möglichst mit der speziellen Kesseluntersuchung zu verbinden und außer Termin dann vorzunehmen, wenn sich größere Ablagerungen in den Rohren finden. Alle Reinigungen sind früher als nach obigen Betriebszeiten vorzunehmen, wenn stark geschmiert wurde oder Salzwasser eingedrungen ist.

Ablagerungen finden sich am meisten im Dampfsammler in der Nähe des Wasserstandes, in den oberen nahezu horizontalen Enden der Wasserrohre und in den Wassersammlern gegenüber den Fallrohren.

Vorläufige Reinigung: Kessel wird wiederholt abgeschäumt und wenn Feuer aus und Druck auf 6 leg gesunken ist, ausgeblasen. Dann wird Kessel aufgenommen und loser Schmutz aus Ober- und Unter kesseln entfernt, auch werden die Rohrenden ausgewischt, soweit von den Sammlern aus möglich. Vorläufige Reinigung wird neuerdings vielfach als überflüssig weg

gelassen.

Kleine Reinigung: Kessel wird in gleicher Weise wie Dürr- und' Niclausse-Kessel ausgekocht und dann, wie bei der vorläufigen Reinigung, entleert. Innere Armaturen werden herausgenommen, Rohrwände mit Drahtbürsten gereinigt und die oberen und unteren Rohrenden ausgewischt und ausgekratzt. Rohre werden dann einzeln mit Wasser ausgespritzt und dann der Kessel ausgetrocknet. Als Stichprobe werden dann noch einzelne Rohre mit Bürsten durchgezogen.

Große Reinigung: wie kleine Reinigung, jedoch werden alle Rohre im Innern mittels Rohrbürsten aus 3 zusammengeflochtenen Uhrfederspiralen mechanisch gereinigt, und nadj dem Zusetzen wird der Kessel nochmals mit 50 kg Soda pro cbm Kesselwasser 4 Stunden lang ausgekocht und dann ausgeblasen.

5. herausnehmen und Einsetzen von Rohren bei Dürr- und

Nielausse-ttesseln.

a) Oürr-Ressel: Lösen der konischen Verschlußdeckel durch besondere Verschlußtreiber, wobei nur leichte Hammerschläge zulässig. Zuerst werden durch die Handlöcher die größeren unteren Deckel, darauf die kleineren herausgenommen. Wiedereindringen in umgekehrter Reihenfolge, nachdem die konischen Dichtungsflächen gereinigt und mit Graphitschmiere dünn bestrichen sind. Anziehen der Verschlußmuttern nur durch normale Schlüssel, nie mit Aufsteckschlüssel. Beim Ab- und Aufschrauben der Hinteren Kapselmuttern Festhalten des Rohres, damit es sich nicht in der Rohrwand löst.

Herausziehen der Wasserrohre nach Entfernung der Einsteckrohre mittels durchgehender Stangen, die hinter dem Rohr ein Querstück und vor der Rohrwand Bügel und Mutter haben. Nicht hämmern, sondern nur Pressen, damit die Nachbardichtungen nicht leck springen (beim Auswechseln einzelner Rohre). Richten der krummen Rohre mit Spindelpresse.

Wiedereinsetzen der Rohre mit Spindelpresse oder durch hydraulischen Druck, wobei der.Rohrkonus mehrere mm weit eingepreßt wird. Ist der Anzug unter 3 mm gesunken, dann Aufwalzen des Rohrkonus in einem stählernen Kaliberring.

Ein Durchbiegen der unteren Rohrreihen bis etwa 15 mm ist unbedenklich und erfordert kein Auswechseln. Das vielfach beobachtete Biegen nach oben (konkave Seite unten) erklärt sich dadurch, daß infolge der Lagerung der hinteren Rohrenden in der Rohrstlltzwand die Rohrenden beim Betriebe nicht so weit nach oben gehen können, wie es dem Temperaturunterschied an der unteren und oberen Rohrseite entspricht. Die Folge ist eine Stauchung der unteren Rohrseite und eine unten konkave Krümmung nach dem Erkalten.

b) Niclausse-Kessel. Bezüglich der Behandlung der konischen Dichtungen gilt im Prinzip dasselbe wie beim Dürr-Kessel, also vorschriftsmäßige Schlüssel und Vermeidung starker Hammerschläge. Besondere Aufmerksamkeit beim Einsetzen der Rohre erfordert die Stellung der Laternen, da falsch eingesetzte Laternen den Wasserumlauf in den Wasserkammern sehr schädigen können.

6. Konservierung der Kessel.

a) Allgemeines. Rostbildungen sollen möglichst vermieden werden, unvermeidliches Abrosten soll möglichst gleichmäßig erfolgen. Man erreicht dies durch folgende Mittel.

Außenwandungen: Alle nicht vom Feuer berührten Flächen sind gut in Mennigeanstrich, die vom Feuer berührten sind in Firnißanstrich zu erhalten. Armaturteile müssen wasserdicht schließen. Feuchtigkeit ist von Außenwandungen fern zu halten, vom Schornstein mittels Regenkappe. Nach dem Dampfen ist die Bilge gut auszutrocknen und der Raum kräftig zu ventilieren. Nach jeder Dampfperiode sind die Kessel auf Schäden zu besichtigen * und etwaige Leckagen möglichst bald zu beseitigen, da das durchdringende Wasser ein Rosten bewirkt. Bei Wasserrohrkesseln ist die Ummantelung und das Mauerwerk bei jeder Außerbetriebsetzung zu untersuchen und auszubessern, das Mauerwerk namentlich an den Stellen, wo es den Kessel gegen die Stichflamme schützen soll.

