WYDZIALY POLITECHNICZNE KRAKOW

BIBLIOTEKA GfcÖWNA

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

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Praktische maschinenbaner

ein hantle und tchrvuch

über den modernen MaWnenban

VON 6. Ripke,

Ingenieur.

Dritte Auflagt.

mit 1015 Illustrationen, 37 Casein und 6 neuen Modellen.

Ausgabe 1907.

Heinrfch Schloßer

Schloss«, rmo'ster

Haynau i. Schles.

Leipzig

Oerlag von 1. Tlrnti

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Vorwort.

Das vorliegende Werk wurde zu dem Zwecke bearbeitet, dem in der Praxis stehenden Maschinenbauer, dem Maschinenschlosser, Monteur, Werkmeister und allen denjenigen, welche mehr oder weniger mit dem Maschinenbau bei Ausübung ihrer Berufspraxis in Verbindung stehen, ein Hand- und Nachschlagebuch zur Seite zu stellen, welches ihnen alles Wissenswerte aus dem Rahmen des allgemeinen Maschinenbaues mitteilt und welches sie bei herantretenden Fragen zu Rate ziehen können. Von einer Berechnung der einzelnen Maschinenteile und Maschinen konnte Abstand genommen werden, da diese nur dann Wert hat, wenn eine genügende mathematische Vorbildung vorhanden ist, andernfalls aber nur unverständlich wirkt. Es wurde deshalb nur die beschreibende, mit möglichst vielen zeichnerischen und bildlichen Darstellungen durchzogene Behandlungsweise der Maschinenteile und Maschinen gewählt, welche wohl immer verständlich wirken dürfte.

Ich hoffe nun, daß es gelungen ist, meinem speziellen Leserkreis so das verständlich gemacht zu haben, was er in der Ausübung seines Berufes braucht oder ihm doch eine große Hilfe bietet. Manchem ist es vielleicht möglich, sich durch das vorliegende Werk diejenigen Unterlagen zu verschaffen, die ihm gestatten, sich mit dem weiteren Studium des Maschinenbaues zu befassen.

Auf dem zur Verfügung stehenden Raum ist versucht worden, alles Wissenswerte aus dem Maschinenbau zu behandeln. Hoffentlich ist mir dies in allen Teilen gelungen. Andererseits würde ich und die Verlagsbuchhandlung den Lesern sehr dankbar für Fingerzeige sein, in welcher Weise das Werk zu vervollständigen wäre.

Die zeichnerischen und bildlichen Darstellungen sind sämtlich der Praxis entnommene Konstruktionen. Ich sage an dieser Stelle den betreffenden Firmen meinen Dank für die freundliche Überlassung des erforderlichen Materials.

Da die Verlagsbuchhandlung keine Kosten und Mühen gescheut hat, die Ausstattung des Werkes so gediegen als möglich zu gestalten, so dürfte es freundlicher Aufnahme wert sein.

Der Verfasser.

Heinrich Schloßer

Schlossermeister

Haynay i. Schlei»

InhsllsverMchm's.

einlcitung:

Die Anfertigung technischer Zeichnungen . . .

XIII

Das Lichtpausverfahren .....

Die Maßstäbe........

Die Mittel-, Maß- und Schnittlinien Allgemeine Bemerkungen ....

XLV

XV

XV

XVI

I. Abschnitt. Die Maschmemeiemmif.

I. Maschinen- Elemente zur Verbindung von Maschinenteilen oder verbindende Maschinen-Llemente.

Seite

Seite

B. Nicht lösbare Verbindungen.

Die Nieten..........

Die Nietverbindungen . .

Die einschnittige einreihige Vernietung ...........

in Die einschnittige zweireihige Vernie-

tUNg.........-

Die einschnittige dreireihige Vernietung ..........

16 Die zweischnittige einreihige Vernietung ..........

16 Dre zweischnittige zweireihige Vernietung .........

23 Die zweischnittige dreireihige Vernietung ..........

II. Die Zapfen, Achsen und wellen.

Seite

34 2. Die Achsen und Wellen.....

ns a. Die Achsen........

b. Die Wellen ........

37 Die Stellringe........

III. Die (Elemente der Triebwerke.

Seite    Seite

III. Die Schraubenräder ...    99

Die Verzahnungen Konstruktion und Berechnung der

Zahnräder.....

Das Grisson-Getriebe    . .

b.    Die Kettenräder . .

c.    Die Reibungsräder .... 110

d.    Der Riementrieb Die Riemscheiben-Arten Die Riemen ....

Die Riemenverbindungen .... 121

Der Riementrieb.......

Konstruktion und Berechnung der

Riemscheiben und Riemen ... 127

e.    Der Seiltrieb 86 1. Der Hanfseiltrieb

Die Hanfseilscheiben-Arten .... 130

Die Hanfseile........

Die Hanfseiltriebe......

1.    Hanfseiltriebe mit Dehnungsspannung ........

2.    Hanfseiltriebe mit BelastungZ-spannung (Kreisseiltriebe) » . izq

A. Lösbare Verbindungen.

1.    Die Keile.........

Querkeilverbindungen.....

Längskeilverbindungen .#....

Die Keilsicherungen......

2.    Die Schrauben ........

Die Gewindesysteme......

Die Schraubenmuttern oder Muttern 16

Der Schraubenkopf.....

Die Unterlegscheiben .....

Die Schraubenarten.....

Die Schraubenverbindungen . .

Die Schraubenficherungen . . .

Die Schraubenschlüssel ....

16

20

24

1. Die Zapfen.........

Die Zapfenarten...... .

a.    Die Tragzapfen......

b.    Die Spur- oder Stützzapfen .

Zapfenverbindungen......

46

1.    Die Kupplungen.......

a.    Feste Kupplungen.....

b.    Bewegliche Kupplungen ...    49

c.    Lösbare od. Ausrückkupplungen    51

Die Zahnkupplungen.....

Die Reibungskupplungen ....

Die Kraftmaschinen- oder Molorenkupplungen ........

2.    Die Lager.........

1.    Die Traglager ......

Die Lagerschalen . . . . .

Die Hängelager......

Die Konsollager......

Die Bocklager......

Die Mauerkasten.....

2.    Die Spurlager......

Die Kugel- und Rollenlager . . .

gellager........

llenlager ........

3.    Die Rädertriebe .......

a. Die Zahnräder.......

I.    Die Stirnräder . . . . .

II.    Die Kegelräder .....

46

51

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32

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134

Seite

Konstruktion und Berechnung der Hanfseilscheiben und Hanfseiltriebe 139

2. Der Drahtseiltrieb......

Die Drahtseilscheiben-Arten . . . 141

IV. Maschinenteile der geradlinigen Bewegung.

Seite

141

Die Drahtseile ....

Die Drahtseiltriebe . . Konstruktion und Berechnung der Drahtseilscheiben u. Drahtseiltriebe

6 eue 143

146

Seite

Die Rollen und Trommeln für Drahtseile ..........

Berechnung der Drahtseile.... 157

Die Ketten........._.-I

Die Rollen und Trommeln für Ketten 162 Die Berechnung der Ketten .    . .    164

Die Seil- und Kettenhaken ... 164

V. Die (Elemente des einfachen Rurbelmechanismus.

Die Seile, Ketten, deren Rollen und

Trommeln.........

Die Hanfseile........

Die Rollen und Trommeln für Hanfseile ...........

Berechnung der Hanfseile .... 151 Die Drahtseile .

148

157

148

149

151

Seite

167

158

<Seite

1.    Die Kolben und Kolbenstangen . .

Scheibenkolben........

Taucher- oder Plungerkolben .    . .

Kolbenstangen........

2.    Die Stopfbüchsen......

Stopfbüchsen mit Hanf und Baumwolle als Packungsmaterial . .

Stopfbüchsen mit Leder als Packungsmaterial .........

Stop fbüchsen mit Metall alsPackungs-material.........

3.    Die Kreuzköpfe und Geradführungen 187 Geradführungen in Büchsen oder

Lagern..........

Geradführungen a. besonderen Gleitbahnen mittels Kreuzkopf (Querhaupt) ..........

168

177

180

181

181

183

184

187

Die Geradführungen Die Kreuzköpfe oder Querhäupter . 193 Konstruktion und Berechnung der Geradführungen und Kreuzköpfe. 197

4.    Ote Schubstangen . .

Die Schubstangenköpfe Die Berechnung der Schubstangen . 203

5.    Die Kurbeln und Excenter . . . 204

I. Die Stirnkurbeln......

II. Die Krummachsen oder gekröpften Wellen.........

190

198

198

205

210

211

III. Die Excenter

Die Kurbelwellenlager .... 213 Die Berechnung der Kurbeln . . 214

VI. Die Röhren und Röhrenverbindungen.

Seite

1.    Die Röhren aus Gußeisen .... 217 Die Flanschenröhren . .

Die Muffenröhren . .

Formstücke für gußeiserne Röhren Formstücke für Flanschenröhren Die Formstücke für Muffenröhren . 225 Die Berechnung gußeiserner Röhren 229

2.    Die Röhren aus Schmiedeeisen . . 229

189

Seite

Die

Die

Die Verbindung schmiedeeiserner Röhren

Die Berechnung der schmiedeeisernen

Röhren..........

224 3. Die Röhren aus Kupfer, Messing,

Blei und dergl........

4. Die Ausgleichungs- oder Dehnungsröhren . . .

VII. Die Abschlußvorrichtungen.

217

. 234

. . 220

224

236

236

. 237

Seite

Seite

1. Die Ventile. .

Die Absperrventile Die selbstthätigen Ventile .... 244 Sicherheitsventile . . .

Die gesteuerten Ventile .

239    2. Die Klappen . .

240    3. Die Schieber . .

Die Hähne . . .

Konstruktion und Berechnung der

Absperrvorrichtungen.....

VIII. Die regelnden Maschinen-Elemente.

Seite

. . 251

254

248

256

. . 250

259

265

I.    Die Schwungräder Die Berechnung der Schwungräder. 268

II.    Die Regulatoren.....

Die Centrifugal-Regulatoren.

1. Die Gewichts-Regulatoren Regulator von Buß . .

Regulator von Pröll .... 275 Kosinus-Regulator von Krupp 277

269

. 269 . 272 . 274

Seite

2. Die Feder-Regulatoren . . . 279 Federregulator von R. Trenck. 280 Federregulator von Zabel & Co. 281 Federregulator von Pröll . . 282 Federregulator System Tolle . 283 Die Achsenregulatoren oder Schwungradregulatoren . .

Der Regulatorständer Justierung des Regulators , . . 289

. . 286

287

II. Mfchnitt. Die Kraftmasdtnnen oster Motoren.

Seite

. . 292

unterschlächtigen Wasserräder .

Das Poncelet-Rad......

Die Konstruktion und Berechnung

der Wasserräder......

B. Die Turbinen.

294

298

Seite

IV. Aufstellung der Dampfkessel . 436 Aufstellungsort . . Kesselmauerung . .

Die grobe Armatur . . .

Die feine Armatur .

Die Vorwärmer ....

Die Konstruktion und Berechnung der Dampfkessel.......

436

. . 437 . . 437 . . 439

450

452

312

Die

314

315

316

324

1.    Die Bollturbinen.......

A. Die Axialturbinen.....

Die Henschel-Jonval-Turbinen .

Die Girard-Turbinen ....

B Die Radialturbinen ....

2.    Die Partialturbinen......

Die Konstruktion und Berechnung

der Turbinen.......

2. Die Wärrnernotorert ....

A. Die Dampfkessel.

Die Feuerungen der Dampfkessel. 361 Feuerungen für stückige Brennstoffe 364 Die Planrostfeuerungen .... 364 Schrägrost- oder Schüttrost-Feuer-

ungen .........

Die Treppenrostfeuerungen. . . Feuerungen f. staubförmige Brennstoffe ..........

Feuerungen für flüssige und gasförmige Brennstoffe ....

Der Schornstein......

Die Kesselarten........

1. Die Cylinderkessel mit Außenfeuer-

324

324

328

332

339

345

357

375

379

381

383

383

387

B. Die Dampfmaschinen.

Die Steuerungen der Dampfmaschinen 462 Die einfache Schiebersteuerung . . 467 Die Doppel-Schiebersteuerungen . . 468

Die Ventilsteuerungen.....472

Die Hahnsteuerungen . .

Die Dampfmaschinenarten . .

1.    Die liegenden oder horizontalen

Dampfmaschinen......

2.    Die stehenden oder vertikalen

Dampfmaschinen......

3.    Die transportablen Dampfmaschinen ..........

Die Heißdampfmaschinen. . . 502 Die Kondensation .....

Die Einspritz- oder Mischkondensatoren .......

Die Oberflächen - Kondeni atoren 513

479

480

480

494

498

507

508

516

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387

390

2.    Die Flammrohrkessel....

3.    Die Rauchrohren-oder Heizröhren

kessel.........

4.    Kombinierte Flammrohr-, Rauch rohr- und Feuerbüchsenkessel .

5- Die Wafferröhrenkessel . . .

Die Dampfüberhitzer.....

Die Kessel-Armaturen.....

Allgemeine polizeiliche Bestimmungen über die Anlegung von Dampfkesseln 434

I.    Bau der Dampfkessel ... 434 Kesselwandungen .... 434 Feuerzüge

II.    Ausrüstung Speisung

398

401

409

426

434

434

der Dampfkessel 435

Wasserstandszeiger .... 435 Wafferstandsmarke .... 435 Sicherheitsventil Manometer Kesselmarke. .

III. Prüfung der Dampfkessel . 436 Druckprobe Prüfungsmanometer ... 436

435

435

. 435

436

436

6. Die Gaskraftmaschinen.

Die Gasmotoren ........

Die Benzin-, Petroleum- und Spiritusmotoren ..........

3.    Die Hebezeuge......

Die Leitrolle. ........

Die lose Rolle........

Der Rollenzug...    .....

Die Flaschenzüge.......

Die Schrauben-Flaschenzüge ... 566 Die Winden........

Die Zahnstangen- und Schraubenwinden .........

Die Räderwinden ......

Die Krane.........

Die Laufkrane.......

4.    Die Pumpen.......

1.    Kolbenpumpen mit geradlinig hin-und hergehendem Kolben .... 593

Die Handpumpen.......595

Die Transmissionspumpen . . . 599 Die Dampfpumpen

DieDampfpumpen mit Drehbewegung 608 Die Dampfpumpen ohne Drehbewegung ..... ...

2.    Kolbenpumpen, deren Kolben eine schwingende Bewegung macht ... 625

3.    Kolbenpumpen mit drehendem Kolben 626 Die Zentrifugalpumpen oder Kreiselpumpen , ,

525

545

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558

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570

570

573

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592

607

610

629

Seite I

Seite

Die Dampfstrahlpumpen oder Injektoren ..........

Die nicht saugenden Injektoren . 634 Die saugenden Injektoren ... 635 Die Dampfdruckpumpen oder Pulsometer

Die Konstruktion der Pumpen . . 641

5. Die Dampfturbinen.....642

1. Dampfturbinen, bei welchen eine oder mehrere Einlaufdüsen vorhanden sind, in welchen die Expansion des Dampfes vor seinem Eintritt in das Schaufelrad stattfindet 643

633

637

Dampfturbinen, bei welchen die Expansion des Dampfes allmählich und stufenweise stattfindet und der Dampf nach und nach durch meh-rereEinlaufapparateundSckaufel-

räder hindurchgeht.....

Die Dampfturbine von de Laval . 643, Die Dampfturbine von Brown-

Boveri-Parsons.......

Die Dampfturbine Oerlikon (System

Rateau).........

Die Dampfturbine der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft, Berlin . 656

643

647

653

Meßinstrumente.

Seite

Einleitung..........

Das Hebelgesetz........

Die Meßinstrumente.

1. Instrumente zum Messen der Kräfte

a.    Die Wagen........

b.    Die Dynamometer od. Kraftmesser

1.    Dynamometer mit indirekter

Kraftmessung, Bremsdynamometer .........

2.    Dynamometer mit direkter Kraftmessung oder Transmissionsdynamometer . . .

3.    Totalisierende Dynamometer.

c.    Die Manometer......

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666

666

682

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685

685

687

Seite

Die Flüssigkeitsmanometer... 687 Die Federmanometer.....

2.    Instrumente zum Messen der Geschwindigkeit ober Taxameter... 693

3.    Instrumente zum Messen der Arbeit 699

Der Indikator von Richards . . 701 Der Indikator von Thompson . 702 Der Indikator von Rosenkranz . 704 Der Papier- oder Schreibzylinder 706 Hubverminderungs-Rolle . . . 707 Anbringung der Indikatoren und ihre Verbindung mit der Maschine

Der Polarplanimeter .... 712

689

710

IV. Abschnitt.

Berechnungen.

Seite

Seite

714

I. Die Maschinen-Elemente.....

I. Maschinen-Elemente zur Verbindung von Maschinenteilen oder verbindende Maschinen-Elemente. . .

Die Keile . .

Die Schrauben Die Nieten .

II. Die Zapfen, Achsen und Wellen 715 Die Zapfen

Die Achsen und Wellen . . 716

III.    Die Elemente der Triebwerke 716

Die Kuppelungen und Lager 716 Die Rädertriebe. . ... 717

IV.    Maschinenteile der gradlinigen

714

. 714

714

715

715

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V. Die Elemente des einfachen Kurbelmechanismus .... 719 DieKolbenundKolbenstangen 719 Die Kreuzköpfe und Geradführung

Die Schubstangen .... 720 Die Kurbeln und Exzenter. 720

VI.    Die Röhren und Röhren-verbindungen ....

VII.    Die Abschlußvorrichtungen . 721

VIII.    Die regelnden Maschinen-Elemente. .

II. Die Kraftmaschinen Die Wasserräder Die Turbinen.

Die Dampfkessel Die Dampfmaschinen .... 727 Die Gaskraftmaschinen . . . 727 Die Hebezeuge Die Pumpen

. . 719

721

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722

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bezeichnete Werft ein wertvoller

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Auszug aus dem Inhalt:

der Metalle.

Die Gewinnung und Verarbeitung | IV. Die Herstellung vonGebrauchs-

gegenständen.

Einleitung.

I.    Die Gewinnung der Metalle.

A.    Die Gewinnung des Eisens.

B.    Die Gewinnung der wichtigsten

Metalle.

II.    Die Verarbeitung der Metalle.

1.    Das Schmieden.

2.    Das Walzen.

3.    Das Gießen.

Die Formerei.

III.    Die Werkzeugmaschinen.

V.    Das Fahrrad und das Motorfahrzeug.

1.    Die Geschichte des Fahrrades.

2.    Der Baugang des normalen Niederrades.

3.    Das Motorfahrzeug.

VI.    Jnstallationstechnik elektrischer Anlagen.

VII.    Die Anwendung der Elektrizität in der Metalltechnik und im Maschinenbau.

Einkeilung.

Eine Betrachtung der verschiedenen Zweige des wirtschaftlichen Lebens führt uns klar vor Augen, daß das verflossene Jahrhundert besonders reich an bei Fortentwicklung desselben beteiligt gewesen ist und hauptsächlich ist es das Ende desselben gewesen, welches uns auf allen Gebieten des wirtschaftlichen und gewerblichen Lebens überraschende und großartige Neuerungen brachte. Die bedeutendste Entwicklung in ihm hat aber offenbar die Industrie und Technik erfahren, welche aus ihren Anfängen zu nie geahnter Größe emporgestiegen ist. Wenn man bedenkt, mit welcher Schnelligkeit heute Länder und Meere durchkreuzt werden, welche großen Verkehrseinrichtungen getroffen sind und welche ungeahnte Ausdehnung demzufolge die Industrie überhaupt erfahren hat, muß mau sich sagen, daß das unsere Vorfahren nie geahnt hätten. Und doch sind wir noch lange nicht am Ende angelangt. Denn immer höher werden die Anforderungen, welche an die Herstellung der verschiedensten Gebrauchsgegenstände durch Maschinen gestellt werden, immer neue und große Bauwerke machen sich nötig, um einen schnellen, sicheren und dabei billigen Austausch der hergestellten Gegenstände zu ermöglichen. Kurzum, wir stehen mitten in der Epoche der Entwicklung der Industrie und Technik. Große Aufgaben werden noch zu lösen sein. Und an der Lösung dieser Aufgaben nimmt nicht nur der Besitzer eines großen Werkes teil, nein auch jeder seiner Beamten bis herab zum Arbeiter. Alle haben gleichen Anteil an der Entwicklung der Industrie. Ja, wir möchten sagen, der Arbeiter, der Maschinenbauer selbst, welcher mit Feile, Meißel und Hammer mit seiner Hände Arbeit das vollendet, was der Techniker erdacht hat, hat nicht den geringsten Anteil an der Lösung und Vollendung einer Aufgabe. Er erst setzt die tote Aufgabe, die Idee, die Zeichnung, in die Wirklichkeit um und zeigt, ob es wirklich auch praktisch ausführbar ist. Es liegt klar auf der Hand, daß nur der Maschinenbauer, welcher nicht nur mechanisch nach einer ihm vorliegenden Zeichnung seine Arbeit verrichtet, sondern dabei auch denken gelernt hat, einen großen Teil schneller, besser und leichter seine Aufgabe im    stände    ist    zur    Vollendung,

einer guten und richtigen Lösung zu bringen.

Es ist deshalb irrig, wenn der Maschinenbauer    denkt,    daß er    nach zurückgelegter Lehrzeit nun ausgelernt hat und vollständig    sein Fach    beherrscht. Wie oft mag es vorkommen, daß, wenn er hinaus in die Welt kommt, noch lange nicht das kann, was er eigentlich wissen könnte und müßte. Es soll daher jeder das Bestreben haben, stets weiter und Neues zum Alten hinzuzulernen. Es ist aus diesem Grunde nötig, dem Maschinenbauer besondere für ihn geschriebene Bücher zugänglich zu machen, welche ihn in den Stand setzen, sich über das zu unterrichten, was ihm ferner steht.

Derartige Bücher sind aber selbstverständlich der Vorbildung der praktischen Maschinenbauer streng anzupassen und sollten nur dazu dienen, in ihm durch tue Darstellung möglichst vieler ausgeführter Konstruktionen einzelner Maschinenteile und ganzer Maschinen das Verständnis für dieselben zu wecken. Das Berechnen der Maschinenteile und Maschinen wird man nie von einem in der Werkstatt am Schraubstock stehenden Maschinenbauer verlangen, wenn er auch z. B. als Monteur bei der Aufstellung der Maschinen oder dergl. fast immer sehr viel schneller zum Ziele kommt, wenn er sich eine erforderliche Übersetzung, eine Tourenzahl, die Größe einer Riemscheibe oder die Stärke einer Welle, welche so und so viele Pferdestärken zu übertragen hat, selbst berechnen kann und nicht erst zu Hause anzufragen braucht, wie er das oder jenes machen soll. Welche Achtung wird aber auch der Arbeitgeber vor einem solchen Arbeiter haben. Der Stand des Maschinenbauers wird also durch möglichst umfangreiches Wissen selbstverständlich bedeutend gehoben.

Das vorliegende Werk soll die Aufgabe, den Maschinenbauer in dem Wissenswertesten aus der Maschinentechnik zu unterrichten, zu lösen versuchen, indem es auf seinen Raum möglichst viele bildliche Darstellungen ausgeführter Maschinenteile und Maschinen selbst dem Leser vor Augen führt. Es ist natürlich auch nicht möglich, in einem Buch wie das vorliegende einigermaßen eingehend nun sämtliche Zweige des Maschinenbaues überhaupt zu besprechen. Um dies so erreichen zu wollen, daß es für den Leser auch wirklich von Nutzen ist, wären Bände erforderlich, die wiederum ein Vermögen kosten würden. Hauptsächlich sind für den Maschinenbauer die Maschinen-Elemente, d. h. diejenigen Maschinenteile, welche sich bei jeder Maschine mehr oder weniger häufig wiederholen, von besonderem Interesse, denn sie bilden die Grundlage für die Zusammenstellung von ganzen Maschinen selbst. Neben diesen sind es dann vor allen Dingen die Kraftmaschinen, welche zum Betriebe irgend eines industriellen Etablissements dienen, die das Interesse des Maschinenbauers erfordern. Die Instrumente zum Messen sollte der Maschinenbauer ebenfalls zu handhaben verstehen, um nötigenfalls das Abbremsen, d. h. die Ermittlung der Arbeitsleistung einer Maschine selbst vornehmen zu können. Die Maschinen endlich zur Bearbeitung der Metalle selbst sind dem Maschinenbauer ebenfalls in allgemeiner Darstellung vor Augen zu führen.

Für manchen könnte wohl nun auch die Gewinnung und Herstellung des Roheisens, des Schmiedeeisens, Gußeisens und der Metalle und damit das Gießereiwesen überhaupt ein besonderes Interesse haben; immerhin wird die An-ahl dieser Leser beschränkt sein, sodaß hierfür besondere Werke dienen könnten, bereit es ante und leicht verständlich geschriebene eine ganze Reihe giebt.

Für denjenigen aber, welcher sich doch noch über den Nahmen des vorliegenden Werkes hinaus weiterbilden will und sann, also die weitgehendere Berechnung von Maschinenteilen und Maschinen lernen will, giebt es Werke genug, welche ein solches Studium möglich machen. x)

Ehe wir zur Besprechung der Hauptkapitel des Maschinenbaues übergehen, wird es nötig sein, den Maschinenbauer in die zeichnerische Darstellung von Maschinenteilen und Maschinen näher einzuführen und ihm von den zeichnerischen Arbeiten, die auf dem Bureau ausgeführt werden, das Nötigste mitzuteilen, denn es ist von großem Vorteil, wenn auch der Maschinenbauer eine Skizze oder gar eine kleine Zeichnung selbst ausführen kann. Wie häufig kommt ein Monteur in die Lage, eine Aufnahme selbst machen zu müssen, und zu Hause in der Werkstatt diesen oder jenen Teil, welcher sich noch erforderlich macht, anfertigen zu lassen. Wie anders steht ein solcher Monteur da, als derjenige, welcher sich nun gar nicht zu helfen weiß, weil er nicht mit dem Bleistift umzugehen versteht.

Wieviel leichter wird aber auch jedem andern Maschinenbauer eine Zeichnung verständlich sein, nach welcher er arbeiten soll, wenn er weiß, wie dieselbe angefertigt worden ist, und wie die einzelnen Teile zur Darstellung gebracht werden. Er geht mit Lust und Liebe an die Arbeit und diese geht flott und sauber von den Händen.

Die Anfertigung technischer Zeichnungen.

Eine technische Zeichnung läßt nicht, wie z. B. eine bildliche Darstellung, eine Photographie, irgend eines Gegenstandes die Form und das Aussehen desselben ohne weiteres erkennen, vielmehr sind zur genügenden Kennzeichnung eines Gegenstandes durch eine technische Zeichnung verschiedene sogenannte Ansichten und auch Schnitte desselben erforderlich. Eine Photographie läßt in einer einzigen Darstellung, Ansicht, den Gegenstand klar erkennen, wie wir das z. B- bei den vielen bildlichen Darstellungen im folgenden Werk sehen können. Man betrachte z. B- nur Fig. 158 und man kann sich sofort ein klares Bild von dem Aussehen des Lagers machen, anders ist die Sache, wenn man sich z. B. Fig- 115 und 116 betrachtet, welche eine Kupplung in der Darstellungsweise einer technischen Zeichnung zeigen. Ich sehe schon hier, wenn ich das Bild Fig. 117 in Betracht ziehe, welches mir das Aussehen der Kupplung klar vor Augen führt, daß die zeichnerische Darstellung Fig. 115 ein Schnitt senkrecht zur Ebene zeigt, auf welcher die Kupplung aufsteht- Ich habe mir dann jeden Punkt der Kupplung so gesehen gedacht, daß der zugehörige Sehstrahl senkrecht auf die Blattebene gerichtet ist. Fig. 115 allein läßt noch nicht erkennen, daß die Kupplung rund ist und daß sie z. B. 3 Schrauben hat, erst das lehrt Fig. 116 erkennen, welche mir die Kupplung in der Ansicht, in der Richtung der Wellenachse, zeigt. Ich sehe schon so, daß ich durch die Darstellung der

*) Weitzel, Schule des Maschinentechnikers, 17 Bände. 67,25 Mk. (auch einzeln zu beziehen). — Bach, Maschinen-Elcmente. .45 Mk. — Reuleaux, Konstrukteur. 28 Mk.— Holzt, Schule des Elekrotechnikers. 34,60 Mk.

Kupplung in mehreren Ansichten schließlich auch ein klares Bild von der Kupplung, welche mir das Aussehen derselben deutlich erkennen läßt, entwickeln kann. Würden zwei Ansichten nicht genügen, um die Kupplung genügend klar darzustellen, so muß ich noch eine dritte, vierte u. s. w. hinzufügen. Wollte ich aber die Kupplung Fig. 117 z. B- so zeichnen, wie sie von außen aussieht, natürlich würde jeder Sehstrahl senkrecht auf die Blattebene gerichtet, so würde ich daraus noch lange nicht sehen, welche einzelnen Teile die Kupplung besitzt, ich würde vielmehr nur ein Rechteck sehen, was mir natürlich nichts nützen kann. Deshalb zeichne ich die Kupplung in einem Schnitte, wie man sich technisch ausdrückt, d. h. ich denke mir dieselbe mitten durchgeschnitten und bringe nur die Schnittfläche genau zur Darstellung. Es entsteht Fig. 115. Nun sehe ich mit Hilfe der Fig. 116, der Ansicht von vorn, die ganze Kupplung deutlich vor mir.

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Wir haben jetzt im Geiste nur die Herstellung, d. h. aber nur die Darstellung eines Gegenstandes durch Zeichnung vor Augen geführt. Dasselbe

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wollen wir uns an einem einfachen Rechteck nochmals klar machen. Denke ich mir ein Stück Flacheisen 50 mal 10 (50 mm breit und 10 mm stark) von 100 mm Länge, so sehe ich dasselbe, wenn ich mir dasselbe in der Luft frei schwebend denke, wie in Fig. I dargestellt, also bildlich. Jetzt nehme ich das Stück Eise» und stelle es mit der Fläche 50 mal 10 mm auf ein Blatt Papier, und ziehe die Umrisse mit einem Bleistift nach, so erhalte ich die Zeichnung Fig. II, welche mir eine Fläche von 50 mm Länge und 10 mm Breite zeigt; jetzt kante ich das Flacheisen um die Kante AB und ziehe die Umrisse wieder nach, so erhalte ich eine Fläche von 100 mm Länge und 10 mm Breite, kante ich nun noch das Eisen um die Kante CD wieder auf das Papier und ziehe die Umrisse, so erhalte ich eine Fläche von 100 mm Länge und 50 mm Breite. Würde ich noch das Eisen um die Kanten BF und FD kanten, so brächten mir diese Umrisse keine neuen Flächen. Ich sehe also jetzt, daß ich durch die Aufzeichnung dieser drei Flächen alle Dimensionen des Eisens auf das Papier gebracht habe, sodaß ich umgekehrt aus diesen Flächen die Maße des Eisens genau entnehmen kann; aber auch das Aussehen des Eisens geht aus diesen drei Flächen hervor. Aus

der Fläche 50 mal 10 sehe ich, welchen Querschnitt das Eisen hat, aus der Fläche 100 mal 10 sehe ich, daß das Eisen 100 mm lang ist, und aus der Fläche 100 mal 50 sehe ich, wie das Eisen von oben gesehen, im Grundriß aussieht. Man kann dieses Experiment mit einer Streichholzschachtel sehr leicht wiederholen. Denke ich mir nun diese drei zusammenhängenden Flächen auseinandergerückt, Fig. III, und auch noch die Flächen, die durch Umklappen um die Kanten BF und FD erhalten werden, so habe ich das Eisen zeichnerisch dargestellt. Die erste Fläche zeigt mir die Ansicht von vorn oder Vorder-

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Fig. [II.

ansicht oder den Aufriß, die zweite Fläche bte Seitenansicht und die dritte Fläche die Ansicht von oben oder den Grundriß. Die beiden anderen Flächen bringen mir in diesem Fall hier nichts Neues, es wäre dies noch die Seitenansicht von der entgegengesetzten Seite und die Ansicht von unten oder Unteransicht. Sie sind noch erforderlich, wenn das Aussehen des Gegenstandes aus den drei ersten Ansichten nicht klar zu erkennen ist. Wir haben hier stets das Eisen nach der entgegengesetzten Seite der ersten Ansichtsfläche umgeklappt, von welcher wir es uns gesehen gedacht haben, das halte man auch ein für alle Mal fest. Zuerst zeichnet man die Ansicht, die linke Seitenansicht kommt dann rechts, die rechte Seitenansicht links daneben, der Grundriß darunter und die Unteransicht darüber. Da das Stück Eisen ein vollständig massiver Gegenstand war, so kann ich die sämtlichen Ansichten in Ansicht zeichnen. Würde z. B. ein Loch in der Mitte durchgebohrt sein, so könnte man dasselbe durch

Ansichtszeichnungen nickst sehen. mir müssen also jetzt Schnitte von dem Eisen zeichnen (Fig. IV.) Ich sehe dann in der Vorderansicht das Loch durch das Eisen hindurchgebohrt, aus dem Grundriß sehe ich, an welcher Stelle das Loch durch

das Eisen gebohrt und daß es ein rundes Loch ist. Die Seiten--| anficht bringt nichts Neues. Wir -* wollen diese Ansicht aber doch zeichnen und zwar in Ansicht. Um doch zu zeigen, daß ein Loch im Eisen ist, punktieren wir dasselbe hinein, da es nicht direkt sichtbar ist.

Da das Eisen in der Vorderansicht im Schnitt gezeichnet ist, schraffieren wir dasselbe durch nebeneinander gezogene Striche, die unter einen Winkel von 45°

Fig. IV,

gezogen werden. Nicht Sickt-bares, aber was doch zur Vervollständigung einer Ansicht nötig ist, wird in punktierten Linien ausgezogen. Hiermit sind nun eigentlich die Grundzüge für das technische Zeichnen gelegt. An

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Hand eines Maschinenteiles wollen wir uns diesen Hergang nun nochmals vergegenwärtigen. In Fig. V bis VII ist ein Stehlager gezeichnet, was ja wohl als bekannt vorausgesetzt werden kann. In Fig. V sehen wir den Aufriß der Deutlichkeit halber im Schnitt gezeichnet, ebenso die Seitenansicht Fig. VI. Den Lagerdeckel D, samt der Lagerschale haben wir uns im Grundriß Fig. VII

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angenommen gedacht. Aus diesen drei Ansichten geht das Aussehen des Lagers klar hervor.

Wir sehen aus Fig. V bis VII, daß z. B- der Lagerkörper eine andere Schraffierung als die Lagerschalen zeigt- Dies ist nötig, um die einzelnen Materialien, ob Gußeisen, Schmiedeeisen, Messing, Holz u. s. w., aus dem der Maschinenteil besteht, zu kennzeichnen. Wir kommen darauf noch weiter unten zu sprechen.

Weiter sehen wir in Fig. V bis VII noch strichpunktierte Linien —. — . — durch die Zeichnung gezogen. Es sind dies Mittellinien, welche da zu ziehen sind, wo cylindrische Teile den Maschinenteil durchdringen, oder zu welcher Linie sich die ganze Maschine oder einzelne Teile derselben gruppieren. Diese Mittellinien bilden die Grundlinien für den Anfang einer technischen Zeichnung. Erst sind die Mittellinien zu ziehen und dann die einzelnen Teile darum zu gruppieren, wie das sich natürlich nötig macht. Alle eylindrischen Teile, wie Schrauben, Wellen, Löcher u. bergt, sind mit Mittellinien zu versehen.

Die Materialfarbe« und die Kennzeichnung der Materialien.

Da jeder Maschinenteil oder jede Maschine mehr oder weniger aus verschiedenen Materialien, wie Gußeisen, Schmiedeeisen, Messing, Holz u. s. w. besteht, ist es nötig, diese Materialien in der Zeichnung besonders zu kennzeichnen, da sonst der nach der Zeichnung arbeitende Maschinenbauer nicht imstande ist, das richtige Material für den Maschinenteil zu verwenden- Man benutzt hierzu die Materialfarben oder kennzeichnet dieselben durch die Art der Schraffierung der Schnittstellen. - Früher war es fast allgemein üblich, die sogenannten Werkstattzeichnungen, d. h. diejenigen Zeichnungen, nach welchen in der Werkstatt gearbeitet wird, auf Zeichenpapier zu zeichnen und dann mit Materialfarben zu behandeln. Dieses Verfahren ist durch das billigere Lichtpausverfahren, welches zugleich eine ganz beliebige Anzahl von Zeichnungen von einem Original herzustellen gestattet, immer mehr verdrängt worden. Wir werden weiter unten auf dieses Verfahren noch näher eingehen.

Die mit Materialfarben behandelten Werkstattzeichnungen werden dann auf Leinwand der bessern Haltbarkeit halber aufgezogen und zur leichteren Entfernung von Schmutz lackiert. Unsere Tafel I zeigt eine in Materialfarben ausgeführte Zeichnung, welche verschiedene Maschinenteile enthält. Die Materialfarben sind Wasserfarben, welche mit dem Tuschpinsel aufgetragen werden. Es tuiib verwendet:

Für Gußeisen: Neutraltinte,

„ Schmiedeeisen: Preußisch-Blau,

„ Stahl: Violett, bestehend aus Preußisch-Blau mit Carmin,

Rotguß, Messing u. bergt.: Chromgelb mit Carmin,

„ Mauerwerk: Zinnober,

„ Holz: Sepia oder Terra Siena auch Chromgelb oder Gummigutt. Aus diesen Farben kann man dann für andere Materialien, z. B. Kupfer,

Gummi, Leder u. s. w. die geeigneten Materialien, welche dem Aussehen derselben entsprechen, zusammensetzen.

Nur die Schnittflächen werden ganz mit Materialfarben angelegt, während die Ansichtsflächen in einem etwas helleren Ton als die Schnittflächen gerändert werden, d. h. nur die Umgrenzungslinien der Figur werden mit einem Farbenton umfahren. Runde Gegenstände, wie Schrauben, Wellen und dergl. schattiert man auch häufig rund, um zum Ausdruck zu bringen, daß der oder jener Teil rund ist. Alle diese Ausführungen zeigt unsere Tafel.

Die Herstellung der Zeichnungen und die Kennzeichnung der Materialien für das Lichtpausverfahren hat nun auf ganz andere Art zu erfolgen.

Das Lichtpausverfahren.

Das Lichtpausverfahren besteht darin, daß von einer Originalzeichnung durch Lichteinwirkung auf ein besonders präpariertes Papier Abzüge, Lichtpausen, gemacht werden, welche in die Werkstatt gegeben werden. Durch dieses Verfahren ist es möglich, beliebig viele Abzüge ein und desselben Originals in die Werkstatt zu geben überhaupt anzufertigen und dann bleibt das Original stets erhalten, dasselbe wird im Büreau aufgehoben. Ist dagegen eine farbig ausgeführte Zeichnung unbrauchbar geworden, so muß eine neue zeichnerisch hergestellt werden. Das Lichtpausverfahren ist also außerordentlich billig. Die zu pausende Zeichnung wird auf durchsichtigem Papier. Pauspapier, aufgezeichnet, und in schwarzer Ausziehtusche ausgeführt. Bringt man jetzt uuter diese sogenannte Pause das lichtempfindliche Lichtpauspapier, und setzt das Ganze der Lichteinwirkung aus, so scheint das Licht durch die nicht mit Tusche bedeckten Teile hindurch, während die mit Tusche ausgeführten Striche das Licht nicht durchscheinen lassen, also auf dem Lichtpauspapier sichtbar bleiben müssen, da das Licht die aufgetragene Masse so zersetzt, daß, wenn man nach der erforderlichen Zeit der Lichteinwirkung die Lichtpause in ein Wasserbad bringt, die schwarz ausgeführten Striche des Originals sichtbar werden und man auf diese Weise einen Abdruck der Zeichnung erhält. Man erhält weiße Linien auf blauem, braunem oder dergl. Grunde, je nach der Masse des Lichtpauspapiers. Auf dieselbe Weise erhält man mit entsprechendem Papier auch schwarze Linien auf weißem Grunde.

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Bei diesen sogenannten Lichtpausen, welche weiße Linien der Zeichnung enthalten, müssen die Materialien auf andere Art und Weise als durch Farben gekennzeichnet werden. Hier benutzt man die Schraffierung der Schnittflächen in verschiedenen Strichmustern. Bei sämtlichen Figuren, welche durch Druck, wie bei dem vorliegenden Buche, vervielfältigt werden, muß die Schraffierung gewendet werden.

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Auf Tafel II sind dieselben Maschinenteile, die auf Tafel I in Material-farben dargestellt waren, in Schraffierung wiedergegeben. Diese Schraffierung ist für die verschiedenen Materialien in den folgenden Figuren, wo irgend gängig, stets beibehalten. Durch Vergleich von Tafel I und Tafel II ist zu erkennen, welche Schraffierart für die verschiedenen Materialien gewählt ist.

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Ein Rundschraffieren wird bei dieser Darstellungsweise in der Regel nicht vorgenommen.

Der Gang der Anfertigung einer Zeichnung ist folgender: Zuerst wird die Zeichnung in Bleistift vollständig aufgezeichnet und darauf mit schwarzer chinesischer Ausziehtusche ausgezogen und die Mittel- und Maßlinien mit den Maßen ein

getragen.

Man hat von einem Maschinenteil so viele Ansichten und Schnitte zu zeichnen, daß derselbe aus der Zeichnung genau zu erkennen ist. Von einer ganzen Maschine oder zusammengesetzten Maschinenteilen sind vielfach mehrere Zeichnungen erforderlich. Die Zusammenstellungszeichnung läßt die ganze Maschine fix und fertig zusammengebaut mit allen ihren Teilen erkennen. Diese Zeichnung zeigt der Werkstatt nur das fertige Produkt. Die einzelnen Teile der Maschine müssen dann in größerem Maßstabe auf besonderen Zeichnungen nochmals aufgezeichnet werden.

Die Maßstäbe.