Innen wandun gen : Gewalzte Zinkschutzplatten zur Vermeidung galvanischer Anfressungen müssen mit dem Kesselkörper gute metallische Berührung haben. Auf 20 qm Heizfläche rechnet man eine Platte (300.150.25). Bei Raummangel halbe Platten (300.75.25). Die Platten bleiben etwa 2 bis 4 Monate brauchbar und werden bei jeder inneren Reinigung mit Haltern herausgenommen und von Oxyden befreit. Platten, bei denen die Zerstörung 6 mm unter die ursprüngliche Oberfläche geht, werden durch neue ersetzt. Bei Wasserrohrkesseln liegen die Platten in Schutzkästen, die nur oben offen sind, damit abblätternde Zinkasche die Rohre nicht verstop.fen kann.

Bei Feuerrohrkesseln ist es zweckmäßig, nach Indienststellung eine harte Kesselsteinschicht von höchstens 1 mm Dicke als Schutz gegen Rost herzustellen.

Bei jeder Gelegenheit ist Luft aus dem Kessel möglichst zu entfernen. Speisepumpen sollen keine Luft mitsaugen. Wasserwechsel nicht vornehmen, wenn keine nennenswerte Verunreinigung. Benutzung eines Hauptkessels zum Destillieren nur im Notfall. Bilden sich trotz aller Vorsicht stellenweise tiefere Anfressungen, so verhindert man eine weitere Verbreitung durch sorgfältige Reinigung' der Löcher und Ausfüllen mit einer Mischung aus Bleiglätte und Glyzerin.

b) Uons ervierungsinethoden. cc) £ astfreie Konservierung bet normalem Wasser stände ist anzuwenden, wenn die Kessel zum sofortigen Gebrauch klar sein müssen. Luftdichtes Abschließen, wenn der Dampfdruck auf etwa 0,3 kg gefallen ist.

ß) Nasse Konservierung bei voll gefülltem Kessel wird bei in Dienst befindlichen Schiffen angewendet, wenn der Kessel längere Zeit außer Betrieb bleibt. Der Kessel wird bei geöffnetem Sicherheitsventil ganz gefüllt, und zwar möglichst, so lange er noch warm ist, damit die in dem neu zugeführten Wasser enthaltene Luft entweicht. Ist der Kessel erkaltet, so wird der Kessel bei oder nach dem Auffüllen durch ein kleines Feuer oder durch Dampfheizschlangen mäßig erwärmt, wodurch alle Luft entweicht und schließlich Dampfbildung beginnt. Dann hört man mit dem Erwärmen auf und schließt die Sicherheitsventile. Wasserrohrkessel mit überhöhten Rohren werden unter Dampf aufgefüllt, damit das umlaufende Wasser die Luft möglichst herausreißt. Bei derartig konservierten Kesseln muß man von Zeit zu Zeit die Luft aus dem Kesselwasser auskochen.

Die nasse Konservierung bei gefülltem Kessel ist erheblich wirksamer als die luftfreie bei normalem Wasserstand, daher auch bei kürzeren Außerbetriebsetzungen zu empfehlen, namentlich bei engrohrigen Wasserrohrkesseln.

Bei warmen und trockenen Heizräumen, z. B. bei den im Winter an die Zentralheizung angeschlossenen Torpedoboots-Reserve-Divisionen, ist auch trockene Konservierung bei offenen Mann- und Schlammlochdeckeln anwendbar.

y) Trockene Konservierung b e i geschlossenem Kessel wird bei allen außer Dienst befindlichen Schiffen angewendet, zuweilen auch bei in Dienst befindlichen bei längerem Aufenthalt in einem Hafen, namentlich nach erfolgter Kesselreinigung.

Der vollständig entleerte Kessel wird gut ausgetrocknet, von außen durch ein kleines Feuer auf dem Rost oder durch Kokskörbe oder Trockenöfen, die man in die Feuerungen stellt, und innen durch brennende Holzkohle, die auf Becken aus durchlöchertem Blech durch Mannlöcher eingesetzt wird. Bei den weitrohrigen Wasserrohrkesseln werden vorher die Wasserrohre mit Wischern einzeln ausgetrocknet. Die brennende Holzkohle verzehrt den Sauerstoff im Inneren des Kessels und erlischt aus Mangel an Sauerstoff.

Zum dauernden Trockenhalten verteilt man bei größeren Kesseln etwa 15 bis 20 kg wasserfreies Chlorcalcium in mehrere aus verzinktem Eisenblech gefertigte dichte Gefäße, die man durch Mann- und Schlammlöcher an verschiedenen Stellen des Kesselinnern aufstellt. Darauf wird der Kessel luftdicht geschlossen. Die Gefäße müssen so groß sein, daß das flüssig, gewordene Chlorcalcium nicht überfließen kann. Eine Untersuchung des Chlorcalciums muß zuerst nach einem Monat, später immer nach 3 Monaten stattfinden; je nach dem Befund sind entweder nur von neuem glühende Holzkohlen einzubringen, oder es ist auch das Chlorcalcium zu ergänzen, nachdem das flüssige abgegossen ist.

Bei den an Bord befindlichen Kesseln Schornsteinkappe aufsetzen.

B. Behandlung der Maschinen.

1. Gewöhnlicher Maschinenbetrieb.

Anwärmen: Absperrventile an Kessel und Maschine sollen beim Anzünden der Feuer auf sein, damit durch den entstehenden Dampf die Luft aus allen dampfführenden Teilen ausgetrieben wird. Vorher sorgfältige Entwässerung aller Dampfrohre. Entwässerung und Entlüftung erst schließen, wenn reiner Dampf ausströmt. Gleichmäßiges Anwärmen durch Umsteuerung und Handschieber, wobei Entfernung alles kondensierten Wassers aus Zylindern, Schieberkasten und Zwischenkammern. Ist eine Rundlauf-Umsteuerungsmaschine vorhanden, so läßt man sie dauernd laufen, wodurch die Schiffsmaschine abwechselnd auf vorwärts und rückwärts gestellt wird. Dampfmäntel werden gleichzeitig mit den Zylindern angewärmt.

Einstellen der Zylinderfüllungen: Möglichst wenig den Dampf drosseln, also möglichst weitgehende Benutzung der Expansionssteuerung. Füllung im MD- und MD-Zylinder so einstellen, daß Arbeitsverteilung auf die einzelnen Kurbeln möglichst gleichmäßig. Füllungsverringerung bewirkt für den vorangehenden Zylinder höheren Gegendruck, also geringere Arbeit, für den Zylinder selbst höheren Anfangsdruck und daher trotz der geringeren Füllung gewöhnlich mehr Arbeit.

Manövrieren: Alle Übergänge vorsichtig und allmählich ausführen. Zu schnelles Anspringen kann Überkochen der Kessel, Wasserschläge und Leckagen oder Brüche veranlassen. Auf Torpedobooten ist es mehrfach vorgekommen, daß durch zu schnelles Umsteuern auf Zurück Kolbenstangen verbogen wurden. Expansion beim Manövrieren ausrücken.

Wasser in der Maschine: In den Zylindern sammelt sich bei jedem Stoppen durch Kondensation Wasser an. Deshalb bei längerem Stoppen Öffnen der Zylinderausblasehähne. Außerdem sammelt sich bei gestoppter Maschine infolge des Abblasens Wasser im Kondensator. Sind keine unabhängigen Luftpumpen vorhanden, dann wird das Wasser durch die Hafendienstpumpe abgesaugt. Genügt diese nicht (noch zuviel Vakuum im Kondensator), dann läßt sich das Wasser durch Hin- und Herschlagen der Hauptmaschine entfernen, was bei Rundlauf-Umsteuerungsmaschine sehr bequem. Die Saugewirkung der Hafendienstpumpe kann man auch dadurch verstärken, daß man das Vakuum im Kondensator durch Öffnen eines Hahnes zerstört.

Schmieren ist bei dampfführenden Teilen im Interesse der Kondensatoren und Kessel möglichst einzuschränken. Das im Kondensator angesammelte Öl ist möglichst oft durch Auskochen mit Soda zu beseitigen.

Gang der Zirkulationspumpe soll nicht unnötig schnell sein, damit das Kondensat nicht unnötig abgekühlt wird. Beim Überproduzieren von Dampf soll die Zirkulationspumpe etwas schneller laufen. Eintrittsschieber nach dem Kondensator darf nicht zu wenig geöffnet sein, weil sonst Wasserschläge entstehen, worauf die vielfach bei Kondensatorrohren beobachteten Längsrisse wahrscheinlich zurückzuführen sind.

Untersuchung der Maschine im allgemeinen so einzurichten, daß alle reibenden Teile in jedem halben Jahre möglichst einmal untersucht und eventl. nachgearbeitet werden. Besonders wichtig ist die genaue Führung des Kreuzkopfes, weshalb diese öfters zu untersuchen ist. Das Nachstellen des Gleitschutzes (durch Nachspannen oder Nachlegen) muß möglichst noch bei warmer Maschine geschehen, weil die Arbeit dann genauer wird und die Bewegung leichter geht. Bei jedem Docken sind sämtliche Seeventile und Seehähne zu untersuchen und zu reinigen, eventl. nachzuarbeiten, ebenso das Wellenrohr, wenn das Pockholz stark abgenutzt ist. Wird das Pockholz erneuert, so ist beim Ausbohren dem Quellen des Holzes Rechnung zu tragen.

2. Betriebsstörungen.

Bei Kriegsschiffen mit 2 oder 3 Schrauben wird man im allgemeinen im Falle einer größeren Havarie mit der unversehrt gebliebenen Maschine eine Werft aufsuchen, falls nicht die Havarie mit Hilfe der Reserveteile beseitigt werden kann. Bei Handelsdampfern mit einer Maschine ist man auf Selbsthilfe angewiesen. Aber auch auf Kriegsschiffen können Lagen eintreten, wo das Bordpersonal danach streben muß, die havarierte Maschine in irgend einer Form, wenn auch mit verringerter Leistung wieder gangbar zu machen. Die folgenden Beispiele beziehen sich auf eine Dreifach-Expansionsmaschine mit 120° Kurbelversetzung und setzen voraus, daß kein Reservestück vorhanden ist.

Bruch von Zylinderdeckel oder gleichzeitig von Kolben und Zylinder-deckel: Der havarierte Zylinder wird ausgeschaltet, indem die Dampfeintrittskanäle verschlossen werden (mit Hilfe der Schieberliderungsringe), und der Dampf durch den Austrittskanal zum nächsten Zylinder oder, wenn der ND-Zylinder havariert ist, zum Kondensator geleitet wird. Der Dampfdruck ist entsprechend zu verringern, weil der vor dem havarierten Zylinder befindliche Zylinder mit geringerem Gegendruck arbeitet. Kolben (wenn nur Deckel gebrochen), Kolbenstange, Kreuzkopf und Pleuelstange des havarierten Zylinders können, wenn unbeschädigt, weiter mitlaufen. Nötig ist dies, wenn durch diesen Kreuzkops Pumpen getrieben werden.

Bruch eines Kolbens ohne Beschädigung des Zylinderdeckels: Man entfernt die Bruchstücke, setzt den Zylinder wieder zu und fährt mit entsprechend verringertem Dampfdruck mit zweifacher Expansion weiter, wobei ein Entfernen der betreffenden Steuerung nicht nötig ist.

Bruch einer Kolbenstange: Liegt die Bruchstelle am Kolben, so entfernt man letzteren und fährt mit verringertem Druck weiter. Kolbenstange kann, wenn gerade geblieben, mitlaufen. Liegt die Bruchstelle weiter unten, dann läßt man den Kolben mit dem oberen Stangenteil irrt Zylinder liegen und entfernt den zugehörigen Dampfverteilungsschieber.

Bruch einer Pleuelstange: Man entfernt den Schieber des betreffenden Zylinders, läßt den Kolben im Zylinder liegen und fährt mit zweifacher Expansion und verringertem Dampfdruck weiter. Sind bei gebrochener Kolbenoder Pleuelstange an den zugehörigen Kreuzkopf Pumpen angehängt, so setzt man die Stange eines anderen Zylinders an die Stelle der gebrochenen. Dabei ist zu beachten, daß MD mit ND eine bessere Compoundwirkung ergibt als HD mit ND.