Man kann natürlich eine Maschine nun nicht in ihrer natürlichen Größe auf einer Zeichnung darstellen, vielmehr muß dieselbe in einem bestimmten Verhältnis zur natürlichen Größe kleiner aufgezeichnet werden. Man muß dieselbe in einem bestimmten Maßstab zeichnen, vielleicht in Maßstab 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, 1:100, je nach der Größe der Maschine. Maßstab 1:5 bedeutet dann, daß die Zeichnung die Maschine in */#, Maßstab 1:20, in Vso der natürlichen Größe zeigt u. s. w. Im Maßstab 1:2, d. h. in der halben natürlichen Größe, sollte man eine Zeichnung nicht anfertigen, da dieser Maßstab nicht deutlich erkennen läßt, ob die Zeichnung in natürlicher Größe oder in einem Maßstab aufgetragen ist. Daraus ergießt sich schon, daß es für jede Zeichnung Hauptbedingung ist, daß auf derselben neben der Überschrift auch der Maßstab vermerkt ist. Soweit es irgend angängig ist, sollten Zeichnungen einzelner Maschinenteile, die sogenannten Details, stets in natürlicher Größe aufgetragen werden, da bei dieser Darstellungsweise sich der Arbeiter sofort das richtige Bild von denselben machen kann.

Die Mittel-, Maß- und Schnittlinien.

. — ausgezogen und zwar nimmt man bei

Wie weiter oben schon bemerkt, sind in jeder Zeichnung die erforderlichen Mittellinien einzuziehen. Die einzelnen Maschinenteile einer Maschine und die einzelnen Teile der ersteren selbst wieder werden sich um gewisse Mitten gruppieren oder symmetrisch zu denselben liegen. Diese Mitten werden durch besonders ausgezogene Mittellinien gekennzeichnet. Ferner erhalten alle runden Maschinenteile, wie Schrauben, Wellen und bergt. Mittellinien. Die Mittellinien werden am besten stets so — . einer Originalzeichnung in Materialfarben nach Tafel I zu denselben blaue Ausziehtusche. Für Lichtpausen muß man natürlich auch schwarze Tusche — Tafel II — verwenden. Man zieht dann die Mittellinien etwas feiner als die Linien der Zeichnung selbst.

Um einen aufgezeichneten Maschinenteil oder eine Maschine nach der Zeichnung nun auch wirklich in der Werkstatt Herstellen zu sönnen, müssen alle Maße, welche dazu erforderlich sind, in die Zeichnung eingeschrieben werden. Diese Arbeit gerade erfordert die größte Übung und Aufmerksamkeit des Zeichners. Durch ein einziges falsch eingeschriebenes Maß kann die ganze bisher aufgewendete Arbeit umsonst gewesen sein. Es müssen sämtliche Maße in der Zeichnung enthalten sein. Der Arbeiter darf mit den Zollstock oder Zirkel nicht auf der Zeichnung herummessen. Bei Originalzeichnungen in Materialfarbeu nach Tafel I werden die Maßlinien dann in roter Ausziehtusche eingetragen, mit schwarzen Pfeilen versehen und möglichst in die Mitte der Linie die Maßzahl in schwarzer Tusche eingeschrieben. Bei Zeichnungen für Lichtpausen, Tafel II, geschieht natürlich auch dies wieder in schwarzer Tusche.

Es ist nicht nötig, daß die Schnitte stets gerade, senkrecht, durch den Maschinenteil geführt werden, vielmehr können dieselben, wenn es die Deutlichkeit erfordert, einen beliebigen Zickzackweg nehmen. Nur ist dann der Verlauf des Schnittes durch den Maschinenteil durch eine besondere Linie zu kennzeichnen. Man versieht diese Linien an ihren Enden oder an ihren sämtlichen Ecken mit Buchstaben, und sagt z. B. Schnitt A-B, Schnitt A-B-C-D u. s. w.

Allgemeine Bemerkungen.

Die Beschriftung der Zeichnung hat stets in Rundschrift in schwarzer Tusche zu erfolgen. Alles Geschriebene, auch sämtliche Zahlen sind stets in Rundschrift auszuführen, weshalb es jeder, der zeichnen will, nicht versäumen sollte, sich auch in der Rundschrift tüchtig zu üben.Z

Die Werkstattzeichnungen müssen, um eine vollständige Übersicht für den Maschinenbauer bieten zu können, nun auch noch zeigen, welche Flächen einer besonderen Bearbeitung durch Drehen, Bohren, Hobeln, Feilen oder bergt, unterzogen werden müssen oder welche roh bleiben können. Für gußeiserne Teile muß z. B. ein Modell gemacht werden, da muß dann der Modelltischer dort, wo der Teil später bearbeitet werden soll, einige Millimeter zugeben, ebenso der Schmied für geschmiedete Teile. Diese Flächen kennzeichnet man nun dadurch, daß man sie mit roten Linien umrändert. Ganz zweckmäßig ist dann folgende Bemerkung auf der Zeichnung: Bei den rot umränderten Flächen ist für Bearbeitung zuzugeben, oder die rot umränderten Flächen werden bearbeitet oder dergl.

¹ ) Hierzu Bieten die Rundschrifthefte von Soennecken, die in jeder Buchhandlung zu haben sind, die beste Gelegenheit.

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Die Maschinen-Elkmente.

Bei jeder Maschine, sei es Kraft- oder Arbeitsmaschine, findet man mehr oder weniger stets dieselben Maschinenteile wieder vor. So kommen sowohl bei der Dampfmaschine oder dem Gasmotor Schrauben, Wellen oder Zapfen vor, als auch bei der Drehbank oder Bohrmaschine. Wir finden ferner bei besten auch Zahnräder und vieles andere mehr. Alle diese Maschinenteile, welche sich mehr oder weniger bei jeder Maschine wiederholen, bezeichnet man als Maschinen-Elemente, welche in diesem Abschnitt einzeln besprochen werden sollen. Es ist schwer zu sagen, welche Maschinenteile man zu den Maschinen-Elementen zu rechnen hat, denn es kann vorkommen, daß ein gewisser neuer Maschinenteil vorerst ziemlich allein nur bei einer einzigen Maschine gebraucht wird, später aber dann eine allgemeine Anwendung findet. Wir werden daher hier nur diejenigen Maschinenteile zu besprechen haben, deren wir stets und unter allen Umständen bei den meisten Maschinen benötigen.

Im allgemeinen wird man zwei große Hauptgruppcn von Maschinen-Elementen unterscheiden können, nämlich ob sie zur Verbindung zweier Maschinenteile miteinander dienen, oder ob sie die Bewegung des einen auf einen anderen zu übertragen haben.

Danach erhält man:

I. Maschinen-Elemente zur Verbindung von Maschinenteilen oder verbindende Maschinen-Elemente.

Haben wir zwei Maschinenteile miteinander zu verbinden, so ist vor allen Dingen daran zu denken, ob die Verbindung so einzurichten ist, daß sie jederzeit ohne weiteres aufgehoben werden kann, oder aber ob sie erst aufgehoben werden kann, nachdem man das verbindende Glied zerstört hat. Danach erhalten wir lösbare und unlösbare Verbindungen. Die lösbaren Verbindungen können ohne Zerstörung eines Maschinenteiles leicht wieder aufgehoben werden, während die unlösbaren Verbindungen nur durch Zerstörung eines Maschincn-v teiles aufgehoben werden können.

Wir kennen nun als verbindende Maschinen-Elemente die Keile, Schrauben und Bolzen und Nieten. Die Verbindungen, die durch die drei ersten Elemente

Prakt. Maschinenbauer.

hergestellt werden, lassen sich ohne weiteres durch Entfernung des verbindenden Elementes lösen, während die Verbindungen durch Nieten nur durch Zerstören der Niete gelöst werden können.

Demnach gehören zu den lösbaren Verbindungen die Keile, Schrauben und Bolzen, zu den unlösbaren Verbindungen die Nieten.

A. Lösbare Verbindungen.

1. Die Keile.

Denken wir uns ein rechteckiges Stückchen Eisen (Fig. 1), nach dem einen Ende zu konisch gefeilt, wie Fig. 2, so erhält man einen Keil. Er ist an seinem einen Ende um das Stück x schwächer als am anderen. Diese Höhe x bezeichnet man als den Anzug des Keiles. Treibt man so einen konischen Keil

in entsprechend konisch ausgearbeitete Löcher 4    ...    —7 zweier zu verbindender Maschinenteile, so

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Verläuft nur die eine Seite des Keiles konisch, so hat man einen Keil mit einseitigem, während bei einem Keil mit zweiseitigem Anzug beide gegenüberliegende Seiten gleichmäßig konisch verlaufen. Der Keil ist nun um so wirksamer, je kleiner der Anzug desselben ist, denn je steiler die schrägen Seiten verlaufen, desto größer ist die Gefahr, daß der Keil bei etwaigen Erschütterungen sich löst. Über die Größe des Anzuges läßt sich kein bestimmter Anhalt geben, er hängt von dem Reibungswiderstand ab, welchen der Keil in den Keillöchern findet. Je kleiner im allgemeinen der Anzug, desto besser die Keilverbindung.

Der Verbindungskeil. Zu jeder Keilverbindung gehören stets drei Teile, die zwei zu verbindenden Maschinenteile und der Keil. In Fig. 3 ist eine einfache Keilverbindung wiedergegeben. Die Maschinenteile Mx und M2 sind durch den Keil K miteinander zu verbinden. Der Keil K hat einseitigen Anzug. Um den Keil nun eintreiben bezw. die Verbindung herstellen zu können, ist es nötig, daß in beiden Maschinenteilen Mj und M₂ entsprechende konische Löcher sind. Der Keil legt sich mit seiner geraden Seite auf den Maschinenteil M₂ auf, während auf seiner schrägen Seite der Maschinenteil Ma ruht. Treibt man jetzt den Keil mit der Kraft Q ein, so gleitet er auf seiner geraden Flüche weiter und zieht dabei den Maschinenteil Mj durch seinen Anzug in den Teil Ma hinein, schließt also die Verbindung.

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Wir werden hier darauf aufmerksam gemacht, daß der Maschinenteil 1L so geformt sein muß, daß der Teil Mi auch hineingezogen werden kann und nicht etwa schon vor der vollständigen Schließung der Verbindung auf den Boden von M2 aufstößt. Im letzteren Fall kann von einer Verbindung überhaupt keine Rede sein, weil der Keil noch nicht festsitzt, also jederzeit herausfallen könnte.

Dieselbe Verbindung mit einem Keil mit zweiseitigem Anzug würde unsere Fig. 4 wiedergeben. Die Keillöcher müssen hier selbstverständlich nach beiden Seiten konisch zugehen. Im übrigen gilt hier dasselbe, wie für die obige Keilverbindung. Zu bemerken ist noch, daß bei dem Keil mit zweiseitigem Anzug die Anzüge beider Seiten gleich groß angenommen werden.

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Bei derartigen Verbindungen wirkt die Kraft, welche beim Eintreiben des Keiles überwunden werden muß, meist in der Achsenrichtung der zu verbindenden Maschinen-teile, hat also die Richtung P.    ->

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Fig. 4.

Der Anzug der Keile ist sehr verschieden; man findet in der Praxis Vso- V50 bis Vioo- und noch kleiner bei Keilverbindungen, welche eine dauernde Verbindung bilden sollen. Muß jedoch die Verbindung öfters gelöst werden, so nimmt man den Anzug größer, weil das Lösen mit einem größeren Anzug leichter möglich ist. Man findet V24 bis 1/12, ja sogar bis V«.

Wir müssen ferner bei jeder Keilverbindung daran denken, daß durch die Keilnute, wie das Keilloch allgemein bezeichnet wird, die Maschinenteile geschwächt werden, weshalb man, wenn angängig, die zu verbindenden Teile an der Verbindungsstelle verstärkt, um wieder den vollen Querschnitt herauszubekommen. Eine solche Verstärkung war in Fig. 3 und 4 ebenfalls vorgesehen.

Wenn die beiden Kräfte P der zu verbindenden Maschinenteile in entgegengesetzten Richtungen wirken, wie in Fig. 3 und 4, so werden wir den Keil auf Biegung zu berechnen haben, indem z. B. die nach unten wirkende Kraft P des Teiles M, bestrebt ist, den Keil durchzuöiegen, welcher auf den beiden Wänden von Mä aufliegt. In der anderen Richtung, z. B. senkrecht zu P, wirkt keine Kraft.

Der Keil hat also in der Richtung der Kraft P am meisten auszuhalten, weshalb man ihn auch in der Höhe stärker macht, als in seiner Dicke.

Wir unterscheiden nun weiter hauptsächlich L ^ zwei Keilverbindungen, welche sich nach der Richtung der Kraft, welche auf eine Trennung der Verbindung hinwirkt, bestimmen.

Es kann in Fig. 5 die Kraft QK senkrecht zur Grundfläche des Keiles, wie P in Fig. 3 und 4 stehen, in welchem Fall man von einem Querkeil und einer Querkeilverbindung spricht. Andererseits kann die Kraft LK

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Fig. 5.

senkrecht zur Höhe des Keiles stehen, welchen Keil man dann Längskeil und die Verbindung Längskeilverbindung nennt.

Querkeilverbindnngen.

Querkeilverbindungen waren schon die vorher besprochenen Keilverbindnngen. Die Keile werden hier auf Biegung beansprucht, und macht man sie deshalb höher als dicker, weshalb man auch von Hochkeilen spricht.

Fig. 6 und 7 zeigt eine Qnerkeilverbindung, bei welcher die schmiedeeiserne

Säule 8 in dem gußeisernen Maschinensockel M befestigt werden soll. Die Säule 8 erhält hier durchweg denselben Durchmesser und einen Bund B, mit welchem sie sich auf den Sockel M aufsetzt. Der Keil wird beim Eintreiben den Bund B fest auf den Sockel M pressen. Prof. Reuleaux giebt für eine derartige Verbindung

folgende Dimensionen an: hx — 0,8d; h₂ = d; h — ^d; d, — 0,5 d,

und b = ^.

4

Sehr häufig ist die Verbindung nach Fig. 8 und 9. Es ist die Verbindung der Kolbenstange mit dem Kreuzkopf einer Dampfmaschine gedacht.

Die Stange 8 ist am Ende konisch abgesetzt und wird in die entsprechend ausgebohrte Hülse eingeschliffen oder genau eingepaßt. Durch Eintreiben des Keiles wird der Konus fest in die Hülse hineingezogen. Der Keil erhält hier abgerundete schmale Kanten, wie man Stahlkeile stets ausführt. Den Kegelwinkel des konischen Stangenendes macht man zweckmäßig 6°. Hier empfiehlt sich: h, = 0,7d bis 0,8 d, h = 0,9 d bis 1,0 d, h₂ = 0,6d bis 0,8 d, b=0,22 d bis 0,25 d. Fig. 10u.11. Verbindung zweier schmiedeeiserner Stangen miteinander, wie dies bei Pumpengestängen in Bergwerken häufig vorkonimt. Über die beiden zu verbindenden Stangen wird eine Hülse geschoben und jedes Stangenende mit einem Keil versehen. Die beiden Keile setzt man so ein, daß sie senkrecht zu einander

5-iir

llt

HP

LiJ M

Fig. 6.

r-'

=4

VT

StB- »•

rr

S'B

Fig. 7.

stehen. Die Stangenenden werden verstärkt. Man nennt diese Verbindung auch Stangenschloß.

Bei Verbindungen, welche häufig gelöst werden müssen, benutzt man sogenannte Unterlegekeile oder Zulagen. Man wendet derartige Verbindungen aber auch dann an, wenn der Flächendruck auf die Keilsohle beim einfachen Keil zu groß wird. Keile mit Zulagen können stets ge=_ A retTir—H i ringcrc Dimensionen er-"*’~W lü    l_-[

halten. Derartige Keil- '    ^-1—I—

Verbindungen treten am    ^ »

r "(T

0,2,5 d.

r -h

Big- io

häufigsten wohl bei den Pleuel- oder Schubstangen auf. Eine solche Verbindung zeigt Fig.

12 und 13. Neben einem Keil K mit zweiseitigem Anzug liegen an jeder Seite Zulagen Z und Zx, welche entsprechend der Keilschräge schräg

gestaltet sind. An ihrer andern M W.........J.........,

N-ch-, mit bet f,. m, b,„ zu |Sjjg verbindenden Teilen M und M, liegen, sind sie gerade, wodurch 4-—£ die Keillöcher einfach rechteckig werden. Treibt man den Keil K. ein, so preßt man die Zulagen Z und Zx auseinander und zieht dadurch dieVerbindung zusammen.

Eine Schraube 8 gestattet die Feststellung des Keiles K in seiner jeweiligen Lage. Derartige Feststellvorrichtungen bezeichnet man als Keilsicherungen, auf welche wir weiter unten noch zu sprechen kommen. Den Keilverbindungen mit Zulagen werden wir bei Besprechung der Pleuelstangen wieder begegnen.

Fig n.

Zi

-----K"

Fig. u

o.sd.

Fig 13.

Längskeilverbindungen.

Die Längskeilverbindungen sind wohl am bekanntesten; sie dienen zur Befestigung der Kupplungen, Riemenscheiben, Zahnräder u. dgl. auf ihren Wellen. Fig. 14 stellt den Querschnitt einer solchen Verbindung dar. In die Welle W, auf welche die Nabe N mittels Keil K befestigt werden soll, ist zu diesem Zweck eine Nute gestoßen, ebenso in die Nabe N. In diesen Nuten liegt der Keil K. Hier wirken bei der Drehung der Welle im Sinne der Pfeile zwei entgegengesetzt gerichtete Kräfte auf den Keil, demzufolge er breiter als hoch sein muß, weshalb man ihn auch als Flachkeil bezeichnet.

In Längskeilverbindungen unterscheidet man hauptsächlich drei Arten, und Flachkeilverbindungen,

Hohlkeilverbindungen und Nutenkeilverbindungen.

Diese drei Arten sind in Fig. 15 bis 17 dargestellt.

Fig. 15. Der Flächenkeil. Er findet Anwendung zum Aufkeilen von Riemenscheiben u. dgl., welche keine zu großen Kräfte zu übertragen haben und

wesentlichen Erschütterungen nicht ausgesetzt sind. Er bietet eine vorzügliche Verbindung, da die Welle sehr wenig geschwächt wird. Die Welle ist nur entsprechend der Keilbreite flach zu feilen. Der Keil selbst sitzt in der Nabe des aufzukeilenden Maschinenteiles.

Fig. 16. Der Hohlkeil oder Schweizerkeil. Er kann nur verwendet werden, wenn kleine Kräfte zu übertragen sind und Erschütterungen gar nicht auftreten. Die Welle bleibt hier ganz unversehrt; der Keil wird auf seiner unteren Seite, entsprechend dem Wellendurchmesser, ausgehöhlt. Die Bewegungsübertragung geschieht hier also nur durch die Reibung zwischen Keil und Welle.

zwar:

MN

Mi

W/

Fig. 14.

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____A____

Fig. 15.

Fig. 16.

Fig. 17.

Fig. 17. Der Nutenkeil. Am meisten angewendet findet er sich bei größeren Kraftübertragungen und Erschütterungen. Er bietet eine sehr sichere Verbindung bei richtiger Wahl des Anzuges und sorgfältigem Einpassen desselben in die Nuten. Zur Hälfte liegt der Keil in einer Nut der Welle, zur anderen Hälfte in der Nut der Nabe.

Der Anzug aller dieser Keile liegt in der Nabe und beträgt gewöhnlich V40 bis Vioof und zwar Vi#o bei sorgfältig eingepaßten Keilen.

Die Keildimensionen dieser Verbindungen gründen sich auf praktische Erfahrungen, und hat jede einzelne Fabrik ihre besonderen Normalien darüber aufgestellt.

Als Material für die Keile ist nur Stahl zu empfehlen.

Umstehende Tabelle giebt die Abmessungen der Keile von Gebr. Bcnckiser in Pforzheim.

Bei ganz großen Kraftübertragungen, z. V- großen Schwungrädern, genügt natürlich ein Nutenkeil nicht, man wendet dann mehrere Nutenkeile an, welche

zweckmäßig unter einem Winkel von 120® gegeneinander versetzt werden. Es ist ferner darauf zu achten, daß, wenn man z. B. ein Zahnrad aufzukeilen hat, der Keil in die Richtung eines Armes fällt, weil dort die Nabe den größten Querschnitt hat, da sie sich in den Arm fortsetzt. Beim Aufkeilen einer Kurbel muß der Keil stets auf der Seite des Kurbelarmes sitzen.

Art

Wellendurchmesser d in mm

des Keiles

30-39

6?—0?

50—59

60—69

70—79

80—89

90—99

100—109

110—1191

120—129

130—1391

140—149

Flächenkeil

b 10 12 15 17 20 22 25 28130 32 34 36

6    6    7    8 10 11 12 14 15 16 17 18

Hohlkeil

b 110 12 115 17 | 20 22 251 28 | SO 32 34 | 36

5    6    7    8 10 11 12 14 15 16 17 18

b 10 12 15 17 20 22 25 28 j 30 | 32 34 [ 36 b, 6 7 9 10 12 13 14 16 j 17 118 191 20

Di? Keile selbst nun, welche zu den Längskeilverbindungen benutzt werden, können mit oder ohne Nase ausgeführt fein. Einen Nasenkeil zeigt Fig. 18, einen Keil ohne Nase Fig. 19. Nasenkeile verwendet man nur da, wo es zur Lösung der Verbindung wegen Unzulänglichkeiten der andern Nabenseite unumgänglich nötig ist. Zur Lösung des Nasenkeiles treibt man ein Eisen hinter Keilnasc und Nabe, während mau Keile nach Fig. 19 nur dadurch lösen kann, daß man von der der Eintreibseite entgegengesetzten Nabenseite einen Keiltreiber in die Nute eintreibt.

Zur Unfallverhütung ist bei Nasenkeilen das Verdecken der Keilnase dringend anzuraten. Hierzu dient z. B. eine zweiteilige Blechkapsel, welche über die Nabe gelegt

Nutenkeil

gig. 18.

F!g. 19.

hälfte, sie müssen eine Verschiebung dieser Kupplungshälfte in der Achsenrichtung aber gestatten. Diese Keile, auch Federn genannt, dürfen daher keinen Anzug besitzen und lose, aber doch genau in die Nut der Nabe passen. Damit sie in den Nuten der

Fi, IV

Wellen liegen bleiben, werden sie durch versenkte Schräubchen ausgeschraubt

(Fig- 21).

Wir werden die erwähnten Längskeilverbindungen im folgenden noch öfters

angewendet finden.

Die Keilsichernngen.

Prof, Reuleaux sagt in seinem „Konstrukteur": „Damit ein Keil «ich: durch die ihn statisch belastende Kraft gelöst werde, muß der einseitige Anzug

etwas kleiner als ⁸/l0, der symmetrisch angebrachte zweiseitige auf jeder Seite etwas kleiner als V12 sein, wenn der Reibungskoefficient V10 vorausgesetzt wird. Stöße und rüttelnde Bewegungen lösen aber dennoch so eingerichtete Keilverschlüsse, wenn nicht der Anzug bedeutend kleiner, als soeben angegeben, gemacht wird. Um sich dagegen zu schützen und unter Umständen auch beliebig größere Anzüge benutzen zu können, wendet man Sicherheitsvorkehrungen an."

Am häufigsten begegnen uns Keilsicherungen bei den Pleuclstangenlagern, wo die Keile zum Nachstellen der Lagerschalen dienen. Durch die schwingende Bewegung, welche die Pleuelstange durch den Angriff an der rotirenden Kurbel ausführt, wird die Gefahr sehr nahe liegen, daß sich die Keilverbindung löst;

hier muß man also vor allen Dingen auf besondere Sicherungen bedacht sein.

Die einfachste Keilsicherung ist unbedingt die in Fig. 12 u. 13 wiedergegebene. Durch die I Schraube 8 wird der Keil K einfach gegen die gegenüberliegende Wand des Keilloches gepreßt und so durch die dadurch erzeugte ¹ Reibung zwischen Keil und Keillochrand in seiner Lage festgehalten. Die Schraube 8 greift mit ihrem angesetzten Ende in eine kleine, auf dem Keil befindliche Nut. Löst man die Schraube, sö kann man den Keil beliebig nachstellen.

Die Figuren 22 bis 24 zeigen drei weitere Keilsicherungen, wie sie häufig zur Anwendung kommen.

In Fig. 22 läuft der Keil K in eine Schraube 8 aus. Die Feststellung geschieht durch zwei Schraubenmuttern M und M,. Zieht man nämlich diese beiden Muttern gegeneinander fest, so werden sich dieselben durch die zwischen ihnen herrschende Reibung nicht lösen können und ein Lockerwerden des Keiles K daher verhindern.

Bei der Kcilsicherung Fig. 23 sind Keile mit Beilagen angenommen. Der Keil K selbst läuft wieder in eine Schraube 8 aus, während die eine Beilage B,

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“TVj“

Flg. 21.

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Fig. 22

Tafel. 1

Merlin-Anhattische Ma schinenbau -Aktien - Gesellschaft in Aessa«.

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......

Hauplhalle der Werkstätten für große Arbeitsstücke in der Maschinenfabrik II.

Prakt. Maschinenbauer

zu einem Bügel verlängert ist, welcher über diese Schraube 8 greift. Durch zwei Muttern M und M, kann man den Keil K in seiner Lage festhalten.

aus.

Auch bei der Keilsicherung (Fig. 24) läuft der Keil K in eine Schraube 8 Die Sicherung geschieht hier aber durch eine Hülse H, welche, über die

in

rn

tP

--EE

Sig. ri.

Rig. 23.

Schraube 8 geschoben, sich auf die beiden Beilagen B, und B, stützt. Mittels der Mutter M ist die Sicherung möglich.

Weitere Keilsichernngen werden uns bei Besprechung der Pleuelstangen selbst oder anderer Maschinenteile entgegentreten.

2. Die Schrauben.

Ebenso wie die Keile dienen auch die Schrauben zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen zwei Maschinenteilen, wenigstens in den meisten Fällen. Man hat aber auch, wie wir noch sehen werden, Schrauben, die

anderen Zwecken dienen.

Ditz Schrauben nehmen unter den lösbaren Verbindungen im reinen Maschinenbau unbedingt die erste Stelle ein.

Eine Schraube selbst entsteht aus der Schraubenfläche und diese wiederum aus der Schraubenlinie.

Denkt man sich in Fig. 25 ein rechtwinkliges Dreieck bac auf einen Cylinder gewickelt, dessen Umfang gleich der einen Seite ab des rechtwinkligen Dreiecks ist, so beschreibt die dem rechten

Ei

Bz

Fiq- 25.

'--l

Winkel gegenüberliegende Seite ac des Dreiecks auf dem Umfang des Cylinders eine Schraubenlinie adef. Das Aufwickeln des Dreiecks kann sowohl von rechts nach links geschehen, als auch von links nach rechts, je nachdem man rechts- und linksgängige Schraubenlinien erhält. Bei der rechtsgängigen Schraubenlinie läuft die Schraubenlinie ansteigend von links nach rechts (Fig. 25), bei der linksgängigen dagegen umgekehrt von rechts nach links.

Eine ganze Wickelung ade um den Cylinder bezeichnet man als einen Schraubengang, während die Höhe ae als Ganghöhe oder Steigung bezeichnet wird. Steigungswinkel nennt man den Winkel bac, welcher der Entstehung der Schraubenlinie zu Grunde liegt.

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Fig. 26.

3ig- 27.

Fig 28.

Aus der Schraubenlinie entsteht nun die Schraubenfläche dadurch, daß sich eine gerade Linie derart auf der Schraubenlinie bewegt, daß sie die Achse des Cylinders immer schneidet. Für unsere Fälle hier erfolgt dieses Schneiden stets senkrecht, und erhält man demzufolge eine rechtwinkelige Schraubenfläche (Fig. 26). Läßt man jetzt weiter auf der Schraubenfläche in gleicher Weise wie oben bei Erzeugung derselben ein Rechteck abdc gleiten, so erhält man eine flachgängige Schraube (Fig. 27). Gleitet dagegen ein Dreieck abc auf der Schraubenfläche, so erhält man eine scharfgängige Schraube (Fig. 28). Die den sogenannten Schraubenkern oder Kern überragenden Windungskörper heißen das Gewinde.

Je nachdem nun ein oder mehrere solcher Windnngskörper hintereinander auf dem Schraubenkern liegen, erhält man eingängige oder mehrgängige Schrauben.

Um die Schrauben in der Praxis nutzbar machen zu können, müssen stets zwei Körper mit gleichem Schraubengewinde vorhanden sein, und zwar liegen bei dem einen, der Schraube selbst, die Gewindegänge auf einem Cylinder, bei dem andern, der Mutter, in der Innenfläche eines Hohlcylinders. Diese beiden Gewinde müssen ganz genau aufeinander passen, so daß die Mutter über das Gewinde der Schraube gedreht werden kann.

2*

Die Schraube» mit flachem Gewinde sind hauptsächlich an Werkzeugmaschinen bekannt, wo sie zur Bewegung des Supports u. bergt, dienen- Sie haben also den Zweck, einen Gegenstand fortzubewegen, weshalb sie auch Bewegungsschrauben heißen.

Die Schrauben mit scharfem oder spitzem Gewinde dienen mehr zur Verbindung zweier Maschinenteile miteinander, weshalb man sie als Befestigungsschrauben bezeichnet.

Entsprechend der rechts- und linksgüngigen Schraubenlinie sprechen wir von rechts- und linksgängigen Schrauben.

Prof. Bach sagt weiter in seinen „Maschinen-Elementen": „Die Bewegung zwischen Schraube und Mutter ist immer doppelter Art: drehend und fortschreitend, und zwar:

a)    die Mutter wird festgehalten, dann schreitet die Schraube beim Drehen gleichzeitig fort;

b)    die Schraube wird festgehalten, daun schreitet die Mutter beim Drehen gleichzeitig fort;

c)    die Mutter wird gedreht, jedoch gegen Fortschreiten gesichert, dann schreitet die am Drehen gehinderte Schraube fort;

d)    die Schraube wird gedreht und gegen Fortschreiten gesichert, dann schreitet die am Drehen gehinderte Mutter fort."

Nach welcher Richtung hin das Fortschreiten erfolgt, hängt von der Gang-richtung der Schraube ab. Es sei noch erwähnt, daß man unter! Gangtiefe die Entfernung von der Spitze eines Gewindeganges bis zu seiner Grundlinie, dem Cylinder, versteht.

K-

r-

T.

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Vb

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L<

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,-v

8ig. SO

gig. 29.

Die Gewiudesysteme. Jedes Schraubengewinde wird auf dem Schaft von Durchmesser d₀^d (Bolzendurchmesser) auf die Tiefe t (Gangtiefe) eingeschnitten, so daß der Kern d₁ = d —2 t verbleibt, demzufolge Muttern und Schraubenlöcher, in welche entsprechendes Gewinde eingeschnitten werden soll, mit der

Weite d, zu bohren sind. Die Schrauben, welche für uns hier in Betracht kommen, erhalten sämtlich eingängiges Gewinde.

Whitworth-Gewindesystem (sprich Witwort). Dieses Gewindesystem ist bis jetzt das am meisten angewendete. Fig. 29 giebt den Querschnitt desselben. Das Gewinde wird durch gleichschenklige Dreiecke gebildet, welche an der Spitze einen Winkel, Spitzen- oder Kantenwinkel von 55", einschließen. Die Grundlinie ist gleich der Gewindesteigung s, womit sich die ganze Gewindetiefe zu t,— 0,96 8 ergiebt. Die Spitze und der Grund des Gewindes ist um '/₆t₀ abgerundet, so daß eine wirkliche Gangtiefe t=²/₃t₀ = 0,64s verbleibt.

Durch folgende Tabelle sind die Abmessungen, insbesondere wieviel Gänge auf einen Zoll engl, gehen, festgelegt:

Äußerer

Gewindedurchmesser

Kerndurchmesser

di

Anzahl

der Gewindegänge

auf

Zoll

engl.

Zoll

eiißl.

i Zoll

engl.

eine Länge = d

Höhe der Mutter, ³ abgerundet

Kopfhöhe,

abgerundet

Schlüssel weite, abgernndet

6,8

0,186

716

7,9

0,241

4,72

20

7s

6,09

18

7ie

9,5

0,295

7,86

16

11,1

0,346

8,64

14

7*

12,7

0,393

9,91

12

15,9

0,509

12,92

11

74

19,0

0,622

15,74

10

22,2

0,733

18,54

25,4

0,840

21,33

17,

28,6

0,942

23,87

174

31,7

1,067

26,92

17s

34,9

1,162

29,46

17,

38,1

1,287

32,68

17,

41,3

1,369

35,28

174

44,4

17,

47,6

1,494

1,591

37,84

40,38

50,8

1,716

43,43

274

57,1

1,930

49,02

t» to

qoqcooco qo qp <x> -<e <z cd o> oojoo

S~^    S=^S? äW sF 3*

27,

63,5

2,180

274

69,8

2,384

55,37

60,45

37*

CO CO

76,2

2,634

66,80

374

82,5

2,857

3%

88,9

3,107

72,57

37*

374

95,2

3,323

78,92

84,40

374

374

474

101,6

107,9

3,573

47*

114,8

3,805

4,055

90,75

96,65

474

120,6

4,285

103,00

108.84

27s

27g

274

Tellers-Gewindesystem. (Fig. 30). Nordamerika ist allgemein ein Gewindesystem

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2.

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53

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§ s

II

Anzahl der Gewindegänge auf 1 Zoll engl.

Äußerer Gewinde-ourchmesser

20

V*

18

7,6

16

14

9,/Js/₆

13

V.

ST

e,/₆

11

7,

10

v,

⁷/si 1 jl’/e hvJ

⁸4l

S/tT

7,5

r/,1

7.1

7.1

BVJ

M7,87,8

7,8

gebräuchlich. Die Spitze und der Grund des Gewindes ist nicht wie beim Whitivorthsystem abgerundet, sondern einfach abgeflacht, und zwar je um ¹lst₀, so daß für die wirkliche Gangtiefe t=³/₄t₀ übrig bleibt. Dieses Gewindesystem hat den Vorzug, daß es sich wegen des einfachen Kantenwinkels sehr leicht herstellen läßt.

Nebenstehende Tabelle giebt die Steigungen bezw. die Anzahl der Gewindegänge auf einen Zoll für die verschiedenen Durchmesser.

Metrisches oder deutsches Gewindesystem. Dieses Gewindesystem soll sich auf das metrische Maßsystem (das Meter) stützen. Bis jetzt ist es aber in den beteiligten Kommissionen zur Bearbeitung eines neuen Gewindesystems zu abschließenden

Erwägungen noch nicht gekommen. Nur für Schrauben für Feinmechaniker bis 5,5 mm Durchmesser ist ein solches Gewindesystem eingeführt. Delisle (sprich De-'y(/i/n/Z 6el) hat jedoch Vorschläge gemacht, nach welchen hof-x ' fentlich bald eine Einigung und damit ein deutsches Gewinde zur Einführung kommt (Fig. 31). Das gleichschenklige Dreieck, welches diesem Gewinde zu Grunde liegt, hat einen Kantenwinkel von 53°8'. Das Dreieck ist in ein Quadrat von der Höhe der ursprünglichen Gangtiese t₀=s eingezeichnet. Die Spitze und der Grund ist um ¹/₈1₀ gebrochen, so daß eine Gangtiefe von ³/₄t₀ übrig bleibt.

Für Feinmechaniker hat das System folgende Verhältnisse:

H-

UT

-«•£>*

T’/st⁰

iH

V<tt°

-Ud

Fig 31.

7,8

7.8

7-8

Äußerer

G ewindedurchmesser

Ganghöhe

Kerndurchmesser

da

7.8

7,87-8

47J4V,

7,8

7-1

7,8

7.5

°/-8!7-8

VsQjViQ

7.8

PP p iO iO HtHnHC^OiCiCOCQ^^isiio

ppcppppopppoO ^ ⁰⁰ g* ^05 yt    Cg 00

Nach Delisle sind für größeren Durchmesser d die folgenden Abmessungen vorgeschlagen:

Äußerer Gewulde-durch messer

Ganghöhe

Gangtiese

Kern

durchmesser

Schlüsselweire

CO t> 00 05

nSoqoc? rnvocScOrH    oqcqcqcqa^c^c? locq^^oococococ<?oooo

O O O O r-T rH r-T HH H (M 0?0*C3C?C3COCOCOCOOOCO^^'^'^iOiOCOCOCO CO I>T i>TiCj>T

ss-ssässia&ssssssasssasa! i i i i i i i i i i i i i i i i i i

Für die noch vorkommenden Gewindesysteme sind besondere Normalien nicht aufgestellt. Uns interessiert nur noch das

Flachgängige Gewindesystem. (Fig. 32.) Dasselbe ist meistens quadratisch. Die Ganghöhe kann s = 0,17 d-j- 2 mm und die Gangtiefe t—0,5s betragen, wobei im Mittel d1 = 0,8d ist.

Die zeichnerische Darstellung des Gewindes geschieht auf folgende zwei Arten. (Fig. 33 u. 34.) Bei der Darstellung nach Fig. 33 wird der Kern durch eine, der Steigung der Schraube entsprechend, schräg gestellte starke Linie, die

s—\

i---

•jZ_-

■5/s

Fig. 32

i-

V/

d:

äußere Schraubenkante jedoch durch eine zu dieser parallelen, aber dünnen Geraden bezeichnet, welche bis an den äußeren Bolzenrand heranreicht. Bei Fig. 34 wird der Kerndurchmesser in der ganze» Gewindelänge einfach durch punktierte Linien eingezeichnet, ohne das Gewinde irgendwie zu mar- j Heren. Die letztere Darstellungsart ist heute die gebräuchlichere.

Die Schraubenmuttern oder Muttern. Dieselben sind gewöhnlich '    1 sechseckig, seltener viereckig. Sie erhalten eine Höhe gleich dem

■ Schraubendurchmesser. Den Durchmesser des dem Sechseck umschriebenen Kreises nimmt mau gleich dem doppelten Schraubendurchmesser. Den eingeschriebenen Kreis bezeichnet man als : Schlüsselweite, sie ist gleich 1,?32ä oder — l,45 ä5mm (d — Schraubendurchmesser). Bei den bearbeiteten Muttern wird die obere und meistens auch die untere Fläche nach einem Kegel, entsprechend Fig. 35 u. 36, abgerundet. Ist es dagegen Fig. 33. notwendig, der Mutter eine möglichst große Auflagefläche zu Bb-'s». geben, so läßt man die untere Fläche gerade.

Am

Der Schranbenkopf. Ebenso wie die Mutter erhält auch der Kopf gewöhnlich einen sechseckigen Querschnitt mit einer Höhe — 0,7 d. Der Kopf wird nur oben abgerundet, nach der Seite des Schraubenbolzens hin bleibt er stets gerade. Für den Kopf kommen jedoch auch alle anderen Formen vor, wie wir dies bei den Schraubenarten sehen werden.

5 tti« 35.

Rig. 36.

fl

Die Unterlegscheiben sind runde Blechscheiben nach Fig. 37, die zwischen den festzuschraubenden Gegenstand und die Mutter gelegt werden. Sie sind dort zu empfehlen, wo die Auflagefläche für die Mutter nicht eben genug und dadurch ein gutes Anziehen der Schraube nicht gewährleistet ist, oder wo das Material für den direkten Druck der Mutter zu weich ist. Oft auch werden sie nur der Sicherheit wegen untergelegt. Die Dimensionen der käuflichen Unterlegscheiben sind verschieden. Nachstehend sind die Dimensionen gegeben, wie sie Otto Kötter in Barmen ausführt:

klf 8Utf^T V« ⁵/l6 7« Vl₈[ V₃ 1⁹/xa(⁵/« |³/4

Lochweite

11

12114115 [17 [30123

17« 1‘A|i7₈ 17b

Zoll

26

30

Durchmesser

16

18

22

24 i 28 [ 30 [34 |40 |46

33136

40

52

60

66 [ 72

80

2 2 |2‘/a 8 |3Va|3Va| 41 41 4 ö| 6| 6| 71 7

Die Schraubenarten.

Zwei Arten von Schrauben sind im allgemeinen voneinander zu trennen, die Eisenschrauben und die Holzschrauben. Die Eisenschrauben dienen zur Verbindung von Eisenteilen, die Holzschrauben zur Verbindung oder Befestigung von Holzteilen.

Sig. 37

Dicke

Am häufigsten Verwendung von den Elsenschrauben findet die gewöhnliche Mutterschraube, auch Maschinenschraube genannt (Fig. 38). Eine solche Schraube besteht aus der Schraube selbst, gewöhnlich mit sechseckigem Kopf und der sechseckigen Mutter. Sie ist mit oder ohne Unterlegscheibe zu verwenden.

Diese Maschinenschranben erhält man käuflich sauber bearbeitet oder roh geschmiedet in fast jedem Durchmesser und jeder Länge.

Vielfach kommt auch im Maschinenbau die bloße Kopfschraube (Fig. 39) vor. Diese besteht nur aus der Schraube mit dem Kopf, der sechseckig, viereckig oder sonstwie gestaltet sein kann. Die Mutter versieht hier der Maschinenteil M₂, an dem der Maschinenteil M, angeschraubt werden soll.

Bei den Stiftschrauben oder Stehbolzen mit Doppelgewinde kommt ein einfacher Schraubenbolzen in I Betracht, der an jedem Ende Gewinde trägt (Fig. 40). I Schraubt man das Ende rechts in einem beliebigen ^

Maschinenteil fest ein, so kann man dann an diesem durch Aufschrauben der Mutter auf das andere Gewindeende einen andern Maschinenteil befestigen.

Der Kopf der Kopfschraube (Fig. 39) hatte eine sechseckige Form. In Fig. 41 ist eine Kopf-

Fiq. S8

Ml

mm.

Fist. 39.

Fig. 40.

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Stig. 41.

Fig. 42.

Fig. 43.

Fig. 44

schraube, auch Stiftschraube genannt, mit viereckigem Kopf dargestellt, wie sie als Stellringschraube Verwendung findet.

Fig. 45.

Als Eisengewindeschraube bezeichnet man gewöhnlich kleinere Sorten Stistschrauben mit rundem Kopf (Fig. 42—44). Derartige Schrauben müssen dann im Kopf einen Schlitz erhalten, welcher durch Einsetzen eines Schraubenziehers ein Anziehen der Schraube gestattet.

Prakt. Maschinenbauer.

Bei Eisenkonstruktionen finden die Hakenschranben vielfache Verwendung (Fig. 45), welche dazu dienen, den Flansch eines Trägers mit einem darunterliegenden Maschinenteil zu verbinden. Der Schraubenbolzen ist bis zum Ge-

C.|

h.\

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Fig. 48.