Bruch eines Schiebers: Man entfernt den Schieber und fährt mit zweifacher Expansion und verringertem Druck weiter, wobei der betreffende Kolben tot mitlaufen kann.

Bruch einer äußeren Steuerung: Man schaltet in gleicher Weise, wie vorstehend, den betreffenden Zylinder aus.

Unbrauchbare Luftpumpe: Man saugt mit den Speisepumpen direkt aus dem Kondensator, falls solche Rohrleitung vorhanden ist, und führt ohne Vakuum. Bei Zweischraubenschiffen ist auch stellenweise jede Luftpumpe für beide Kondensatoren verwendbar.

Unbrauchbare Zirkulationspumpe: Man pumpt mit einer Dampfpumpe Kühlwasser durch den Kondensator, falls solche Einrichtung vorhanden ist, oder man läßt Seewasser durch den Kondensator-Kühlraum in br. Bilge fließen und pumpt es wieder aus. Bei Zweischraubenschiffen ist auch stellenweise jede Zirkulationspumpe für beide Kondensatoren verwendbar.

Kondensatorrohre undicht oder gebrochen: Sobald es der Betrieb gestattet, stellt man die Maschine ab und beseitigt die Undichtheiten durch Nachziehen oder Neuverpacken der Rohrstopfbuchsen oder durch Ersatz der schadhaften Rohre durch neue oder durch Zupfropfen der schadhaften Rohre. Namentlich bei Wasserrohrkesseln ist ein längeres Jnbetriebhalten eines undichten Kondensators unzulässig.

Wellenbrüche: Liegt die Bruchstelle im Maschinenraum oder im Tunnel, so ist zuweilen mit Bordmitteln eine Reparatur in der Weise durchführbar, daß man in die zu verbindenden Stücke Längskeile einlegt und das Ganze in sicherer Weise zusammenhält. Man muß dann die Maschinenleistung verringern.

Warmlaufen von Maschinenteilen: Man vermehrt die Schmierung; genügt das nicht, so löst man bei Lagern ein wenig die Lagerschrauben. Äußere Wasserkühlung stellt man möglichst wenig an, um das Öl nicht wegzuschwemmen. Nötigenfalls muß der Gang der Maschine verlangsamt werden.

Alphabetisches Sachregister.

111.

256.

20.

159.

60.

290.

66.

K.

Abdampfrohre 141. Abdeckplatten 66. Absperr-Ventile, -Hähne, -Schieber 96.149. Abwärmemaschinen 39. Abzweigkasten 213. Achenbach, Schiffsschraube

Achsenregulatör 247. Adiabate 7.

Ados, Heizeffektmesser 301. A. E.G. Befehlsübertragung 232.

A. E. G. Turbine- 248. Aggregatzustand 8. Akkumulator 204. 208. 230. Aktionsradius 64. Aktionsturbine 237.

Allen, Luftkühlmaschine 190. Aluminiumbronze 278. Amazone, Maschinenanordnung 156.

Amethyst, Turbinenkreuzer

Ammoniak-Kühlmaschine

188.

Ampere 15. 16.

Ampöre, Schwimmerregel ■

Ampöremeter 14. 23. Anheizen der Kessel 304. Anker, Ankerkern, Ankerwicklung 200. Ankerlichtmaschine 180.

Anlaßwiderstand 223.

Anode 21. 204.

Anordnung der Kessel und Kohlen 156.

Anordnung der Maschinen 152.

Anschlußdosen 213.

Antrieb der Hilfsmaschinen

Arbeit 3.

Arbeitsverluste der Schrauben 110.

Armaturen 96. 101. 127. Asbest 278.

Aschejektor 167.

Aschfall, Aschfallklappen 86. Aschheißvorrichtung 167. Aschkühlvorrichtung 168. Aspinall, Regulator 151. Asynchrone Motoren 221. Ausbalancierung der Massen

Ausbalancierung der Turbinen 244.

Ausblaseventil oder Hahn 96. 102.

Ausdehnungskoeffizient 5. Außenseitenkondensation 124.

Ausgußventile 152. Ausschalter 213.

Axialschub der Turbinen 242. 251.

Axialturbine 237. Axiometerleitung 177.

B.

Beaufschlagung 237. Befehlsübertragung 230,

Bekleidung der Wasserrohrkessel 68.

Bekleidungsmaterial 278. Beldam-Ventil 131. Belleville-Kessel 68.

Benzin, Benzinmotor 258. 282.

Beschickung der Feuer 306. Bessernd Prozeß 270. -Betrieb der Kessel und Maschinen 302.

Betrieb der Wasserrohrkessel

Betriebseigenschaften der Kessel 82.

Betriebskosten der Verbrennungsmotoren 264.

Betriebskraft der Hilfsmaschinen 159.

Betriebssicherheit der Maschinen 155. 257.

Bilgepumpe 135.

Blakepumpe 138.

Bodenventil iöl.

Bogenbildner 217.

Bogenlampe 216.

Bootsmaschine 193.

Bootswinde 182.

Bremsmessung 33. 298.

Bremsung der Gleichstrommotoren 224.

186.

48.

Einleitersystem 210.

Eisen 269.

Eiserzeugung 188. Elektra-Turbine 248. Elektrische Anlagen 197. Elektrische Befehlsübertragung 230.

Elektrische Boote 230. Elektrische Krane 226. 229. Elektrischer Antrieb der Hilfsmaschinen 159. Elektroden 21. 204. Elektrodynamik 21.

Leitfaden s. d. Unterricht in der Maschinenkunde. 2. Stuft.

153.

Bremsvorrichtung 106.183. Brennstoffe 258. 281. Briketts 281.

Bronze 278.

Brown, Telemotor 177. Brown, Umsteuerungsrna-schme 163.

Bugruder 178.

Bugspill 180.

Bugwelle 61.

Bunker 166. 284.

Bürsten, Bürstenträger 202.