Fig. 46.

Fig. 47.

winde meist viereckig. Dem Haken giebt man zweckmäßig eine Länge gleich dem

Schraubendurchmesser.

V7

Einige andere Formen von Schrauben ergeben sich noch aus folgendem Gesichtspunkt: Beim Anziehen der Mutter wird sich der Schraubenbolzen, wenn er nicht durch besondere Formgebung daran verhindert wird, mitdrehen, so daß ein Anziehen der Mutter ^ überhaupt nicht möglich ist. Die Schraubenbolzen erhalten, wenn es darauf ankommt, ein Drehen der Schraube zu verhindern, besondere Formen. Am zweckinäßigsten setzt man den Schraubenbolzen gleich hinter dem Kopf viereckig an, was die diagonalen Linien (Fig. 46) anzeigen. Es hat diese Schraube den Nachteil, daß für das Vierkant ein viereckiges Loch sich nötig macht, welches eingefeilt werden muß.

In Fig. 47 ist weiter ein versenkter pyramidaler Kopf verwendet, welcher auch eine Drehung des Schraubenbolzens verhindern wird.

Fig. 49.

In Fig. 48 wird in den Schraubcnbolzen gleich hinter dem Kopf eine sogenannte Nase eingesetzt, welche in eine entsprechende Lücke des Maschinenteiles paßt. Eine Drehung ist ebenfalls nicht möglich.

Häufig tritt der Fall ein, daß die Mutter nicht vorstehen darf. Man muß dieselbe dann in den Maschinenteil versenken. Man benutzt am zweck-mäßigsten eine runde Mutter (Fig. 49), welche man behufs Anziehens mit seitlichen, parallel zur Bolzenachse laufenden Nuten versieht. In diese wird ein klammerartiger Schlüssel geschoben.

Fig. 50.

Besondere Schraubenarten sind die Steinschranben und die Fundament-schrauben. Die Steinschranben finden zur Befestigung von Maschinenteilen auf Steinblöcken oder an Mauerwerk Verwendung, wenn die von ihr aufzunehmende Kraft gering ist und stoßfrei wirkt. Der Schraubenkopf (Fig. 60) ist quadratisch, sehr lang und verjüngt sich nach dem Schraubenbolzen hin. Die scharfen Kanten des Kopfes werden, wie t<_ aus Fig 50 ersichtlich, aufgehauen, so daß i die vorstehenden Zacken der Zugkraft der—M Schraube entgegenstehen. Die Länge des runden Schraubenbolzens richtet sich nach dem zu befestigenden Maschinenteil. Das Loch im Stein oder dem Mauerwerk für den quadratischen Kopf muß ebenfalls etwas verjüngt zulaufen; es wird nach Einsetzen der Schraube mit Cement, Blei, Gips oder ^toefel ausgefüllt. In Lueger „Lexikon der gesamten Technik" heißt eHÄeiter^ „In hartem Stein lassen sich die Löcher nur bis zu mäßiger Tiefe richtig chushanen, so daß für Granit 100 mm Tiefe genügen müssen, bei weichem DanWÄt kann man auf 200 mm, in Mauerwerk auf 300 bis 400 mm Tiefe geheWMnd hat die Schrauben danach zu bemessen. Die Neigung der Flanke aögen die Mittellinien beträgt 1:15, etwas mehr bei kurzem, etwas weniger fei langem Kopf, so daß die Stärke am Fuß auf etwa 2 d kommt."

Gute Diinensionen erhält man nach folgender TabM)

Schraubenstärke in Zoll engl.

7s

7.

7.

7«

IV.

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17-

IV,

Länge des runden Schraubenbolzens

80

90

100

110

120

130

140

150

165

180

Länge des viereckigen Kopfes

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

Größte Stärke des Kopfes

20

24

30

36

40

46

50

55

60

65

■±

Fig. 5i

Kommen kleinere stoßfreie Kräfte zur Wirkung, so benutzt man auch die Stein-schrauben nach Fig. 51. An den runden Schraubenbolzen setzt sich hier Flacheisen an, welches einigemal gewunden, am Ende aufgehauen und umgebogen wird.

Die Fundamentschrauben werden wir weiter unten bei den Schrauben-verbinduugen besprechen.

Die Holzschrauben. Zur Verbindung von Holzteilen miteinander oder zur Befestigung von Maschinenteilen an Holz dienen die Holzschrauben, wenn nicht durchgehende Mutterschrauben genommen werden. Die Holzschrauben

3*

erhalten ein besonders langes konisches Gewinde, das sehr scharf, steil und weit-gängig ist. In Fig. 52—54 sind verschiedene Holzschrauben dargestellt. Von den Schrauben Fig. 52 u. 53 hat die erstere sechseckigen, die letztere viereckigen Kopf, sie werden als Schlüsselschrauben bezeichnet, weil sie mittels Schraubenschlüssels angezogen werden. Kleinere Schrauben erhalten, wie die Eisengewindschrauben, Schlitzköpfe nach Fig. 54. Die Löcher für die Holzschrauben müssen stets etwas vorgebohrt werden.

Bemerkt sei noch, daß sowohl für die Mutter, wie für die Schraube selbst meistens dasselbe Metall, Schmiedeeisen, zur Verwendung kommt. Liegt jedoch eine solche Schraube feucht oder gar im Wasser oder Dampf, so wird die Mutter auf der Schraube festrosten, so daß ein Lösen der 93er«

,<C"⁼T bindung nicht mehr möglich wird,

ggg

\ _L. ohne einen Teil zu zerstören. In

diesem Fall macht man die Schraube aus Schmiedeeisen, die Mutter aber aus Rotguß, wodurch ein Festrosten ausgeschlossen ist.

Holzschrauben werden sowohl in!

Fig. 62.

Fig. 53.

Fig. 54.

Schmiedeeisen als auch in Messing hergestellt.

Die Schraubenverbindungen.

Es erübrigt hier nur noch, etwas über einige besondere Verbindungen zu sagen, da zum Teil Verbindungen selbst aus den Schraubenarten Hervorgeher

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Fig. 55.

Fig. 56.

Fig. 57.

Die Verbindung der beiden Flanschen zweier Röhren zeigt Fig. 55. Soll eine solche Verbindung gut dicht halten, so ist vor allen Dingen nötig, daß die Schraubenlöcher gut zusammenpassen und die Flanschen der Mutter und dem Kopf eine möglichst gerade Auflagefläche darbieten, weil sonst der Schraubenbolzen ungünstig beansprucht würde und leicht einreißen könnte.

Bleibt zum Herausziehen der Schraube nach unten kein Platz, wie in Fig. 56 u. 57, so muß die Schraube seitlich eingeschoben werden. Sie wird dann in einen Schlitz geschoben, welcher durch zwei vorstehende Lappen gebildet wird oder in dem Umfang eingearbeitet ist. Der Kopf wird dann länglich viereckig.

Durch Fig. 39 haben wir eine Verbindung durch Kopfschraube bereits kennen gelernt.    nrrn ^ ₂

Sind zwei Maschinenteile stetig in einer bestimmten ^7777^ jag '^T/yTA Entfernung voneinander zu halten, so benutzt man die sogenannten Stehbolzen. In Fig. 58 find die    |

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festgehalten. Derartige Verbindungen kommen unter anderem bei den Ventilen vor, wo die Traverse für die Ventilspindel zu halten ist.

Diese Stehbolzen sind teuer. Der Zweck wird auch durch Fig- 59 erreicht. Hier sind zwei P-Träger voneinander entfernt zu halten. Es wird zu dem fl Zweck zwischen die beiden Träger auf den Schranbenbolzen ein Stück Gasrohr gebracht, welches dann das Getrennthalten der beiden I Träger verursacht, wenn die Schraube angezogen —p? wird. Diese Verbindung findet sehr häufige An- tflj Wendung.    I

Maschinenteile H, und H₂ voneinander getrennt zu halten. Es dient der Stehbolzen 8 dazu» welcher sich mittels Bundes auf den unteren Maschinenteil Hj stützt und durch Schraube und Mutter in demselben befestigt wird. Der Maschinenteil H₂ stützt sich auf einen Bund des Stehbolzens und wird ebenfalls durch Schraube und Mutter

Fig. 58.

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Fig. 59.

Eine Schraubenverbindung stellt auch das Spann schloß dar, welches zwei schmiedeeiserne Stangen so miteinander verbindet, daß ihre gesamte Länge beliebig verlängert oder verkürzt werden kann. Dieser Fall tritt beispielsweise bei den Zugstangen der Hänge- und Sprengwerke ein. Ein

Fig. 60

solches Spannschloß ist in Fig. 60 wiedergegeben. Zwei Muttern, von denen die eine mit Rechts-, die andere mit Linksgewinde versehen ist, sind durch einen Bügel miteinander verbunden. Die beiden Enden der zu verbindenden Stangen sind, entsprechend den Muttern, mit Rechts- oder Linksgewinde versehen. Dreht man setzt mit der Hand oder durch einen zwischen die Schenkel des Bügels gesteckten Dorn das Spannschloß, so nähert oder entfernt man die Stangenenden voneinander, je nach der Drehrichtung.

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Die Fundamentschrauben. Maschinen, bei welchen die Gefahr nahe liegt, daß sie bei ihrer Bewegung oder durch Erschütterungen u. s. w. verschoben werden könnten, werden mit einem Steinsockel, dem Fundament, durch Schrauben. Fundamentschrauben, so verbunden, daß die Erschütterungen auf das Fundament übertragen werden. Um dies zu erreichen, ist es nötig, daß die Fundamentschrauben möglichst viel Mauerwerk fassen, weshalb man sie unter Unterlegplatten, den Fundamentplatten, angreifen läßt.

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UfflüT

Die Verschiedenartigkeit der Fundamentschrauben liegt nun in der Formgebung des Angriffs der Schraube an die Fundamentplatte, d. h. in der Formgebung ihrer Köpfe.

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Fig. 62.

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welche

Fig. 61 u. 62 zeigen eine Anker- oder Funda-~ mentschraube, welche sich mit einem viereckigen Kopf unter die Fundamentplatte legt. Die Fundamentplatte F ist mit einem länglichen Loch versehen, durch welches der Schraubenkopf K bequem hindurchgeht. Es wird nämlich der Anker erst nach Ausmauerung des Fundamentes unter die Fundamentplatte gebracht. welche gleich zu Anfang mitein gemauert §§ ist. Der Kopf wird daun durch das Loch der Platte hindurchgesteckt, dann um 90° gedreht, sich hinter die Rippen R der Platte l< ein Drehen des Ankers beim Anziehen t Zum Einbringen des Ankers wird beim Auf-MW^ HA,,    mctuern des Fundamentes ein Loch in demselben

9cIslffen- Ist die betreffende Maschine befestigt,

* —¹    ^ F so werden die Ankerlöcher mit Cement nachträglich

-5

ausgegossen.

Fig. 63.

Fig. 64.

Bei dem Fundamentanker mit Splint (Fig. 63 u. 64) wird das Ende desselben mit einem Splint 8 versehen, welcher sich in eine Nute der Fundamentplatte F zwecks Verhinderung der Drehung des Ankers legt. Bei dieser Verbindung muß der Anker mit der Platte zusammen einge-— setzt werden, da nachträglich sein Einbringen nicht mehr möglich ist, Der Splint für d mm Ankerdurchmesser wird 1,5 bis 2 d hoch, 0,3 d dick und 2,5 bis 3 d lang und erhält zum Schutz gegen Herausfallen mitten in der Unterfante eine geringe

Einsattelung, mit der er im Anker anliegt. — Gebr. Benckiser in Pforzheim geben ihren Fundamentplatten folgende Timensionen:

Durchmesser

des

Ankers

Länge der quadrati chen Seite

Stärke der Platte

Gewicht

kg

130

140

160

180

200

240

260

290

320

350

380

400

420

440

460

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CO'^CDOtCtCO'rHOcOCOO^OOCOOO

r—i iH CV CO CO CO    "TP iO lO

Die Stärke der Fundamentschraube und die Tiefe des Fundamenies richten sich natürlich ganz danach, ob die Maschine größeren oder geringeren Erschütterungen ausgesetzt ist.

Die Schranbensichernngen.

Bei den Ketlverbindungen hatten wir schon Sicherungen kennen gelernt, welche ein Lösen des Keiles verhindern sollten, wenn die Verbindungen Erschütterungen, Schwingungen u. bergt, ausgesetzt waren. Hierfür müssen wir auch bei den Schraubenverbindungen Sicherungen anbringen, welche das Lösen der Mutter verhindern.

Die heute zur Verwendung kommenden Schraubensicherungen sind äußerst mannigfach, weshalb hier nur einige der pJZXZL gebräuchlichsten wiedergegeben werden sollen.

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Am gebräuchlichsten sind immer noch die Sicherungen durch Gegenmutter und durch Splint (Fig. 65 u. 66). Bei der Sicherung durch Gegenmutter kommen zwei gleich hohe Muttern zur Ver- __j|§

Wendung, von denen die untere soweit als zulässig angezogen wird; dann wird    j

Fig. 65.

Fig. 66.

die obere Mutter stark gegen die untere gepreßt, wodurch wiederum die untere Mutter stark gegen die Gewindegänge gepreßt wird. Wenn auch diese Verbindung nicht unbedingt sicher ist, so wird sie doch für die nt eiste» Fälle genügen.

Bei der Sicherung durch Splint (Fig. 66) wird durch Mutter und Schraube ein Splint gebracht. Ein Lockeriverden der Mutter ist hier nicht möglich. Tie

Fig. 67 u. 68 zeigt eine Schraubensicherung durch einen sogenannten Legeschlüssel. 5 Eine dem Sechseck der Mutter M entsprechend ausgeschnittene Scheibe 8 wird gegen die Mutter gebracht und durch eine kleine Schraube H ge» Z/////A halten. Jede Zwölftel-Umdrehung der Mutter läßt sich durch diese Sicherung festlegen.

Sicherung ist aber nur da zu verwenden, wo ein nachträgliches Nachziehen der Mutter nicht eintreten kann. Sobald die Mutter nämlich nachgezogen wird, passen die Löcher für den Splint nicht mehr zusammen.

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Ähnliche Sicherungen legen sich in eine besondere verzahnte Scheibe, welche unten an der Mutter sitzt.

Fig. 67.

Fig. 69.

Fig. 68.

Die Pennsche Sicherung (Fig. 69) verwendet eine Mutter M mit Ansatz, welch letzterer mit einer Nute versehen ist, in welche eine kleine Schraube H seitlich eingreift.

Die Schraubenschlüssel

dienen zum Anziehen und Lösen von Schrauben und sind abnehmbare Griffe, mit deren Maul man die Mutter zum Teil umfassen kann. Man unterscheidet hauptsächlich zwei Arten von Schraubenschlüsseln, und zwar solche, welche nur für bestimmte Größen passen, und solche, die sich auf verschiedene Weiten einstellen lassen.

Die ersteren, die gewöhnlichen Mutter- oder Schraubenschlüssel, werden sowohl als einfache als auch doppelte hergestellt und passen immer nur für ganz bestimmte Muttergrößen, d. h. Schlüsselweiten, indem das Schlüsselmaul nur für die bestimmte Schlüffelweite der Mutter ausgearbeitet ist. Diese Schlüssel werden von Schmiedeeisen gepreßt oder im Gesenk geschmiedet und im Maul durch Einsetzen gehärtet; 6lüget, aber weniger zuverlässig ist schmiedbarer Guß.

Einen einfachen Schlüssel zeigt Fig. 70, einen doppelten Fig. 71. Bei den Doppelschlüsseln sind die Maulweiten stets für zwei aufeinander folgende Schraubengrößen eingerichtet, so z. B. für */* und 6/₈ und ⁸/«" Schrauben u. s. w.

Neben diesen gewöhnlichen Mutterschlüsseln giebt es noch specielle Schlüsselformen für besonders geformte oder versenkt liegende Muttern, welche hier außer Betracht gelassen werden können.

Die Universalschlüssel können auf verschiedene Schlüsselweiten beliebig ern-gestellt werden. Hauptsächlich zwei Arten dieser Schlüssel findet man häufig. Die englische (Fig. 72), bei welcher der drehbare Handgriff die Mutter für die Spindel des äußeren Backens enthält. Der innere Backen ist mit dem Griff fest verbunden.

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Fig. 70.

Flü- 71.

Fig. 73.

Sfffl. 72.

Bei der amerikanischen Art (Fig. 73) liegt die Schraube vorn, greift in die innere Backe ein und verschiebt diese.

Zum Anziehen und Lösen der Schrauben mit Schlitz dient der Schraubenzieher, welcher als allgemein bekannt wohl hier vorausgesetzt werden darf.

B. Nicht lösbare Verbindungen.

Wie wir weiter oben schon hervorgehoben hatten, sind nicht lösbare Verbindungen solche, bei denen das Lösen der Verbindung nur durch Zerstören des verbindenden Maschinenteils möglich ist. Eine solche Verbindung ist durch die Nieten herstellbar.

Die Nieten.

Die Nieten dienen hauptsächlich zur Verbindung von Blechen oder flachen Eisenstäben miteinander. Die beiden zu verbindenden Bleche (Fig. 74) werden mit ihren Löchern genau übereinander gelegt. Durch diese Löcher wird der Schaft C der Niete gesteckt, welcher mit einem Kopf A, dem Setzkopf, versehen ist. Zum Zwecke der Herstellung der Verbindung wird aus dem vorstehenden Ende des Schaftes der punktiert gezeichnete Schließkopf B gebildet.

Prakt. Maschinenbauer.

Je nach dem Zweck der Nietverbindung ist die Form des Setz- und Schließkopfes eine andere, doch müssen beide so gestaltet sein, daß weder ein Abscheren des Kopfes, noch ein Zerdrücken der Ausiagerfläche stattfinden kann. Man läßt deshalb auch zur Erhöhung der Sicherheit der Nietverbindung den Schaft durch ein kurzes kegelförmiges Stück an den Schließ- und Setzkopf anschließen. Dieses Stück wird beim Einziehen der Niete gebildet, indem die Löcher etwas versenkt werden.

Jetzt kann die Niete nicht allein nicht herausfallen, sondern preßt auch noch die beiden zu verbindenden Bleche fest zusammen, so daß, je nach Stärke der Niete, größere äußere Kräfte zum Zerreißen der Verbindung erforderlich sind.

Der Setzkopf wird durch Hämmern aus dem weißglühendem Nietschaft hergestellt. Beim Erkalten zieht sich dann die Niete noch zusammen und preßt dabei die Bleche fest aufeinander. Kleinere Nieten zieht man auch kalt ein. Demnach unterscheidet man warme und kalte Vernietungen. Für uns kommen hier nur die warmen Vernietungen in Betracht. Das Material der Nieten ist ein vorzügliches zähes Schweißeisen, welches jedoch immer mehr von dem weichen Flußeisen verdrängt wird.

Fig. 74.

Wir haben, je nach dem Zweck der Nietverbindung, folgende drei Arten zu unterscheiden:

1.    Feste Nietverbindungen. Das sind Vernietungen, welche nur Kräfte zu übertragen haben, also die Nietungen der Eiienkonstruktionen, wie Brücken u. s. w.

2.    Feste und dichte Nietverbindungen. Das sind Vernietungen, welche nicht nur Kräfte zu übertragen, sondern auch noch eine dichte Verbindung gegenüber flüssigen oder gasförmigen Körpern herzustellen haben, wie bei den Dampfkesseln u. s. w.

3.    Dichte Nietverbindungen. Diese Vernietungen, welche für Behälter, Blechschornsteine u. s. w. gebräuchlich sind, haben nur eine dichte Verbindung gegenüber flüssigen oder gasförmigen Körpern herzustellen.

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1.3 d

Fig. 75.

Nach diesen drei Vernietnngsarten unterscheiden wir folgende Nietsormen, welche sich natürlich nur auf den Setz- bezw. Schließkopf beziehen.

Fig. 75 giebt eine feste Nietverbindung. Das Kopfprofil bildet einen Korbbogen, der im mittleren Teile mit dem Radius d (Schaftdurchmesser gleich d), an den Seiten mit dem Radius Vs d gebildet wird. Zur Herstellung eines solchen Kopfes muß der Schaft noch um das Stück 1,3 d über die zu verbindenden Bleche vorstehen. Diese Nietverbindung wird nur warm hergestellt.

Fig. 76. Feste und dichte Nietverbindung. Das Kopfprofil wird mit einem Radius d gleich dem Schaftdurchmesser gebildet, bei einer Höhe von 0,5 d. Dieser Kopf erfordert 1,4 d Schastlänge. Herstellung ebenfalls nur warm.

Fig. 77 zeigt Kopfprofile, welche für dichte Verbindungen genügen und meist kalt durch Hämmern hergestellt werden. Die Abmessungen gehen aus der Figur hervor. Man findet jedoch dieses Dreieck- und Trapezprofil verhältnismäßig selten.

Dürfen Nieten vor dem Konstruktionsteil nicht vorstehen, so muß man versenkte Köpfe (Fig. 78) verwenden. Hier ist zu bemerken, daß die Bleche stark genug sein müssen, um ein Versenken noch ohne Nachteil für die Verbindung vornehmen zu können.

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Big. 77.

Fig. 78.

Fig 76.

Der Nietkopf Fig 75 läßt sich nur durch einmalige Pressung herstellen, also nur durch Maschinennietung, entweder durch Pressung am Setzkopf oder bei hydraulischer Nietung durch Pressung am Schließkopf, dagegen kann die Verbindung Fig. 76 durch Hämmern hergestellt werden, indem man vermittelst eines sogenannten Schell-hammers H (Fig. 79), welcher ein Gesenk für den herzustellenden Kopf Kj bildet, diesen erzeugt. Der Schellhammer wird mittels Zuschlaghämmer gegen das freie Ende des Nietschaftes getrieben.

Die gebräuchlichsten Nieten haben 7, 10, 13, 16, 20, 23 und 26 mm Schaftdurchmesser. Kalt lassen sich Niete bis zu 10 mm einziehen.

Über die Herstellung der Nietverbindungen heißt es in Breslauer, „Der Maschinenbau"*): „Die Handnietung: Hierbei ist jedoch zu unterscheiden,

’) Breslauer, „Der Maschinenbau", im gleichen Verlage erschienen. Das Werk behandelt den gesamten praktischen Maschinenbau sehr ausführlich und kann für weitere Studien nur empfohlen werden.

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Fig. 79.

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Bei der Maschinennietung wird die Arbeit des lllll    Zuschlägers und des Gegenhalters durch eine Presse be-

ob der Nietkopf ohne weiteres direkt mit einem gewöhnlichen Hammer gebildet wird, oder ob wir uns zur Bildung des Nietkopses des Gesenkes bedienen müssen, als welches wir den Schellhammer kennen gelernt haben. Die direkte Handnietung erfordert: einen Mann, welcher gegenhält, d. h. welcher gegen den Setzkopf ein Gesenkstück drückt, das selbstverständlich die Form des Setzkopfes haben muß und für die Arbeit des Vernietens das Gegenlager bildet. Dieser Mann, der Gegenhalter genannt, hat bei der kalten Nietung gewöhnlich auch die Arbeit des Hineinsteckens der Nieten, bei warmer Nietung dagegen wird diese Arbeit von einem Jungen verrichtet, welcher das Zutragen der Nieten vom Feuer zur Nietstelle besorgt."

„Für die Handnietung mit Schellhammer (Fig. 79) ist eine vollständige Nietmannschaft erforderlich, und zwar:

ein Nieter, welcher die Vernietung leitet.und den Schellhammer H aufsetzt; ferner

ein oder zwei Zuschläger, welche mit schweren Hämmern auf den Schellhammer schlagen und dadurch den Schließkopf K₂ aufstauchen; ferner

ein Gegenhalter, welcher das Gesenk gegen den Setzkopf K, hält; und endlich ein oder zwei Jungen, welche die warmen Nieten vom Feuer zutragen und in die Löcher einstecken."

||Um    wirkt, welche meist hydraulisch betrieben wird. Die

Maschinennietung gewährt den Vorteil, daß der Niet-]    schüft sehr rasch gebildet wird, was seiner Festigkeit zu

‘    ^te kommt.

Fig. SO.

Die Ausführung der Vernietung selbst erfordert aber noch einige andere Arbeiten. Die Löcher für die Nieten werden entweder gestanzt (gelocht) oder gebohrt. Durch das Lochen wird die ursprüngliche Zugfestigkeit des Materials jedoch erheblich herabgemindert, und zwar nach Untersuchungen von Prof. Tet-mayer bei Flußeisen um 30°/o, bei Schweißeisen um 20"/„. Es müssen daher bei Konstruktionen, an welche höhere Anforderungen bezüglich der Haltbarkeit gestellt werden, die Nietlöcher gebohrt werden, trotzdem das Bohren sehr viel teurer als das Stanzen ist.

Gestanzte Löcher haben aber noch den Übelstand, daß sie schwer genau centriich übereinandergebracht werden können, weshalb man entweder mit einer Reibahle nachhelfen oder einen Dorn (Fig. 80) einschlagen muß, wodurch das Material aber wiederum ungünstig beeinflußt ivird.

Zur Herstellung einer guten fehlerfreien Verbindung ist es aber auch unbedingt erforderlich, daß die zu verbindenden Bleche genau übereinander liegen. Ist dies nicht der Fall, so könnte sich ein Teil des Nietschaftes zwischen die Bleche drängen, wodurch die Nietung selbst sich als gar nicht haltbar erweisen würde. Mit Hilfe eines besonderen Gesenkes H (Fig. 81) werden die Bleche daher vor der Bildung des Schließkopfes aufeinandergepreßt.

Soll eine Nietverbindung dicht sein, wie z. B. bei Dampfkesseln, so müssen die Blechränder und Nietköpfe verstcmmt werden, dies geschieht durch besondere Hämmer und Meißel dadurch, daß man die Ränder des Nietkopfes und des übergreifenden Blechrandes gegen das darunterliegende Blech stemmt. Das Verstemmen läßt sich aber nur für Bleche von 5 mm Stärke an aufwärts ausführen. Bei schwächeren Blechen muß man das Dichten durch Dazwischenlegen von mit Mennige getränkten Papierstreifen bewirken. Hoch, „Der praktische Schlosser"¹), schreibt weiter: „Bei jeder gut ausgeführten Nietung sollen die Nietköpfe genau centrisch zum Nietbolzen stehen, sie sollen voll und dicht anliegen und keine Risse zeigen; insbesondere ist darauf zu achten, daß keine losen Nieten vorhanden sind, welche unter allen Umständen herausgenommen und durch neue ersetzt werden müssen. Da bei der Nietung eine Prüfung nur durch eine Zerstörung der Nietung selbst vorgenommen werden kann, so empfiehlt es sich, bei einer Konstruktion, bei welcher es insbesondere auf gute Arbeit ankommt, probeweise einmal einen Setzkopf mit dem Meißel zu entfernen, um an der herausgenommenen Niete die Güte der Arbeit beurteilen zu können."

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gig. 81.

Die Nietverbindungen.

Die Einteilung der Nietverbindungen richtet sich nach den Kräften, welche ein Zerstören derselben bewirken könnten, und muß man danach drei Zerstörungsarten unterscheiden:

1.    Die Niete kann in der Berührungsstelle der zu verbindenden Bleche abgeschert werden;

2.    die Niete kann ausreißen, d. h. das Blech zwischen Niete und Blechrand wird ausgeschert;

3.    das Blech kann an der durch die Nietlöcher geschwächten Stelle abreißen.

Das Abscheren der Niete in der Berührungsstelle der zu verbindenden

Bleche kann in einem (Fig. 82) oder in zwei Querschnitten (Fig. 83) erfolgen, je nachdem zwei oder drei Bleche miteinander zu verbinden sind, wonach man einschnittige und zweischnittige Vernietungen erhält.

Man unterscheidet weiter, je nach der Art der Vereinigung der Bleche miteinander, Überplattungs- oder Überlappungsnietungen (Fig. 84), wenn die zu verbindenden Bleche mit ihren Rändern einfach übereinander gelegt werden, und Lappennietungen, wenn die beiden Bleche mit ihren Rändern stumpf

!) Hoch, „Der praktische Schlosser", ist im gleichen Verlage erschienen und behandelt ausführlich die gesamte Bauschlosserei.

zusammenstoßen und die Stoßfugen durch eine Platte, die Lasche, überdeckt werden (Fig. 85). Je nachdem nur eine Lasche oder zwei Laschen, je eine cur jeder Seite, verwendet wird, erhält man wieder einseitige und zweiseitige oder doppelte Laschennietungen.

Bei allen diesen Nietungen können auf jeder Blechseile wieder die Nieten in ein, zwei oder mehreren Reihen angeordnet werden, wonach man die Nielungeck als ein-, zwei- oder mehrreihige bezeichnet.

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Fig. 83.

Fig. 82.

Stehen dabei die einzelnen Nieten in jeder Reihe genau hintereinander, so hat man Parallel- oder Kettennietungen; sind sie dagegen zu einander versetzt, Zickzacknietungen.

Für diese verschiedenen Vernietungen ziehen wir nur die dichten und festen und die festen Vernietungen in Betracht, also die Nietungen der Dampfkessel

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Fig. 85.

Fig. 84.

und diejenigen der Eisenkonstrnktionen, welche man auch als Kraftnietungen bezeichnet.

Die einschnittigc einreihige Vernietung. — Diese, als Überlappungsnietung ausgeführt, zeigt Fig. 86. Im allgemeinen ist diese Nietverbindung möglichst zu vermeiden, da die Nieten immer sehr stark werden oder sehr dicht sitzen müssen, was das Nieten an und für sich wieder erschwert. Mit Rücksicht auf das Verstemmen müssen die Nieten immer um ein gewisses Stück vom Rand entfernt sitzen. Als Mindestteilung der einzelnen Nieten läßt sich t — 2 d -f- 0,8 annehmen; gewöhnlich nimmt man t — 2,5 d (d bedeutet stets den Nietdurchmesser). Die Nietreihe soll vom Blechrand 1,5 d entfernt sein. Trotzdem wird diese Nietung sehr leicht undicht, da sich zwischen den einzelnen Nieten die unter Druck stehende Flüssigkeit oder das Gas einen Weg bahnt.

Prof. Bach, .Maschinen-Elemente", giebt für diese Nietung folgende Zusammenstellung:

Blechdicke

Nietdurchmesser d = 1,2 1,35 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 „ Nietteilung t

In Fig. 87 ist die einschnittige einseitige Laschennietung dargestellt. Bei dieser können die Nieten auf jeder Blechseite gegeneinander versetzt, also

= 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 cm

= 3,2 3,5 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 „

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Fig. 87.

Flg. 88.

Fig. 86.

in Zickzacknietung hergestellt sein, oder auch parallel gegenüberstehen. Bei der Zickzacknietung, welche natürlich vorzuziehen ist, da immer eine Niete der einen zwischen zwei Nieten der anderen Reihe fällt, wodurch die Gefahr des Undichtwerdens etwas verringert ist, kann die Teilung bis 3,5 d genommen werden. Von den Blechrändern nimmt man die Nietreihen wieder 1,5 d entfernt.

Die Laschen nimmt man bei sämtlichen Laschennietungen in der Regel so stark als die Blechstärke; ferner muß die Faserrichtung des Materials der Lasche in derselben Richtung verlaufen, wie die der Bleche.

Die einschnittige zweireihige Vernietung. — Fig. 88 zeigt dieselbe als Zickzacknietung, wie sie meistens hergestellt wird. Es ist eine Überlappungsnietung, bei welcher die Nieten in zwei Reihen angeordnet sind. Die Nietteilung kann hier größer genommen werden wie bei der einreihigen Überlappungsnietung. Man kann nehmen t — 2,6 d -st 1,5 bis t — 3,5 d höchstens. Die Entfernung der beiden Nietreihen macht man bei der Zickzacknietuug 0,6 t oder 2 d, bei der Parallelnietung 0,81; die Entfernung der Nietreihen vom Blechrand ist wieder 1,5 d.

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Fig. 89.

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Prof. Bach, „Die Maschinen-Eleinente", giebt folgende Zusammenstellung:

— 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 cm

Bleckidicke s

Metdurchm. d — 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,8 2,9 3,0 3,1 „ Nietteilung t ---- 5,7 5,9 6,2 6,4 6,7 7,0 7,2 7,5 7,7 8,0 8,3 8,5 8,8 8,8 9,0 9,3 9,6 „

Die einschnittigc dreireihige Vernietung. (Fig. 89.) Hier kommt nur die Zickzacknietung in Betracht. Die Teilung der Nieten kann größer werden wie zuvor, und zwar nach Bach: t = 3d + 2,2. Die Entfernung der einzelnen Nietreihen voneinander nehme man 0,51, dagegen die Entfernung vom Blechrand wieder 1,5 d. Prof. Bach, „Maschinen-Elemente", giebt folgende Abmessungen: Blechdicke s = 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 Metdurchm. <l-- 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,8 Nietteilung t = 9.4 9,7 10,0 10,3 10,6 10,6 10,9 11,2 11,2 11,5 11,8 12,1 12,1 12,4 12,7 ..

C<? G)

2,3    2,4    2,5    2,6    2,7    2,8    2,9

3,0    3,0    3,1    3,2    3,3    3,3    3,4

ÜT O

cm

Im allgemeinen zieht man dieser Vernietung die zweischnittige einreihige Vernietung vor, welche als doppelte Laschennietung ausgeführt wird (Fig. 90). Die Nieten auf jeder Blechseite stehen sich bei dieser Vernietung genau gegenüber. Die beiden Laschen müssen zusammen ebenso stark sein, wie das Blech,

a.

,    ! b. '

j, 115d.

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mg. 90.

also jede Lasche gleich V, Blechdicke. Mit Rücksicht auf das Verstemmen und die Abnutzung nimmt man die Laschen jedoch etwas stärker, und zwar nicht unter % bis s/₃ Blechstärke. Die Nietteilung giebt Prof. Bach hier zu t = 2,6d-j-l an; höchstens kann man t = 3 d nehmen. Den Abstand von Blechrand bis Nietmitte macht man 1,5d bis l,75d, denjenigen von Nietmitte bis Laschenrand ebenso groß oder etwas geringer.

= 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 cm

Prof. Bach, „Maschinen-Elemente", giebt folgende Zusammenstellung: Blechdicke s

Nietdurchm. d --- 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2.6 2,7 „ Nietteilung t = 4,9 5,2 5,4 5,7 5,9 6.2 6,5 6,7 7.0 7.2 7,5 7,8 8,0 „ Die zweischnittige zweireihige Vernietung (Fig. 91) wird ebenfalls als doppelte Laschennietung in Zickzacknietung ausgeführt. Prof. Bach giebt folgende Werte für diese Nietung an: Nietteilung t = 3,5 d-j- 1,5 (may kann jedoch

bis zu 4d gehen), Abstand der Nietmitte vom Blechrand 1,5d bis 1,75d, Abstand zwischen den beiden Nietmitten 0,5t oder 2,25 d, Abstand von Niet-mitte bis Laschenrand 1,5 d bis 1,75 d.

Damit erhält man folgende Zusammenstellung:

Blechdicke s    =    1,3 1,4    1,5 1,6 1,7    1,8 1,9    2,0 2,1    2,2    2,3 2,4    2,6 cm

Nietdurchm. d    --    1,9 2,0    2,1 2,2 2,3    2,4 2,5    2,6 2,7    2,7    2,8 2,9    3,0 „

Nietteilung t    =    8,1 8,5    8,8 9,2 9,5    9,9 10,2 10,6 10,9    10,9    11,3 11,6    12,0 „

Die zweischnittige dreireihige Vernietung,    ebenfalls    eine    doppelte    Laschen

nietung, findet auch noch Verwendung. Bei ihr werden drei Reihen Nieten in Zickzacknietung hergestellt. Da sie seltener vorkommt, kann sie hier übergangen werden.

Bei den dichten Nietverbindungen kommt meistens die einschnittige einreihige Vernietung zur Verwendung. Die Teilung kann zu t = 3d-)-5mm angenommen werden. Hier werden dann die Nieten unter 10 mm kalt eingezogen.

Die feste Nietverbindung oder Kraftnietung, wie sie bei Eisenkonstruktionen auftritt, richtet sich hauptsächlich danach, ob die Kräfte stets in derselben Richtung wirken oder ihre Richtung wechseln.

Für Vernietungen, bei denen ein Richtungswechsel der Kraft nicht stattfindet, werden die bei den einzelnen Vernietungsarten angegebenen Werte benutzt. Meist wird die Feststellung der Nietteilung dem Ermessen des Einzelnen überlassen. Der Nietdurchmesser kann aus d=jAös—0,4 bestimmt werden (s — Blechstärke). Jedenfalls ist bei der Annahme der Nietteilung zu berücksichtigen, daß sich bequem nieten läßt.

Prof. Bach sagt in seinen „Maschinen-Elementen" weiter: „Die Summe der Stärke der zu vernietenden Teile soll ungefähr 4d nicht überschreiten, da bei größerer Nietlänge als etwa 5,5 d ein Stauchen durch den ganzen Nietschaft hindurch auch nicht entfernt mehr möglich ist (bei Handnietung noch viel weniger als bei Maschinennietung), und weil beim Erkalten die Längsspannungen sich leicht bis zum Abspringen des Kopfes steigern. Können längere Nieten nicht vermieden werden, so sind sie nur soweit zu erwärmen, als es die Bildung des Schließkopfes und die Erzeugung des Widerstandes gegen Gleiten erfordert. Am Setzkopfe ist bei so langen Nieten vom Stauchen ohnehin dann kaum mehr die Rede, wenn sie auch daselbst erhitzt worden sind."

Für Kraftnietungen, welche Kräfte zu überttagen haben, deren Richtungen wechseln, ist eine ganz besondere Sorgfalt auf die Herstellung der Verbindung zu verwenden, und zieht man möglichst viele Nieten ein, jedenfalls so viel, daß bei der einschnittigen Nietung höchstens 200 kg, bei der zweischnittigen Nietung höchstens 350 kg zu übertragende Last auf den Quadratcentimeter Nietquerschnitt entfallen.

Zum Schluffe sei noch bemerkt, daß man für alle Nietverbindungen gute Verhältnisse bekommt, wenn man den Nietdurchmeffer d nach der Blechstärke s wählt, und zwar nach der Formel d=y%3 s (Maße in Zentimeter).

7 8 10 12 15 18 20 24 27 31 mm d = 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 „ Die Teilungen waren bei den einzelnen Nietverbindungen angegeben.

Damit ergiebt sich für

IL Die Zapfen, Achsen und Wellen.

1. Die Zapfen.

Die Zapfen sind die Teile der Achsen und Wellen, welche an der Unterstützungsstelle derselben angebracht sind. Sie müssen so geformt sein, daß sie eine Drehung der Achse oder Welle in ihrer Unterstützung, dem Lager, ermöglichen. Sie müssen daher einen kreisrunden Querschnitt haben, ihre Oberfläche kann aber cylindrisch, kegelförmig, kugelförmig u. s. w. gestaltet sein.

Die Zapfenarten.

Im allgemeinen sind zwei Hauptarten von Zapfen zu unterscheiden, je nachdem der Druck auf denselben senkrecht zu seiner Achse oder in der Richtung seiner Achse selbst wirkt. Demnach erhält man:

a.    Tragzapfen

b.    Stützzapfen.

Als Stirnzapfen bezeichnen wir solche, welche am Ende einer Achse oder Welle angeordnet sind, als Halszapfen solche, welche zwischen den Endpunkten einer Achse oder Welle an einer beliebigen Stelle vorgesehen sind.

a. Die Tragzapfen.

Diese Zapfen bilden meistens cylindrische Ansätze an den Achsen und Wellen, sie werden gewöhnlich schwächer als die Achse selbst gehalten. Fig. 92 giebt

-M

r*

"*x

Fig. 92.

einen Stirnzapfen wieder. Sein Durchmesser ist d, seine Länge I. Nach der Welle hin ist er mit einem so-— genannten Anlauf x versehen, an seinem Ende mit einem Bund, ebenfalls von der Höhe x. Durch den Anlauf und den Bund x ist eine Verschiebung der Achse selbst nicht möglich. Man läßt jedoch auch den Bund häusig fort, dann ist die Verschiebung der Achse aber nach einer Seite hin möglich, wenn nicht an dem andern Ende derselben ein gleicher Zapfen vorgesehen ist. Die Höhe des Anlaufes x macht man ^ + 5 bis ^ + 5 mm, die Breite des angesetzten Bundes 0,1 d-}- 5 mm.

In Fig. 93 ist ein Halszapfen dargestellt, welcher in die Welle eingedreht ist. Er hat den Durchmesser d und die Länge I, seine Anläufe sind x. Diese sind ebenso hoch wie für Stirnzapfen zu machen. Eine Verschiebung der Welle ist nicht möglich.

Fig. 94 zeigt einen andern Halszapfen, bei welchem der Durchmesser d gleich dem Wellendurchmesser ist. Um die Welle hier gegen seitliche Verschiebungen zu sichern, ist sie mit den Bunden B und versehen, welche entweder besonders aufgeschweißt oder aus den Wellen herausgedreht werden.

Die Berechnung der Zapfen hat sowohl nach den Gesichtspunkten der Festigkeit als auch der Reibungsverhältnisse zu geschehen.

Für die Berechnung auf Festigkeit nimmt man an, daß der Lagerdruck P in der Zapfenlänge 1 wirke, wonach dann das Biegungsmoment zu bestimmen ist. Das Verhältnis von Zapfenlänge und Zapfendurchmesser also l:d nimmt man vorläufig an und kann im Mittel für —

I:d--1,75 für Stahl, 1,5 für |

Schmiedeeisen, 1,3 für Gußeisen, 1,25 für Kurbelzapfen,

1,0 bei besonders beschränkter Länge, 0,5 für Zapfen für Kettenrollen setzen. Ferner kann man für die zulässige Biegungsbeanspruchung für Stahl 400—500, für Schmiedeeisen 300—400, für Stahlguß 250-350, für Gußeisen 150—250 kg auf den Quadratcentimeter (kg | qcm)

Fig. 93.

x*

f-_

nehmen.

Der Flächendruck, d. h. der Druck auf die Flächeneinheit, welcher sich durch p =

P:ld ausdrückt, darf die folgenden höchsten Grenzwerte erreichen: für gehärteten Tiegelgußstahl auf Bronze 90, für Stahl auf bestem Lagermetall 60, für Schmiedeeisen je nach seiner Glätte und dem Lagermetall 30—40, für Gußeisen auf Lagermetall 25—30, für Schmiedeeisen aus weichem Gußeisen 25, für Eisen oder Metall auf Pockholz mit Wasserschmierung 25, für Kurbelwellenlager 15—20, für Kurbel- oder Kreuzkopfzapfen 60—90 kg | qcm. Laufen die Zapfen nicht ununterbrochen, so können sie bis zur doppelten Höhe belastet werden.

Ein Zapfen wird leicht warm laufen und sich stark abnutzen, wenn er eine zu große Reibung in dem Lager findet, wenn also die Arbeit, welche er zur Überwindung der Reibung verrichten muß, zu groß ist. Die Reibungsarbeit findet man aus a—p.^u. v (Flächendruck X Reibungs-Koefficient X Geschwindigkeit in m pro Sekunde). Sie darf */» bis s/₄ Meterkilogramm pro Sekunde und Quadratcentimeter an gewöhnlichen Lagern betragen. Man erhält

Fig. 94.

Wi

daraus die Länge 1 mit n — 0,05 zu 1 = P. n :40000a (n = Tourenzahl), woraus man den Zapfendurchmesser ohne weiteres berechnen kann.

Andere Arten von Halszapfen sind die sogenannten Gabelzapfen und die Kreuzkopfzapfen, welche wir weiter unten kennen lernen werden.

Eine besondere Art von Zapfen bildet auch der Kammzapfen (Fig. 95). Derselbe kann als Stirnzapfen oder auch als Halszapfen angewendet werden.

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r-

k—

eii:

-z

gig. 95.

r:m

Er findet hauptsächlich da Verwendung, wo ein großer in der Achsenrichtung der Welle wirkender Druck aufzunehmen ist. Zu dem Zwecke sind 3 bis 12 Ringe in die Welle eingedreht.

Wo man dagegen derartige Zapfen durch Spurzapfen ersetzen kann, vermeidet man sie ihrer großen Reibung wegen. Da es nicht möglich sein wird, alle Ringe gleichmäßig im Lager zur Anlage zu bringen, schon wegen der ungleichen Ausdehnung von Zapfen und Lager, setzt man nur die Hälfte bis ein Drittel der vorhandenen Ringe in die Rechnung ein.

Fig. 96.

Die Ringbreite a cm kann man zu 0,1 d -(— 5 cm, die Höhe des Ringes zu h — a wählen, die Nuten macht man etwas größer. Die Anzahl i der Ringe richtet sich nach der Abnutzung, dem Flächendruck und der Reibungsarbeit. Man findet sie aus i b = P.n:20000.

b. Die Spur- oder Stützzapfen.

Diese Zapfen haben den axialen Druck einer stehenden Welle aufzunehmen, sie stützen also, weshalb man sie auch Stützzapfen nennt.

Fig. 96 zeigt einen Spurzapfen, wie er gewöhnlich zur Ausführung kommt. Der Zapfen vom Durchmesser d und der Länge 1 ist am Ende der Welle angesetzt. Er ist unten mit ebener Spur versehen, welche in der Mitte ein wenig zur Aufnahme von Öl ausgespart ist. Der Spurzapfen muß auf einer besonderen Platte aus Stahl, der sogenannten Spurpfanne f, laufen, welche in ihrer Mitte ebenfalls eine Aussparung zur Aufnahme des Schmiermaterials erhält. Auf gute Schmierung ist hier besondere Sorgfalt zu verwenden. Die Spurpfanne erhält daher meistens sich kreuzende Schmiernuten eingehauen, wie aus Fig. 96 ersichtlich ist. Sie soll unten halbkugelförmig oder schwach konisch gestaltet sein, damit sie sich in die Achsenrichtung der Welle selbst

einstellen kann, muß aber irgendwie gesichert werden, daß sie an der Drehung des Zapfens nicht teilnehmen kann.

Die Zapfenlänge 1 wird zwischen 1 und 1,5 d genommen.

Prof. Reuleaux giebt in seinem „Konstrukteur" folgende Werte für Spurzapfen:

Schmiedeeisen oder Stahl Gußeisen auf Eisen oder Stahl auf

Bronze

Pockholz

auf Bronze

Ruhende Zapfen j

Laufende Zapfen s Flächendruck^ n ^ 150    1 <1 — 1,86/?

Flächendruck == — d=0,15/Pn

Flächendruck^ 1 d—1,31/?

0,5

1,86 /P

0,5

0,25

1,0

2,62/P

1,31 /P

Rasch laufende Zapfen n7 150

Als Material für die Zapfen kommt fast ausschließlich Schmiedeeisen und Stahl zu? Verwendung. Die Spurzapfen erhalten meistens auch noch eine gehärtete Lauffläche, gleichviel ob Stahl oder Schmiedeeisen verwendet ist. Weißbach, „Ingenieur- und Maschinen-Mechanik", sagt weiter: „Selbst wenn man aus praktischen Gründen veranlaßt ist, eine Welle aus Gußeisen zu machen, pflegt man gern Zapfen von Schmiedeeisen oder Stahl besonders einzusetzen, um hierbei möglichst kleine Zapfenstärken zu erhalten. Dies geschieht besonders dann, wenn die gußeiserne Welle der Materialersparnis halber hohl gegossen wird, in welchem Falle die Zapfen, wenn sie auch von Gußeisen sein sollten, der bequemen Herstellung wegen ebenfalls hohl, daher von großem Durchmesser werden müßten. Hohle gußeiserne Zapfen sollte man niemals anwenden, wie man auch überhaupt von der Verwendung des Gußeisens für Zapfen und Wellen mehr und mehr zurückkommt."

1,0

1,31/P

Zap senverbiildnngen.

Ost ist es nicht möglich, die Welle mit ihrem Zapfen aus einem Stück zu machen, wie wir dies eben für hohle gußeiserne Wellen mit Zapfen aus Stahl

-3F

CU

gig. 97.

Fig. 98.

oder Schmiedeeisen gesehen haben- Hölzerne Wellen können ebenfalls mit ihrem Zapfen nicht aus einem Stück hergestellt werden. In diesen Fällen muß man

besondere Verbindungen schaffen, welche ein durchaus festes Vereinigen von Welle und Zapfen herbeiführen.

Fig. 97 u. 98 giebt die Verbindung des Zapfens mit einer hölzernen Welle wieder. Der Zapfen Z ist zu diesem Zwecke an seiner Wurzel zu einer Platte P ausgebildet, welche durch einen Rand R die Holzwelle W übergreift. Die Verbindung selbst geschieht durch Schrauben 8, welche von vorn in die viereckigen Muttern M eingeschraubt werden, die zuvor in eine entsprechende Aussparung der Welle eingelegt werden.

In Fig. 99 ist ein schmiedeeiserner Zapfen mit einer gußeisernen Hohlwelle verbunden. Der Zapfen Z — erhält einen Bund B, mit dem er sich zum Teil in die Welle W einlegt. Das rückwärtige Ende des Zapfens wird mittels Keil K mit der Welle verbunden. Für minderwertige Ausführungen oder bei kleinen Kräften wird wohl auch der Zapfen direkt in die Hohlwelle ein» gegossen, eine genaue und durchaus " feste Verbindung ist dadurch aber nicht zu erzielen. Hüuftg ist ein stählerner Spurzapfen mit einer Welle aus Schmiedeeisen zu verbinden. Eine gute Verbindung hierfürgiebtFig.lOOu. 101. Der.Spurzapfen Z wird mit einem konischen Ansatz K versehen, welcher in ein entsprechendes Loch im Wellenende W paßt. Durch den axialen Druck wird sich der Zapfen fest in den Konus und damit in die Welle einpressen und eine gute Verbindung zwischen Zapfen und Welle schaffen. Zum Herausschlagen des Zapfens ist ein Loch L in der Welle vorgesehen. Durch Eintreiben eines Keiles in dasselbe wird der Zapfen gelöst werden können.

Fig. 100.

Fig. 99.

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£= —

Bll

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Fig. 101.

2. Die Achsen und Wellen.

Als Achsen und Wellen bezeichnen wir im Maschinenbau diejenigen Maschinenteile, welche dazu bestimmt sind, eine schwingende oder drehende Bewegung zu übertragen oder schwingende und drehende Maschinenteile zu tragen, und sprechen wir von Achsen, wenn schwingende oder drehende Maschinenteile zu tragen, und von Wellen, wenn schwingende oder drehende Bewegungen zu übertragen sind-Auch die Wellen sind ja eigentlich Achsen, denn auch sie haben drehende

Maschinenteile zu tragen. Während aber bei den Achsen die Biegungsbeanspruchung durch die zu tragenden Maschinenteile wesentlich die Drehbeanspruchung, hervorgerufen durch die Lagerreibung, übersteigt, ist bei den Wellen die Drehbeanspruchung, hervorgerufen durch die Übertragung der drehenden Bewegung, bedeutend größer, als die durch die zu tragenden Maschinenteile hervorgerufene Biegungsbeanspruchung. Hierdurch sind die Achsen und die Wellen charakterisiert. Achsen werden daher z. B. die Träger der Wasserräder sein, Wellen aber sind z. B. die Maschinenteile, welche die Drehbewegung von der Kraftmaschine auf die Arbeitsmaschinen übertragen. Selbstverständlich ist mit der Drehbewegung eine Kraftübertragung stetig verbunden.

a. Die Achsen.

Ebenso wie bei den Zapfen unterscheiden wir auch bei den Achsen Tragachsen und Stützachsen, je nachdem der Druck senkrecht zur Achsenrichtung oder in die Achsenrichtung selbst fällt. Die Stützachsen kommen seltener vor. Je nachdem weiter die Belastung nur an einer oder an mehreren Stellen der Achsen erfolgt, nennen wir sie einfachtragend und mehrfachtragend.

Zi,

.Zs

Fig. 102.

Fig. 102 stellt eine einfachtragende Achse dar, bei welcher der Druck genau in der Mitte derselben angreift. Die Stelle der Achse, auf welcher die Last, beispielsweise ein Schwungrad, ruht, wird als Achsenkopf K bezeichnet und gewöhnlich am stärksten gehalten. Nach den beiden Stirnzapfen Z, und Z₂ hin schließen sich an den Achsenkopf K die Achsenschenkel Si und S₂ an.

Je nachdem nun die beiden Achsenschenkel gleich oder verschieden lang sind, nennt man die Achsen gleichschenklige oder ungleichschenklige.

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Ki

A K,

5.2

Zi

Zr

Fig. 103.

Eine mehrfachtragende Achse giebt Fig. 103 wieder. Hier sind zwei Achsenköpfe Kg und Kä vorhanden, welche durch die Schenkel St und Sa an die Zapfen Zj und Z₂ anschließen, beide Achsenköpfe sind durch den Achsenschaft A miteinander verbunden.

Sitzt z. B. die Last außerhalb der Zapfen am Stirnende einer Achse, so erhält man fliegend- oder freitragende Achsen (Fig. 104). Die beiden belasteten Achsenköpfe sind K, und Kg, von denen K, außerhalb der Zapfen

Zt und Za am Stirnende der Achse, also frei, sitzt. Der Zapfen Zx muß dann ein Halszapfen sein und ist als solcher in den Achsenschaft eingedreht. Die Achse Fig. 104 ist eine mehrfach tragende.

Das Material der Achsen ist gewöhnlich Schmiedeeisen oder Stahl, seltener Gußeisen oder Holz. Gußeiserne Achsen wurden früher vielfach für Wasserräder ausgeführt und erhielten als solche entweder einen Flügelquerschnitt oder wurden hohl gegossen. Man kommt jedoch immer mehr von der Verwendung des Gußeisens zu Achsen ab. Hölzerne Achsen findet man nur noch selten für Wasserräder.

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St

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K.2

Tig. 10*

Die Berechnung der Achsen erfolgt nach der Biegungsbeanspruchung, welche sich aus dem Gewicht der Achse selbst, der Belastung und aus der Kraft, welche von der Achse zu übertragen ist. zusammensetzt.

Prof. Bach giebt für die zulässige Biegungsbeanspruchung folgende Werte an: Für Flußstahl Fluß- und Schweißeisen Gußeisen Stahlguß Eichenholz 400—500 kg 300-400 kg 130—250 kg 250-350 kg 60 kg.

b. Die Welten.

Die Wellen, vor allem die Transmissionswellen, übertragen Drehbewegungen und damit Kräfte von einer Kraftmaschine zu den verschiedenen Arbeitsmaschinen einer Werkstatt.

Als Material für die Wellen kommt nur Schmiedeeisen, seltener Stahl, niemals Gußeisen oder Holz, in Betracht. Die komprimierten (zusammengepreßten) Wellen, welche neuerdings vielfach in den Handel kommen, sind von glatter Oberfläche und genau rundem Profil. Breslauer, „Maschinenbau"'), schreibt: „Solche Wellen werden entweder gezogen oder gewalzt. Die durch den Vorgang des Ziehens hergestellten Wellen, d. h. also Wellen, welche durch ein Kalibereisen von entsprechendem Querschnitt hindurch gezogen werden, müssen an ihrer Oberfläche wesentlich härter sein» als im Innern, weil ihre Oberfläche beim Durchgang durch das Profileisen sehr stark zusammengepreßt worden ist. Wegen dieser Oberflächen-Spannung sind koniprimierte Wellen dieser Art nicht beliebt. Die Firma Gebr. Reimbold in Kalk b. Köln bringt indessen komprimierte Wellen in den Handel, welche diese nicht zeigen. Die Fertigstellung der Wellen erfolgt in der Weise, daß sie durch ein System von Walzen ihrer Längsrichtung nach hindurchgeführt werden, wobei die Wellen durch das Walzverfahren einen vollkommen kreisrunden Querschnitt erhalten, ohne daß ihre Oberfläche, wie bei dem Verfahren des Ziehens, außergewöhnlich zusammengepreßt wird. Die komprimierten Wellen werden nach Angabe der Firma auf 'Ito mm genau rund und hellglänzend poliert hergestellt."

') Verlag von I I. Arnd, Leipzig.

Aertin-Anhaltische Maschinenbau-Aktien-Gesellschaft in Aeffan.

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Die Wellendreherei in der Maschinenfabrik II.

Selbstverständlich ist es unbedingt erforderlich, daß die Wellen stark genug sind, um eine gewisse Kraft, ohne zu stark verwunden zu werden, übertragen und auch die auf ihr sitzenden Maschinenteile, ohne durchgebogen zu werden, tragen zu können. Es kann eine Welle in Bezug auf die Drehung stark genug sein, aber durch schwere Riemscheiben oder Zahnräder durchgebogen werden. Eine durchgebogene Welle liegt aber einseitig in den Lagern auf und verursacht dadurch eine starke Lagerreibung und womöglich ein Heißlaufen der Lager. Es muß also auch die Welle für die Biegung stark genug sein. Man hilft sich da auch so, daß man die Riemscheiben und Zahnräder möglichst nahe an die Lager selbst setzt und die Entfernung der Lager je nach der Kraftübertragung und den Wellendurchmesser wählt.

G- Polysius in Dessau giebt folgende Lagerentfernungen an:

Für Wellen von Durchmesser mm 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 u. stärker von Mitte bis Mitte Lager m 1,6 1,71,8 2 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3.

Der Durchmesser der Wellen ist in allen Fällen sorgfältig zu bestimmen. Wird eine Wellenleitung zu stark, so ist auch der Arbeitsverlust durch die Lagerreibung größer. Die Wellenstärke hängt nun aber vor allen Dingen von der Umdrehungsgeschwindigkeit derselben ab. Wir wissen, daß eine Welle, welche wenig Umdrehungen macht» zur Übertragung einer gewissen Kraft stärker sein muß, als eine Welle, welche sehr schnell läuft. Je schneller aber auch die Welle läuft, desto leichter werden die Riemscheiben und bergt. Man kann natürlich nun die Wellen nicht beliebig schnell laufen lassen, ist vielmehr an gewisse Grenzen gebunden. Als vorteilhafte Umdrehungsgeschwindigkeit haben sich bewährt:

„ schneller

100—150 Umdrehungen pro Minute für langsam gehende Arbeitsmaschinen, 250—400

z. B. Holzbearbeitungsmaschinen.

Schon mit Rücksicht auf den Transport ist die Länge der Wellen beschränkt. Auf den normalen Eisenbahnwagen können nur Wellen bis zu 7 m Länge verladen werden, weshalb man die Länge einzelner Wellen nicht über dieses Maß wählt. Schwächere Wellen von 30—50 mm Durchmesser macht man, wegen des leichten Durchbiegens, nur 4—6 m lang.

Je länger eine Transmission wird, desto größer wird auch die Anzahl der Lager und damit der Arbeitsverlust durch die Lagerreibung. Man benutzt daher eigentlich zweckmäßig bei ausgedehnten Betrieben mehrere kleinere Transmissionen, die man von besonderen Kraftmaschinen antreibt. Dies ist jedoch nicht immer möglich, und muß man von einer Kraftmaschine aus die ganze Transmissionsanlage antreiben. Man treibt dann gewöhnlich von der Kraftmaschine auf eine Hauptantriebswelle, von dieser auf die verschiedenen Wellenstränge. Der Hauptantrieb wird daher stark sein müssen, die Welle ist kurz zu lagern.

Bei der Anlage der einzelnen Wellenstrüiige verfährt man dann so, daß man die Arbeitsmaschinen, welche am meisten Kraft beanspruchen, am nächsten dem Antrieb bringt. Die Kraftmaschinen, welche am wenigsten Kraft gebrauchen, werden möglichst zuletzt aufgestellt, so daß das letzte Wellenende am wenigsten

Kraft zu übertragen hat, also am schwächsten sein kann. Natürlich wird sich dies nicht immer machen lassen, ist jedoch möglichst anzustreben. Bedeutet zur Berechnung der Wellen d — Durchmesser der Welle, N = Anzahl der zu übertragenden Pferdestärken, n — Anzahl der Umdrehungen pro Minute, so setzt man das Moment M cm | kg = 71620 N : n gleich dem Widerstandsmoment d³: 5 multipliziert mit der Schubspannung s — 100 kg pro qcm für unruhigen, stoßenden Betrieb, 200 für gewöhnliche Falle, 300 bis 400 für

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Urndrehungen in der Minute

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Wellendurchmesser in Millimeter.

ruhigen Gang. Für s = 200 imbM = sd¹:5 folgt dann dcm = \ 0,0 25M — 12/N

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt weiter: „Für Haupt-

: n.

= 3yN:n."

wellen benutzt man auch wohl diese letzte Formel, mit 14 statt 12. Stahlwellen macht man, mit Rücksicht auf die Durchbiegung, nicht wesentlich schwächer als schmiedeeiserne. Für leichte Betriebe rechnet man zweckmäßig so, daß bei der Umdrehung der Welle ein Verdrehungswinkel von ¹/i° für den laufenden Meter eingehalten werde. Dabei ergiebt sich die Wellenstärke d cm

Die Tabelle auf Seite 43 gestattet das Ablesen der Wellendurchmesser, wenn die Anzahl der Pferdestärken und Umdrehungen gegeben sind.

Die richtige Lagerentfernung spielt, wie schon oben erwähnt, stets eine große Rolle. Wir hatten oben schon einige Werte angegeben.

Prof. Bach giebt noch folgende Werte an und unterscheidet:

1.    Die Welle ist an ihren Enden gelagert.

2.    Die Welle ist an zwei Stellen gelagert, und der Wellenstrang pflanzt sich nach beiden Seiten über die Lager hinaus fort.

d in cm

10

12

Lager-entfernung ist cm

240

280

260

Fall 1 Fall 2

Will man stärkerer Belastung der Welle von vornherein Rechnung tragen, was mit Rücksicht darauf, daß es bequem ist, später mehr Freiheit hinsichtlich des Aufsetzens von Riemscheiben u. s. w. auf die Welle zu haben, rätlich erscheinen, kann, so empfehlen sich folgende Werte:

170

210

200

240

220

280

300

330

350

300

370

320

350

400

430

Ost richtet sich die Lagerentfernung jedoch nach der Lage von Balken, Säulen und dergl. Man hat dann danach die Wellendurchmesser zu wählen, wozu die gegebenen Werte den Anhalt bieten.

Die Stellringe.

Wir hatten bei der Besprechung der Zapfen gesehen, daß man diese mit Bunden versieht oder sie selbst in die Achse eindreht, um eine Längsverschiebung der Achse zu verhindern. Bei den Wellen sind diese beiden Zapfenanordnungen aber nicht angebracht, vielmehr läßt man die Wellen an den Lagerstellen genau so stark, wie zwischen den Lagern, vermeidet auch aufgesetzte Bunde, weil durch diese die Montage erschwert wird. Man benutzt deshalb bei den Wellen die Stellringe zur Verhinderung der Längsverschiebung.

Die Stellringe sind gußeiserne oder schmiedeeiserne Ringe, welche auf der Welle mittels Schrauben befestigt werden. Sie werden' an zwei entgegengesetzte Seiten der Lager gesetzt und halten so die Welle in ihrer Lage fest.

Die Stellringe sind entweder aus einem Stück oder aus zwei Hälften hergestellt, welche nachträglich über der Welle zusammengeschraubt werden. Zur Befestigung auf der Welle dienen je nach der Wellenstärke ein oder zwei Schrauben.

Fig. 105 zeigt einen ungeteilten Stellring, Fig. 106 einen geteilten. Die Schrauben, welche zur Verbindung und Befestigung dienen, dürfen über den Umfang des Stellringes nicht vorstehen.

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Fig. 105

Fig. 106.

Folgende Tabelle giebt die Abmessungen der Stellringe von Gebr. Benckiser in Pforzheim wieder:

Bohrung Durchmesser Breite

Anzahl

der

Schrauben

Gewicht

kg

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Q C< O Qi O

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III. Die Elemente der Triebwerke.

1. Die Kupplungen.

Um eine ganze Transmission aus einzeln.., Wellen von gewissen Längen Herstellen zu können, sind Wellenverbindungen nötig. Diese verbindenden Teile heißen Kupplungen. Werden die beiden Wellenenden starr miteinander verbunden, so wird die Kupplung eine feste. Läßt die Verbindung eine gewisse Beweglichkeit der Wellen gegeneinander nach irgend einer Richtung zu, so ist die Kupplung eine bewegliche. Kann die Verbindung zwischen den beiden Wellen» enden jeden Augenblick unterbrochen und wiederhergestellt werden, so haben wir lösbare oder Ausrückkupplungen.

a. Feste Kupplungen.

Die einfachste Kupplung dieser Art ist die in Fig. 107 u. 108 dargestellte Muffenkupplung. Über die beiden stumpf gegeneinander stoßenden Wellenenden W und Wt wird eine gußeiserne Hülse, die Muffe A, geschoben, und auf den Wellenenden aufgekeilt. Man benutzt, wenn irgend angängig, zwei Keile K

K,

Wi

Fig. 107.

Fig. 108.

von

man

und K, für jedes Wellenende einen Keil. Ist es jedoch nicht möglich, beiden Seiten behufs Eintreiben der Keile ankommen zu können, so benutzt auch wohl nur einen Keil, welcher durch die ganze Muffe hindurch reicht. Die letztere Verbindungsart ist jedoch möglichst zu vermeiden. Es sind hier nur Nasenkeile zu verwenden, um die Verbindung leicht lösen zu können.

Soll mittels einer Muffenkupplung eine gute Verbindung erzielt werden, so ist möglichst anzustreben, daß die beiden Wellenenden im Durchmesser genau übereinstimmen.

Prof. Bach empfiehlt, die Wandstärke der Muffe gleich 0,4 d -j-1 cm und die Länge der Muffe gleich 3 ä zu nehmen, wenn d den Durchmesser der Wellen bedeutet.

ÜB

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-L~

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Fig. HO.

tftg. 109.

Die Schalenkupplung (Fig. 109 u. 110) — Ausführung von der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-A.-G. in Dessau — hat vor der Muffenkupplung den Vorteil, daß sie sich leichter anbringen und wieder abnehmen läßt. Sie besteht aus einer, in der Richtung der Achse geteilten Muffe. Die beiden Muffenhälften werden durch Schrauben so zusammengeschraubt, daß sie sich in ihren Teilungsebenen nicht berühren, so daß sie fest auf die Wellenenden aufgeklemmt werden. Ein Federkeil vermittelt die sichere Mitnahme bei der Drehung der Wellen. Die Anzahl der Schrauben richtet sich nach der Kraftübertragung. Die Köpfe und Muttern liegen in besonderen Aussparungen der Muffenhälften. Auch hier müssen die Wellenenden möglichst von genau gleichem Durchmesser sein.

*j___i

Flg. in.

Fig. 112.

ÜB

Sehr große Anwendung findet die Hülsenkupplung (Fig. 111 u. 112), Ausführung der gleichen Firma. Die über die Wellenenden zu bringende Hülfe besteht wieder aus zwei Hälften, welche an ihrem Umfang schlank konisch gestaltet sind. Zwei schmiedeeiserne Ringe, welche auf die konischen Enden getrieben werden, stellen die Verbindung her. Mitnehnier- ey keile vermitteln das sichere Mitnehmen ®* der Wellen. Die schmiedeeisernen Ringe werden meist warm aufgezogen, so daß sie beim Erkalten die beiden Hälften stark zusammenpressen.

MI

Die Wellen müssen wiederum von gleichem Durchmesser sein, soll eine gute Verbindung 1 erzielt werden. Für ®

WfmM

Mm

Fig. 113.

Fig. 114.

Wellen unter 50 mm Durchmesser sind jedoch derartige Kupplungen nicht zu empfehlen.

Für Wellen von größerem Durchmesser findet die Scheibenkupplung ausgedehnte Verwendung (Fig. 113u. 114), Ausführung von Lohmann & Stolter-foht in Witten. Auf jedes Wellenende wird eine gußeiserne Scheibe aufgekeilt oder warm aufgezogen und an ihren Stirnflächen sauber gedreht. Ferner wird

in die eine Scheibe eine Vertiefung gedreht, in welche eine entsprechende Erhöhung der andern Scheibe genau hineinpaßt, wodurch eine Verschiebung der Wellen gegeneinander ausgeschlossen ist. Die beiden Scheiben werden durch sauber eingepaßte Schrauben miteinander verbunden. Die Stirnseiten und der Umfang der Scheiben sind erst nach der Befestigung auf der Welle abzudrehen. Da diese Kupplung fest mit den Wellen verbunden ist, lassen sich nachträglich Riemscheiben und dergl. auf diese nicht aufbringen, wenn dieselben nicht zweiteilig sind. Auch sämtliche Lager müssen offen sein, was hauptsächlich für Konsol-und Hängelager in Betracht kommt. Da die Scheiben hier unabhängig voneinander auf die Wellenenden aufgesetzt werden, ist es nicht nötig, daß dieselben von gleichem Durchmesser sind

Gebr. Benckiser in Pforzheim fertigen diese Kupplungen nach den folgenden

Maßen:

Bohrung

Ganze

Länge

Naben

durchmesser

Kranz

durchmesser

mm

Ganze

Kranzbreite

Anzahl

der

Schrauben

Durchmesser

der

Schrauben

50

55

175

225

60

226

65

240

70

240

75

270

80

270

85

295

90

295

95

320

100

320

105

360

110

360

115

380

120

380

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16

16

20

20

23

23

26

26

26

26

26

26

26

125

420

26

130

420

26

135

430

140

430

115

26

145

460

115

29

150

460

130

29

160

470

130

29

170

500

130

29

180

520

145

29

190

530

145

33

200

550

145

33

600

145

160

10

36

36

36

Die Kupplung nach Seilers (Fig. 115 n. 116), Ausführung der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-A.-G. in Dessau, hat den Vorteil, daß sie geringe Unterschiede der Wellenstärken zuläßt. Sie besteht aus dem äußeren Körper a, welcher auf seiner inneren Fläche zwei abgestumpfte Kegel bildet. In diese inneren kegelförmigen Flächen passen zwei genau abgedrehte Kegel bb, welche bei c aufgeschlitzt sind. Diese Kegel haben am äußeren Umfang drei gleich weit voneinander entfernte Nuten, in welche sich die Schrauben d legen. Die Nuten entsprechen gleichen Nuten im äußeren Körper, so daß die Bolzen halb in den äußeren Körper und halb in die inneren Kegel eingreifen. Werden die Muttern der Bolzen d angezogen, so werden erstens die Kegel b nach innen gegeneinander-

gezogen und hierdurch fest gegen den Körper a gepreßt, außerdem aber werden gleichzeitig die Kegel b vermöge des Schlitzes c fest um die Welle geklemmt und so die Verbindung zwischen Welle und Kupplung hergestellt. Zur Sicherung gegen Umdrehung ist fi noch die Feder e angebracht. In der A Mitte des äußeren Körpers befinden sich zwei gegenüberliegende Schaulöcher, durch welche man sich beim Einbau überzeugen kann, daß der Stoß der Wellen in der Mitte der Kupplung liegt.

--Ä—

Fig. 116.

LZ

Das Bild Fig. 117 läßt die Kupplung deutlich erkennen, dabei ist ein Teil der Kegel und des äußeren Körpers herausgeschnitten gedacht.

Zum Herausziehen der Kegel beim Lösen der Kupplung benutzt man Haken, die in die Schraubenlöcher eingeführt werden.

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FI«. 117.

b. Bewegliche Kupplungen.

Wir haben mit drei Arten von Bewegungen eines Wellenstranges zu rechnen, und zwar kann die Bewegung in der Achsenrichtung der Wellen, senkrecht zu derselben und unter einem Winkel zu derselben erfolgen.

an-

Die längsbeweglichen Kupplungen oder Ausdehnungskupplungen gestatten eine Verschiebung der Wellen in ihrer Achsenrichtung, welche z. B. durch Temperaturänderungen eintreten kann. Die Berlin-Anhaltische Maschinenbau A.-G. in Dessau schreibt darüber: „Die längsbewegliche Kupplung muß unbedingt bei langen Wellensträngen dann angewendet werden, wenn die Konstruktionen an den Enden derselben keine Verschiebungen zulassen, z. B. wenn ein Ende eines Stranges mit Rücksicht auf den Betrieb fest eingelagert ist, und das andere Ende Winkelräder treiben oder mittels Reibungskupplung mit einer zweiten Strecke öfter verbunden werden soll. Sollten auch alle nach dem andern Ende hin gelegenen Teile größere Längsverschiebung gestatten, so erweist sich die Einschaltung einer Dehnungskupplung doch nützlich, denn die Wellen verbleiben alsdann ziemlich genau in ihren Lagern und pumpen keine Unreinigkeiten hinein, indem sie sich mit den wechselnden Temperaturen ausdehnen und zusammenziehen." Es ist jedoch anzuraten, möglichst nahe an jeder Kupplungshälfte Lager zuordnen, da die Kupplung eine Biegung der Welle nicht überträgt. Fig. 118u.ll9 zeigt eine Ausführung dieser Kupplung von I. M. Grob & Co. in Leipzig.

Prakt. Maschinenbauer.

d in cm

Lagerentfernung in cm

Fall 1 Fall 2

K S

r-H C<?

190    200    210    220    230    240

230    245    260    270    280    290

250

310

Die beiden Kupplungshülsen werden auf die Wellenenden fest aufgekeilt. Jede der beiden ist an ihrer Stirnfläche mit drei Zähnen versehen, welche sauber bearbeitet sind und genau ineinanderpassen, so daß durch dieselben ein Mitnehmen der Wellen möglich ist, wenn dieselben auch nur wenig ineinandergreifen. Damit die beiden Wellen mit ihren Achsenrichtungen stets zusammenfallen, ist

vj

Fig. 118.

ein Ring in das Innere der Kupplung eingelegt, welcher von den Zähnen beider Kupplungshülsen Übergriffen wird, wodurch die centrische Lage der Wellen gesichert bleibt. Andere Ausführungen erreichen denselben Zweck dadurch, daß die

eine Kupplungshälfte mit einer nach innen vorstehenden Nabe versehen wird, in welche das andere •f~ Wellenende hineinreicht.

Diese Kupplung gestattet die freie Längsverschiebung der Wellen.

Kupplungen, welche eine Verschiebung der Wellen senkrecht zu ihrer Achsenrichtung gestatten, kommen verhältnismäßig selten vor.

, Sind zwei Wellen miteinander zu verbinden, deren Achsen in einem kleinen Winkel zu einander liegen, so benutzt man die Kreuzgelenkkupplung. Diese Kupplungen finden aber auch noch Anwendung bei Wellen, bei denen die Mittellinien nicht genau in einer Ebene liegen, wobei also eine Verschiebung der Wellen senkrecht zur Achsenrichtung auftritt. — JJj In Fig. 120 u. 121 ist eine derartige HBF Kupplung dargestellt, Ausführung der

Berlin-Anhaltischen Maschinen-

bau-A.-G. in Dessau. Auf jedes Wellenende werden zwei einander gleiche Kupplungshälften aufgekeilt, welche jede mit zwei gegenüberliegenden Ansätzen versehen ist, die in Zapfen auskaufen. Ein Ring, welcher nach seinem Durchmesser in zwei Teile geteilt ist, dient als Lager für die Zapfen, indem seine beiden Teile nach dem Zusammenschrauben die vier

Fig. 122.

mm

+"

Fig. 121.

i f!

Zapfen umgreifen. Indem sich je zwei Zapfen gegenüberstehen, erhält man eine kreuzförmige Form der Kupplung. Die Bewegungsübertragung geschieht also durch den Ring, indem sich die Zapfen in demselben drehen können, wenn die Wellen im Winkel untereinanderstehen, ober indem sie sich in demselben verschieben, wenn die Achsenrichtungen nicht genau zusammenfallen.

(Fig. 122) Berlin-Anhaltische Maschinenbau-A.-G. in Dessau läßt auch die Kupplung noch deutlich erkennen. Die eine Hälfte des Ringes ist fortgelassen^ Für größere Winkel umgiebt man die Zapfen noch mit Rotgußbüchsen.

c. Lösbare oder Ansrückkupplnngen.

Soll die Verbindung zweier Wellen beliebig gelöst und wiederhergestellt werden, können, so sind Ausrückkupplungen anzuwenden. Es wird z. B- bei einer Transmissionsanlage sehr häufig nur dieser oder jener Wellenstrang zeitweilig gebraucht, so daß es unnütze Kraftvergeudung wäre, wollte man ihn stets mitlaufen lassen. Durch Einschalten einer Ausrückkupplung kann man diesen Wellenstrang außer Verbindung mit der treibenden Welle bringen. Oft ist es auch geboten, besondere Maschinen allein nur stillstellen zu müssen, weshalb man in den Antrieb der Maschine auch hier eine Ausrückkupplung einschaltet.

Die Ausrückkupplungen sollen nun das Ein- und Ausrücken während des Ganges der Transmission gestatten. Diesem Erfordernis kommen sie jedoch nicht alle nach.

Man unterscheidet hauptsächlich zwei Arten von Ausrückkupplungen, und zwar: die Zahnkupplungen und die Reibungskupplungen.

Die Zahnkupplmigen.

D i e Kl a u e nku p p lu n g (Fig. 123 u. 124), welche heute noch trotz ihrer Übelstände vielfache Verwendung findet, besteht, ähnlich wie die Ausdehnungskupplung (Fig. 118 und 119), aus zwei mit drei Zähnen versehenen Kupplungshälften, welche genau in-

--Ard----

TZ

Wi

Fig. 123.

Fig. 124.

einanderpassen. Die eine Kupplungshälfte A ist mit dem treibenden Wellenende W fest verbunden, die andere Kupplungshälfte B ist auf dem Wellenende Wt verschiebbar angeordnet. Eine Feder vermittelt die Mitnahme der Welle im eingerückten Zustande. Die Zähne Z sind schraubenförmig ansteigend gestaltet und fallen nach der andern Seite gerade ab. Wird jetzt die Hälfte B gegen die Hälfte A

7*

verschoben, so greifen die nach der anderen Seite scharf abfallenden Zähne hintereinander, und es erfolgt Mitnahme der Hälfte B und damit der Welle Wv Das Verschieben der Hälfte B erfolgt mittels Hebel oder bergt, welcher sich in die Nute C legt.

Prof. Bach schreibt in seinen „Maschinen-Elementen": „Das Einrücken der Klauenkupplung ist nur im Ruhezustände — wobei dann die Klauen beider Muffen, also auch die Wellen, sich in einer solchen Lage zu einander befinden müssen, daß ein Einrücken möglich wird — oder bei kleinen Geschwindigkeiten bezw. Geschwindigkeitsunterschieden zulässig, es sei denn, daß die durch das Einrücken zu beschleunigenden Massen gering sind und die Milderung der Folgen plötzlicher Mitnahme durch federnde Nachgiebigkeit im Triebwerk möglich wird. Im letzteren Falle wird das Einrücken zwar technisch statthaft, erscheint jedoch vom Standpunkte der Betriebssicherheit aus nichts weniger als empfehlenswert. Treffen die bezeichneten Voranssetzungen nicht zu, so entstehen durch das Einrücken Stöße, welche Brüche im Gefolge haben können."

„Wird die verschiebbare Kupplungshälste nur durch eine Feder mit der Welle verbunden, so erfährt die Feder eine starke Beanspruchung durch Hinaus-

... .. I

fl

k-

Fig. 125.

Fig, 126.

kanten aus der Nute. Bei Anordnung zweier Federn wird diese Wirkung erheblich vermindert. Daß bei Übertragung größerer Drehungsmomente die Kräfte in den sich berührenden Klauenflächen, wie auch in den Berührungsflächen der übertragenden Federn in den Muffen (der verschiebbaren Kupplungshälfte) und damit auch die Reibungswiderstände, welche bei der Verschiebung, der Ausrückung, zu überwinden sind, sehr bedeutend ausfallen müssen, infolgedessen dann das Ausrücken während des Betriebes oder mit voller Belastung nur schwer oder gar nicht vorgenommen werden kann, ist ein bekannter Übelstand der Klauenkupplung". Durch die Stellung der Zähne der Klauenkupplung kann die Kraftübertragung auch nur in einer Richtung erfolgen.

Diese Übelstände sollen durch die Hildebrandtsche Zahnkupplung vermieden werden (Fig. 125u. 126), Ausführung von Gebr. Benckiser in Pforzheim. Auf beiden Wellenenden ist je eine Kupplungshälfte A und B fest aufgekeilt. Auf der Kupplungshälfte B ist verschiebbar eine mit Zähnen Z versehene Hülse C angeordnet. Wird diese Hülse C beim Einrücken auf B verschoben, so

greifen die Zähne Z derselben in entsprechende Zahnlücken E der beiden Kupplungs-Hälften A und B, wodurch dann die Mitnahme der Welle von Hälfte B erfolgt. Im ausgerückten Zustande bleibt die Hülse C mit ihren Zähnen Z noch etwas in den Zahnlücken E der Kupplungshälfte B. Durch die Form der Zähne, welche nach beiden Seiten gleich ist, kann die Drehrichtung eine beliebige fein; das Einrücken dieser Kupplung ist jedoch nur während des Stillstandes möglich.

Die Reibungskupplungen.

Diese Kupplungen gestatten das Einrücken auch während des Ganges. Soll dies geschehen, so ist im allgemeinen erforderlich, daß das Mitnehmen der Welle allmählich erfolgt. Ten Grund hierfür hatten wir oben bei der Klauenkupplung klargelegt. Um dies zu erreichen, benutzt man ganz allgemein die Reibung, indem man zwischen zwei Kupplungsteilen eine so große Reibung erzeugt, daß durch dieselbe das Mitnehmen der einzurückenden Welle erfolgt.

J.____

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gig. 127.

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Eine einfache Reibungskupplung, welche das Prinzip wiedergiebt, stellt Fig. 127 dar. Auf der Welle W ist die Kupplungshälfte A fest aufgekeilt, während die Kupplungshälfte B auf der Welle Wr verschiebbar angeordnet ist und durch eine Feder die Welle mitnimmt. Die Kupplungshälfte A ist an ihrem inneren Umfang konisch ausgedreht, während die Kupplungshälfte B an ihrem äußeren Umfang entsprechend konisch so abgedreht ist, daß beide Kupplungshülften genau ineinanderpassen. Wird jetzt die Kupplungs-Hälfte B gegen die Kupplungshülfte A hin verschoben, so kommen die beiden konischen Flüchen zur Berührung. Preßt man jetzt aber den Kegel von B in den Hohlkegel von A fest hinein, so wird durch die dadurch erzeugte Reibung die Mitnahme von B bezw. der Welle Wz erfolgen. Je nach der zu übertragenden Kraft muß daher bei diesen Kupplungen die Anpressuug mehr oder weniger stark folgen, dann richtet sich aber auch die Größe der reibenden Flächen danach. Für große Kraftübertragungen erhalten daher die Reibungskupplungen immer schon ganz beträchtliche Diniensionen und werden demzufolge ziemlich teuer. Wie wir weiter unten bei Besprechung der einzelnen Ausführungen sehen werden, hat man deshalb mehrere kleinere Reibungsflachen angebracht.

Bei der dargestellten Kupplung erfolgt die Verschiebung der einzurückenden Kupplungshälfte auf der Welle axial. Bei nur wenigen Ausführungen ist dies jedoch der Fall, meistens wird die einzurückende Kupplungshälfte in radialer Richtung gegen den Umfang der anderen Kupplungshälfte geführt.

Reibungskupplung nach Dohmen-Leblanc — Ausführung der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-A.-G. in Dessau (Fig. 128). Auf der Welle A

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Fig- 129

sitzt die Hülse C, welche sich mit der Welle A dreht und sich auf derselben verschieben läßt. Auf der Welle R sitzt fest die Scheibe 8. Durch Verschiebung der

Hülse C auf der Welle A werden mittels der hakenförmigen Druckstangen E die vier Gleitklötze F in einem auf A festsitzenden Armkrenze G verschoben und entweder gegen die innere Ringfläche der Scheibe 8 gedrückt oder von dieser jggjjl^-- entfernt. Im ersteren Falle wird durch die entstehende Reibung die Welle B mit A gekuppelt, im letzteren Falle dagegen wird die Reibung aufgehoben, und es erfolgt Stillstand der Welle B, sobald die Kupplung gelöst ist.

Die hakenförmigen Schubstangen E, welche aus Stahl gefertigt werden, sind elastisch und können dementsprechend in der Druckrichtung nachgeben. Sie werden beim Einrücken der Kupplung über ihre Mittel-ebene hinaus verschoben, wo-i    durch eine Selbstauslösung

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Fig. 128.