L.

Carmania 255.

EavitaLion der Schraube 261.

Chlorkalzium 316.

Coulomb 15.

Craig, Apparat 100. Cuniberti, Olfeuerung 91. Curtis, Turbine 239. 248.

O.

Dampfantrieb bei Hilfsmaschinen 161. ,.** Dampfdruckdiagramm 26. Dämpferklappen 86. Dampfheizung 186. Dampfkolben 102“: Dampfmantel 41. 101. Dampfsammler 64. Dampfspeisepumpe 134. Dampfstrahlpumpe 129. Dampftabelle 10. Dampftrockner 67. Dampfturbinen 235. Dampfverbrauch der Hilfsmaschinen 46. 159. Dampfzylinder 100.

D avy-Sich erh eits lamp e 285. De Laval-Turbine 238. 246.' Deltametall 276. Destillier-Kondensator 168.

Dieselmotor 260. Dieterle, Rost 87. Differentiallampe 217.

Doppelkessel 63. Doppelstreuer 218. Dowsongas 284. Dreadnought 253.

Drehfeld 221. Drehfeldfernzeiger 233. Drehmaschine 167. Drehstrom 197. 199. 202. Drehstrommotor 221. Drehtisch, Scheinwerfer 220. Drehvorrichtung 106. Dreifach-Expansionsmaschine 48. 50. Dreileitersystem 211. Dreischrauhenschiff 154.167. Drillingsmaschine 49. Drosselklappe 150. Druckfilter 173.

Druckgefälle 48.

Drucklager 107. 246. Druckschacht, Druckschachtklappe 89.

Druckstufen 47. 238. Duplexluftpumpe 130. Dürrkessel 70.

Düsen 90. 243. 259. Dynamomaschine 197. Dynamometer 2ß. 298. Dynamoprinzip 199.

L.

Edward-Luftpumpe 130. Effekt 3.

Effektive Leistung 33. Einfach-Expansionsmaschine

Elektroinduktion 22. Elektrolyt 204; Elektromotoren 220. Elektrotechnik 14.

Element 206.

Engrohrige Wasserrohrkessel 73.

Entlastete Ventile 160. Entlastung der Schieber 121. Entlüftung der Warmwasserkasten 172.

Entwässerung 102. 148. Entwicklung der Schiffsmaschine 47.

Erdöl 282.

Erregung der Magnete 199. 202.

Escher-Wyß, Naphthaboote 196.

Etagenanordnung der Kessel

Expansion des Dampfes 13. 26.

Expansionssteuerung 119. Expansionsstufen 47. Explosion, Kessel 311. Exzenter 122.

5.

Fahrtmoment 257.

Fallrohr 64.

Farad 15.

Faure, Akkumulator 205. Fehlerhafte Dampfverteilung 32.

Fernsprecher 232. 234. Feueraufbänken 308. Feuerbrücke 86.

Feuerbuchse 62. Feuerlöschdüse 99. Feuerlöschrohr 146. ' Feuerlöschsystem Gronwald 286.

Feuerreinigen 307. Feuerrohr 63. Feuerrohrkessel 62.

Feuertür 85.

Feuerzüge 86.

Filter für Speisewasser 171.

21

50.

78.

184.

162.

124.

Filter für Triutwasser 169.

Flächendruck 2.

Flachschieber 121. 161.

Flüssigkeitswärme 11.

Flutrohr 145.

Forcierung der Kessel 66. 88. 307.

Föttinger, mechanischer Wirkungsgrad 44.

Föttinger, Torsionsindikator 34. 298.

. Fram, Umdrehungsfernzeiger 299.

Freistrahlturbine 240.

Frequenz des Wechselstromes 198.

Frisch Wasser 286.

Frischwassererzeuger 168.

Füllungsverhältnis 13. 26.

Fundamentplatte 104.

Fürst Bismarck, Kreuzer 157.

G.

Galvanische Elektrizität 18. Galvanometer 21. Galvanoplastik 21. Gasförmige Brennstoffe 283. Gasolin 258. 282. Gasturbine 268.

Gay-Lussac 6.

Gefrierpunkt 8.

Gegenstrom bei Elektromotoren 220.

Gegenstrom bei Kondensatoren 124.

Generalumschalter 207. Generatorgas 283. Geradführung 103. Gesättigter Dampf 9. Geschwindigkeitsstufen 238. Gewicht der Wasserrohrkessel 65.

Gewichtsvergleich der Kessel

Gleichdruckmotor 255. Gleichdruckturbine 237. Gleichförmigkeitsgrad 49. Gleichstrom bei Kondensatoren 124.

Gleichstrom, elektrisch 197. Gleichstrommotor 221. Gleitbahn 103. Glühlampen, Glühlicht 214. Glyzerinbremsung 168. 176. Goliathpumpe 130. Gramrnescher Ring 198. Graphische Darstellung der Probefahrtsergebnisse 59. Griffith-Schraube 111. Gronwald, Feuerlöschfystem

285.

Grundplatte 104. Gruppenschmierkasten 289. Gruppenventilkasten 140.

y.

Hackworth-Steuerung 118. Hafendienstpumpe 286. Hähne 149.

Haubold, Kühlmaschine 189. Hauptdampfrohrleitung 140. Hauptstromdynamo 199. Hauptstromlämpe 217. Hauptstrommotor 222. Heckspillmaschine 180. Heckwelle 61.

Heizfläche, Größe 66. Heizgasführung 66. Heizkörper 187.

Heizöl 282.

Heizölzellen 286. Heizraumuhr 306.

Heusinger v. Waldeck, Steuerung 119.

Hilfsdampfrohrleitung 141. Hilfskondensator 122. Hilfsluftpumpe 130. Hilfsmaschinen 158. Hilfsmaschinen, Kohlenverbrauch 46. 159. Hilfsrotation 137. Hilfsschieber 49. 102. Hirschschraube 111. Howden-Gebläse 38. 90. Hubzähler 299.

Hydraulische Pumpe 136. Hydraulischer Antrieb 159.