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Bei kleinen Geschwindigkeiten ist es ohne wesentlichen Einfluß, ob die Welle A die stetig sich drehende Antriebwelle ist, oder die Welle B. Bei größeren Geschwindigkeiten vermeide man jedoch die Welle A zur Antriebwelle zu nehmen, es soll vielmehr die Kupplungs-. hülse 8 stetig umlaufen, also Welle B die treibende sein, M weil dann im ausgerncklcn Zustande die Bremsklötze F in Ruhe sind. Würden dieselben umlaufen, so wäre Gefahr vorhanden, daß durch die Fliehkraft die Hülse C verschoben werden könnte.

Die bildliche Darstellung (Fig. 129) läßt die Kupplung deutlich erkennen; hier sind die Bremsklötze F und dementsprechend auch die Reibfläche der Hälfte 8

geriffelt. Im allgemeinen wird hier nur eine sehr geringe Verschiebung der Hülse C genügen, um die Kupplung außer Verbindung zu bringen.

Reibungskupplung von I. M. Grob & Co. in Leipzig (Fig. 130 u. 131).

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Auf der einen Welle ist fest die Kupplungshälfte A aufgekeilt, auf der andern Welle das

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Armkreuz B, welches i*jy den Bremsklötzen C als Führung dient. Durch MM die verschiebbare Muffe «B D und die federnden 'l™

Kniehebel, welche die Bremsklötze und die Muffe verbinden, werden die Bremsklötze C gegen den Umfang von A gepreßt und die Kupplung eingerückt bezw. gelöst.

Die Federkraft der Kniehebel wird vermittelst einer Stellschraube, dem erforderlichen Flächendruck entsprechend, angespannt, wodurch ein Verdrängen der zu kuppelnden Wellenenden gegeneinander verinieden wird. Die Federn übertragen ihre Spannung durch Bolzen, die in seitlichen Laschen in länglichen Löchern verschiebbar sind, auf die Gleitklötze C, wodurch erreicht wird, daß die Kniehebel in eingerücktem Zustande federnd, in ausgerücktem Zustande aber starr zur Wirkung komme».

Da die Federn schon im ausgerückten Zustande entsprechend angespannt sind, und die weiter beim ~"a Einrücken erforderliche größte Anspannung erst in der günstigsten Stellung der Kniehebel zu erfolgen hat, so wird das Einrücken selbst durch diese Einrichtung in günstigster Weise erleichtert, während die beim Ausrücken starren Hebel ein sicheres Ausrücken gewährleisten.

Bei der Reibungskupplung von G. Polysius in Dessau (Fig. 132) ruhen die verstellbaren Kniehebel auf einer Ringfeder, die um die Ausrückmuffe gelegt ist, wodurch eine vollständige Druckausgleichung der vier Bremsklötze erreicht wird. Die

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Fig. 130.

Fig. 131.

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Fig. 132.

Tafel 3.

Merlin Anyattische Maschinenbau-Aktien-Hesessschaft in Pessau.

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Dynainoantricb mit zwei Dvhinen-Leblancschcn Reibungskupplungen.

nachstellbaren Kniehebel sind ähnlich einem Spannschloß konstruiert. Im übrigen zeigt die Kupplung die bekannte Anordnung. In Fig. 132 dient die Kupplung dazu, eine Welle auszurücken, wenn die Riemscheibe weiterlaufen soll. Zu diesem Zwecke ist die Kupplungshülse an der Riemscheibe angeschraubt. Die Niemscheibe läuft lose aus einer Leerlaufbüchse. Wird die Kupplung eingerückt, so wird die Welle mitgenommen.

Bei allen diesen Kupplungen müssen, wenn der Antrieb wechselt, d. h. wenn bald die eine, bald die andere Welle treibt, die Bremsklötze oder dergl. durch Gegengewichte ausbalaneiert werden, damit sie im ausgerückten Zustande nicht durch die Fliehkraft gegen die Kuppelscheibe gepreßt werden, was einen Verschleiß der Kupplung ober, bei geringerem Widerstände der ausgerückten Welle, gar Mitnahme derselben zur Folge haben würde.

Eine abweichende Konstruktion zeigt die Reibungskupplung von Lohmann & Stolterfoht in Witten (Fig. 133u.l34.). Mit der Welle fest verbunden

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Fig. 133.

Fig. 134.

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ist der Reibungskörper c. Er wird von den beiden Backen b lose umschlossen. Die Backen b sind mittels Zugstangen t au die mit der andern Welle fest verbundene Mitnehmerscheibe a angehängt. Unter sich sind die Backen b durch Schraubenspindeln m mit Rechts- und Linksgewinde von großer Steigung verbunden, welche mit den Hebeln h aus einem Stück bestehen. An diese Hebel h fassen die Schubstangen e, welche wieder mit der, lose auf der Welle verschieb-barsn Ausrückhülse k in Verbindung stehen. Der Schluß der Kupplung erfolgt durch Verschieben der Ausrückhülse bis dicht an die Mitnehmerscheibe a; durch die hierdurch bedingte Drehung der Schraubenspindeln m werden die Backen b an c herangezogen, und die hierdurch erzielte Reibung bewirkt ein Mitnehmen der getriebenen Welle. Beim Zurückziehen der Muffe werden umgekehrt, durch die entgegengesetzte Drehung der Schraubenspindeln m, die Backen b von c entfernt, und mit der Reibung auch das Mitnebmen der Welle A aufgehoben.

Prakt. Maschinenbauer.

Eine andere Reibungskupplung von Lohmann & Stolterfoht in Witten vereinigt in sich eine Klinken- und Reibungskupplung (Fig. 135 u. 136). Der Hohlkegel a der Reibungskupplung ist auf der treibenden Welle w aufgekeilt, in diesen greift der lose Kegel b, der durch eine vorgeschraubte Platte d stets in den Hohlkegel a hineingepreßt wird. Um Formänderungen durch Temperaturwechsel u. dergl. keinen Widerstand entgegenzusetzen, wird der Anpressungsdruck der Platte d durch unter die Spannschrauben gelegte Gummischeiben s geregelt. Die Reibungskupplung ist also stets eingerückt. An dem Kegel b sind Klinken g beweglich angehängt, welche hinter Zähne f der auf der zu treibenden Welle wt fest aufgekeilten Scheibe c greifen, so daß jetzt durch die Reibung und die Klinken die Welle wx mitgenommen wird. Die Kupplung ist also eingerückt. Die Klinken werden stets durch Spiralfedern h gegen die Zähne f gedrückt. Mit g fest verbunden sind die Ausrückarme i. Um die Kupplung jetzt aus-

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Flg. 136.

Fig. 135.

zurücken, wird die Muffe k gegen die Kupplung geführt, dabei schleifen die Ausrückarme i über an der Drehung nicht teilnehmende Daumen 1 der Muffe k und werden dabei nach außen gedrückt, wodurch sie zu gleicher Zeit die Klinken g aus den Zähnen f heben, so daß jetzt die Verbindung zwischen treibender und getriebener Welle aufgehoben ist und Stillstand der Welle wt erfolgt. Zum Einrücken der Kupplung ist es nur nötig, die Muffe k von der Kupplung wegzuziehen, wodurch die Daumen 1 die Arme i wieder freigeben und demzufolge die Klinken g wieder in die Zähne f fallen.

Es geht hieraus hervor, daß nur eine ganz geringe Kraft zum Einrücken der Kupplung erforderlich sein wird und dasselbe daher aus der Ferne mittels Seil- oder Drahtzuges bewirkt werden kann.

Das Eisenwerk Wülfel vor Hannover bringt in neuerer Zeit eine Kupplung — die Hill-Kupplung — zur Ausführung, welche die Eigentümlichkeit aufweist, daß gleichzeitig je zwei Klemmbacken mit gleich großem Drucke gegen den inneren und äußeren Umfang des Mitnehmerringes gepreßt werden. Die Fig. 137 bis 142 geben eine Darstellung dieser Kupplung. Die Kupplung wird dadurch von radial wirkenden Kräften ganz entlastet, die

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Fig 137.

Fliehkräfte der Reibungsbacken gleichen sich aus, und ferner wird bei halb so großem Anpressungsdruck, wie bei den übrigen Reibungskupplungen, eine gleich große Reibung, wie bei diesen, erzielt. Damit die Backen dauernd und unabhängig von einer Abnutzung der Reibungsflächen mit gleich großem Drucke von

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innen und außen gegen den Reibungsring gepreßt werden, muß die zum Anpressen dienende Vorrichtung ihren Stützpunkt in der einen Backe haben, so daß die andere Backe den Gegendruck jener erhält.

Dies wird dadurch erzielt, daß der zum Ein- und Ausrücken dienende

Hebel E um einen in der äußeren Backe B gelagerten Bolzen 0 sich dreht und beim Bewegen nach links — Einrücken — mit der um N drehbaren Rolle J an den Cylinder P der inneren Backe 0 drückt und somit beide Backen mit gleich großem Drucke gegeneinanderpreßt. Beim Bewegen des Hebels nach rechts — Ausrücken — entfernt sich die Rolle von dem Cylinder, und die Backen werden durch eine Spiralfeder U voneinander entfernt.

Die Backen sind durch einen um den Bolzen M drehbaren Lenker D miteinander verbunden, wodurch eine Ausgleichung der Fliehkräfte wie ein gleichmäßiges Entfernen der Backen von den Reibungsflächen des Ringes im ausgerückten Zustande erzielt wird.

Die Lage des Bolzens M muß sich nach der Stellung der Backen im eingerückten Zustande der Kupplung richten. Um dies zu erreichen, ist die Schraube M verstellbar angeordnet und wird erst nach Einstellen der Kupplung im eingerückten Zustande festgeklemmt. Die zum Festklemnien der Schraube M

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dienende Mutter R hat eine schräge Anlagefläche, so daß die nach außen wirkende Fliehkraft der Backen die Schraube nicht lockern, sondern fester anziehen kann.

Zum Ein- und Nachstellen der Kupplung dient die Schraube K, welche, wenn tiefer eingeschraubt, den Cylinder P näher an die Nolle J bringt, so daß ein stärkeres Anpressen der Backen erfolgt. Zur Sicherung gegen Lockerung dieser Schraube dient die Stellschraube L.

Die Klemmbacken der Kupplung sind mit Holz gefuttert, wodurch die ganze Abnutzung sich auf die leicht auszuwechselnden Holzfutter beschränkt. Im übrigen ermöglicht die Nachstellvorrichtung der Backen, die Holzfutter bis ziemlich auf ihre Stärke zu gebrauchen.

Die Düsseldorfer Maschinenbau-A.-G-, vorm. I. Losenhausen, in Düsseldorf-Grafenberg führt die Reibungskupplung Patent Lorenz aus

(Fig. 143 u. 144). Die Kupplung ist hier in Verbindung mit einer Riemenscheibe dargestellt. Die Kuppelscheibe b ist auf der Welle fest aufgekeilt, während sich die Bremsscheibe a auf der Welle lose drehen kann, ebenso dreht sich die Spann-

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Fig. 143. '

Fig. 144.

scheibe c lose auf der Nabe von b. Die Bremsscheibe, welche hier als Riemenscheibe ausgebildet ist, besitzt einen an ihrer Innenseite glatt gedrehten Kranz, gegen welchen sich das an seiner Außenseite mit Leder überzogene Bremsband vermöge seiner Federkraft anlegt. Das eine Ende des Bremsbandes ist in dem

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Fig. 145.

Kranz der Kuppelscheibe b befestigt, während das andere Ende desselben mit einem Ansatz d mit der Spannschraube c in Verbindung siebt, der durch einen Schlitz der Kuppelscheibe b hindurchtritt. Die von der Bremsscheibe a empfangene

Kraft wird durch das Bremsband auf die festgekeilte Kuppelscheibe b und von dieser auf die Welle übertragen. Um die Kupplung auszulösen, ist es nur nötig, der Spannschraube c eine geringe verzögerte Drehung gegen die Kuppelscheibe b zu geben, wodurch sich das Bremsband zusammenziehen bezw. von der nun allein weiter laufenden Bremsscheibe a ablösen wird. Um dies zu erreichen, braucht man nur die beiden Scheiben b und c zu bremsen. Die Bremse, mit Feder oder Gewicht belastet, wird durch Auslösen eines Stiftes oder einer Klinke zur Wirkung gebracht. Das Auslösen kann sehr leicht mittels Drahtzuges oder bergt, von jedem Punkte aus erfolgen. Die Kupplung läßt sich ebenso-

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Fig. 147.

wohl für Rechts- wie für Linksdrehung verwenden. Bei einer Änderung des Drehungssinnes ist das Bremsband nur entsprechend umzulegen.

Eine Reibungskupplung, welche mit ganz besonderen Reibungsflächen versehen ist, ist die Bürstenkupplung von G. Luther A.-G. in Braunschweig (Fig. 145 bis 147). (Fig. 145 u. 146 ist Breslauer, „Maschinenbau", entnommen.) Die beiden Kupplungshälften sind in Fig. 145 u. 146 besonders dargestellt. Die Kupplungshälfte a wird auf der Welle fest aufgekeilt, die Kupplungshälfte c ist verschiebbar. An dem Körper a sind die mit radialen Mitnehmerzähnen versehenen Segmente b konzentrisch angeschraubt, an dem Körper c, ebenfalls konzentrisch angeschraubt, die mit Stahldrahtbürsten versehenen Segmente f. Die Bürsten sind, gleichlaufend mit den Mitnehmerzähnen in Reihen angeordnet und haben mit diesen genau gleiche Teilung, so daß jede Bürstenreihe genau in

Eingriff kommt mit jedem Mitnehmerzahn. Außer Wirkung sind jeweilig nur diejenigen Zähne oder Bürsten, welche den Zwischenräumen an den Teilstellen der Segmente entsprechen.

Der Schluß der Kupplung erfolgt nur durch Einschieben der Bürsten in die Mitnehmerzähne. Die hierzu notwendige Verschiebung des einen Teiles der Kupplung beträgt je nach Größe derselben und deren Umfangsgeschwindigkeit 10 bis 15 mm, wovon jedoch nur 6 bis 10 mm als Eingriffstiefe der Bürsten zu rechnen sind. Im ausgerücktem Zustande stehen die Bürsten 4 bis 5 mm von den Mitnehmerzähnen ab.

Da die Ein- bezw. Ausrückung nur im Betrieb zu erfolgen hat, so gleiten die gut zu ölenden Bürsten unter entsprechender Durchbiegung so lange über die Mitnehmerzähne hinweg, bis die volle Eintrittstiefe und damit der Schluß der Kupplung erreicht ist.

Die vollständige Kupplung mit Ausrücker läßt die Fig. 147 erkennen.

Diese Kupplung ist auch eine der wenigen, bei welchen die Neibungs-flächen axial zusammengepreßt werden.

Die Kraftmaschinen- oder Motorenkupplnngen.

Läßt man zwei Kraftmaschinen auf demselben Wellenstrang arbeiten, so schaltet man vorteilhaft, wenn nicht bei beiden, so doch bei der einen, eine Kupplung ein, vermittelst welcher sie ihre Kraft auf die Welle überträgt. Diese

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Fig. 148.

Fig. 149.

Kupplungen müssen so eingerichtet sein, daß sie sich je nach dem Kraftbedarf selbstthätig einrücken oder ausrücken. Sind z. B. von einer Wellenleitung aus so viel Arbeitsmaschinen anzutreiben, daß beide Motoren auf die Welle arbeiten müssen, so muß die eingeschaltete Kupplung eingerückt sein; läßt dagegen jetzt der Kraftbetrieb nach, so daß der eine Motor schon zum Betriebe genügt, so wäre es nicht vorteilhaft, wenn der andere Motor mitgeschleppt würde. Die Kupplung muß sich in diesem Falle von selbst auslösen.

Die Uh l h o rn sche Kupplun g ist eine solche Kupplung (Fig. 148 u. 149), Ausführung der Peniger Maschinenfabrik und Eisengißerei A.-G. in Penig. Der stets auf die Welle des Hilfsmotors anzubringende innere Teil der zwischen

Tafel 4.

Werkin Anhaltische Maschinenbau-Aktien-Gesellschaft in Peffau.

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Transmissionsanlage mit 6 lösbaren Dohmen-Leblancschen Reibungskupplungen für 35 bis 130 nun Wellendurchmesser.

den beiden Motoren einzuschaltenden Kupplung übertrügt die Umfangskraft auf die vom Haupimotor getriebene Welle durch zwei in die Zahnlücken der äußeren Scheibe eingreifende Sperrklinken. Die Kupplung rückt selbstthätig ein, sobald bei Inbetriebsetzung des Hilfsmotors dieser die Geschwindigkeit des Hauptmotors erreicht und hierdurch die Sperrklinken, an kleine doppelarmige Hebel anstoßend, in die Zahnlücken der äußeren Scheibe eindringen. Die Kupplung rückt selbstthätig aus, wenn die Geschwindigkeit des Hilfsmotors sich verringert und die äußere Scheibe, in der Richtung des Pfeiles über den inneren Teil hinweggleitend, die Sperrklinken in die Lücken der inneren Scheibe hineindrückt.

Eine etwas andere Konstruktion zeigt die Motorenkupplung von Lohmann & Stolterfoht in Witten (Fig. 150 u. 151). Auf der Antriebswelle des Hauptmotors ist der mit vier großen Zähnen und vier kleinen Nebenzähnen versehene Stahlkörper c, auf der Welle des Hilfsmotors das Gehäuse a festgekeilt. Die in dem Gehäuse a gelagerten Klinken g werden durch die darauf sitzenden Federn nach außen gehalten und sind mittels der Hebel f an dem lose auf der Welle sitzenden Ring m angeschlossen. An m ist eine kleine Sperr-

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Fig. 151.

Fig. 15«.

klinke k drehbar gelagert, welche so lange über die kleinen Nebenzähne von c gleitet, als c schneller läuft wie a. Sobald jedoch die Kraftentnahme so wächst, daß c anfängt langsamer zu laufen, so kommt, da a vom Hilfsmotor eine konstante Geschwindigkeit beibehält, die kleine Klinke k mit dem Nebenzahn von c in Eingriff. Hierdurch wird der Ring m auf der Welle gedreht, und die Klinken g werden mittels der Stangen f nach innen gezogen. Von diesem Augenblick an ist die Verbindung hergestellt, der Hilfsmotor wirkt mittels der Klinken g treibend auf c und unterstützt den Hauptmotor so lange, bis die Geschwindigkeit von c wieder im Zunehmen begriffen ist, wodurch sich die Kupplung wieder selbstthätig löst. Bei jeder Kraftschwankung beginnt das Spiel von neuem. Der Hilfsmotor kann während des Betriebes ohne Störung in oder außer Betrieb gesetzt werden. Wird der Hilfsmotor voraussichtlich für längere Zeit unbenutzt bleiben, so kann durch einfaches Drehen des Stiftes p die kleine Klinke dauernd außer Funktion gesetzt werden, wodurch jede Verbindung beider Motoren aufgehoben ist.

Prakt. Maschinenbauer.

Die Ausrücker für die Kupplungen sind außerordentlich verschieden, weil sie sich ganz nach den örtlichen Verhältnissen richten. Die ausgeführten Anlagen der verschiedenen Tafeln lassen die Anbringung von Ausrückern erkennen.

2. Die Lager.

Bei den Zapfen, Achsen und Wellen wurden wir schon darauf aufmerksam gemacht, daß die Zapfen unterstützt werden müssen. Hierzu benutzt man Lager.

Ebenso wie die Zapfen in Trag- und Stützzapfen eingeteilt waren, unterscheiden wir bei den Lagern:

1.    Traglager,

2.    Stützlager oder Spurlager.

Die einzelnen Lagerkonstruktionen richten sich aber dann weiter vor allem danach, wie die Befestigung desselben zu der Zapfenrichtung liegt, wonach wir die auf einer Grundplatte stehenden Stehlager, die an der Decke hängenden Hängelager, die an der Wand oder einer Säule befestigten Konsollager und die auf hohem Fuß stehenden Bocklager unterscheiden. Es ist nicht immer nötig, läßt sich auch manchmal aus Konstruktionsrücksichten gar nicht ausführen, daß die Lager selbst mit ihrer Befestigungsfläche ein Stück bilden, vielmehr benutzt man zur Aufstellung nach den eben gegebenen Gesichtspunkten, besondere Hängeböcke, Konsole oder Böcke, auf welche dann einfach ein Stehlager geschraubt wird.

1. Die Traglager.

Die Stehlager. Wir wollen vorerst an einem gewöhnlichen Lager mit Lagerschalen die einzelnen Teile desselben kennen lernen. Fig. 152 bis 154 zeigt ein solches Stehlager. Wir bemerken an demselben vor allem den Lagerkörper K, welcher als Stütze für den Zapfen dient. Damit man den Zapfen von allen Seiten umfassen kann, ist auf dem Lagerkörper der Lagerdeckel D mittels der Schrauben L, und L₂ geschraubt. Da der Lagerkörper und -Deckel der Abnutzung durch Reibung durch den drehenden Zapfen und dessen Druck ausgesetzt ist, legt man in diese besondere Teile aus einem Material, das dem Zapfendruck und sonstigen damit auftretenden Umständen besonders entspricht. Diese Teile und B₂ nennt man die Lagerschalen. Den Lagerschalen muß Schmiermaterial leicht zugeführt werden können, weshalb für eine gute Schmiervorrichtung 0 bei jedem Lager Sorge zu tragen ist. Ist das Lager auf einen Mauersockel oder dergl. aufzustellen, so setzt man dasselbe auf eine Sohl- oder Fußplatte P, mit welcher es durch die Schrauben Sj und S₂ verbunden wird-Die Schrauben Cx und C₂ dienen zum Befestigen der Sohlplatte auf dem Fundament. Diese einzelnen Teile treten mehr oder weniger bei jedem Lager auf, und wir werden dieselben bei Besprechung der einzelnen Lagerarten noch näher kennen lernen.

Ebenso wie die Lager selbst zweiteilig gemacht werden, so werden auch die Lagerschalen zwei- oder mehrteilig gemacht und so eingerichtet, daß sie, wenn Verschleiß eingetreten ist, nachgestellt werden können, damit sie stets den Zapfen ganz umschließen.

Für eine gute Schmierung ist vor allen Dingen zu sorgen, da sonst die Gefahr nahe liegt, daß das Lager warmläuft. Eine größere Umdrehungszahl des Zapfens erfordert eine sorgfältigere Schmierung des Lagers. Sowohl flüssige Körper, wie Öle, oder auch festere Körper, wie die sogenannte Starrschmiere, dienen als Schmiermittel. Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt weiter: „Weisbach stellt die Regel auf, daß ein Schmiermittel um so dünner und

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Fig. 154.

flüssiger sein müsse, je größer die Geschwindigkeit des Zapfens und je kleiner der Druck zwischen Zapfen und Lager ist. Aus diesem Grunde seien festere Schmiermittel nur dort zu verwenden, wo die Geschwindigkeit eine sehr kleine und der Druck ein großer ist. Wir haben daran zu denken, daß das feste Schmiermittel sich erst durch die Erwärmung des Zapfens und Lagers auflöst, um flüssig zwischen die reibenden Körper zu gelangen. Das festere Schmiermittel muß deshalb auch schon bei einer geringen Erwärmung flüssig werden, soll der Zapfen und das Lager nicht warmlaufen."

Die Ursachen, welche ein Warmlaufen der Lager verursachen können, sind sehr verschieden, sie können in der Konstruktion der Lager, der Ausführung, Montage und Wartung liegen.¹)

Das Lager selbst wird fast ausnahmslos aus Gußeisen hergestellt, dagegen werden die Lagerschalen aus den verschiedensten Materialien gefertigt. Vor allem ist ein solches Material zu wählen, das sich leichter verschleißt als das der Zapfen,

') Breslauer, „Maschinenbau!", giebt hierüber nähere Auskunft. (J.J. Arnd, Leipzig)

da die Lagerschalen leicht ausgewechselt werden können, mit einem Unbrauchbarwerden der Zapfen aber auch die ganze Welle unbrauchbar wird. Dann richtet sich aber auch das Material der Lagerschalen nach dem Zapfendruck, der Umdrehungsgeschwindigkeit u. s. w.

Die Kupfer-Zinn-Legierungen, also Rotguß und Bronze, sind die hauptsächlichsten Lagermetalle. Gußeisen findet bei den Sellers-Lagern Verwendung. Auch Legierungen aus Blei, Zinn und Antimon, die sogenannten Weißmetalle, sind bei schwererm Betrieben in Gebrauch. Lagerschalen aus Holz, und zwar au« Pockholz, finden nur vereinzelt Anwendung, sie sind nur zu empfehlen, wenn kein großer Zapsendruck vorhanden ist.

Im folgenden seien einige Legierungen für Lagermetalle angegeben:

Bronze.

66,67 Teile Kupfer, 14,58 Teile Zinn, 18,75 Teile Blei

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74,5 Teile Kupfer, 9,5 Teile Zinn, 9 Teile Zink, 7 Teile Blei

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Weißmetall.

5,4 Teile Kupfer, 7,8 Teile Antimon, 86,8 Teile Zinn

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Nach Kirchweger erhält man eine gute Weißmetallmischung, wenn zunächst

3,5 Teile Kupfer eingeschmolzen und zu der Schmelze 59 Teile reines Zinn und 13 Teile Antimon zugesetzt werden. Die in Blöcke oder Platten ausgegossenen Stücke werden zerkleinert und 27 Teile derselben mit 29,5 Teilen reinen Zinns von neuem legiert. Dieses Weißmetall soll sich in schwierigen Fällen sehr gut bewährt haben und hauptsächlich für Kurbelwellenlager sehr brauchbar sein.

Die Lagerschalen. Soll ein Lager nicht warmlaufen oder keine zu große Abnutzung erfahren, so ist die größte Aufmerksamkeit bei der Lagerherstellung den Lagerschalen zuzuwenden, da diese für das Warmlaufen und die Abnutzung allein in Betracht kommen. Es ist nun vor allem darauf zu sehen, daß die Lagerschalen richtig im Lagerdeckel und Lagerkörper festliegen und daß sie den

Zapfen möglichst genau umschließen. Man giebt, um diese Arbeiten leicht und möglichst genau ausführen zu können, den Lagerschalen die Form nach Fig. 155

u. 156. Die außen cylindrischen Lagerschalen lassen sich auf der Drehbank abdrehen und dann in den gleichfalls ausgedrehten Lagerkörper einpassen. Nach den Enden hin erhalten die Lagerschalen Arbeitsleisten a, und a₂, so daß nicht die ganze Länge der Schalen abgedreht zu werden braucht. Ferner ist ein angegossener Stift s vorgesehen, welcher in ein gleiches Loch im Lagerkörper paßt. Dieser Stift verhindert das Mitnehmen der Lagerschalen bei der Zapfendrehung. Damit die Schalen sich nicht seitlich verschieben können, sind sie mit Rändern bt und b2 versehen, die den Lagerkörper übergreifen. Die Drehung der Lagerschalen kann man auch dadurch verhindern, daß man den Arbeitsleisten a, und a₂ eine prismatische Form, meist die achteckige, giebt, die Bearbeitung kann dann aber nur mit der Feile geschehen. Es kommen auch noch andere Formen von Lagerschalen vor, welche aber meist immer für specielle Zwecke in Betracht kommen.

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> Fig. 155.

Fig. 156.

Die Lagerschalen werden einzeln gegossen, dann werden die Stoßstächen gehobelt und die beiden zusammengehörigen Schalen zusammengelötet. Darauf werden die Ränder und die äußeren Arbeitsflächen abgedreht, die Schalen wieder getrennt und jetzt nach Einlegen von Zwischenlagen zwischen die Fugen auf den Zapfendurchmesser ausgebohrt. Die Zwischenlagen können eine Stärke von 0,02 ä-s-2 mm sä—Zapfendurchmesser) erhalten. Durch die Verminderung der Stärke dieser Zwischenlagen oder durch ihre Entfernung ist beim fertigen Lager dann das Mittel der Lagerschalennachstellung gegeben.

Weißmetallschalen werden in den Lagerkörper eingegossen. Damit sich das Metall im Lagerkörper hält, wird derselbe mit schwalbenschwanzförmigen Eindrehungen versehen. Vielfach, hauptsächlich für schwerere Lager, gießt man das Metall in besondere gußeiserne Lagerschalen, die im Lagerkörper eingepaßt und leicht herausnehmbar sind. In Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", heißt es weiter: „Anstatt die Gußschale auszudrehen, hat man sich auch begnügt, die Gußhaut mit Salzsäure abzubeizen. Das leichtflüssige Metall kann über den Lagerzapfen selbst eingegossen werden oder über ein ihm gleiches eisernes Modell, das mit Öl bestrichen, centrisch eingesetzt und mit Randschalen an den Lagerenden versehen ist. In die Fuge legt man, um beide Schalen zugleich zu gießen und sie dann trennen zu können, Blechstreifen mit mehreren kleinen Ausschnitten. Will man die Schalen einzeln gießen, so dämmt man die Enden mit Lehm ab, gießt die Unterschale, ebnet die Fugenfläche, bestreut sie mit Holzasche oder deckt sie mit Blech ab und gießt die Oberschale. Einfacher ist es, das Metall unmittelbar im Lagerkörper und -decke! statt in besondere Schalen einzugießen."

Die Abmessungen der Lagerschalen sind von dem Flächendruck abhängig,

d. h. von dem Druck auf die Einheit der Fläche, welcher durch die Zapfenbelastung und Kraftübertragung hervorgerufen wird.

Für den Flächendruck kann man annehmen:

0,20—0,30 kg pro qmm bei gewöhnlichen Lagern,

„    „    bei Lagern mit Weißmetall,

,.    „    bei Sellers-Lagern.

0,05

rt

0,011

l : z----

------'-4—*~\

Mg. 157.

Die Lagerschalen erhalten gewöhnlich eine Länge von 1,5 bis 2 d, die Lagerschalen der Sellers-Lager sogar 4d. Rotgußschalen kann eine Wandstärke von 0,05 d'+5 mm den Rändern eine Breite von 0,10 d-{-10 mm gegeben werden.

Weißmetallschalen können 2,5 d lang gemacht werden und eine Stärke von '/«o d + 5 mm, erhalten. Die besonderen gußeisernen Lagerschalen erhalten eine Wandstärke von Vs ^ + 10 mm.

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Das einfachste Lager ist das Augen- oder Froschlager (Fig. 157). Das-selbe besteht aus einem Stück und ist unten mit einem Fuß versehen zum Auf-

schrauben auf irgend eine Unterlage. Es erhält eine Bohrung, gleich dem Zapfendurchmesser. Selbstverständlich lassen sich derartige Lager nur vom Ende einer Welle aus auf dieselbe aufschieben, sie kommen daher fast nur als Endlager einer Welle in Betracht und finden auch nur für untergeordnete Zwecke Verwendung. Damit man derartige Lager, wenn sie ausgelaufen sind, wieder leicht dem Zapfendurchmesser anpassen kann, versieht man sie auch wohl mit einer Rotgußbüchse oder gießt sie mit Weißmetall aus. Ist das Lager ausgelaufen, so hat man nur die Rotgußbüchse oder das Weißmetall auszuwechseln. Für etwas bessere Maschinen benutzt man aber die zweiteiligen Lager mit Rotguß- oder Weißmetallschalen, wie wir ein solches in Fig. 152 bis 154 dargestellt hatten. Für leichtere Betriebe giebt Fig. 158 ein derartiges Lager nach Ausführungen von G. Polysius in Dessau wieder. Selbstverständlich kann dasselbe Lager auch auf eine Sohlplatte geschraubt werden und mit dieser erst auf das zugehörige Fundament. Ähnlich führt die Fabrik auch die Lager mit Rotgußschalen für schwerere Betriebe aus, die ganze Konstruktion wird nur entsprechend stärker gehalten. Diese letzteren Lager können anstatt der Rotgußschalen auch mit Weißmetall ausgegossen werden.

Die folgenden Tabellen geben die Abmessungen dieser Lager. Leichte Stehlager mit Rotgußschalen.

Boh

rung

B Entfernung v. Mitte 3 Welle bis Lagersohle

SH-

gco

S'l

Sohlplatten-

g Länge

|    Breite

Höhe a.d.

3 Befestigungs-⁸    schrauben

M Entfernung 3 von Mitte s bis Mitte

3    Durch-

3    messer

Schalenlänge

3 Länge

g Breite

3 Höhe an den 3 Ankern

P ^ rfx

ppp

70 i—‘1—i

^

ppp

ox OO oo 70 CD CD

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iOlOlO CO CO CO

CO CO CO

GO 05 PPP

I 380 901 35 380 90 35 I 480 110 40

3 Entfernung v. Mitte p § § 3 Welle bis Oberkante ^ Fundament

Anker-

Durch

messer

oo To Tc I -j Entfernung cocoa 11 von Mitte bis PPPI3 Mitte

^88

C<? iO io iOCDCO

OcTp

^ G<7CN?

888

CO CD CD

„ 90    480,110

„ 100    480125

„ 110    480|l25

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CO CO CO

60

65

70

85 2901 77 85 290 77 100 3301 90

32    235

35    260

ODO S § CN7

^ OO 70 PPP

600 1551 42 600 155 42 600 170 52

lO IO io

CO CO CD O* 03CV7

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75

80

100

85

115

115

CO CO CO

*0 00 GO CO CO CO

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125

125

140

140

155

155

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4101117

410117

450130

03 03 03

O O o

iOC<? o

COxtiO

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CO CO 05 CD CD CD

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P CO CO CO CO CO

io CD < i—I i—1

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c5 c<? c*

OOP 70 70 TD OT o» 03 O O CO

3 To §1

TOZOi-i

O O GO Ct G< Or

CO CO CO CO CO CO

§§§

CD CD CD

120    175 1550 1551 54

125    175    550 155 54

130    188    |590jl70| 58

"'135    188    15901170' 58

140    202    630183 62

145    202    |630|183 62

150 | 215 167011951 65 |

8 22$; ssifcfe

P PPÜl Ot ot Üi

70 70 70 70

gO 70 70

PPP

960 275 72 960 275 72 960 295 75

960 295 1080 310 1080 310 1080340

»OOO'iOi

oo oo ioo

230

230

243

243

262

262

275

36

36

36

36

39

39

39 I

780

780

780

780

880

880

88CP

Schwere Stehlager, mit Rotgußschalen oder mit Weißmetall

ausgegossen.

Länge

Boh

rung

der

Lager

schale

3 Entfernung v. Mitte ³ Welle bis Lagersohle

Lagerfuß-

schrauben

Sohlplatten

g    Länge

|    Breite

~ Höhe a. d.

| Befestigungs-³ schrauben

Entfernung ³ von Mitte bis Mitte

3 Durchmesser

Länge

₃ Breite

3 Höhe an den 3 Ankern

* Entfernung v. Mitte | Welle bis Oberkante Fundament

3 Durch. 3 messer

Entfernung von Mitte bis Mitte

oU 1UU 55    110

60 120

ox CR Qi

260

260

300

DOOOC3 O? 03 CO

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CO CO O i—l i—I o?

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^ CO 00 GO 00 GC

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ooo co ^ m

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80

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888

115

115

125

3801120

380120

420135

GO OO 03

co co ^

300

300

330

26

26

26

730 185 52 730 185 52 730 215 62

© ©Ist xOiOCO

r—I t—t T—i

26

26

580

30

580

580

95

100

190

105

200

210

125    4201135

140    465150

140    465|150

Ox Cx fe

330

360

360

888

730 215 62 840 230 62 840 230 62

lO lO lO ©00 00

O co co co co co

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680

680

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33

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888|8oo|

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1010

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Bemerkt sei noch, daß die Löcher für die Lagerbefestigungsschrauben, sowohl in dem Lagerfuß als auch in der Sohlplatte, länglich gehalten werden, damit man zum Ausrichten des Lagers dasselbe etwas verschieben kann. Wie aus Fig. 152 zu ersehen ist, ist die Sohlplatte mit den Nasen A* und A₂ versehen. Ist nämlich das Lager fertig ausgerichtet und fest aufgeschraubt, so treibt man zur Sicherung seiner Lage zwischen Lagerfuß und diese Nasen Holzkeile, wodurch dann ein Verrücken der Lager ausgeschlossen ist. Der Lagerkörper der Lager mit eingegossenem Weißmetall oder mit herausnehmbaren Weißmetallschalen hat dieselbe Form wie der der Lager mit Rotgußschalen.

Eine ausgedehnte Verwendung hat das Sellers-Lager gefunden — Fig. 159 bis 161 —. Ist eine lange Transmission zu montieren, so bereitet es immerhin gewisse Schwierigkeiten, die sämtlichen Lagerachsen in eine gerade Linie fallen zu lassen, d. h. die Lager genau auszurichten. Fällt aber beispielsweise ein

Lager aus der Richtung der Achse der Transmissionswelle etwas heraus, so wird die Welle dort ecken, schließlich sich verbiegen und eine außerordentliche Reibung in dem Lager erzeugen, so daß ein derartiges Lager stets warmläuft. Dieser Übelstand des schweren Ausrichtens der Lager wird durch das Sellerü-

!/S

dsfc

$ig. 159.

gig. 160

Flg. 161.

Säger fast ganz aufgehoben, da die Lagerschalen dieses Lagers beweglich angeordnet sind, so daß sie sich selbst in die Achsenrichtung der Welle einstellen können Wie aus den Figuren ersichtlich, ruhen die Lagerschalen in Kugelflächen die untere Lagerschale mit einer Kugelfläche in einer Kugelfläche des Lagerkörpers, die    l

obere ebenso in einer Kugel-    e

fläche des Lagerdeckels. Da    1

die Kugelflächen genau nach    Jj

einem Kreis ausgedreht    jj

werden, dessen Mittelpunkt    JB

im Mittelpunkt des ganzen Lagers liegt, können sich die Lagerschalen nach allen Seiten etwas drehen. Durch

diese Einrichtung haben sich diese Lager ihre große Verbreitung verschafft. Eine bessere Transmission erhält überhaupt nur Tellers-Lager. Die Lagerschalen bestehen aus Gußeisen und erhalten eine Länge, gleich viermal Wellendurchmesser. ^nwmwwauf0nftrUfti0n f0lIen dies« Lager verhältnismäßig leicht

■1

111

Flg. 162.

aus.

Die Berlin-Anhaltische Maschinenbau-A.-G. in Dessau giebt ihren Sellers-Lägern (Fig. 162) auch noch seitlich Kugelflächen, mit welchen sie sich seitlich in den Lagerkörper legen, was da von Vorteil ist, wo der Riemenzug oder Druck ziemlich schräg kommt, so daß die Befürchtung eintreten könnte, daß die Lagerschalen aus ihren Kugelflächen herausgezogen werden könnten, wenn die Deckelschrauben 8 nicht ganz fest angezogen sind.

Die Schmierung der Tellers-Lager geschieht mittels Öler in der Mitte der Schale, jedoch sind seitlich auf der Lagerschale L L* noch zwei Vertiefungen idl angeordnet, die zur Aufnahme von Starrschmiere dienen. Sollte das Öl des Schmiergefäßes nicht ganz bis an das Ende der Lagerschalen fließen, so würden sich diese dort erwärmen, wobei die Starrschmiere flüssig und den Lagerschalen Schmierung zufließen würde.

Die obige Fabrik giebt ihren Sellers-Lagern folgende Abmessungen:

Bohrung

Schalen-

Lager-

länge

höhe

Länge

der Fußplatte

Breite

Befestigungsschrauben

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lS§il§!S§§!§!iiig!!l!i!igg

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Da man bei den besprochenen Lagern mit besonderen Schmiergefäßen von der Obhut des Wärters abhängig ist, da dieser die Schmiergefäße von Zeit zu Zeit mit Schmiermaterial nachfüllen muß, hat man zu Lager-Konstruktionen gegriffen, welche sich das erforderliche Schmiermaterial aus einem größeren Ölbehälter selbst besorgen, dies sind die sogenannten Ringschmierlager. Bei denselben liegen auf der Welle ein oder zwei Ringe, welche sich mit ihr drehen und dabei Öl aus einem im Lager selbst liegenden Ölbehälter entnehmen und oben an die Welle abgeben. Der Ölbehälter ist so groß, daß nur selten Öl aufgegossen zu werden braucht. Man hat die Scllers-Lager zu solchen

Ringschmierlagern umgebaut und verwendet heute solche fast allgemein für größere Unidrehungszahlen. Es sind nun zahlreiche Konstruktionen aufgetaucht, von denen hier einige besprochen werden sollen.

Die Ringschmierlager, sogenannte Dessauer Sparlager, der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-A.-G. in Dessau zeigt Fig. 163 bis 165.

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Fig. 163.

Fig. 164.

Die Lagerschalen sind in Fig. 163 u. 164 dargestellt, während Fig. 165 das vollständige Lager wiedergiebt. Die Unterschale ist von einem allseitig geschlossenen Behälter für das Schmieröl umschlossen, in welchen zwei Ringe hineinhängen und das an ihnen haftende Öl bei ihrer durch die Reibung auf der Welle hervorgerufenen Drehung auf die Welle führen.

Durch geeignete Schmiernuten wird das Öl auf die ganze Lagerstelle verteilt und gelangt schließlich wieder in den Ölbehälter zurück, aus dem es von neuem emporgehoben wird. Am Ölbehälter sind unten zwei Schrauben angebracht, nach deren Herausnahme das Öl ablaufen kann, wenn der Behälter einmal zu reinigen ist, was sehr selten zu geschehen braucht.

Die Lagerschalen der Ringschmierlager von G. Polysius in Dessau zeigt Fig. 166.

Hier erhalten die Lagerschalen an ihren Enden noch eine Nute eingedreht, welche verhindert, daß Öl nach außen bringt, wenn .M dasselbe mit der Welle mitgenommen wird.

Das mitgenommene Öl wird sich in dieser Nut sammeln und durch einige kleine Löcher jn der Unterschale in den Ölbehälter abfließen.

..

Fig. 165.

Flg. 166.

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Diese Lager werden von der Fabrik nach folgender Tabelle angefertigt.

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Länge

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510    40    1020 320    80    320    I 40    830

550    40    1080 340    82    335    40    880

260 630257 58 275 670|280 61

Mg. 167 u. 168 giebt die Lagerschalen der Ringschmierlager von I. M. Grob & Co. in Leipzig wieder. Bei denselben ist der Ölbehälter in zwei Teile geteilt, so daß auf beiden Seiten zur Mittelebene des Lagers je ein tiefer Behälter liegt. Beide Ölbehälter sind seitlich durch kleine Kanüle miteinander verbunden.

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Fig. 167

Fig. 168.

Das Eisenwerk Wülfel vor Hannover führt die Ringschmierlager nach Fig. 169 bis 171 aus. Der Ölbehälter geht durch die ganze Länge der Unterschale. Die Unterschale ist durch zwei seitliche Rippen mit dem Ölbehälter fest verbunden. Auf der Welle ist ein geteilter Ölring a so festgeklemmt, daß die Welle in der Längsrichtung verschiebbar ist. Der Ölring läuft oben durch zwei Filzscheiben c, welche in Ausschnitte der Oberschale eingesetzt sind, das Öl von dem Ring abstreichen und damit getränkt werden. Die Filzscheiben geben auf diese Weise eine gleichmäßige Ölschicht an die Welle ab.

Ein Weißmetalllager mit Ringschmierung derselben Fabrik ist in Fig. 172 u. 173 wiedergegeben. Auf der Welle ist wieder der geteilte Ölring a in derselben Weise, wie eben besprochen, festgeklemmt. Der Ring fördert das

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Fig 170.

Fig- 169.

L>l in ein Ölgefäß c, in welchem eine Zunge b angebracht ist, die das Öl von dem Ring abstreicht.

Durch Schmierlöcher, die mit den Schmiernuten in Verbindung stehen, fließt das Öl dann aus diesem Be- ti|jE Halter in das Lager. Das Ölgefäß c ist so einzustellen, daß die Zunge b gegen die Drehrichtung der Welle zeigt; durch mehr oder weniger tiefes Herunterbringen der Zunge kann der Ölumlauf geregelt werden, indem dann mehr oder weniger Öl abgestrichen wird.

Da bei diesen Lagern kein Öl aus den Lagerschalen seitlich heraustritt; das etwa von der Welle mitgeführte Öl vielmehr in den sogenannten Olfang

Fig. 171.

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Fig. 172.

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Fig. 173.

abtropft, welcher seitlich an die Lagerschalen sich anschließt, können auch die Stellringe nicht außen an dem Lager anlaufen, weil sich sonst mangels Schmierung dort die beiden Flächen ‘reiben und demzufolge warmlaufen würden. Man

macht deshalb bei den Ringschmierlagern die Ölfänge so groß. daß ein Stellring in denselben laufen kann, er läuft in diesem Fall dann selbst in Öl. Man sichert auch die Wellen durch besondere aufgeschweißte Bunde gegen Verschiebung. Diese Bunde müssen selbstverständlich ebenfalls in den Ölfängen liegen. Das Lager Fig. 172 u. 173 zeigt diese Ausführung. Die Welle mit den Bunden ist punktiert eingezeichnet.

Wenn auch die Sellers-Lager eine Drehung der Lagerschalen um den Mittelpunkt des Lagers nach allen Seiten gestatten, so kann immer noch der Fall eintreten, daß die Achse eines Lagers einer ganzen Transmission höher

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oder tiefer steht als die Nachbarlager. Man kann sich in diesem Fall durch Unterlegen von Blechstreifen unter die Lagerfüße helfen, immerhin ist diese Arbeit aber umständlich. Hierfür hat man Lager gefunden, die ein einfaches Hoch- oder Tiefstellen der Lagerschalen gestatten. Man hat (Fig. 174) die Kugelflächen der Tellers-Lagerschalen in Schraubenspindeln gelegt, so daß, durch Drehung

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Fig. 175.

Fig *174.

dieser, jede Stellung der Lagerschalen gesunden werden kann. Die Schraubenspindeln sind in zwei Armen des Lagerkörpers untergebracht. Jede Schraubenspindel kann durch eine Stellschraube in ihrer Lage festgehalten werden. Die Peniger Maschinenfabrik und Eisengießerei, A.-G. inPenig,schreibt: „Die heutzutage noch vielfach nur gegossen, statt geschnitten, ausgeführten Gewinde der Spindeln und der Lagerkörper sind zu verwerfen, da, sobald die Achsen der Schalen sich mit den Achsen der Spindeln nicht genau im Mittelpunkte der Kugelsegmente der Lagerschalen schneiden, sich letztere beim Einstellen mittels der Spindeln verschieben. Hierdurch tritt ein Klemmen, ein Verbiegen der Wellen und ein Warmlaufen der Lager ein, auch wenn letztere genau gebohrt sind."

Ein Lager mit einstellbaren Lagerschalen der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-A.-G. in Dessau zeigt Fig. 175. Es zft ein gewöhnliches Sellers-Lager ohne Ringschmierung.

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Fig. 176.

Als Stehlager sei auch noch ein Lager für Kammzapfen erwähnt. Fig. 176 giebt ein solches Kammlager mit Ringschmierung nach Ausführungen von G- Polysius in Dessau wieder. Das Lager ist mit Weißmetall ausgegossen und mit besonderen gußeisernen Lagerschalen versehen, die leicht herausgenommen werden können. Ein Ring in der Mitte dient zur Schmierung.

Die Hängelager.

Eine Transmission kann so liegen, daß gewöhnliche Stehlager nicht zu verwenden sind. Liegt sie z. B. unter einer Decke, und sind Säulen zur Befestigung der Lager nicht vor- ,

Handen, so muß man sie mittels >L besonderer Lager an die Decke    kW

hängen. Hier wendet man dann ■

Hängelager an, die an Decken- r| kalken oder -Trägern befestigt j werden.

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Für Hängelager verwendet man das gewöhnliche Lager mit Rotgußlagerschalen fast gar nicht mehr, vielmehr nur Sellers-Lager mit oder ohne Ringschmierung.

Man unterscheidet geschlossene und offene Hängelager, sämtliche Lager sind mit Spindelstellung nach Fig. 174 versehen.

Ein geschloffenes Hängelager mit Ringschmierung der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-A.-G. in Dessau zeigt Fig. 177 u. 178. Das Lager selbst liegt in zwei dasselbe umgreifenden Armen, welche oben in eine Fußplatte endigen, mit

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Fig. 177.

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Fig. 178.

Tafel 5.

Waschinenöan-An stakt I. W. Hroö & Ko., H. m. ö. K. in Leipzig.

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Seiltrieb in einer Brauerei. Die Seilscheibe sitzt ans einer Hohlwelle, die vermrttels lösbarer Zahnkupplung mit einer durchgehenden Welle je nach Bedarf verbunden werden kann. Die Hängeböcke haben 1450 mm Ausladung.

welcher sie gegen Balken oder Träger geschraubt werden. Die Entfernung a von Fußplatte bis Mitte Lager bezeichnet man als die Ausladung des Lagers.

Diese geschlossenen Hängelager haben den Übelstand, daß die Welle durch den Lagerkörper hindurchgesteckt werden muß, es dürfen demzufolge irgend welche Teile auf der Welle nicht sitzen.

Diesen Übelstand beseitigen die offenen Hängelager (Fig. 179 u. 180),

Ausführung von I. M- Grob & Co. in Leipzig. Bei diesen Lagern ist die eine Seite offen, so daß die Welle von der Seite her leicht eingelegt werden kann.

Die Abmessungen dieser Lager giebt folgende Tabelle.

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Fig. 179.

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■BPS

Fig. 180.

Schalen

Deckenplatte

Befestigungsschrauben

Bohrung

Lauf- Ganze länge Länge

Stärke an den

Breite Befestigungs- besser schrauben ¹¹

Durch- Entfernung

Entfer-Anzahl nung

111111111111111

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130

140

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Fig 181. Prakt. Maschinenbauer.

Fig. 182.

Fig- 183.

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Die Fig. 181 bis 184 geben noch einige andere Formen von offenen Hängelagern nach Ausführungen von I. M. Grob & Co. in Leipzig wieder. Bei den Lagern Fig. 181 u. 182 dienen längs der Welle laufende Träger zur Befestigung, bei Fig. 183 ein quer zur Welle laufender Träger und bei Fig. 184 ein längs der Welle laufender Holzbalken. Bei den längs der Welle laufenden

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Fig. 184.

Fig. 185.

Fig. 186.

Trägern oder Balken kommt, außer der senkrechten Ausladung A, noch die horizontale Ausladung Ai in Frage.

Man kann auch ein Hängelager

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mm\% mit einem gewöhnlichen Stehlager |^pi!j|!| dadurch herstellen, daß man das Stehlager in einen Hängebock

||{ (Fig. 185 u- 186) befestigt.

Die Konsollager.

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11

Geht eine Transmission an

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gfcf der Wand oder an einer Säulenreihe entlang, so benutzt man zu ihrer Lagerung Lager, die an der

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f|B=jl Wand oder der Säulenreihe Be» festigt werden. Man nennt der-!Üffli|!|1 "Ege Lager Konsollager. Die eigentlichen Konsollager sind nur für leichtere Betriebe ohne Zahn-rSE;' rüder und große Riemenzüge zu ! [ l verwenden. Sie sind alle vorn | fl' offen, so daß man die Welle leicht einbringen kann. Für schwerere Betriebe muß man besondere Stehlager auf Konsole setzen.

Fig. 187 zeigt ein Konsollager der Berlin-Anhaltischen Maschinen-bau-A.-G. in Dessau. Die Befestigung an der Wand geschieht gewöhnlich mit

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drei Schrauben, oben zwei, unten eine. Die oberen Schrauben liegen noch etwas über der Mittelachse des Lagers. Die senkrechte Schraubenentfernung ist zweckmäßig größer als die Ausladung des Lagers. Die Befestigungsschrauben gehen durch die Mauer hindurch und sind mit Wandankerplatten versehen, so daß möglichst viel Mauerwerk gefaßt wird. Als Endlager einer Welle, welche senkrecht gegen eine Wand gerichtet ist, werden diese Lager auch so ausgeführt, daß ihre Mittelachse senkrecht zur Wand steht.

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Fig. 189.

—f'XLifi“ Fig. 190.

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Fig. 188 ist ein Säulenkonsollager nach Ausführungen von G. Polysius in Dessau. Das Lager wird an einer geraden Fläche der Säule befestigt.

Fig. 188.

Wie schon bemerkt, muß man für schwerere Betriebe besondere Stehlager auf Konsolen befestigen (Fig. 189 u. 190), Ausführung von J.M. Grob & Co. in Leipzig. Die Stehlager können hier auf der Fläche der Konsole etwas verschoben werden, so daß sie für verschiedene Ausladungen A eingestellt werden können. Die Befestigungsschrauben sind mit einem länglichen viereckigen Kopf versehen, der in seiner Breite nicht stärker ist als der Schraubenbolzen, so daß die Schrauben in einen längs der Mitte der Befestigungsfläche des Konsols für das Lager laufenden Schlitz gebracht werden und dann um 90° gedreht werden können, so daß sie dann mit ihren vorstehenden Kopfseiten hinter die oberen Ränder des Schlitzes greifen, der eine Form, wie hier angegeben hat (I I). Der Schlitz muß natürlich vorn geschlossen sein, weil sonst die Gefahr nahe liegt, daß die Schrauben mit dem Lager herausrutschen könnten, wenn der Riemenzug nach vorn gerichtet ist.

Die Tabelle giebt die Maße von Konsolen:

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Fig. 103.

i Mj

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Fig. ltn.

mm

W-

3 Stück Anker

Entfernung

vertikal k

Bohrung

Stärke

Mitte Welle bis oberen Anker

bei einer Ausladung A von

horizontal

Zoll

200-300

300-400

400-500

I 500-600

600-700

700-800

800-900

Stärl-an den Ankern

30-

40-

V₂

60

50-

78

75

120

60-

*U

95

125

70-

⁷ls

110

140

80-

120

160

90-

17s

125

180

174

140

180

300

400500 600 700 800

900

178

100-

110-    17t

120-

17₂

150

160

170

200

200

250

250

Ebenso können diese Konsole auch mit Befestigungsplatte zur Befestigung an Säulen ausgebildet werden.

Ein Konsol für ein Endlager mit der Achsenrichtung senkrecht zur Wand giebt Fig. 191 wieder (Ausführung von Loh mann & Stolterfoht in Witten). Man bezeichnet diese Konsole auch als Stirnkonsole, sie haben nur eine solche Ausladung, daß das Lager bequem Platz auf ihnen findet.

Fig. 192.

Die Bocklager.

Es kann der Fall eintreten, daß die Transmission auf dem Fußboden montiert werden muß. Hier benutzt man Bocklager oder Stehlager auf Lager»

bücken oder Lagerstühlen. Ein Bocklager der Peniger Maschinenfabrik und Eisengießerei, A.-G. in Penig, giebtFig. 192 wieder. Der obere Teil des Lagers kann abgenommen werden, so daß die Welle bequem eingelegt werden kann.

Ein Stehlager auf Lagerbock ist in Fig. 193 nach Ausführungen von Lohmann & Stolterfoht in Witten dargestellt.

Die Mauerkasten.

gig. 194.

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Fig. 195.

Tritt der Fall ein, daß die Transmission durch eine Mauer geht, so wird in der Mauer eine Lagerstelle vorgesehen. Das zugehörige Lager muß dann in einen Mauerkasten gesetzt werden. Es ist dies ein gußeiserner Kasten, welcher die Mauer nach allen Seiten abstützt und unten eine Fläche zum Aufsetzen und Befestigen eines Lagers besitzt. Fig. 194 und 195 zeigt einen Mauerkasten. Derselbe besitzt in seiner Breite b eine angegossene Rippe, welche eine Befestigung des Kastens durch Hintergießen von Cement gestattet. Eine weitere Befestigung, durch Schrauben, erhält ein Mauerkasten für ge- d»« wöhnlich nicht, es erweist sich eine solche ^8« höchstens als angebracht, wenn sich oberhalb des Mauerkastens die Mauer nur wenig fortsetzt, so daß der Druck des Manerwerkes zu gering ist für eine solide Befestigung.

Die Peniger Maschinenfabrik und Eisengießerei, A.-G. in Penig, giebt ihren Mauerkasten die folgenden Abmessungen.

Bohrung

Mitte Welle bis

Mauersohle

Länge

Fußplatte

Breite

Mauerkasten

Stärke

lichte Höhe

lichte Weite

SS§§S888883388g:SS£g?g

85

85

105

105

125

125

145

145

155

155

165

165

185

185

195

210

220

235

245

260

sllllllfelgggoS

270

300

300

350

350

400

400

450

450

510

- 510

570

570

620

640

670

710

760

820

Illlllllllllllllllll

Andere Angaben für die Dimensionen sind: lichte Höhe f=4,5d +150 mm, lichte Weite g=4 d -j-100 mm, Breite b—1,5 d + 30 mm.

2. Die Spurlager.

Wie wir oben schon bemerkt hatten, benutzt man zur Lagerung bezw. Unterstützung der Spurzapfen Spurlager. Bei den Zapfen hatten wir gesehen, daß die Spurzapfen auf einer sogenannten Spurpfanne laufen, das Lager muß also zur Aufnahme des Zapfens mit der Pfanne eingerichtet sein. Die Spurpfanne wird unten gewölbt, damit sie sich etwaigen Schwankungen des Spurzapfens anpassen kann Da sich aber der Zapfen stets auf der Pfanne drehen soll, so muß durch irgend ein Mittel verhindert werden, daß die Pfanne an der Drehung teilnimmt, ohne daß sie verhindert wird, etwaigen Schwankungen des Zapfens folgen zu können.

Die gewöhnliche Ausführung eines leichten Spurlagers zeigt Fig. 196 und 197. Dasselbe ist in Fig. 196 im Schnitt, in Fig. 197 in bildlicherDarstellung wiedergegeben. Der Lagerkörper K ist hier mit vier Schrauben auf einer Sohlplatte P befestigt, zu deren Befestigung auf dem Fundament zwei Schrauben dienen. In dem Lagerkörper K befindet sich eine Rotgußbüchse B, in welcher unten die Spurpfanne 8 liegt, die unten kugelförmig gestaltet ist.

Ein Stift I hindert sie, die Drehung des Zapfens mitzumachen. Die Rotgußbüchse B ist oben zur Aufnahme des Schmiermaterials trichter-jjjjl| förmig erweitert. Die Zu-M" führung desSchmiermaterials bietet bei den Spurlagern die Hauptschwierigkeit, man hat auch deshalb dasselbe durch besondere Röhrchen von unten her zwischen die Pfanne und Zapfen gedrückt. Die Spurpfanne macht man ¹/i bis */« so dick als die Zapfen.

Wir werden weiter unten noch eine Spurlagerkonstruktion für die stehenden Turbinenwellen kennen lernen.

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Fig 196.

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Fig. 197.

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Die Kugel- und Rollenlager.

Bei den eben besprochenen Lagern tritt durch die Reibung zwischen Zapfen und Lager ein wesentlicher Arbeitsverlust auf, die gleitende Reibung, welche

bei ihrem Auftritt, bei nicht zweckmäßig konstruierten Lagern, eine bedrohliche Größe annehmen kann. Häufig ist die gleitende Reibung die Ursache des Warmlaufens der Lager, wenn der Zapfendruck zu groß wird und die Lagerschalenlänge nicht genügend groß gehalten ist. Bei den Kugel- und Rollenlagern ist nun die gleitende Reibung durch die rollende Reibung ersetzt, durch welche der Arbeitsverlust ganz bedeutend herabgemindert wird. Bei ihnen ist zwischen Zapfen und Lager eine Anzahl von Kugeln oder Rollen gebracht, auf welche sich der Zapfen abrollt und die sich selbst wieder im Lager abrollen.

Da bei den Lagern für rollende Reibung der Zapfendruck nur auf eine verhältnismäßig kleine Fläche wirkt, muß, im Gegensatz zu den Lagern für gleitende Reibung, für die Rollen und Lagerschalen ein hartes Material gewählt werden. Selbstverständlich ist, daß sich die Kugeln oder Rollen dieser Lager nicht gegenseitig aneinander reiben dürfen, weil sonst zwischen ihnen gleitende Reibung entstehen würde, die wiederum einen Arbeitsverlust herbeiführen würde. Man hat deshalb die Kugeln oder Rollen in besonderen Gehäusen untergebracht oder mit solchen umgeben, welche ein Berühren derselben verhindern. In neuerer Zeit ist man aber von diesen sogenannten Käfigen wieder abgekommen, da man gefunden hat, daß die Kugeln oder Rollen sich bei einem richtig konstruierten Lager gar nicht berühren und aneinander reiben, daß wenigstens diese Gefahr verschwindend klein ist. Breslauer, „Der Maschinenbau",*) sagt: „Es hat sich in der Praxis auch nicht gezeigt, daß die Rollenlager einen wesentlichen Verlust an gleitender Reibung ausweisen, vielmehr kann die Verringerung des ArbeitLverlustes durch rollende Reibung selbst bei Rollenlagern so einfacher Ausführung, wie sie bei Geleiswagen gebräuchlich sind, auf über 50%, gegenüber dem Lager mit gleitender Reibung, angenommen werden. Einen derartigen Erfolg können aber die Rollenlager nicht zeigen, wenn die Rollen, während sie durch das Lager hindurchgehen, reibend aufeinander einwirken. Wir können uns auch leicht davon überzeugen, daß diese Wirkung der Rollenlager aufgehoben wird, wenn wir ein Rollenlager herstellen, welches mit Rollen genau ausgefüllt ist, so daß jede Rolle ihre Nachbarrolle berühren muß. Solche Rollenlager sind kaum zu gebrauchen, weil die Reibung der Rollen gegeneinander ihre Abrollung verhindert. Werden aber aus einem derartigen Rollenlager eine oder mehrere Rollen entfernt, dann zeigt das Lager sofort die volle Wirkung der rollenden Reibung." •

Weiter heißt es in der „Deutschen Techniker-Zeitung 1899": „Der jeweils zulässige Druck auf die Stahlkugeln ist natürlich desto geringer zu halten je größer die Geschwindigkeit ist. Ferner ist zu beachten, daß die Zeit, während welcher eine Kugel betriebsfähig ist, abhängt, sowohl vom Drucke, als auch von der Geschwindigkeit, wobei das Überschreiten einer gewissen Grenze einer dieser Faktoren eine große Verkürzung der genannten Zeit verursacht. Eine Vergrößerung der Kugelanzahl, also Verkleinerung des specifischen Druckes, und eine Verringerung der Umlaufsgeschwindigkeit wirken günstig auf die Dauer der

0 Verlag von I. I. Arnd, Leipzig.

Kugeln ein. Jedenfalls bewähren sich Kugellager mit verhältnismäßig geringeren Umlaussgeschwindigkeiten besser, als solche mit höheren Geschwindigkeiten."

„Da Staub oder Fremdkörper zwischen den Kugeln allmählich abschleifend auf dieselben wirken und sie unbrauchbar machen, so ist auf staubdichten Abschluß des Lagers großer Wert zu legen."

„Im allgemeinen ergiebt bei einem bestimmten Durchmesser des Laufkreises eine Vergrößerung des Kugeldurchmessers und eine entsprechende Verkleinerung ihrer Zahl einen günstigeren Effekt, doch giebt es auch hierfür eine Grenze, über welche sich jedoch allgemeines nicht sagen läßt."

„Bei der Ausführung von Kugellagern sind die Teile, zwischen welchen die Kugeln laufen, aus gehärtetem Stahl herzustellen und nach dem Härten sorgfältig zu schleifen."

Bemerkt sei hier, daß das, was über Kugellager gesagt ist, auch für Rollen

lager gilt.

Kugellager.

Die Kugellager haben hauptsächlich als Spurlager Anwendung gefunden. Da nämlich bei einem gewöhnlichen Spurlager die Umfangsgeschwindigkeiten der Lauffläche des Spurzapfens in jedem Abstand von der Mittelachse verschieden I    sind, nutzt sich die Lauffläche

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gig. IM.

ungleich ab und wird uneben, ferner wird durch die Centri-fugalkraft das Schmierö F stets nach außen getrieben. Durch Anwendung von Kugeln können diese Übelstände ganz vermieden werden. Die einfachste Anordnung eines Spurlagers ist in Fig. 198 wiedergegeben, bei welcher eine Reihe Kugeln zwischen zwei Spurplatten angeordnet ist. Es heißt in der oben angegebenen Zeitung weiter: „Bei der Anordnung, wo vier Berührungspunkte AB OB zwischen den Laufnuten vorhanden sind, muß der Querschnitt der letzteren von der dargestellten Form sein. Die Berührungspunkte der oberen Kugelhälfte A und B und die der unteren C und D müssen auf geraden Linien liegen, die durch die Drehachse bei P hindurchgehen. In diesem Falle läuft die Kugel beständig um die Halbierungslinie PF als Achse, und die Punkte B und D haben eine größere Umfangsgeschwindigkeit, als die Punkte A und 0, und zwar in demselben Verhältnis, wie ihre horizontalen Abstände von der Drehungsachse. Es tritt also hier nirgends ein Gleiten auf.

Fig. 199 zeigt ein Spurlager, dessen Kugeln gehörig vor dem eindringenden Staub geschützt sind. Die Kugeln laufen zwischen zwei aus gehärtetem und geschliffenem Stahl bestehenden Spurplatten. Die einzelnen Kugelreihen sind durch

cylindrische Wandungen voneinander getrennt. Das Lager selbst ist zur Abdichtung gegen Staub als Stopfbüchse mit einer Filzpackung ausgebildet.

Fig. 199.

L. Silberstein Söhne in Schwiebns führen ein Spurlager nach Fig. 200 aus. Der Lagerkörper ist mit einer Rotgußbüchse, die Spurpfanne mit einer Laufnute für die Kugeln versehen. In die stehende Welle ist mittels Konus und Keil ein besonderer Zapfen aus Stahl eingesetzt, der eine entsprechende Laufnute für die Kugeln enthält. Eine Reihe Kugeln ist hier vorhanden. Derartige Lager werden für 30 bis 80 mm Wellendurchmesser ausgeführt, und erhalten die Kugeln des kleinsten Lagers VV, die des größten */*" Durchmesser.

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Fig. 200.

In der „Deutschen Techniker-Zeitung" heißt es: „Die Anordnung von Kugelkäfigen im allgemeinen ist nicht nötig, namentlich da sie ein weiteres Reibungselement darstellen. In Fällen, wo die Kugellager häufig auseinanderzunehmen sind, müssen indessen solche Käfige in Anwendung kommen, um den Verlust von Kugeln zu verhüten. Fig. 201 zeigt eine geistreiche Ausführung desKäfigs. Ein Bronzering nämlich, dessen Höhe etwas geringer ist, als der Kugeldurchmesser, wird mit entsprechenden Bohrungen, in denen die Kugeln sich leicht bewegen können, in unregelmäßiger

Anordnung so versehen, daß der Bohrer    ^______

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Fig. 201.

auf der unteren Seite einen vorspringenden Rand läßt, also das Metall nicht ganz durchbohrt. Nach Einführung der Kugeln in die Löcher, werden die oberen vorstehenden /QQ Ränder durch Stauchen des Metalls mit geeigneten Stempeln unter einer Presse her- pifPfgr gestellt. Die Kugeln haben so freie Beweglichkeit, und ihr Abstand voneinander ist in einfachster Weise gesichert. Es ist zweckmäßig, die Kugeln nicht in konzentrischen Kreisen anzuordnen, sondern so. daß sie in möglichst allen radialen

Prakt. Maschinenbauer.

Abständen vom Mittelpunkt auslaufen, damit die Bildung von Nuten oder Rinnen in den Stützflächen vermieden wird."

„Ob es zweckmäßig ist, die Kugellager zu schmieren oder nicht, darüber sind die Meinungen geteilt. Jedenfalls macht ein erstmaliges Einfetten der Kugeln mit Vaseline ein weiteres nicht nötig."

Ebenso wie für Spurzapfen, sind die Kugellager natürlich auch für «Stirn» und Halszapfen im Gebrauch. Das bekannteste Lager dieser Art ist wohl auch das Fahrradlager (Fig. 202). Die Kugeln laufen hier in zwei besonders eingesetzten Stücken, welche so geformt sind, daß jede Kugel nur an zwei Stellen

Fig. 202.

ihres Umfanges aufliegt, demzufolge die Lagerstellen nach einem etwas größeren Durchmesser ausgedreht werden müssen, als dem Durchmesser der Kugeln entspricht. Es ist falsch, die Laufflächen der Kugeln so zu gestalten, daß diese an drei Punkten anliegen; die Kugeln derartiger Lager schleifen.

Ein Kugellager für leichtere Drucke mit einer Reihe Kugeln zeigt Fig. 203. Die Kugeln laufen hier in besonderen Laufnuten. Häufig sind, hauptsächlich bei

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mehreren Reihen Kugeln, die Laufnuten nicht vorhanden, vielmehr laufen die Kugeln jeder Reihe für sich in besonderen Käfigen, welche dadurch gebildet werden, daß zwischen je zwei Kugelreihen eine Wand eingesetzt ist.

I Man füllt aber auch das ganze Lager mit Kugeln aus und läßt sie nach Belieben laufen.

Fig. 208.

„1. Jede Kugel muß einen freien ununterbrochenen Lauf haben und darf nicht aus der Bahn herauskommen, d. h. die Kugelreihe muß endlos sein.

2.    Die Kugeln müssen einen bestimmten Weg durchlaufen und um eine bestimmte Achse rollen.

3.    Die Kugeln müssen genau rund und in jedem Satz unter sich durchaus gleich sein. Wenn nur eine einzige Kugel hiervon abweicht, wird die Wirkungsweise aller anderen dadurch beeinträchtigt.

4.    Bei großen Umfangsgeschwindigkeiten sind Kugeln nur mit Vorsicht anzuwenden, denn für ihre Brauchbarkeit giebt es eine Grenze nach dieser Richtung. Die beste Wirkung haben Kugeln bei geringen Geschwindigkeiten."

Es heißt in der „Deutschen Techniker-Zeitung 1899" weiter: „Als Anhaltspunkte für die Konstruktion von Kugellagern können auf Grund der vorstehenden Ausführungen etwa folgende Regeln gelten:

Rollenlager.

Rollenlager finden im allgemeinen weniger Anwendung wie die Kugellager, trotzdem ihre Vorteile vollauf erwiesen sind. Bei den Rollenlagern treten an Stelle der Kugeln die Rollen. Man gruppiert, ebenso wie bei den Kugellagern, um den Zapfen die Rollen ohne Anwendung von Käfigen. Ist das Lager lang, so daß die Rollen, wenn sie ganz durchgehen sollen, zu lang ausfallen, so benutzt man zwei Lagen kürzerer Rollen nebeneinander. Je länger die Rollen sind, desto größer wird natürlich auch die Gefahr werden, daß sie nicht in allen ihren Punkten auf dem Zapfen oder im Lager aufliegen, wodurch aber ungünstige Reibungsverluste entstehen würden.

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Fig. 205.

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Fig. 206.

Fig. 207.

Ein Rollenlager für kleinere Gleisfahrzeuge für Industriebahnen ist von Ingenieur Breslauer, Leipzig, eingeführt worden. Dieses Lagerist in Fig.204bis207 dargestellt. Es heißt in Breslauer, „Der Maschinenbau": „Den einfacheren Betriebsverhältnissen dieser Bahnen entsprechend, können die Achsenbuchsen nicht, wie bei Rollbahnen, gefedert gelagert werden. Um danach jeder Klemmung der Achsenschenkel im Lager vorzubeugen, die die Vorteile der Rollenlager aufheben mußte, ist die Achsenbuchse A zwischen einem schmiedeeisernen Bügel B und einer eben solchen Sohlplatte C mit beschränkter Beweglichkeit gelagert. Die Rollen haben einen Durchmesser von 10 mm. Sie legen sich mit ihren abgerundeten Enden einerseits gegen einen Rand des ausgeschraubten Verschlußdeckels D, andererseits gegen den Stoß- und Dichtungsring E."

Der Deckel D wird mit Starrschmiere angefüllt, welche nach unten läuft und dann von den Rollen mitgenommen wird.

Im folgenden soll noch ein Rollenlager besprochen werden, welches sich in letzter Zeit ein großes Anwendungsgebiet geschaffen hat. Man hat in Amerika die massiven Rollen durch spiralgewundene und dadurch elastisch gewordene ersetzt, indem man einen Streifen Stahl von rechteckigem Querschnitt zu einer enggewundenen Schraubenfeder aufgerollt hat, wodurch die Rolle selbst die Eigenschaften einer Feder annimmt.

Fig- 208.

Die „Deutsche Techniker-Zeitung 1899" sagt in ihrer Nr. 28 weiter: „Das Ergebnis von Versuchen mit massiven Rollen, welche Jahre lang unter den verschiedensten Verhältnissen durchgeführt wurden, erweist, daß eine der Hauptschwierigkeiten von Rollenlagern, mögen dieselben noch so sorgfältig ausgeführt sein, der ungleichmäßigen Verteilung des Druckes auf die Oberflächen der Rollen zuzuschreiben ist. Dieser Übelstand veranlaßte kleine, ungleichmäßige Verdrehungen in den einzelnen Teilen oder eine langsam fortschreitende Zerstörung. Die genannte Ungleichmäßigkeit der Verteilung des > Druckes hat ihre Ursache in kleinen Durchbiegungen der Rollen, Nachgiebigkeit der Lagerteile oder darin, daß die Achsen der Rollen oder diese selbst nicht genau parallel sind. Es sind alle verschiedenen Ursachen vorhanden, welche eine genaue Druckverteilung über die ganze Länge der Rolle hindern, die doch für deren lange Lebensdauer unerläßliche Bedingung ist. Der Druck, welchen Rollen sicher aufnehmen können, hängt ab von dem Durchmesser derselben, von der Härte des Materials, von der Beschaffenheit der Lagerteile, welche sie aufnehmen, und endlich von der Geschwindigkeit ihrer Bewegung."

Alle diese eben angegebenen Übelstände sollen die spiralgewundenen Rollen von I. W. Hyatt aufheben, indem sie allen Ungleichmäßigkeiten folgen können. Fig. 208 zeigt ein Konsollager mit solchen Rollen. Die Konstruktion des Lagers selbst ist dieselbe wie die der gewöhnlichen Konsollager. Die Lagerschalen nehmen die Rollen auf. An beiden Enden wird eine ringförmige Platte vorgeschraubt, gegen die die Rollen laufen- Die Lagerschalen selbst ruhen in zwei Schrauben, so daß sie gehoben oder gesenkt werden können. Versuche mit diesen Rollen haben ergeben, daß sie im Gegensatz zu massiven Rollen überall in ihren Lagerflächen anliegen.

Wie mir selbst mitgeteilt wurde, laufen derartige Lager in einem Fabrikbetrieb jetzt bereits zwei Jahre bei ununterbrochenem Betrieb ohne jede Störung und zur vollsten Zufriedenheit. Die Lager bedürfen nicht mehr Wartung als gewöhnliche Ringschmierlager.

3. Die Nädertriebe.

Die unter diese Gruppe fallenden Maschinen-Elemente hat man auch als Maschinen-Elemente zur Übertragung der drehenden Bewegung von einer Welle auf eine andere bezeichnet. In der Hauptsache kann nun diese Bewegungsübertragung, mit der naturgemäß auch stets eine Kraftübertragung verbunden ist, auf zwei Arten erfolgen. Die beiden Maschinen-Elemente stehen durch Vorsprünge und Vertiefungen, die Zähne und die Zahnlücken, in direkter Verbindung miteinander, oder aber es legt sich um die beiden Räder und deren Zähne ein endloses Band, die Kette, welche dann die Drehung des einen auf das andere übermittelt.

Zu dieser Gruppe gehören die Zahnräder und die Kettenräder.

Bei der zweiten Art dieser Maschinen-Elemente bedient man sich zur Bewegungsübertragung der Reibung. Es können sich auch hier wieder die Elemente gegenseitig direkt berühren, oder die Übertragung erfolgt indirekt durch ein um die Räder geschlungenes Band, den Riemen oder das Seil.

Zu dieser Gruppe gehören die Reibungsräder, Riementriebe und Seiltriebe.

Es ist selbstverständlich, daß, wenn eine Bewegungsübertragung zu Stande kommen soll, auf beiden Wellen ein Rad sitzen muß, und daß auch die Drehbewegung von einer dieser beiden Wellen ausgehen muß. Die Welle, welche die Drehbewegung von einer Kraftmaschine erhält, heißt die treibende Welle und das auf ihr sitzende Rad das treibende Rad. Die Welle, welche die Drehbewegung von dieser treibenden Welle empfängt, heißt die getriebene Welle und das auf ihr sitzende Rad das getriebene Rad.

Bei allen diesen Rädertrieben muß nun stets der Satz bestehen, daß je zwei zusammenarbeitende Räder sich stets mit gleicher Umfangs-geschwindigkeit bewegen. Bei den Zahn- und Kettenrädern ist dieser Satz ohne weiteres stets zu erfüllen, da durch das Ineinandergreifen der Zähne sich stets das getriebene Rad mit derselben Geschwindigkeit drehen muß, wie das treibende. Beim Riemen- oder Seiltrieb aber könnte das verbindende Glied auf dem Scheibenumfang gleiten und dadurch eine unregelmäßige Bewegungsübertragung herbeiführen.

Die Umfangsgeschwindigkeit ist diejenige Geschwindigkeit v in Metern in der Sekunde eines Rades, welche dasselbe an seinem Umfang hat, d. h.

diejenige Strecke, welche es in gerader Richtung in der Sekunde zurücklegen würde, wenn es'z. B. auf dem Fußboden rollen würde. Es ist ohne weiteres klar, daß diese Strecke um so größer wird, je schneller sich das Rad dreht und je größer dasselbe ist, also umgekehrt, um so kleiner, je langsamer das Rad gedreht wird und um so kleiner es ist. Mit anderen Worten, die Umfangs-

geschwindigkeit eines Rades erhält man demnach sehr leicht aus v =

2st.r.n

wenn st = 3,14 (stets gleichbleibend), r = Radius des Rades, n = Tourenzahl des Rades in der Minute bedeutet.

Denken wir uns nun zwei zusammenarbeitende Räder mit dem Radius r* und r₂ und den zugehörigen Umdrehungszahlen nt und n₂, so ist die Umfangs-

2 rcr₁n₁

geschwindigkeit des ersten Rades vt = 2 rt r₂ n₂

60

und die Umfangsgeschwindigkeit

des zweiten Rades v₂

60

; nach 'der genannten Grundbedingung muß

sein v, = v₂, also

2 TT r, 2n rs n₂

60

60

, woraus sich ergießt

r»-n₁=r,n8f

d. h. bei zwei miteinanderarbeitcnden Rädern ist das Produkt aus Radius und Umdrehungszahl je eines Rades einander gleich.

Diese Beziehung kann man auch schreiben:

£i₌^ä r2 nl

oder in Worten: Bei zwei miteinanderarbeitenden Rädern verhalten sich die Radien umgekehrt, wie die Umdrehungszahlen.

Haben z. B. zwei miteinanderarbeitende Räder die Radien r, = 300 mm . und i’ä = 400 mm, und macht das Rad in der Minute n, =100 Umdrehungen, so findet man die Umdrehungen n₂ des Rades v₂ aus

ri

r-2 »1 300

400 — 100

ZU

300.100

= 75 Umdrehungen in der Minute.

Auf dieselbe Weise findet man in anderen Fällen n₁₍ r, und r₂.

Als Übersetzungsverhältnis bezeichnet man das Verhältnis der Umdrehungszahlen des treibenden Rades und der Umdrehungszahl des getriebenen

Uz —

400

Rades, also —.

Uz

a. Die Zahnräder.

Die beiden Wellen, welche mit Zahnrädern zu versehen sind, können eine verschiedene gegenseitige Lage zu einander haben, und zwar können die beiden

Wellen parallel zu einander liegen, sie können sich unter einem beliebigen Winkel schneiden oder unter einem beliebigen Winkel kreuzen. Danach unterscheidet man, je nach der dadurch bedingten Form des Grundkörpers, folgende drei Arten von Zahnrädern:

1.    Stirnräder,

2.    Kegelräder,

3.    Schraubenräder,

je nachdem der Grundkörper ein Cylinder, ein Kegel oder ein Hyperboloid ist.

I. Die Stirnräder.

Soll durch Zahnräder eine Drehbewegung von einer Welle auf eine andere übertragen werden, so muß auf jeder Welle ein Zahnrad sitzen, von denen das eine Rad mit seinen Zähnen in die Lücken des andern eingreift und umgekehrt. Wir sagen die Zahnräder stehen miteinander in Eingriff. Hat nun das eine Zahnrad ebenso viel Zähne wie das andere, so müssen auch in einer gewissen Zeit genau so viel Zähne des einen mit genau so viel Zähnen des andern Rades in Eingriff kommen, oder beide Wellen müssen die gleichen Tourenzahlen machen oder die gleiche Umfangsgeschwindigkeit haben. Hat aber das eine Zahnrad weniger Zähne als das andere, so muß sich die Welle mit dem Zahnrad der kleinen Zähnezahl schneller drehen, als die Welle mit der größeren Zähnezahl, und zwar je nach dem Verhältnis der beiden Zähnezahlen zu einander. Hat z. B. das eine Zahnrad 50 Zähne, und dreht sich dasselbe 60 Mal in der Minute, und hat das andere Zahnrad nur 25 Zähne, so muß sich diese Welle noch einmal so schnell drehen, d. h. 2x60 —

50

120 Umdrehungen machen, da^— 2 ist. Da

nach obigem die Radien zweier zusammenarbeitender Räder sich umgekehrt wie die Umdrehungszahlen verhalten, so muß dasselbe auch mit den Zähnezahlen der Fall sein, da diese von den Radien abhängig sind. Es muß also

auch die Beziehung ^ = ^ richtig sein, z, n2 Z1

und Zz bezeichnen die Zähnezahlen der beiden Räder.

Als Teilkreis eines Zahnrades bezeichnet man denjenigen Kreis, auf welchem die Zähnezahl des Rades aufgetragen wird. Der Durchmesser dieses Kreises giebt auch zugleich den Durchmesser des Zahnrades an. Auf dem Umfang des Teilkreises kann man nur eine gewisse Zähnezahl auftragen, welche von der Zähneteilung, d. i. der Entfernung von Mitte zu Mitte Zahn, abhängig ist. Mit anderen Worten: der Teilkreisdurchmesser ist von der Zähnezahl oder umgekehrt die Zähnezahl von dem Teilkreisdurchmesser abhängig. An der Fig. 209 wollen wir uns die weiteren Bezeichnungen klar machen. Der Kreis T ist der Teilkreis. Die Zahnteilung

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t"

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Fig. 209.

oder kurzweg Teilung t wird auf diesem Kreis gemessen. Die Zahndicke, im Teilkreis gemessen, ist d, die Zahnbreite b, die Zahnlänge 1, der Zahnkopf Iz und der Zahnfuß 1₂. Dementsprechend bezeichnet man den Begrenzungskreis K der Zahnköpfe als den Kopfkreis, den Begrenzungskreis F der Zahnfüße als den Fußkreis. Der lichte Raum, welcher zwischen zwei Zähnen liegt, ist die Zahnlücke, in diese Zahnlücke greift der Zahn des anderen Rades. Die seitliche Begrenzungslinie des Zahnes bezeichnet man als die Zahnflanke.

Von zwei zusammenarbeitenden Rädern müssen sich die beiden Teilkreise berühren, so daß in der Verbindungslinie der Mittelpunkte der beiden Räder die Zähne in ihrer Dicke d sich berühren.

Die Begrenzungslinie der Zähne, die Zahnflanke, kann verschieden ausgebildet werden, wonach man die Verzahnungen erhält

Die Teilung eines Zahnrades ist für seine Einzelabmessungen bestimmend. Man setzt alle anderen Abmessungen in ein bestimmtes Verhältnis zur Teilung t.

Die Zahnlücken macht man etwas weiter, als die Zahndicke es erfordert, den Zahnkopf etwas niedriger als den Zahnfuß, so daß der eingreifende Zahn genügend Beweglichkeit in der Zahnlücke hat. Der Zahnkopf It ist gewöhnlich

Fig. 2X0.

0,31, der Zahnfuß Iz — 0,4 t hoch, demnach ist die ganze Zahnlänge 1 = 0,3 +

0,4 t

Die Zahn-

= 0,71. Die Zahndicke ist d = ^t, die Zahnlücke |^t.

breite macht man verschieden, meist 2,5 — 3 t.