Hydrokineter 100.

Indikator 296. Jndikatordiagramm 29. Jndikatoreinrichtung 102.

Jnduktionsmotor 221. Jnduktionsstrom 19. Injektor 134. Jnnenpolmaschine 200. Innerst eitenkondens ation

Jntze, Ölbehälter 286. Jrisblende 219. Isolation 212.

Isolator 17. Jsolierbuchse 214. Isotherme 7.

Jalousie 219.

Joule 15.

Joule, Gesetz 20. Joy-Steuerung 119.

rc.

Kabel 211.

Kabelschuhe 213.

Kaiser, Turbinenschiff 256. Kaltdampfmaschine 39. Kälteerzeugung 188. Külteübertragung 191. Kalorimeter 295.

Kapazität 15. 206.

Kathode 21. 204. Kavitation 110.

Kessel 62.

Kessel, Wirtschaftlichkeit 80. Kesselanordnung 156. Kesselarmatur 96. Kesselbetrieb 82. 302. Kesselexplosion 311. Kesselgewicht 78. Kesselkonservierung 314. Kesselreinigung 308. 311. Kesseltelegraph 233. Kesseluntersuchung 302. Kesselwechsel 308.

Kinghorn, Ventil 131. Kirchhofs, Gesetz 19. Klug-Steuerung 118.

289.

88.

120.

Kohlen 281.

Kohlenbunker 156. 284.

Kohlensäure-Kühlnraschine

188.

Kohlenverbrauch bei verschiedenen Geschwindigkeiten 58.

. Kohlenverbrauch der Hilfsmaschinen 46.

Kohlenverbrauch der Turbinen 256.

Kohlenverbrauch der verschiedenen Kessel 81.

Kohlenverbrauch der verschiedenen Maschinensysteme 48.

Kohlenwinden 184.

Kolbengeschwindigkeit 31.

Kolbenkörper, Liderung und Stange 102. 103.

Kolbenpumpen 128.

Kolbenschieber 121.

Kommandoelemente 290.

Kommutator 198.

Kompoundmaschine 50. 200.

Kompression des Dampfes 26. 30.

Kompressionszerstäubung

91.

Kompressor, Kühlmaschine 189.

Kondensationsverlust 40. 47. Kondensator 123. 189. Kondensatorrohre 278. Kondenstopf 187.

Korkstein 278.

Körting, Zerstäubung 91. Kosten der Kessel 84. Kraftlinien 19. 199. Kranschwenkmaschine 183. Kreisprozeß 38.    '

Kreuzkopf 104. 162. Kühlanlage 187.

Kühlung, Kühlleitung 260.

Kulissen 122.

Künstliche Zuführung von Verbrennungsluft 88. Kupfer, Kupferlegierungen 273.

Kupferrohre 277. Kuppelung, Maschinen 155. Kuppelung, Wellen 106. Kurbelstellung 49.50.61. 52. Kurbelwelle 105. Kurbelwellenlager 106. Kurzschluß 203. 206.

L.

Labyrinthdichtung 243. 246. Ladepumpe 263. Ladevorrichtung auf Handelsdampfern 184. Lampentelegraph 231. Langen, Rauchverbrennung

Latente Wärme 11.

Laterne beim Niclausse-Kessel 72.

Laufschaufeln 237. 244. Lebendige Kraft 3.

Leistung 3.

Leistungskoeffizient 54. Leitblech 66. 11. Leitschaufeln, Leitapparat

237. 243.

Leitungsdraht, Kabel 211. Leitungswiderstand 17. Lenz, Gesetz 19.

Lenzejektor 136. Lenzpumpen 135.

Lenzrohre 144.

Leux, Etagenanordnung 153. Lichtbogen 216.

Liderung 102.121.130.192. Linde, Kühlmaschine 189. Lokomotivkessel 63.

Lorenz, Propeller 111.    -

Lübeck, Turbinenkreuzer 263. Luftdruck in Heizräumen 89. Lufdruckmesser 297. Luftkompressionspumpe 13H. Luftleitung, Ventilatoren 166.

Luftpumpe 129. Luftpumpenrohre 142. 172.

rir.

Magnet, Magnetpole 201. I Magneto-Elektrizität 18.

Manginspiegel 218. Mannlöcher 99.

Manometer 98. 296. Manövrierfähigkeit, Maschinenmanöver 49. 155. 252. 317.

Manövrierventil 150. Marcotty, Rauchverbrennung 87.

Mariotte 6.

Marschfahrt 56. Marschkolbenmaschinen 262. Marschturbinen 242. 252. Marshallsteuerung 118. Maschinenanordnung 152. Mas chinensp eis epump e 133. Maschinenständer 105. Maschinensystem 47. Maschinentelegraph 233. 294.

Maß, englisch 1. Materialvorschriften 271. Maximalausschalter 208. Maxwell, Gesetz 20. 198. Mechanik 3.

Messing 273. 276. 276. 277. Meßinstrument, elektrisch 22. Meyer-Expansionssteuerung

Metallpackung 280. Mikrophon 232.

Mineralöl 288.

Mischdüsen 173.

Mittlerer Druck 27. Modellschleppversuche 34. Möllerup, Schmierapparat 288.

Momentreserve, elektrische 208.

Motor, Verbrennungs- 258. Motorboote 197. Motorenliste, Prinz Heinrich 227.

Multiplikator 21. 23.

N.

Nachdampfen 13. 30. 41. Nacheilung, Bürsten 220. Nachschubmagnet 216. 217. Nachtsignalapparat 213.231.

Odero, Frischwassererzeuger

Ohm 15. 16.

Ohmsches Gesetz 19. Olfeuerung 90.

Ölmotoren 258. 267. Olzellen 285.

Optik des Scheinwerfers 218. Orsat, Rauchanalyse 301. Oszillierende Umsteuerungsmaschine 163.

121.