Wir haben Zahnräder ganz aus Eisen oder Zahnräder aus Eisen mit Holzzähnen zu unterscheiden. Ferner können die Stirnräder mit Außen- oder Jnnenverzahnung versehen sein.

von

Stirnräder mit Außenverzahnung giebt Fig. 210 wieder (Figur von Friedrich Stolzenberg & So. in Berlin-Reinickendorf). Die Zähne sind hier am äußeren Umfang des Radkörpers angebracht, weshalb man es als Stirnrad mit Außenverzahnung bezeichnet. Größere Räder werden meist mit Speichen oder Armen versehen. Diese verbinden die Radnabe mit dem Radkranze, welcher die Zähne trägt. Das Rad wird mit der Nabe auf der Welle aufgeteilt. Die Arme können eine sehr verschiedene Form haben, sie können einen ovalen, wie in Fig. 210, einen T= oder I-förmigen Querschnitt haben. Räder

kleinem Durchmesser werden als volle Scheibe ausgebildet, wie das mittlere Rad der Fig- 210.

Meistens wird ja ein Stirnrad mit einem oder mehreren Stirnrädern in Eingriff stehen. Es kann jedoch auch mit einer Zahnstange in Eingriff gebracht werden, wie das Rad rechts der Fig. 210. Es wird durch die Zahnstange die drehende Bewegung des Stirnrades in eine geradlinige Bewegung umgewandelt, indem das Stirnad an seiner Drehstelle festgehalten wird, die Zahnstange wird dann in geradliniger Richtung verschoben. Aber auch die Zahnstange kann treibend auf das Stirnrad wirken, in welchem Falle die geradlinige Bewegung in eine Drehbewegung umgesetzt wird-

Ein Stirnrad mit Jnnenverzahnung zeigt Fig. 211 (Figur von derselben Firma). Ein solches Rad kann selbstverständlich nur mit einem Stirnrad mit Außenverzahnung in Eingriff sein, wie dies die Figur zeigt. Die Zähne sind dabei auf dem inneren Umfang eines Kranzes angebracht, welcher hier mit der Nabe durch eine volle Wand verbunden ist. Die Anwendung derartiger Stirnräder ist beschränkt, sie sind hauptsächlich für große Übersetzungen vorteilhaft.

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Fig. 211.

Fig. 212.

Für Stirnräder, welche große Kräfte zu übertragen haben und Stößen . ausgesetzt sind, kommen auch die sogenannten Pfeilzähne zur Anwendung (Fig. 212). Die Zähne stehen nicht in gerader Linie, sondern im Winkel geknickt, doppelschraubenförmig, wie stumpfwinklige Pfeilspitzen, auf dem Radumfang. Die Herstellung derartiger Zahnräder ist aber schwierig. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", schreibt: „Man läßt die Zähne mit den Spitzen vorangehen, so daß am treibenden Rad die vordere Schneide des Zahnes mit dem Fuße den Eingriff beginnt und den zu treibenden Zahn am Kopf in der hinteren Hohlkehle trifft. Es ist wichtig, darauf zu achten, daß die Schneide stumpf, die Kehle schärfer ausgebildet wird, weil im entgegengesetzten Falle die scharfe Schneide mit der stumpfen Kehle allein arbeiten würde, ohne daß die Flankenstächen der Zähne zur Berührung kommen könnten. Als Voraussetzung für ruhigen Gang gilt, daß die Zähne jedes Rades und die Räder selbst mit einheitlicher Mittelebene gebaut und gelagert sind. Der Winkel, welchen die beiden Schenkel eines Zahnes bilden, wird zu 110 bis 130° angenommen, die Radbreite gleich viermal der Teilung, die Zahnhöhe nimmt man zweckmäßig kleiner

13

Prakt. Maschinenbauer.

als das normale Maß von 0,71, und zwar etwa 0,61 mit 0,35 t für die Fußhöhe und 0,25t für die Kopfhöhe."

Ein Stück eines Zahnkranzes mit eingesetzten Holzzähnen ist in Fig. 213 u. 214 dargestellt. Zwei zusammenarbeitende Zahnräder mit Eisenzähnen verursachen immer ein Geräusch, um dasselbe zu vermeiden, hat man das eine Zahnrad mit besonderen Zähnen A aus Holz versehen, die in eingegossene Lücken im Radkörper eingesetzt werden. Gegen Herausfallen werden sie meist, wie in Fig. 213, durch einen Keil K gesichert, wobei die Zähne A die gezeichnete

Er

Fig. 213.

Fig. 214,

konische Form erhalten. Die Zähne oder Kämme werden aus Weißbuche gefertigt. Die Faserrichtung soll vom Kops zum Fuß des Zahnes gehen. Die Fertigbearbeitung der Zähne geschieht erst nach dem Einsetzen in den Radkörper. Im Betriebe sind Holzzähne zu schniicren.

II. Die Kegelräder.

Sollen zwei Wellen, die sich unter einem Winkel schneiden, durch Zahnräder ihre Drehbewegungen übertragen, so müssen Kegelräder, konische

Räder oder Winkelräder benutzt werden. Der Winkel, unter welchem sich die beiden Wellen schneiden, kann ein beliebiger sein. Am häufigsten wird der Fall eintreten, daß sich die beiden Wellen unter einem Winkel von 90° schneiden, d. h. senkrecht zu einander stehen.

Ein Kegelräderpaar zeigt Fig. 215. Es sind dies Räder kleineren Durchmessers, welche voll ausgeführt werden. Kegelräder größeren Durchmessers werden, ebenso wie die Stirnräder, mit Speichen versehen, welche meistens einen 's-förmigen Querschnitt haben.

Fig. 216, von Friedrich Stolzenberg & Co. in Berlin-Reinickendorf, giebt ein Kegelräderpaar im Schnitt mit allen eingeschriebenen Bezeichnungen

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Aig. 215.

wieder. Der Punkt, in welchem sich die beiden Achsen der Wellen schneiden, ist die gemeinschaftliche Spitze der beiden Kegel, durch welche die Räder gebildet werden. Die Zähne müssen nach außen hin an Stärke zunehmen, was durch den zunehmenden Umfang der Kegel bedingt ist. Die Teilkreisdurchmesser werden außen gemessen. Da alle Begrenzungslinien der Zähne eines Kegelrades nach der Kegelspitze verlaufen müssen, so muß der Zahn selbst konisch verlaufen.

Außen und innen wird der Zahnkranz durch die sogenannten Ergänzungskegel begrenzt, welche senkrecht auf den sogenannten Grundkegeln stehen. Die Zahnform wird in der Abwicklung des äußeren Ergänzungskegels konstruiert (Fig. 216). Hier werden die normalen Abmessungen der Zähne aufgetragen.

Bei der Verwendung von Kegelrädern kann nur die eine der beiden Wellen bis über die Räder gehen, die andere Welle muß mit dem auf ihr sitzenden Kegelrad abschließen. Die Wellen sollen direkt hinter den Rädern gelagert sein.

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-THEILKREIS- DURSHMESSER-

Fig. 216.

Ebenso wie die Stirnräder können auch die Kegelräder mit Holzzähnen ver-sehen werden, wobei dieselbe Befestigungsart für die Zähne gewählt werden kann.

Bemerkt sei noch, daß die Firma C. A. Löwe in Berlin Zahnräder aus Leder oder Eisenräder mit eingesetzten Zähnen aus Leder in den Handel bringt, welche hauptsächlich für Betriebe geeignet sind, in welchen das Geräusch zweier Eisenräder stört.

III. Die Schraubenräder.

Bei Übertragung durch Zahnräder ist nun noch der Fall möglich, daß sich die beiden Wellen kreuzen. Dies kann unter einem ganz beliebigen Winkel erfolgen. Am häufigsten wird ja in der Praxis das Kreuzen der beiden Wellen unter einem rechten Winkel geschehen. Am meisten bekannt von den Schraubenrädern dürsten wohl Schneckenrad und Schnecke sein. Auch die Schnecke ist weiter nichts als ein Schraubenrad mit sehr kleiner Zähnezahl des treibenden Rades. Schraubenräder können rechts- oder linksgängig verzahnt sein. je nach

13*

ihrer Drehrichtung. Ein paar Schraubenräder für rechtwinklig oder in beliebigem Winkel sich kreuzende Achsen nach Friedrich Stolzenberg & Co. in Berlin-Reinickendorf zeigt Fig. 217. Es sind dies Stirnräder mit schraubenförmig über die Stirnfläche verlaufenden Zähnen. Die Steigung der Schraubenlinie der Zähne ist von dem Winkel abhängig, unter welchem sich die beiden Wellen kreuzen.

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Friedrich Stolzenberg & Co. schreiben in ihrem Katalog: „Beide Räder eines solchen Getriebes müssen in gleicher Spirale verzahnt, also beide entweder rechts- oder linksgängig sein. Soll abwechselnd das eine oder andere treibend oder getrieben arbeiten, dann muß der Steigungswinkel der Zähne gleich dem halben Achsenwinkel sein, somit , z. B. bei rechtwinklig sich kreuzenden Achsen 45° betragen."

Fig. Lj 7.

> „Schraubenräder arbeiten mit gleitender Reibung und ge« i ringer Zahnanlage, die Abmessungen müssen daher so gewählt p werden, daß der Zahndruck möglichst klein wird. Richtig , konstruiert, aus geeigneten Materialien gefertigt und in Ölbad laufend, sind Schraubenräder ihres geräuschlosen Ganges wegen für kleinere und mittlere Kräfte vorteilhaft zu verwenden."

„Bestgeeignete Materialien für Schraubenräder sind Stahl für das schneller, Phosphorbronze für das langsamer laufende Rad; für höchste Geschwindigkeiten härten wir das Stahltrieb. Gußeisen ist nur zu benutzen, wenn Umfangsgeschwindigkeit und Zahndruck klein find."

In Fig. 218 z. B. liegen die beiden Wellen parallel.

In einem solchen Getriebe müssen die Zähne entgegengesetzt spiral geschnitten sein, ein rechtsgängiges Rad kann somit nur mit einem linksgängigen zusammenarbeiten.

Wird jetzt die Zähnezahl des einen Schraubenrades sehr klein, so erhalten wir ein Schneckengetriebe. Haben wir es z. B. mit einer eingängigen Schnecke zu thun, so ist ihre Zähnezahl gleich 1, und die Schnecke, welche stets treibend wirkt, muß bei einer einmaligen Umdrehung das Schneckenrad um einen Zahn weiterschieben. Macht z. B. die Schnecke 150 Umdrehungen, und hat das Schneckenrad 50 Zähne, so

150

macht dasselbe -^- = 30 Touren. Ist die Schnecke zwei-,

Fig. 218.

drei- oder mehrgängig, d. h. sind zwei, drei oder mehr Gänge nacheinander auf die Schnecke geschnitten, so wird natürlich das Schneckenrad bei einer Schneckenumdrehung um zwei, drei oder mehr Zähne verschoben, macht also zwei, drei u. s. w. mal soviel Umdrehungen. Wir haben Schneckenräder mit geraden, im Steigungswinkel der Schnecke schrägstehenden Zähnen (Fig. 219) und Schneckenräder mit konkaven (d. h. hohlen) Zähnen zu unterscheiden (Fig. 220) (Ausführungen von Fr. Stolzenberg & Co. in Berlin-Reinickendorf). Die Achsen kreuzen sich bei Schnecke und Schneckenrad stets im rechten Winkel.

Die Schneckengetriebe nach Fig. 219 sind für Kraftübertragungen wegen ihrer geringen Zahnanlage nicht zu verwenden. Genannte Fabrik sagt: „Schneckengetriebe mit konkaven Zähnen (Fig. 220) arbeiten wie Schraubenräder mit gleitender Reibung, sind aber zur Kraftübertragung in ausgedehnterem Maße zu benutzen, weil infolge der günstigeren Zahnanlage sich der Zahndruck auf größere Flächen verteilt.

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Ihres geräuschlosen Betriebes wegen eignen sich dieselben vorzüglich zur Übertragung elektrischer Energie bezw. zur Minderung der hohen Geschwindigkeit der Elektromotoren."

„Gußeisen ist als Material für Schnecke und Rad am wenigsten geeignet und nur zu verwenden, wenn Umfangsgeschwindigkeit und Zahndruck innerhalb der nachstehend angeführten Grenzen und entsprechend den sich daraus ergebenden Verhältnissen sind:

Umfangsgeschwindigkeit 1,25 2,5 4 m in der Sekunde 600 300 150 kg."

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Fi,. 219.

Fig. 220.

Zahndruck „Bestgeeignete Materialien für Schneckengetriebe sind Stahl für die Schnecke und Phos- . phorbronze für das Rad. Längste Lebensdauer wird erzielt, wenn die Schnecke aus Stahl gehärtet gefertigt wird." Bei der Anwen-

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düng eines Schneckengetriebes wird infolge der Zahnreibung bei der Drehbewegung die Schnecke immer nur nach einer Seite gegen die Lager gedrängt, so daß dort eine ganz beträchtliche Reibung entsteht, man ordnet daher besondere Bunde auf der Schneckenwelle an, welche gegen das Lager laufen.

Fig. 221.

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Die Firma Fr. Stolzenberg & Co. in Berlin-Reinickendorf fertigt besondere Schneckengetriebe,, bei welchen dieser sogenannte Enddruck gänzlich

aufgehoben wird (Fig. 221). Auf der Schneckenwelle sind zwei in Teilung, Steigung und Durchmesser gleiche Schnecken angeordnet, die eine rechts-, die andere linksgängig, jede derselben greift in ein Schneckenrad, welche entweder direkt oder durch Zwischenräder gegeneinander treiben. Hierdurch wird der Druck der einen Schnecke nach links, der der andern aber nach rechts gerichtet sein, so daß sie sich beide aufheben.

Den Radius des Teilkreises der Schnecke wählt man möglichst klein, und zwar gleich der Teilung, wenn die Schneckengänge direkt auf die Welle geschnitten werden. Wird die Schnecke besonders hergestellt, so ist ihr Teilkreisradius etwa 1,61 zu nehmen. Die Schneckenlänge beträgt etwa 2,5 bis 3 t. Die Zahnhöhe ist 0,71, die Zahnbreite bei geraden Zähnen b —1,51, bei konkaven Zähnen im Bogen des Zahnbodens gemessen b — 2 t.

Die Verzahnungen.

Soll durch zwei Zahnräder eine gleichmäßige Bewegungsübertragung erfolgen, so ist es nötig, daß die Zahnflanken der Zähne beider Räder genau übereinstimmen, so daß eine stetige gleichmäßige Berührung beider Zähne stattfindet.

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Fig. 222.

Die ganze Verzahnung muß aber auch so ausgebildet sein, daß in jedem Augenblick immer wenigstens ein Zahn mit dem anderen in Berührung steht. Würde dies nicht der Fall sein, würde also der Zahneingriff einen Augenblick unterbrochen, so würde eine ruckweise Bewegungsübertragung eintreten, was auf die anzutreibenden Maschinen einen schädlichen Einfluß bewirken könnte. Der richtige Zahneingriff ist neben der richtigen Verzahnung der Hauptpunkt einer gleichmäßigen Bewegungsübertragung.

Wir verlangen also von jedem Zahnradpaar, daß

1.    die Umfangsgeschwindigkeit der beiden Rüder in jedem Augenblick ein und dieselbe ist, und daß

2.    die Bewegungsübertragung ununterbrochen und stetig sei.

Hierdurch ist aber folgender Satz der Verzahnungstheorie bedingt: Eine Zahnform ist richtig, wenn die gemeinschaftliche Senkrechte auf die Zahnkurven der Zähne zweier zusammenarbeitenden Räder im augenblicklichen Berührungspunkt stets durch den Berührungspunkt der beiden Teilkreise hindurchgeht.

Denken wir uns in Fig. 222 zwei zusammenarbeitende Zähne mit den Zahnkurven ab und cd, so muß, wenn die Zahnkurven richtig sind, die durch den Berührungspunkt P der beiden Zahnkurven und durch den Berührungspunkt O der beiden Teilkreise T, und T₂ gehende gerade Linie senkrecht auf beiden Zahn-kurven stehen. Durch diese Bedingung und dadurch, daß solche Kurven für die

Zahnflanken zu wählen sind, welche sich leicht und genau Herstellen lassen, sind die Kurven für die Zahnflanken bestimmt, denn nicht alle Kurven entsprechen diesen Bedingungen. Am passendsten sind die sogenannten cyklischen Kurven (Kreislinien). Diese Kurven werden durch die Wege eines Punktes eines Kreises, des Rollkreises, gebildet, wenn sich derselbe auf einem zweiten Kreis, dem Grundkreis, abrollt.

Denken wir uns jetzt den Durchmesser des Rollkreises unendlich groß geworden, dann erscheint der Umfang desselben als gerade Linie. Es beschreibt dann ein Punkt der abrollenden geraden Linie eine Kurve, die Fadenlinie oder Evolvente.

Die bei der Abrollung eines Kreises entstehende Kurve bezeichnet man als Cykloide.

Wir unterscheiden danach Cykloiden- und Evolventenverzahnungen.

Im allgemeinen können die Rollkreise beliebig groß sein und für zwei stetig zusammenarbeitende Räder auch beliebigen Durchmesser haben, dagegen müssen die Rollkreise von sogenannten Satzrädern,d.h. Rädern, welche beliebig gegeneinan- T. der vertauscht werden sollen, stets gleichen Durchmesser haben.

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Beide Rollkreise macht man gewöhnlich gleich groß, und zwar giebt man ihnen einen Radius gleich ⁷/s *•

Flll- 223.

Die Cy kloidenver-zahnung. Wo es darauf ankommt, daß die Räder sich genau im Teilkreise berühren müssen, also wo die Bewegungsübertragung eine durchaus gleichmäßige sein muß, wendet man die Cykloidenverzahnung an. Ihre Herstellung ist schwieriger, als die der Evolventenverzahnung.

Die Konstruktion der Zahnkurve geschieht auf folgende Weise (Fig. 223). T sei der Teilkreis des Rades, Auf demselben rollt der Rollkreis r,, in demselben der Rollkreis r„, dabei beschreibt der Punkt 0 des Rollkreises r, die Zahnkopfkurve Ok, und der Punkt 0 des Rollkreises r, die Zahnfußkurve of. Den Teilkreis teilt man von 0 aus nach beiden Seiten in beliebig große, unter sich aber gleiche Teile Ol, OII, OIII u. s. w. Dieselben Teile trägt man auf den beiden Rollkreisen r, und r₂ ab und erhält Ol, 02, 03 u. s. w. Man nimmt jetzt 01 in den Zirkel und schlägt von I aus einen Kreisbogen, mit 02 schlägt man von II aus einen Kreisbogen, mit 03 von III aus u. s. w. Die Umhüllungslinie dieser Kreisbogen, d. h. die Kurve, welche diese Kreisbogen berührt, giebt die Zahnkurve 0k für den Zahnkopf und of für den Zahnfuß.

In Fig. 224 sind nun die Teilkreise Tx und T₂ zweier zusammenarbeitender Stirnräder mit Außenverzahnung gezeichnet. Die Zahnkopfkreise sind und Ka, die Zahnfußkreise F, und Fa, die ersteren mit 0,3 t, die letzteren mit 0,41 Entfernung von den Teilkreisen geschlagen. Zur Konstruktion der Verzahnung für Rad Tt läßt man den Rollkreis ra auf, den Rollkreis r, in dem Teilkreis T, abrollen- Durch die gefundene Kurve nach Fig. 223 begrenzt man die Zahnflanken. Man trägt die Teilung, die Zahnstärke und die Zahnlücken auf dem Teilkreis auf und erhält so die Zähne. In derselben Weise verfährt man für die Verzahnung für Rad

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Ta, indem man den Rollkreis rx auf-, den Roll-p, kreis r₂ in dem Teilkreis T2 /Tt sich abrollen läßt.

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T,

‘ Zwei Zähne werden während einer gewissen ^ "    Dauer bei der Drehung mit

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F'g. 224.

einander in Eingriff stehen. Man bezeichnet nun die Linie, welche alle diese augenblicklichen Berührungspunkte während der ganzen Dauer zweier zusammenarbeitender Zähne (ein und derselben Zähne) verbindet, alsEingriffslinie. DieseLinie wird durch die Rollkreise selbst gebildet. Da natürlich eine Berührung der Zähne nur zwischen den beiden Kopfkreisen und K₂ stattfinden

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T.

.Tl

'KJ'

Fig. 225.

kann, so ist die Eingriffslinie acb, verlaufend auf den Umfängen der beiden Rollkreise. Die Zahnköpfe kommen im Verlauf dieser Linie stets ganz, die Zahnfüße nur soweit, alsverEndpunktainner-halb T„ derEndpunktd innerhalb T₂ liegt, in Berührung. Dieses Stück ist schraffiert und mit 12 bezeichnet.

Bei den Stirnrädern mit Jnnenverzahnung (Fig. 225) entsteht die Verzahnung auf dieselbe Weise. In der Figur sind dieselben Bezeichnungen wie bei Fig. 224 beibehalten. Für das Rad Ta mit Außenverzahnung, rollt sich der Rollkreis r₂ auf, der Rollkreis r₂ in dem Teilkreis T, ab; für das Rad T2 mit Jnnenverzahnung, rollt sich der Rollkreis r₂ aus, der Rollkreis in dem Teilkreis T₂ ab. Die Eingriffslinie ist wieder acb.

Bei der Zahnstangenverzahnung (Fig. 226) ist der Teilkreisdurchmesser der Zahnstange unendlich groß geworden. Er zeigt sich als gerade Linie Tv Es

rollt sich der Rollkreis rt auf, der Rollkreis r₂ in dem Teilkreis T₂ ab, und es rollt sich der Rollkreis r₂ außen auf und der Rollkreis rx innen auf den Teilkreis T, der Zahnstange ab. Die Eingriffslinie ist acb.

Die Evolventen Verzahnung. Bei Evolventenverzahnungen ist es nicht unbedingt erforderlich, daß sich die Teilkreise genau berühren, vielmehr können die Räder etwas verrückt werden, was z. B. bei verstellbaren Walzen eintritt.

Auch läßt sich die Evolventenverzahnung leichter Herstellen als die Cykloiden-verzahnung.

Die Konstruktion der Evolvente geschieht folgendermaßen (Fig. 227). Unter einem Winkel von gewöhnlich 75° legt man durch den Punkt C, als den Schnittpunkt einer Radialen mit dem Teilkreis T (Berührungspunkt der beiden Teil-

T,

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Fig. 226.

P"K.

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Fig. 227.

kreise zweier Räder), eine Gerade. Diese Gerade rollt sich auf dem Grund kreis G ab, welcher aus dem Mittelpunkt des Rades, die Gerade in Punkt P berührend, beschrieben ist. Der Punkt C beschreibt dabei die Evolvente. Man teilt den Grundkreis G    —

vomBerührungspunkt P aus nach beiden Seiten in gleiche, aber beliebig große Teile, I, II, III " u. s. w., dieselben Teile trägt man auch auf die Gerade ab, 1, 2, 3 u. s. w. Mit der Strecke 02 schlägt man um H, mit ca um III u. s. w. Kreisbogen, welche man mit einer Kurve umhüllt. Über dem

14

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Fig. 228.

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Prakt. Maschinenbauer.

Grundkreis G- bis zum Fußkreis F hin bildet man die Zahnflanke durch eine Gerade, nach dem Mittelpunkt des Rades gerichtet.

Für die Außenverzahnung (Fig. 228) legt man durch den Berührungspunkt c der beiden Teilkreise Tt und T₂ die Gerade unter einem Winkel von 75", beschreibt, diese berührend, die beiden Grundkreise G-, und G₂, läßt die Gerade auf diesen nach entgegengesetzten Seiten hin abrollen, wie in Fig. 227, und bildet die Zahnfüße über Gt und G₂ bis Fj und F, mit radialen Stücken. Die Kopfkreise sind und K₂. Indem man wieder Zahnteilung, Zahnstärke und Zahnlücke aufträgt, erhält man die Zähne.

Die Eingriffslinie ist hier die Gerade selbst,' soweit sie in die beiden Kopfkreise Kx und K, fällt, also das Stück acb. Das Stück, welches bei der

Drehung von zwei zu-sammenarbeitenden Zäh-' nenzurBerührung kommt,

¹ ist wieder 12 und reicht wieder soweit, als \T innerhalb Tz und innerhalb Tt liegt.

DieKonstruktion der Jnnenverzahnung ist genau dieselbe (Fig. 229). Die Zahnflanken der Zähne des Rades mit Jnnenverzahnung erhalten konkave Flanlui. Hier ist nur darauf zu achten, daß der Berührungspunkt der erzeugen-

,    den Geraden mit dem Grund-

-A    kreise des Rades mit Außen-

\    Verzahnung, also der Punkt

pi f außerhalb des Kopfkreises K₂ des Rades mit Jnnenver-zahnung fällt. Danach ist die Zahnhöhe des Rades T„ und die Größe des Winkels für die Gerade zu bestimmen. Beide müssen soweit vermindert werden. Die Eingriffslinie ist acb.

Bei der Zahnstangenverzahnung (Fig. 230) erhalten die Zähne der Zahnstange geradlinige, senkrecht zur erzeugenden Geraden gerichtete Flanken.

Die Eingriffslinie ist acb.

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Fig. 22g.

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Fig. 230.

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Bezüglich der Wahl der beiden Zahnformen sei bemerkt, daß der Evolventenzahn bei derselben Teilung im Fußkreise stärker auszufallen pflegt, wie der Cykloidenzahn, daß seine Festigkeit also eine größere ist. Dieser Umstand wird die Evolventenverzahnung für Krafträder, z. B. Windenräder, vorteilhafter erscheinen lassen. Für Triebwerksräder, z. B. Transmissionsräder, treten die

Rücksichten bezüglich der Abnutzung in den Vordergrund. Diese fällt bei den Cykloidenzähnen geringer aus, als bei den Evolventenzähnen, da die Berührungsfläche zweier Zähne bei den ersteren stets größer als bei den letzteren ist.

Konstruktion und Berechnung der Zahnräder.

Wir haben hier, wie oben, zu unterscheiden Krafträder und Arbeitsräder. Die Zahnabmessungen der Krafträder bestimmen sich nur aus Festigkeitsrücksichten, da diese Räder bei geringen Umdrehungszahlen größere Kräfte zu übertragen haben. Hierher gehören die Räder von Winden u. dergl. Die Arbeitsräder erhalten meist größere Umdrehungszahlen bei größeren oder kleineren Kraftübertragungen. Hierher gehören die Transmissions- oder Triebwerksräder.

Die Teilung dieser beiden Räderarten richtet sich nach den Bedingungen, welche sie zu erfüllen haben. Ganz gute Werte giebt folgende Formel für alle

Fälle: t=4,l

~\sy ' "j~r worin P — Zahndruck in kg, k — 200 kg pro qcm

für Gußeisen und das Verhältnis zwischen Teilung und Zahnbreite bedeutet.

Die Zahnbreite nimmt man für Windenräder gewöhnlich zu b = 2t und für Triebwerksräder zu b = 2t bis 3 t, demnach wäre ^    ^ bis

Die Zähnezahl ist möglichst groß zu nehmen, der Gang ist um so ruhiger, je größer die Zähnezahl ist. Ihr Mindestwert für Krafträder ist 10 bis 11, für Arbeitsräder 24.

Das Übersetzungsverhältnis. Prof. Bach, „Die Maschinen-Elemente", sagt: „Die selbst bei der sorgfältigsten Ausführung in der Regel auftretenden Ungenauigkeiten sind die Ursachen, daZ das Räderpaar zu Anfang der Inbetriebsetzung die Periode des Einlaufens durchzumachen hat. Dieses Einarbeiten besteht in einem gegenseitigen Abarbeiten der Zahnflanken bis zur Herstellung des guten Eingriffes. Dasselbe erfolgt in kürzester Zeit, wenn immer dieselben Zahnflanken aufeinandertreffen. Daraus darf geschlossen werden, daß unter Voraussetzung gleichförmiger oder angenähert gleichförmiger Kraftübertragung das Übersetzungsverhältnis 1:1 das beste ist, dann folgen 1:2, 1:3,1:4 u. s. w."

„Die Grenzen der Übersetzungsverhältnisse sind für Krafträder etwa bei 1:10, für Triebwerksräder mit geringer Umgangszahl, bezw. geringer Geschwindigkeit, bei 1:7, wenn möglich nicht über 1:6, wobei dann als geringste Zähnezahl des kleinen Rades 36 bis 40 anzunehmen ist, bei großer Umgangszahl keinesfalls über 1:5, wenn möglich weniger."

Der Zahnkranz, der Teil des Zahnrades, auf dem die Zähne sitzen, erhält gewöhnlich eine Stärke von 0,51 und wird etwas nach außen verjüngt.

Die Radnabe macht man in der Regel doppelt so stark, als den Wellen-dnrchmesser, ihre Länge kann zu 1 —1,2 d bis 1,5 d gewählt werden.

D, worin!)---.

Prof. Bach giebt für die Anzahl i der Arme an: i = y|/" Teilkreisdurchmesser in mm bedeutet. Die Armzahl liegt bei Zahnrädern zwischen

u*

3 und 6. Kleine Räder werden voll gegossen. Ein Rad mit -s--förmigen Armen ist in Fig. 231 u. 232 dargestellt. Die Hauptrippe h erhält verlängert bis zur Radmitte hcm = tsyr2z;i. Nach dem Kranze hin verjüngt sich die Hauptrippe auf =0,75 h. Die Hauptrippe selbst erhält h₂ = ¹/₆ h als Stärke. Die Nebenrippe erhält h₃ = '/, h als Stärke. Elliptischer Armquerschnitt ist nur für schwache Räder anzuwenden. Ganz starke Räder erhalten ^-förmigen Querschnitt.

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Fig. 232.

Das Griffon-Getriebe

von Grisson & Co. in Hamburg. Die gewöhnlichen Zahnräder lassen sich, wenn sie günstig arbeiten sollen, für Übersetzungen bis höchstens 1:5 ausführen. Wendet man größere Übersetzungen an, so thut man.dies auf Kosten der rationellen Arbeitsweise. Gerade für Elektromotoren aber, die meist mit hohen Umdrehungszahlen laufen, macht die Übersetzung ins Langsame Schwierigkeiten, da man meist mit Zahnrädern, Schnecken u. dergl. nicht auskommt oder aber auf kostspielige Art und Weise. Diesen Übelstand sollen nun die Grisson-Getriebe berufen sein, abzuhelfen. Es sei vorausgeschickt, daß das Grisson-Getriebe eine Art Zahnrad ist. Es heißt in der Zeitschrift „Helios" 1900 (Nummer vom 4. und 11. Juli)'): „Diese Getriebe sollen nicht etwa die Zahnräder, Riemscheiben, Schneckengetriebe u. s. w. aus dem Maschinengetriebe verdrängen, sie sollen vielmehr in allen jenen Fällen verwendet werden, in welchen die Verwendung anderer bisher gebräuchlicher Maschinen-Elemente Schwierigkeiten bereitet bezw. den gestellten Anforderungen nicht genügt."

„Das Grisson-Getriebe entspricht folgenden Bedingungen:

1.    Ermöglichung großer Übersetzungen bei kleinen Achsenabständen, und zwar beträgt die kleinste Übersetzung mindestens 1:5, entsprechend der höchsten Grenze günstig arbeitender Zahnräder.

2.    Die Verzahnung ist zwangläufig.

l) „Helios", Exportzeitschrist für Elektrotechnik, Verlag von Hachmeister & Thal, Leipzig.

3.    Die Übersetzung kann sowohl vom Schnellen ins Langsame, als vom Langsamen ins Schnelle erfolgen.

4.    Die Achsen des Getriebes sind parallel gerichtet.

5.    Das Arbeiten erfolgt gleichmäßig stoßfrei.

6.    Der Wirkungsgrad wird bei steigender Übersetzung günstiger.

7.    Leichter Ersatz der abgenutzten Teile."

Das Grisson-Getriebe ist in Fig. 233 dargestellt. Es besteht erstens aus einem sogenannten Daumenrad, das mit zwei um 180° zu einander versetzten, in zwei verschiedenen Ebenen liegenden, sichelförmigen Zähnen versehen ist; zweitens aus einem sogenannten Rollenrade. Das Rollenrad erhält an seinem Umfang zwischen drei Rippen in gleichen Abständen zu einander versetzte, auf Bolzen gelagerte Rollen.

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Bei der Drehung des Daumenrades gleitet nun dasselbe mit seinen Zähnen über diese Rollen hinweg, dabei bei einer Umdrehung das Rollenrad um eine Teilung weiter drehend.

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Hierdurch ist die große Übersetzung ermöglicht. Es bedeutet in der Figur A den Achsenabstand, D den Durchmesser der Bohrung des Daumenrades, nach welchem sich dieKonstruktion des ganzen Getriebes richtet,

8 den Durchmesser des Rollenrades und B dessen «

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Fig. 234.

Breite. Das Material des Rollenrades ist Gußeisen, die Rollen, Bolzen und das Daumenrad sind aus gehärtetem Stahl hergestellt. Bei der Drehung läuft die Nabe des Daumenrades auf den Rippen des Rollenrades, so daß der richtige Achsenabstand A sich er-giebt, wenn man die Nabe des Daumenrades mit ihrem Umfang an den Umfang der Rippen des Rollenrades anliegen läßt. Ebenso wie bei Zahnrädern, wird bei kleineren Rädern das Rollenrad als Vollscheibe, bei größeren mit Armen-ausgebildet. Es heißt in oben angegebener Zeitschrift weiter: „Die gedrungene Bauart des Grisson-Getriebes läßt eine wesentlich größere Beanspruchung seiner Teile zu, weil die Zähne des Daumenrades ganz erheblich kräftiger werden, als die Zähne eines dem Durchmesser der Welle entsprechenden Zahnrades."

„Die Bolzen, auf welchen die Rollen des Rollenrades gelagert sind, werden nicht wie die Zähne des Zahnrades auf Biegung, sondern auf Abscherung beansprucht, überdies sind dieselben zweiseitig kurz gelagert und lassen daher eine außerordentlich große Beanspruchung zu."

„Das Daumenrad und das Rollenrad werden im allgemeinen ebenso an-ebracht wie andere Zahnräder, indem man dieselben aus den Wellen mittelsg Keilen befestigt."

„Das Grisson-Getriebe unterscheidet sich von den bisher gebräuchlichen Zahnrädern schon dadurch, daß die Teilkreise sich nicht, wie bei gewöhnlichen Zahnrädern, aufeinander abrollen, sondern sich um den Rollenhalbmesser voneinander entfernt bewegen."

„Die Arbeitsweise erfolgt in der Weise, daß der zweite Zahn sich bereits in arbeitendem Eingriff befindet, wenn der erste Zahn die zugehörige Rolle verläßt."

„Der Wirkungsgrad der Getriebe ist abhängig von der geeigneten Wahl der die Konstruktion des Getriebes bedingenden Verhältnisse und steigt mit zunehmender Belastung bis über 95°/₀."

„Ist der Zeitpunkt eingetreten, daß die Rollen und Bolzen infolge Abnutzung einer Erneuerung bedürfen, so werden die Splintsicherung entfernt, die Bolzen mit einem Durchschlag herausgetrieben und neue Rollen und Bolzen eingesetzt."

Fig. 234 zeigt die Verwendung eines Griffon-Getriebes bei einem Elektromotor. Auf der Ankerwelle des Motors ist das Daumenrad aufgekeilt, während das Rollenrad auf einer besonderen Welle sitzt, welche direkt oben auf dem Motor gelagert ist und an ihrem andern Ende eine Riemscheibe zur Kraftabgabe trägt.

b. Die Kettenräder.

Da diese Maschinen-Elcmente zum Teil sowohl zur Bewegungsübcrtragung, zum Teil aber auch zum Heben und Senken von Lasten Verwendung finden, so sollen dieselben in dem späteren Abschnitt „Seile, Ketten und deren Rollen und Trommeln" besprochen werden, und sei hier darauf verwiesen.

c. Die Reibungsräder.

Wir hatten weiter oben schon erfahren, daß bei den Reibungsrädern die Bewegungsübertragung durch die Reibung bewirkt wird, und zwar hatten wir die Reibungsräder als direkt wirkend bezeichnet. Es werden daher hier zwei Räder mit ihren glatten Umfängen so stark aneinandergepreßt, daß die zwischen ihnen erzeugte Reibung genügt, die Bewegung des einen Rades auf das andere

zu übertragen. Natürlich ist mit der Bewegungsübertragung auch eine Kraftübertragung verbunden.

Im allgemeinen finden die Reibungsräder wenig Anwendung und sind nur dort am Platze, wo man die Bewegungsübertragung durch Zahnräder, Riemen oder Seile nur schwer bewirken kann. Sie haben den Vorteil, daß sie leicht aus- und eingerückt werden können, indem sie nur aneinander gepreßt oder voneinander entfernt zu werden brauchen.

Fig. 235 stellt ein Reibräderpaar dar.

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Zwei Stirnräder Rt und R* sind mit ihren Stirnflächen einfach gegeneinandergelagert.

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Natürlich können die beiden Wellen parallel laufen, sich schneiden oder kreuzen, wie bei den Zahnrädern. Es sind danach nur die Räder elbst zu gestalten.

Fig. 235.

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Man läßt natürlich in den seltensten Fällen Eisen auf Eisen laufen, weil die Umfänge zu glatt werden würden, so daß der erforderliche Anpressungsdruck zu groß ausfallen würde. Diesbezüglich sagt Neuleaux, „Der Konstrukteur": „Als am zweckmäßigsten hat sich herausgestellt, Holz auf Eisen laufen zu lassen, und zwar den Holzbesatz am treibenden Rade anzuwenden, damit beim Gleiten während des Antreibens nicht Querrillen in den Holzbesatz eingerieben werden. Der Besatz wird aus Felgen zusammengesetzt, aber nicht auf Hirn, sondern mit der Faser dem Umfange nach gestellt. Am besten bewährt sich Ahornholz, brauchbar sind aber auch Linden-, Pappel- und Tannenholz. DieRädcrsind aufs sorgfältigste abzudrehen, und zwar indem man sie, auf die Achsen

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aufgekeilt, auf die Drehbank bringt und daselbst _

Fig. 23«.

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während des Abdrehens in Zapfenlagern laufen läßt. Unter diesen Voraussetzungen kann ein Stirnräderpaar auf den Millimeter Radbreite Vs kg Umfangskraft im dauernden Betriebe übertragen, wenn als Besatzmaterial Ahornholz, und % bis V« kg, wenn die andern genannten Hölzer verwandt' werden. Dies giebt für Besatz mit Ahornholz eine Radbreite 150 N

—— und lVa bis 2 mal soviel bei den andern Holzarten, wenn N

die Anzahl der zu übertragenden Pferdestärken (PS) und v die Umfangsgeschwindigkeit der Räder in Metern bezeichnet."

Ein konisches Reibräderpaar giebt Fig. 236 wieder. Hier ist für das treibende Rad ein Besatz aus Papierblättern gewählt. Die Scheiben werden

rund ausgeschnitten, aufeinandergelegt und durch Bordscheiben fest zusammengepreßt. Danach wird das Rad erst abgedreht.

Fig. 237 zeigt ein anderes Reibräderpaar, ein sogenanntes Planscheibengetriebe, für sich schneidende Wellen. Die Scheibe, auf welcher das andere Rad läuft, ist mit Leder, Hanfpapier oder bergt, belegt; ausgeschraubte schmiedeeiserne Ringe halten dasselbe.

Fig. 237.

Fig. 238.

Da die erforderliche Reibung nur durch das Zusammenpressen derartiger Räder hervorgerufen werden kann, erhalten die Wellen, auf welchen sie befestigt sind, einen großen seitlichen Druck. Um diesen Druck so klein als möglich zu halten, hat man Rillen- oder Keilräder benutzt (Fig. 238). Diesen Rädern giebt man gewöhnlich, je nach der zu übertragenden Kraft, 3 bis 6 Rillen und nimmt die

Eingriffstiefe sehr gering, gewöhnlich 10 bis 12 mm. Der Rillenwinkel ß beträgt 30 bis 33°. Als höchste Kraft, welche durch eine Rille übertragen werden kann, kann man etwa 20 kg rechnen.

Derartige Reibrädergetriebe findet man häufig noch bei Winden, anstatt der Zahnräder.

d. Der Riementrieb.

Wie bei den soeben besprochenen Reibungsrädern erfolgt auch beim Riementrieb die Bewegungs- und Kraftübertragung durch die Reibung, während aber die Reibungsräder sich gegenseitig berühren und an ihren Umfängen dadurch die Reibung direkt erzeugen, liegen beim Riementrieb die beiden Scheiben entfernt voneinander. Die Reibung wird durch ein um sie geschlungenes Band, den Riemen, an den Scheibenumfängen erzeugt.

Bei den Reibungsrädern hatten wir den Übelstand hervorgehoben, daß die Räder ziemlich stark aneinandergepreßt werden müssen, um an der schmalen Berührungsfläche, einer Linie, die zur Übertragung einer gewissen Kraft nötige Reibung zu erzeugen. Bei dem Riementrieb lassen wi» den Riemen auf einen möglichst großen Teil des Umfanges der Riemscheiben anliegen, so daß der

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Tafel 6

Merlin-Anhattische Wafchinenvau-Mtien-Oesellschaft in Dessau.

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Zwei Riemenscheiben, jede 5000 mm Durchmesser, 500 mm Breite, 170 mm Bohrung, 3275 kg schwer, zur Übertragung von 350 PS bei 70 Umdrehungen.

Riemen selbst durch die Reibung nicht zu sehr beansprucht wird. Indem bei der Drehung der treibenden Riemscheibe der Riemen selbst mitgenommen wird und dadurch wiederum die getriebene Riemscheibe mitnimmt, ist es ohne weiteres klar, daß diese Mitnahme der getriebenen Riemscheibe um so sicherer erfolgt,

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Fig. 239.

gere ist, je stärker der Riemen \\y gespannt ist und je größer der i Fi L ®°9en ist, auf welchem er auf den Scheiben aufliegt. Natürlich darf die Spannung nur so groß sein, als die Elasticität des Riemens zuläßt. Der Riemen umspannt aber ein größeres Bogenstück der Scheiben, je größer dieselben sind. Man nehme

Fig. 240

daher die Scheiben, wenn irgend angängig, nie zu klein. Man be-I zeichnet noch das Riemenstück, -W-X- welches von der getriebenen —Scheibe zur treibenden läuft, als das ziehende Trum, und das Riemenstück, welches von der treibenden zur getriebenen Scheibe läuft, als das gezogene Trum.