Nachtwinker 231. Naphtha 258. 259. Naphthaboote 196. Naßluftpumpe 129. 131. Nebenschlußdynamo 199. Nebenschlußlampe 217. Nebenschlußmotor 222. Nernstlampe 215. Nickelstahl 271. 272. Niclausse-Kessel 72. Nikipropeller 111. Normalkerze 214. Normalsteuerung 115. Normand-Kessel 76. Notbeleuchtung 208.

G.

170.

p.

Packungsmaterial 280. Pallograph 300.

Pape u. Henneberg, Frisch-wassererzeugex 170. Parabolspiegel 218. Parallelogramm der Geschwindigkeiten 236. Parallelschaltung 207. 215. Parsons-Turbine 245. Parsons - Turbinenpropeller 113.

Partialturbine 237.

Peilrohr 285.

Peltonschaufel 249. Petroleum, Petroleummotoren 268. 282.

Petroleum-Gasfeuerung 90. Pferdestärke 2. 3. Planimeter 295. Pleuelstange 104.

Plungerkolben 128. Pockholzlager 108.

Poisson, Gesetz 7. Polarisationsstrom 204. Pole, Polschuhe, Polklemmen 201.

Posaunenschmierung 289. Poupliersche Masse 278. Prallplatten 67. 71. 126. Präzisionssteuerung 115. Preßkohle 281. Primäranlage 204. Probefahrtsdiagramm 69. Pronyscher Zaum 33. Propeller, Propellerschnb 62. 63. 108.

Propeller, Turbinenschiffe

251.

Puddeln 270. Pumpen 127. Pumpenantrieb 137. Pumpenplan 146. Pumpenventile 128. Pyrometer 294.

R.

Radialturbine 237. Ramsbottom-Liderung 103. Rankinisieren 41. Rateau-Turbine 239. 260. Rauch 36. 37.

Rauchanalyse 301. Rauchfangklappen 86. 306. Rauchkammer, Rauchfang 86. Rauchlose Feuerung 87. Raumbedarf, Kessel 80. Raunrbedarf, Turbinen 255. Reaktionsturbine 237. Receiver 50.

Regenkrone 86.

Regler, Speisewasser 97.

I 304.

: Regnault 11.

Regulator, Aspinall 151. Regulator, Turbinen 246. 247.

Regulierung, Gleichstrommotoren 224.

Regulierung, Verbrennungsmotoren 262.

Reibung, Reibungskoeffizient 4.

Reibungselektrizität 17. Reibungsverluste 44. Reinigung, Kessel 308. 311. Reinigung, Speisewasser 170. Retarder 86.

Rheostat 24. 223.

Rider, Expansionssteuerung

Riedinger,Kühlmaschine 189. Riedler - Stumpf - Turbine

238. 248.

Ringanker 200.

Ringleitung 211.

Roheisen 269. Rohranordnung, Wasser-rohrkessel 65. 73. Rohrbefestigung, Wasserrohrkessel 67.

Rohrd.ichtungsappaxat 310. Rohrleitung,Anordnung 140. Rohrleitung, Material 147. Rollendrucklager 107. Rostanlage 85.

Rüböl 287.

Rückstromausschalter 208. Rückwärtsturbine 242. 251. Rudenicks Bekleidung 278. Ruderbremsung und -Begrenzung 176. Rudermaschine 174. 227. Ruderzeiger 234. Rundlauf-Umstxuerungsma-schine 163.

Rundschieber 121. 161.

5.

Salinometer, Salinometerhahn 97. 299. Sammelschiene 207. Sauggasanlage 267. 284. Schädlicher Raum 26. Schaltanlage, elektrische 207. Schalttafel 208.

Schaltung der Turbinen 253. Schaufel, Turbinen 235. Schamnventil 96. Scheinwerfer 217. Schichan-Kessel 74.

305.

Schieber, Schieberdiagramm 115.

Schieberkasten 100. Schiffsschluß 209. Schiffsschraube 108. Schiffsschwingungen 158. 257. 300.

Schiffswiderstand 34. 52. Schlammloch 99.

Schleifring 201. Schleppversuche 34.

Schleuse für Heizraum 89. Schlick, Massenausgleich 50. 300.

Schlotfeld, Umdrehungsmesser 299.

Schmelzpunkt 8. Schmiermaterial, Schmiervorrichtung 287. Schneckenüb ers etzung 162. Schneider, Umdrehungsmesser 299.

Schornstein 86. Schornsteindurchblasevor-richtung 89. Schornsteinverluste 36. Schottstopfbuchse 214. Schraubenwelle 105. Schraubennabe und -Flügel 114.

Schuckert, Scheinwerfer 217. Schulz-Kessel 75. . Schwalbennest 307. Schwenkmotzor,S.chwenkwerk 225. 226.

Schwindmaß 6. Sechsrollensystem 232. Sechstaktmotor 261. Seemeile 3.

Seidel, Rost 87. Selbstschlußventil 150. Sicherheitsventil 99. 101. Sicherung, elektrisch 213. Siedepunkt 8.

Siegfried, Olfeuerung 94. Siemens & Halste, Befehlsübertragung 232.

Siemens - Martin - Prozeß 271.

Sinoid en-Diagramm 117.

Sirokko-Bentilator 165. Slip 108.

Sodakasten 173.

Sog der Schraube 33. 45. 53. 110.

Spaltverlust bei Turbinen 240.

Spannung, elektrische 14. 198.

Spannungsgesetz 17. Spannungsmesser 14.17.23. Spezifische Wärme 6. Spezifischer Leitungswiderstand 17.

Speisepumpe 133. Speisepumpenrohre 143. Speiseventil 97. Speisewasserlast 286. Speisewasserregler 97. 304. Speisewasserreiniger und -Vorwärmer 171. Spillmaschine 180.

Spiritus, Spiritusmotor 258. 267.

Sprachrohr 290. 293. Spülpumpe 136.

Stahl 269.

Standrohr 143.

Steinkohle 281. Steinkohlenteeröl 282. Stephenson, Kulissensteuerung 118.

Steuerung 115. 262. Stones-Pumpe 135. Stopfbuchse 101. 148. 280. Stoppvorrichtung, selbsttätige 163. 176. 181. 184. Strnad, Manövrierventil

151.

Stromkreise £08. 211. Stromverzweigung 19. Stromwender 198.

T.

Tachometer 300. Talg 288.

Teeröl 282. Teerölpumpe 136. Teerölzellen 285. Telemotor 177. 179.

Telephon 232. Temperaturausgleicher 100.

Temperaturgefälle 47. Thermometer 294. Thornycroft-Keffel 74. Thornycroft-Schraube 111. Thornycroft - Turbinenpropeller 113.

Torpedoboot S 125 254. Torpedosignalgeber 231. Torsionsdynamometer oder -Indikator 34. 253. 298. Transformator 208. 226. Trinkwasser-Erzeugung 185. Trinkwasser - Kondensator 170.

Trinkwasserlast 287. Trinkwasserpumpe 136. Trockenluftpumpe 129. 131. Trommelanker 200. Tuckspackung 280.

Tudor, Akkumulator 205. Turbinen 236. Turbinengewicht und -Wirtschaftlichkeit 256. Turbinen-Propeller 113. Turbinenschiffe 253. Turbinia 251.

Turbodynamo 242. 250.

u.

Überdeckung, Schieber 115. Überdruck-Turbine 237. Überhitzer 9. 37. 42. 241. Überhöhung,Wasserrohre 74. Überkochen der Kessel 67.309. Überproduktionsrohr 140.

307.

Umdrehungsfernzeiger, Fram 299.

Umdrehungsmesser 299.

Umdrehungszahl, Maschinen- 28. 153.

Umdrehungszahl, Turbinen-235. 236. 237.

Umformer 208. 225.

Umkehranlaßwiderstand224.

Umkehrleitschaufeln, Umlenkungsdüsen 243. 248.

304.

100.

Wasserwechsel in Kesseln 304. Watt, Wattmesser 15. 24. 4 Wechselschieber, Wechselhahn 115. 175. 181. Wechselstrom 198. Wechselstrommotor 221. Weir-Pumpe 137.

Weir, Speisewasservorwärmer 173.

Weitrohrige Wasserrohrkessel 68.

Weißenburg, Olfeuerung 96. Wellenanordnung 153. Wellenkuppelung 106. Wellenleitung 105. Wellenrohr, Wellenhose 107. Wellrohr 62. Wheatstone-Brücke 24. Widerstand, Leitungs- 17. Widerstandsmessung 24. Windkessel 128. 131. Wirkungsgrad, Kessel und Maschinen 25. 35. 55. 56.

255.

113.

156.

62.

Umschalter 213. Umsteuerung 118. 251. Umsteuerung, Gleichstrommotoren 223.

Umsteuerungsmaschine 162. Umsteuerungs welle 122. Union, Befehlsübertragung 232. 234.

Unterwindgebläse 89.

v.

Vakuum, Vakuummeter 122. 296.

Ventil 149.

Ventilationsmaschine 164. 206.

Verblockung, Feuertür 89. Verbrennung 36. 259. Verbrennungskammer 62. Berbrennungsluft 36. Verbrennungsluft, künstliche Zuführung 88. 306. Verbrennungsmotor 197. 258.

Verbrennungsraum 65. 84. Verbunddynamo 200. 226. Verbundmaschine 50. Verholspill 180. Verpuffungsmotor 259. Vertauschung der Dampfwege 118. 163. 175. Vierfach - Expansionsmaschine 49. 51. Viertaktmotor 261. Vollturbine 237.

Volt, Voltmeter 14. 23. Voreilung 115. 202. Vorwärmung, Speisewasser-171.

Vorwärmung, Verbrennungsluft- 38. 90.

w.

Wärme 4.

Wärmeabgabe 37. 66. Wärmeäquivalent 8.

Wärmetheorie 8. Wärmeverluste 36. 39. 55. Warmwasserkasten 143. 171. 172. 174.

Waschwasserlast 286.

Wasch wasserpump e 136. Wasserabscheider, - Wassersammler 140. 149. Wasserballast 152. Wasserdampf 9.

Wasserinhalt der Kessel 80. Wasserkammer 70. 72. Wassermangel 310. Wassermesser 301. Wasserrohre 142.

Wasserroh ckessel 64. Wasserstand, Regulierung

Wasserstandsglas 98. Wasserstandsprobierhahn99. Wassertiefe, Einfluß auf Geschwindigkeit 61. Wasserumlauf in Kesseln 64.

Wirkungsgrad, Turbinen

239.

Wirtschaftlichkeit, Kessel 80. Wirtschaftlichkeit, Turbinen

Wirtschaftlichkeit, Wasserrohrkessel 65. Woolf-Maschine 49. Worthington-Pumpe 139.

y.

Narrow-Kessel 77.

Z.

Zeise-Propeller 111. Zentralschmierkasten 289. Zentrifugalkraft 4. Zentrifugalpumpe 132. Zerstäuber 90. 259.

Zeuner, Diagramm 117. Zeuner, Turbinenpropeller

Zinkschutzplatten 127. 315. Zirkulations - Einsteckrohre

70.

Zirkulationspumpe 132. Zirkulationspumpenrohre

143.

Zoelly-Turbine 239. 250. Zündung, Verbrennungsmotoren 259.

Zusatzhahn,Kondensator 127. Zusatzregulierung 226. Zweifach - Expansionsmaschine 48. 49. Zweileitersystem 210. Zweischraubenschiffe 154.

Zweitaktmotor 261. Zwillingsmaschine 49. Zwischenkammer 50. Zylinder 100.

Zylinderkessel 61. Zylinderständer 105. Zylinderverhältnis 50. 51.

Gedruckt in der Königlichen Hofbuchdruckerei von E. S. Mittler L Sohn, Berlin SW68, Kochstr. 68-71.

Verlag der Königlichen Hofbuchhandlung von E. S. Mittler 6t Sohn

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Berlin SW, Kochstraße 68—71,,

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