Wir sehen also, daß die Riemenspannung bei einem Riementrieb die Hauptrolle spielt, weshalb wir uns an verschiedenen Trieben ansehen wollen,

-L«x wie man diese erforderliche

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A Spannung erhält. Natürlich y hängt die erforderliche Rie-' menspannung von der Größe derzu übertragenden Kraft ab. Bei dem Riementrieb

Fig. 239 ist der Riemen um die beiden Riemscheiben Rj und Rs geschlungen. Der Riemen wird durch sein Eigengewicht durchhängen und dadurch die erforderliche Riemenspannung erzeugen. Drehen sich die Scheiben 9tßUU    in der Pfeilrichtung, und

ist R, die treibende Riemscheibe, so ist a das ziehende, b das gezogene Riementrum. Das ziehende Riementrum a wird bei einer solchen Anordnung ziemlich straff sein, während das gezogene Riementrum durchhängt und demzufolge das Bogenstück, welches der Riemen umgreift, vergrößert, also vorteilhaft wirkt. Man nimmt daher auch am besten das untere Trum als das treibende

an, vorausgesetzt, daß der Trieb horizontal oder nicht zu sehr geneigt liegt, andernfalls besser das obere Riementrum das ziehende ist, weil sonst das nach unten wirkende Gewicht des Riemens in seine Laufrichtung fällt, in welchem Fall der lose Riemen, wenn derselbe oben läge, zu schlenkern anfangen und ein Schlagen auf dem Umfang der getriebenen Riemscheibe verursachen würde.

Riementriebe nach Fig. 239 werden, wenn der Achsenabstand der beiden Scheiben genügend groß ist, die genügende Spannung erzeugen.

Ist der Achsenabstand geringer, jedoch nicht unter 5 m, so kann man die nötige Spannung dadurch erzeugen, daß man den Riemen beim Auflegen so stark dehnt, daß seine Elasticität diese Spannung hervorbringt, oder man bedient sich künstlicher Mittel, als welche die Spannrollen zu bezeichnen sind. Fig. 240 zeigt einen Riementrieb, bei welchem auf den Riemen eine mit Gewicht belastete Spannrolle 8 einwirkt und die nötige Riemenspannung erzeugt; hauptsächlich für kleine Achsenabstände anzuwenden.

Man kann auch die künstliche Erzeugung der Riemenspannung dadurch erreichen, daß man die eine Riemscheibenachse verschiebbar macht, wie bei dem Riementrieb Fig. 241, wobei der Riemen über eine Rolle läuft, die mit einem Wagen verbunden ist, der durch ein Gewicht je nach der Spannung des Riemens fortbewegt wird.

Der Riemen wird stets in gleicher Spannung gehalten. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Riemen nicht unnötig stark beim Auflegen gespannt zu werden braucht.

Die Riemenscheiben-Arten.

Wir haben gußeiserne, schmiedeeiserne und hölzerne, ungeteilte und geteilte Riemscheiben zu unterscheiden. An ihrem Umfang werden die Scheiben möglichst sauber bearbeitet, so daß sie dem Riemen eine glatte Oberfläche bieten, damit dieser bei der unvermeidlichen Dehnung und dem damit verbundenen Gleiten auf den Scheiben nicht zu sehr abgenutzt wird. Die Scheiben müssen durchaus rund laufen, gut ausbalanciert und möglichst leicht sein.

Fig. 242.

Gußeiserne Riemscheiben. Eine Riemscheibe mit dem Armstern aus einem Stück gegossen zeigt Fig. 242. Der Kranz ist mit der Nabe durch die Arme verbunden. Die Arme erhalten einen ovalen Querschnitt. Einen doppelten Armstern hat die Riemscheibe Fig. 243.

Riemscheiben über 300 mm Breite erhalten einen doppelten Armstern. Fig. 244 ist eine geteilte Riemscheibe mit einem Armstern. Die Teilungsebene geht stets durch zwei Arme hindurch. Beide Hälften werden durch Schrauben miteinander verbunden. Riemscheiben mit zwei Armsternen werden auch zwischen zwei Armen geteilt. Natürlich fallen geteilte Riemscheiben im Gewicht schwerer aus, sie bieten aber den Vorteil, daß sie auf eine schon bestehende Transmission

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jederzeit, ohne daß die Welle aus ihren Lagern genommen zu werden braucht, aufgebracht werden können. Riemscheiben daher, welche auf eine bestehende Transmission aufgebracht werden sollen, werden stets zweiteilig gemacht. Sie werden durch die Verbindungsschrauben an der Nabe auf der Welle festgeklemmt, so daß der Keil nur die Mitnahme bei der Drehung zu bewerkstelligen hat.

Nur ganz kleine Riemscheiben werden voll gegossen.

Eine besondere Art gußeiserner Riemscheiben bildet die Stufenscheibe(Fig.245). Diese Niemscheiben kommen an Werkzeugmaschinen, welche mit verschiedenen Geschwindigkeiten laufen müssen, vor. Die Geschwindigkeitsänderung wird dabei durch Aufbringen des Riemens auf eine größere oder kleinere Riemscheibe erreicht. Die einelnen Riemscheiben von verschiedenem Durchmesser sind dabei zusammenhängend gegossen. Der ganze Körper ist hohl. Die Nabe ist

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Fig. 243.

durch einige Rippen mit den Scheiben verbunden.

Schmiedeeiserne Riemscheiben. Das Gewicht schmiedeeiserner Riemscheiben ist geringer als das gußeiserner Scheiben, sie werden bei größeren Geschwindigkeiten verwendet, wo es auf geringes Gewicht ankommt, im allgemeinen finden sie jedoch wenig Verwendung. Es besteht bei ihnen der Kranz aus

Flacheisen, die Arme aus Rundeisen, Flacheisen oder Rohren, die Nabe aus Gußeisen. Die zzzm    Arme werden in den Kranz direkt

Fig. 244.

tfig. 245.

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eingenietet oder durch besondere angesetzte Lappen an den Kranz versenkt angenietet. In der Nabe werden die Arme von vornherein miteingegossen oder bei einigen Konstruktionen besonders befestigt. Schmiedeeiserne Scheiben werden nur geteilt ausgeführt, über 150 mm Breite erhalten sie zwei Armsterne. Die Anzahl der Arme wird ziemlich groß gewählt. Fig. 246 zeigt eine schmiedeeiserne Riemscheibe von Lohmann & Stolterfoht in Witten. Fig. 247 giebt die Riemscheibe von Otto Lilienthal in Berlin wieder. Hier bestehen die Arme aus Flacheisen und sind eigentümlich gebogen. Am Umfang treffen sich immer ütoet Arme. welche lavpenartiq abgebogen und mit diesen Lappen

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Scheibenkranz angenietet sind. Die geteilte Nabe besteht aus zwei Teilen, zwischen welchen die Flacheisen-Arme festgeklemmt werden.

Hölzerne Riemscheiben. Die hölzernen Riemscheiben, welche sich in neuerer Zeit ein ziemlich großes Anwendungsgebiet erworben haben, zeichnen sich durch ihre große Leichtigkeit aus. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Die höhere Reibungsziffer zwischen Leder und Holz gegenüber Eisen kommt praktisch nicht in Betracht, da der Riemen nicht schmäler als für Gußeisenscheiben genommen werden darf. Wo der Riemen, z. B. infolge starker Kraftschwankungen, gleitet, erhitzen sich Holzscheiben nicht ungefährlich, in feuchter Luft verziehen oder lockern sie sich leicht."

Eine hölzerne Riemscheibe von Hintz'

Fabrik in Groß-Lichterfelde zeigt Fig. 248.

Diese Scheibe ist zweiarmig. Der Kranz dieser Riemscheibe wird aus einzelnen kleinen Segmenten, 'WU:// 1 welche sämtlich 20 mm stark sind, in regelrechtem ,

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Fig. 246.

Verbände zusammengesetzt. Die einzelnen Schichten ■ jg werden verleimt und vernagelt. Durch diese H Konstruktion soll ein Werfen des Kranzes vollkommen ausgeschlossen sein- Die Arme bestehen aus einzelnen Brettern, welche zwischen sich Luft lassen, damit der Luftwiderstand gering wird. Diese einzelnen Bretter greifen in den Kranz ein, so daß eine innige Verbindung zwischen Armen und Kranz erzielt wird. Die hölzernen Riemscheiben sind sämtlich zweiteilig und werden durch Klemmung auf den Wellen

Fig. 248.

Fig. 247.

Durchmesser werden sie

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befestigt. Die dargestellte Riemscheibe trägt noch eine zweiteilige gußeiserne Büchse für die Welle. Mit zwei Armen werden gewöhnlich die Scheiben bis 900 mm Durchmesser ausgeführt. Bis zu 300

voll hergestellt. Über 900 mm große Riemscheiben erhalten vier Arme (Fig. 249). Ganz große Scheiben erhalten, je nach Größe, noch von den Armen nach dem Umfang laufende Stützen. Hölzerne Riemscheiben sind bis zu den größten Abmessungen bereits ausgeführt. Auch als Stufenscheiben und Losscheiben sind sie in Betrieb.

Sowohl für das ziehende als auch für das gezogene Riementrum ist je eine Leitrolle erforderlich. Über die Leitrollen laufen die beiden Riemenenden im Winkel, sie werden durch dieselben dann so geführt, daß sie auf die Mittelebene der treibenden und getriebenen Scheibe auflaufen.

Als zu den Riemscheiben gehörig haben wir auch die Riemenleiter zu rechnen. Es find dies Leitrollen, über welche der Riemen geleitet werden muß, wenn die Leistung von einer Welle auf eine andere, die in irgend einem Winkel zu letzterer liegt, übertragen werden soll. Hauptsächlich für größere Unidrehungszahlen ist dieser Riementrieb über Leitrollen zu verwenden, da er einen großen Spielraum in der Entfernung und gegenseitigen

Lage der Wellen gestattet und in den meisten Fällen mit Vorteil die konischen Rädertriebe ersetzt.

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Fig. 249.

Fig. 250 giebt ein Beispiel eines solchen Riementriebes mit Leitrollen nach Angaben der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-A.-G. in Dessau. Wir sehen hier, daß die Achsen der Leitrollen senkrecht zu der Ebene der betreffenden Riementrümer liegen. Die Leitrollen müssen daher so eingerichtet sein, daß sie die Einstellung ihrer jeweilig erforderlichen Lage in gewissen Grenzen leicht gestatten; sie müssen so eingestellt werden, daß bei jeder Riem-

Fig. 150.

scheibe die Mittellinie des auflaufenden Riemens in die Mittelebene der Scheibe fällt, und daß bei jeder Leitrolle die Mittellinie, sowohl des auf- wie des ablaufenden Riemens, in die Mittelebene der betreffenden Rolle fällt.

Eine einfache Riemenleitrolle des Eisenwerkes Wülfel in Wülfel vor Hannover zeigt Fig. 251. Die Rolle ist dabei lose drehbar auf einem verstellbaren Zapfen angeordnet. Die Verstellbarkeit des Zapfens geschieht dabei in derselben Weise, wie bei dem Riemenleiter Fig. 252 (siehe diesen). Der Leiter kann an der Wand, an einer Säule oder sonst wo befestigt werden. Zwecks

genauer Einstellung legt man eine Schnur über die Riemscheiben und Leitrollen und stellt diese so ein, daß der Mittelriß der Rolle genau in dieselbe Ebene mit den beiden Schnürenden fällt. Man beobachtet dieses ganz scharf, wenn man

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das Auge so einrichtet, daß die beiden Schnüre sich decken, wobei die geringste Abweichung des Mittelrisses sichtbar wird.

Eine Einstellung der Leitrollen nach allen Richtungen gestattet der Universal-Riemenleiter der Peniger Maschinenfabrik und Eisengießerei, A.-G. in Penig (Fig. 252). Dieser Riemen- p leitet ist zum Befestigen an der Decke ^ eingerichtet. Die beiden Leitrollen (dieselben wie in Fig. 251) sind an einem gußeisernen Arm befestigt und in der Höhenrichtung in länglichen Löchern verschiebbar. Jede Rolle läßt sich dadurch schräg stellen, daß der Zapfen derselben mit seiner gezahnten Mutter an einer andern Stelle des geschlitzten und verzahnten Bogenstückes festgeschraubt I. wird. Das Bogenstück selbst kann um seine Achse gedreht werden. Es sitzt in einem schellenartigen Ansätze des ganzen Rollen-konsols. Unter der Rolle ist noch ein Teller angeordnet, welcher als Ölfänger dient.

Diese Riemenleiter werden auch mit einer Platte zum Befestigen an einer Wand ausgeführt. Die vorstehenden-Ränder unter den Leitrollen sollten der Schonung des Riemens wegen fortfallen.

Einen sogenannten Wechsel-Riemen- , _

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leitet von I. M. Grob & Co. in Leipzig giebt Fig. 253 u. 254 wieder. Dieser Riemenleiter kommt dann zur Anwendung, wenn der Riemen über eine wagerecht gelagerte Leitrolle geht und während des Betriebes verschoben werden muß, wie dies besonders bei der Fest- und Losscheibe erforderlich ist. Bei der Verschiebung des Riemens von der Fest- auf die Losscheibe oder umgekehrt verschiebt sich die Rolle mit dem Riemen auf ihrem Zapfen. Da der Riemen stets das Bestreben haben wird, nach der Mitte der balligen Rolle zu laufen, wird er dieselbe bei seiner Verschiebung leicht mitnehmen, da diese selbst der Verschiebung sehr wenig Widerstand entgegensetzt. Zwei Ölfänger reichen von jeder Seite aus noch etwas über die lange Nabe der Rolle. Natürlich sind für jeden Riementrieb stets zwei solcher Rollen anzuordnen, je eine für das ziehende und ge-

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Fig. 254.

Fig. 253.

zogene Riementrum. Dieselben werden je nach Bedarf, jede Rolle für sich mit besonderer Platte, an der Wand befestigt (Fig. 253) oder auf gemeinschaftlicher Wandplatte oder Hängesäule montiert.

Die Riemen.

Von allen Riemenarten, die für Riementriebe Verwendung finden, sind die Lederriemen die hauptsächlichsten. Die Auswahl der richtig hergestellten Riemen für jeden besonderen Zweck ist ziemlich schwierig, deshalb beziehe man Riemen nur von leistungsfähigen Treibriemenfabriken, welche für den vorliegenden Zweck den richtigen Riemen empfehlen werden.

Wir unterscheiden einfache und doppelte Riemen. Einfache Riemen werden bis zu 1000 mm Breite angefertigt. Doppelriemen haben gewöhnlich eine Stärke von 10 bis 15 mm und bestehen aus zwei zusammengenähten oder verleimten einfachen Riemen. Bei Scheiben unter 500 mm Durchmesser vermeide man Doppelriemen. Die Berlin-Anhaltische Maschinenbau-A.-G. in Dessau schreibt in ihrer „Anleitung zur Einrichtung und Instandhaltung von Triebwerken": „Ein Doppelriemen überträgt bei kleinen Scheiben höchstens die Hälfte mehr als ein einfacher Riemen und nicht etwa doppelt soviel, weil der obere Riemen beim Rundlauf um die Scheibe einen größeren Bogen beschreibt, als der untere, daher beim Rundlauf ausgestreckt wird und daraus beim Geradelauf wenig Kraft aufnimmt. Der Hauptvorteil der Doppelriemen besteht in großer Gleichmäßigkeit der Dicke, denn es sind die schwachen Stellen des einen durch die starken des anderen ausgeglichen. Einfachen Riemen über 300 mm Breite sind entsprechende Doppelriemen vorzuziehen, falls der Scheibendurchmesser 1,5 m und darüber beträgt.

Bei kleinerem Durchmesser und großer Kraftübertragung lege man einen zweiten Riemen über den ersten, so daß beide Riemen sich gegeneinander verschieben können. In solchem Falle ist beste Ausführung notwendig, und die Zusammenfügung der Enden mittels Leimen wird nicht verabsäumt werden dürfen."

„Es empfiehlt sich, den Riemen vor dem Auflegen mäßig auszustrecken, was am besten durch Aufhängen des verbundenen Riemens und allmähliches Hineinlegen von Gewichten geschieht."

„Riemen über 100 mm Breite dürfen nicht vor dem Auflegen auf Länge zusammengefügt und dann von der Seite auf die Scheiben aufgeschoben werden, sondern sie müssen mit dem Riemenspanner aufgelegt werden."

„Die Verbindungsstelle sowie alle Ansätze an Riemen müssen so laufen, daß kein Gegenprallen gegen den Scheibenumfang stattfinden kann."

„Gleitet ein Riemen, so muß man etwas Talg auf die Laufseite des Riemens aufstreichen. Anfangs wird der Riemen vielleicht noch mehr gleiten, bald aber nimmt derselbe den Talg auf, schwillt dadurch an, kürzt sich und zieht dann um so besser."

„Um das Gleiten des Riemens zu verhindern und um diesen in bestem Zustande zu erhalten, ist reiner Rindstalg mithin das beste Mittel. Kolophonium ist, wie alle harzigen Stoffe, durchaus zu vermeiden."

„Krumme Stellen in guten Riemen kann man durch Anfeuchten der kurzen Seite mit warmem Wasser und Klopfen derselben mit einem leichten Holzhammer nebst gleichzeitigem Anspannen des Riemens beseitigen."

„Die Riemen sollten von Zeit zu Zeit mit warmen Wasser abgewaschen, abgebürstet und nachher mit warmem Talg gefettet werden, vor Ingebrauchnahme muß der Riemen vollständig trocknen."

Die Lebensdauer eines Riemens ist äußerst verschieden und hängt von den mannigfachsten Faktoren ab. Gekreuzte und halbgekreuzte Riemen laufen natürlich nicht so lange als offene Riemen.

Für nasse oder kalte Betriebe eignen sich Guttaperchariemen. Gehrckens verwendet bei feuchten Betrieben mit Erfolg imprägnierte Riemen (Leder wie Wasserstiefel gearbeitet).

Die Riemenverbindungen.

Von einer Verbindung der beiden Riemenenden verlangt man in erster Linie, daß sie an keiner Stelle dicker ist als der Riemen selbst. Diese Bedingung erfüllen allerdings die wenigsten Riemenverbindungen, annähernd läßt sich dies durch Zusammenleimen oder Zusammennähen der beiden Riemenenden erreichen. Da man aber auch von den meisten Riemenverbindungen verlangt, daß sie das wiederholte Verbinden beim Kürzen des Riemens leicht gestatten, ist der geleimte oder genähte Riemen nur für solche Triebe zu verwenden, die sehr wenig oder gar nicht gekürzt werden, wie Haupttriebe, Dynamotriebe mit Nachstellung des Dynamos oder Elektromotors selbst oder für Triebe mit Spannrollen und Nachspannvorrichtungen der Wellen.

Sehr viel Verwendung findet Harris Riemenkralle (Fig. 255). Diese Kralle ist aus schmiedbaren Guß hergestellt und auf einer Seite mit Zähnen versehen.

Prakt. Maschinenbauer.

Die Riemenenden werden stumpf zusammengestoßen, und die Kralle wird so eingeschlagen, daß sie jedes Riemenende zu ihrer Hälfte übergreift. Gegen die Zugrichtung des Riemens sind die Zähne etwas schräg gestellt, so daß ein selbstthätiges Lösen der Kralle nicht eintreten kann. Empfehlenswert ist die Kralle für Riemen bis 100 mm Breite und 10 m Geschwindigkeit pro Sekunde.

Zur Verbindung von Doppelriemen erhält die Riemenkralle auf beiden Seiten Zähne,-so daß sie zwischen den beiden Riemen zu liegen kommt.

Für Riemen über 100 mm Breite benutzt man auch wohl zwei Krallen nebeneinander.

Fig. 255.

Fig. 256 zeigt eine Riemenklammer. Diese werden, mehrere nebeneinander, von oben durch die Riemenenden gesteckt und unten umgeschlagen.

Eine gute Verbindung giebt der sogenannte Anker (Fig. 257). Sie em» pfehlen sich für nicht zu hoch beanspruchte Triebe auch bei kleinen Scheiben.

Mehrere Nieten nebeneinander werden durch die aufgebogenen Riemenenden gesteckt, sie biegen sich dann beim Betrieb krumm, so daß nur eine kleine Wulst entsteht, wie wir dies bei dem nächsten zu besprechenden Riemenverbinder sehen werden.

Fig. 256.

Verbindung (die Riemenenden sind umgebogen), Fig. 259 den Verbinder selbst, Fig. 260 die Verbindung nach einiger Zeit des Betriebes, der Verbinder ist gebogen, so daß die Wulst fast nicht merkbar ist.

Fig. 257.

Der Wilczynski-Verbinder (Fig. 258 bis 260). Die einzelnen Klammern sitzen hier an einem Steg. An dem andern Ende sind sie zu einer Öse umgebogen, durch ^1181^ welche ein Vorstecker A gebracht wird, wodurch die Verbindung geschlossen wird. Fig. 258 zeigt die geschlossene

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Fig. 259.

Fig. 258.

Fig. 260.

Die Riemenschrauben finden heute sehr wenig Verwendung, da sie den großen Übelstand zeigen, daß die Riemenenden überlappt werden müssen, wodurch der Riemen an dieser Stelle dicker und dadurch ungleich beansprucht wird, wenn er über die Scheibe geht. Im übrigen schlagen die Schrauben auch gegen den Scheibenumfang und verursachen ein unangenehmes Geräusch.

Der Riementrieb.

Bei jedem Riementrieb spielt die Hauptrolle die Riemengeschwindigkeit, die Größe der Riemenscheiben und der Abstand der beiden Riemenscheiben.

Über die Riemengeschwindigkeit gehen die Meinungen weit auseinander. Bisher nahm man als günstigste Geschwindigkeit 10 bis 15 m in der Sekunde an. Prof. Radinger empfiehlt eine Riemengeschwindigkeit von 28 m, man ist jedoch auch heute schon zu größeren Geschwindigkeiten übergegangen. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", empfiehlt für Hauptantriebe 20 bis 30 m, für die Antriebe einzelner Maschinen 10 m pro Sekunde. Gehrckens, Hamburg, sagt: „Riemengeschwindigkeit von 50 m sekundlich ist nicht zu hoch. Über 30 m verwende man keine gußeisernen Scheiben, ungenügender Centrifugalkraft halber." Erfahrungsgemäß ziehen schnell laufende Riemen besser durch als langsam laufende.

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Selbstverständlich wird ein Riemen über größere Scheiben besser laufen und länger halten, als wenn er über kleine Scheiben geführt wird. Der Durchmesser der Riemscheibe möge gleich der 100 fachen Dicke des Riemens sein, was namentlich für Doppelriemen festzuhalten ist. Das Verhältnis der Scheiben zu einander sei nicht größer als 1:5.

Dieses sogenannte Übersetzungsverhältnis finden wir auch hier, wie früher, aus den Scheibendurchmessern und Tourenzahlen, also aus D₁:Dii = n,in!.

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Fig. 261."

Fig. 262.

Kürzere Riemen ziehen erfahrungsgemäß nicht so gut durch, als lange. Der Achsenabstand der beiden Riemscheiben sei für schmale Riemen, Riemen unter 100 mm Breite, etwa 5 m, für breitere Riemen etwa 10 m.

Man unterscheidet, je nach der gegenseitigen Lage der Riemenscheibenachsen zu einander, offene, gekreuzte, geschränkte und Winkelriementriebe.

Am häufigsten werden die beiden Achsen parallel zu einander liegen, wie bei den Riementrieben Fig. 261 u. 262, in welchem Falle ein offener oder gekreuzter Riemen angewendet werden kann. Ein offener Riemen ist in Fig. 261 angewendet. Dreht sich bei demselben die Scheibe A in der eingezeichneten Pfeilrichtung, so wird sich die Scheibe B ebenfalls in dieser Richtung drehen. Ein offener Riemen kommt also bei parallelen Achsen dann zur Anwendung, wenn die Drehrichtung der beiden Achsen dieselbe ist. Ist die Drehrichtung aber eine entgegengesetzte, so muß ein gekreuzter Riemen (Fig. 262) angewendet werden. Die Drehrichtungen sind in die Figur eingezeichnet. Der gekreuzte Riemen hat den Vorteil vor den offenen, daß, bei gleichem Scheibendurchmesser, das von ihm umspannte Stück des Kranzes größer ist, als beim offenen, andererseits reiben sich aber auch wieder die übereinander weglaufenden Riementrümer gegenseitig,

16*

so daß die Abnutzung des Riemens beim gekreuzten größer ist, als beim offenen Riemen.

Kreuzen sich aber die beiden Riemenscheibenachsen, so erhalten wir einen halbgekreuzten oder geschränkten Riemen. Die Kreuzung wird meistens unter einem rechten Winkel erfolgen. Fig. 263 u. 264 zeigen geschränkte Riementriebe. Wir müssen dabei den Links- und den Rechtstrieb unterscheiden, je nachdem die

getriebene Scheibe links oder rechts von der treibenden steht. Fig. 263 ist ein Linkstrieb, Fig. 264 ein Rechtstrieb. Bei diesem Trieb bildet die Stellung der Scheiben zu einander einen streitigen Punkt. Allgemein wird verlangt, daß die Scheiben so gestellt werden, daß die Durchschnittslinie ihrer Mittelebenen die beiden Umfänge an den Ablaufstellen berührt. Der Riemen wird stets nach außen laufen, und zwar das ziehende Riementrum auf der treibenden Scheibe, das gezogene auf der getriebenen Scheibe. Prof. Bach empfiehlt aus diesem Grunde, mit der treibenden Scheibe um ein Stück et und mit der getriebenen Scheibe um ein Stück e, nach außen zu rücken (Fig. 265), und zwar nimmt er für e, — 0,5 bis 0,6 der Riemenbreite, e, =0,1 bis 0,2    „    „

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Fig. 263.

Fig. 264.

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Die Riemscheiben sollen um ein Vs bis 'U breiter sein, als für gewöhnliche Triebe.

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Fig 265.

Fig. *66.

Gehrckens, Hamburg, sagt: „Genaue Scheibenstellung kann nicht angegeben werden, weil sie von zu vielen Faktoren abhängig ist. Das einfachste ist, man folge mit der Scheibe dem Willen des Riemens, versäume aber nicht, genügend Platz zu lassen, um folgen zu können. Mit der Zeit treibt der Riemen weiter nach außen." Als richtige Scheibenstellung giebt er ungefähr die in Fig. 266 angegebene an.

Der Riemen kantet sich um die beim Geradeaus-Lauf gespannte kurze (innere) Kante; derselbe kann sich nicht um seine Längsachse drehen, wird also um seine Breite nach unten beim horizontalen, und seitlich beim vertikalen Trieb gedrängt und strebt durch die vom Halbkreuz-Trieb bedingte Sichelform noch wesentlich weiter nach dieser Richtung, namentlich wenn er schlaff ist; die Ursache ist hier die gleiche, welche Riemen dem Gipfel der balligen Scheibe zuführt. Die Centrifugalkraft schleudert den Riemen ebenfalls nach unten bezw. seitlich.

Die getriebene Scheibe für geschränkte Triebe muß sehr breit sein, weil der Riemen, je nach Spannung und Arbeit, auf derselben hin und her wandert, es ist dies die natürliche Bewegung, welche sich bei offenen horizontalen Riemen, die mehr oder weniger durchhängen, äußert.

Die Scheiben für Halbkreuztriebe müssen gerade, nicht ballig sein, weil der Riemen die Scheiben seitlich verläßt.

Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt noch: „Der Achsenabstand soll bei Halbkreuzriemen wenigstens viermal so groß sein, als der Riemscheibendurchmesser, und wenigstens zwanzigmal so groß, als die Riemenbreite. Bei kleinerem Achsenabstand zieht sich der Riemen beim Stillstand ab."

Durch die bedingte Sichelform beim Auflaufen des Riemens auf die Riemscheiben wird der Riemen an den Kanten äußerst stark beansprucht, und werden diese bald einreißen. Gehrckens wendet deshalb lappenförmige Riemen nach Fig. 267 an. Dadurch wird die größte Spannung im Riemen von der Kante nach dem Punkte a hin verlegt, wodurch das Einreißen vermieden ist. Bei a entsteht größere Spannung im Riemen, als an der Kante, weil dort beim Rundlauf auf der Scheibe der Scheibenhalbmesser für die Oberlage der Riemendicke der Unterlage vermehrt wird.

Fig. 267.

Läßt sich einer der oben besprochenen Riementriebe nicht benutzen, so wendet man den Riementrieb über Leitrollen oder den Winkeltrieb an. Da diese Triebe zu sehr von den örtlichen Verhältnissen abhängig sind, kann hier nicht weiter darauf eingegangen werden. Die Riemenleitrollen hatten wir früher schon besprochen.

Die beiden Achsen aller dieser Riementriebe können nun selten so genau montiert werden, daß sie genau parallel bezw. in parallelen Ebenen zu einander liegen. Nehmen wir einen offenen Riementrieb an, dessen Achsen nicht genau liegen, so hat der Riemen das Bestreben, von der Scheibe abzulaufen, da er stets nach der höchsten Stelle derselben laufen wird, welche Thatsache man täglich im Betrieb beobachten kann. Man hat nun, um den Riemen auf den Scheiben zu erhalten, die höchste Stelle der beiden Scheiben in die Mittelebene derselben verlegt, d. h. man hat sie gewölbt oder ballig gemacht. Dieses Mittel hat sich als gut bewährt, der Riemen läuft dann stets über die höchste Stelle der Wölbung. Eine solche Scheibe hat das Aussehen nach Fig. 268. Die Höhe s der Riemenscheibenwölbung hängt von vielen Faktoren ab, so daß ein bestimmter Wert für dieselbe nicht angegeben werden kann.

Fest- und Losscheiben kann man natürlich nicht ballig machen, ebenso nicht die Gegenscheiben für diese, ebenso dürfen die Scheiben für den Halbkreuztrieb nicht ballig sein.

Bei den Fest- und Losscheiben erhält der Riemen besondere Führung durch die Gabeln des Riemenausrückers. Bekanntlich dienen die Fest- und Los-scheibe zum Ausrücken einzelner Maschinen oder ganzer -    5 Gruppen von Maschinen, indem der Riemen von der

Fig. 268.

Scheibe, welche fest auf der getriebenen Welle aufgekeilt ist auf die Losscheibe geführt wird, die sich lose auf derselben dreht. Die Gegenscheibe, welche auf der treibenden Scheibe sitzt, muß in diesem Falle natürlich so breit, als Fest- und Losscheibe zusammen, sein.

Die Losscheibe läßt man hierbei heute nicht mehr auf der Welle selbst laufen, sondern auf einer besonderen Büchse, der Leerlaufbüchse, welche auf der Welle festgeschraubt wird. Fig. 269 u. 270 zeigt eine

W 270.

Fig. 269.

Leerlaufbüchse. In der Mitte ist dieselbe ausgespart, welche Aussparung durch mehrere Löcher mit dem äußeren Umfang verbunden ist, die wiederum durch

—im

Schmiernuten miteinander verbunden sind. Das flE Schmiermaterial wird in den Hohlraum gedrückt und gelangt dann durch die Löcher in die Schmiernuten auf dem äußeren Umfang und schmiert so ¹ die Lauffläche für die Losscheibe. Fest- und Losscheibe stoßen mit ihren Naben zusammen.

Einen Ausrücker für Fest- und Losscheibe stellt Fig. 271 dar. Durch Ziehen an der einen oder der andern der beiden herabhängenden Zugstangen erfolgt durch die Riemengabeln die Verschiebung des Riemens nach der einen oder andern Scheibe.

Fig. 271.

Häufig wird auch die Losscheibe im Durchmesser etwas kleiner gemacht, als die Festscheibe, damit der Riemen auf der Losscheibe, wenn er keine Kraft zu übertragen hat, nicht gespannt ist. Natürlich muß der Übergang von Festscheibendurchmesser auf Losscheibendurchmesser allmählich erfolgen. Empfehlenswert ist aber eine solche Ausführung nicht.

Diesem Zweck dienen auch noch die Riemenweichen, wie Fig. 272u. 273 eine solche von G. Polysius in Dessau wiedergiebt. Bei den Riemenweichen fällt die eigentliche Losscheibe fort. Die Kraftabgabescheibe a erhält auf einer Seite einen Konus, um das Auf- und Ablegen des Riemens zu erleichtern. Neben dieser Scheibe sitzt ein an der Wand, Decke oder bergt gelagertes Tragblech b, welches sich an den Konus anschließt und im aus-gerücktenZu-stande den Riemen trägt. Zum Verschieben des Riemens dient eine Riemengabel

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Kiemen

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Ruhe

Fig. 272.

Fig. 278.

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c, außerdem sitzt auf der Gabelstange ein nach dem Tragblech genau gebogener Arm d, welcher gleichzeitig den übrigen Tell des Riemens vom Tragblech auf die Riemscheibe schiebt. Der Riemen befindet sich hierbei also im ausgerückten Zustande völlig in Ruhe und ist ungespannt. A

Gehrckens hält ebenso wie die kleinere Losscheibe die Riemenweiche für nicht empfehlenswert. Der Riemen wird durch das konische Stück zu sehr angegriffen.

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l-rl F L 2.

Fig. 274.

Erwähnt werde noch das sogenannte Wendegetriebe (Fig. 274). Die Drehbewegung einer Welle Wt soll auf eine Welle W₂ übertragen werden, welche sich bald rechts, bald links herumdrehen soll. Man erreicht dieses Wenden der Umdrehungsrichtung dadurch, daß man einen offenen und einen gekreuzten Riemen verwendet, und je nachdem der offenes oder gekreuzte Riemen Ri auf die Festscheibe F der Welle W₂ durch den Aus-rücker A gebracht wird. erfolgt Links- oder Rechtsdrehung , / von W₂. Es müssen dann hier zwei Losscheiben L* und ß L, vorgesehen werden, die eine für den offenen, die andere für den gekreuzten Riemen. Sie erhalten die doppelte Breite, als die Festscheibe F, da auch ein Stillstellen der Welle Wj ermöglicht werden muß; beide Riemen müssen dann auf ihren Losscheiben laufen.

Konstruktion und Berechnung der Riemscheiben und Riemen.

Vor allen Dingen kommt es bei Riemscheiben darauf an, daß ihre Ge-wichtsvcrteilung eine durchaus gleichmäßige ist, d. h. daß sie genau gleichmäßig

rundlaufen. Daraufhin müssen die Scheiben ausprobiert und wenn nötig ausbalanciert werden, indem durch Eingießen von Blei innerhalb des Kranzes eine gleichmäßige Gewichtsverteilung hergestellt wird. Die Riemenscheiben, welche eine größere Geschwindigkeit haben, müssen hauptsächlich ausbalanciert werden, da bei diesen eine ungleiche Massenvertheilung die Welle nicht unerheblich ungünstig belasten kann. Den Kranz der Riemscheiben macht man im allgemeinen so schwach als möglich. Seine Breite ist 10 bis 20 mm größer, als die Riemenb reite.

Die Arme erhalten einen elliptischen Querschnitt, der sich nach dem Kranze hin verjüngt; ihre Anzahl ist aus i — (O —Scheibendurchmesser in mm) zu finden. Da die Riemscheiben heute fast nur noch von besonders darauf eingerichteten Eisengießereien geliefert werden, muß man sich möglichst nach deren Normalien richten.

Die Nabe erhält gewöhnlich eine Länge gleich der Riemscheibenbreite. Bei Fest- und Losscheiben muß dies der Fall sein; ihr Durchmesser ist meistens gleich dem doppelten Wellendurchmesser.

Für die Berechnung der Riemen kommt die Spannung in Betracht, mit welcher sie durch die Kraftübertragung beansprucht werden. Da die Riemendicke fast stets gegeben ist, indem die Haut, aus welcher der Riemen geschnitten ist, eben nur eine gewisse Dicke liefert, hat man die erforderliche Riemenbreite zu berechnen. Die Riemendicke wird bei der Berechnung zu 3,5 bis 6 mm gewählt. Die zulässige Riemenspannung betrage s —10 bis 15 kg pro qcm.

2P    75.N

Man erhält nun den Riemenquerschnitt F aus F — —. Es ist P—- y worin N=

ergiebt. Ist die Riemenbreite b und die Dicke d, so ist F = b.d

Anzahl der zu übertragenden Pferdestärken und v Geschwindigkeit des Riemens ist, die sich aus der Tourenzahl n und dem Halbmesser der Riemscheibe zu v — 2?vr.n 1000.60

F

oder b = -j.

Gehrckens hat für etwa 500 mm Scheibendurchmesser und 5 m Riemengeschwindigkeit pro Sekunde folgende Formel angegeben: N = r.n b (r — Halbmesser der Riemscheibe in m, ebenso ist b in m einzusetzen) und bemerkt: Bei größeren Scheiben und Geschwindigkeiten kann man bis zum doppelten gehen, bei kleinen Scheiben und Geschwindigkeiten ist die Hälfte zuviel.

an:

Gehrckens giebt folgende Werte für die Beanspruchung der Riemen Einfache Riemen.

Scheibendurchmesser    jcj g 5

10

15    20

25 m Sek. Geschwindigkeit

100

200

500

1000

Ol CO lO CO

co m 00 o cq

co T-i co

^-CO 0^2

OTQ

rao orä

Doppelte Riemen.

Scheibendurchmesser 3    5

10    15    20    25 m Sek. Geschwindigkeit

Bei einer Breite von über 500 mm sind doppelte den einfachen Riemen vorzuziehen.

Aus der folgenden Tabelle kann man eine der Größen P (Kraftübertragung), PS (Pferdestärken) und v (RiemengeschwindigkeiL) direkt ablesen, wenn die beiden andern bekannt sind.

500

1000

2000

CO 00 XO

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„ öS „ )&©

Riemen-

breite

{Riemen*

dicke

k _ Ein laufend, n ^ Meter wiegt

<*0

Kraftüber

tragung

<rT hj

Anzahl der übertragbaren Pferdestärken, wenn die Riemengeschwindigkeit v in der Sekunde beträgt:

Meter

8    10    12    14    16    18    20    22    24    26    28    30

5.3    6,0 6,7    7,3    8,0 8,7! 9,3 10

6.4    7,2 8,0 8,8    9,6 10,4 11,2 12,0

Vorstehende Tabelle ist ebenfalls für Hanfseile und Drahtseile anwendbar. Auch hierfür läßt sich eine der drei Größen P (Kraftübertragung), PS (Pferdestärken) und v (Seilgeschwindigkeit) aus obiger Tabelle feststellen, wenn die beiden anderen bekannt sind.

300 8 400 8

Beispiel: Gefordert wird bei 300 Touren per Minute eine Kraftübertragung von 15 Pferdestärken. Der Scheibendurchmesser sei mit 900 ihm

2-r.r.o    2.3,14.0,45.300

an

genommen. Dann ist die Geschwindigkeit v =

14 m. Dem entspricht nach der Tabelle ein Riemen von 110 mm Breite und 6 mm Dicke. Man sucht in der Rubrik v = l4 die Anzahl der Pferdestärken, und zwar nimmt man die Zahl, welche 15 am nächsten liegt, hier 15,3; geht dann wagerecht bis zur Riemenbreite herüber.

Bemerkt sei, daß die Tabelle etwas reichliche Riemendimensionen liefert.

60

60

man

Prakt. Maschinenbauer.

17

s. Der Seiltrieb.

Beim Riementrieb hatte der um die Scheiben laufende Faden einen rechteckigen Querschnitt, beim Seiltrieb erhält er einen kreisförmigen Querschnitt und wird dann Seil genannt. Je nachdem das Material der Seile Eisen, Stahl oder Hanf auch Baumwolle ist, erhält man Drahtseile und Hanfseile und demzufolge Drahtseiltriebe und Hanfseiltriebe. Entsprechend der Bezeichnung Riemscheiben beim Riementrieb nennt man hier die Scheiben Seilscheiben.

1. Der Hanfseiltricb.

Der Hanfseiltrieb empfiehlt sich überall dort, wo die Riemen zu lang und zu breit werden, oder wo man von einer Welle aus die Kraft auf mehrere Wellen leiten will, die in verschiedenen Stockwerken liegen und auch der Richtung nach voneinander abweichen. Im allgemeinen ist die geringste Achsenentfernung 6 bis 8 m, die größte 20 bis 25 m. Die Hanfseiltriebe gestatten durch die Verwendung einer beliebigen Anzahl Seile nebeneinander auf ein und denselben Scheiben eine fast unbegrenzte Größe der zu übertragenden Kraft.

Die Hanfseilscheiben-Arten.

Das Material der Hanfseilscheiben ist Gußeisen; wenn auch in neuerer Zeit solche aus Holz hergestellt werden, so sind diese doch so wenig in Anwendung, daß sie hier nicht berücksichtigt zu werden brauchen. Die Hanfseilscheiben

erhalten mitunter ganz beträchtliche Breiten und Durchmesser, da oft viele Seile nebeneinander liegen und sie auch oftmals direkt als Schwungrad auf der Kurbelwelle der Dampfmaschine sitzen. Sie werden wie die Riemscheiben einteilig oder geteilt, mit einem oder mehreren Armsternen hergestellt.

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Eine ungeteilte Hanfseilscheibe mit einfachem Armstern giebt Fig. 275 wieder. Der Armquerschnitt ist auch bei den Hanfseilscheiben ein ovaler. In dem Umfang sind die entsprechenden Rillen für die einzelnen Seile eingedreht.

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Fig. 276 u. 277 zeigt eine teilte Hanfseilscheibe mit doppeltem Arm-tfV stern. Die Teilung erfolgt meistens gjF Zwischen zwei Armen, aber auch in der Ebene der Arme. Häufig werden die

Tafel 7.

Wertin -Anhattifche Maschinenbau -Aktien - Gesellschaft in Pejfau.

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Wintelriementrieb zur Übertragung von 50 Pti bei einer Riemeugeschwinoigteit von 13,2 m.

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Hauptantrieb mit Hanfseilen zur Übertragung von 175 PS.

Arme jeden Armsternes noch miteinander durch einen Quersteg ungefähr in der Mitte des Halbmessers verbunden, wie Fig. 277 erkennen läßt.

Sollen die Hanfseilscheiben zugleich Schwungräder sein, so genügt die Verbindung der beiden Teile durch Schrauben nicht mehr den Anforderungen der

Centrifugalkraft. Man legt dann    noch

Schrumpfringe um entsprechend    vor

stehende Wulste je zur Hälfte zu beiden Seiten der Tcilungsfuge. Die Berlin-Anhaltische Maschinenbau-A.-G. in |    Dessau benutzt statt dessen I—I-förmige

I    Klammern, welche angewärmt in    ent

sprechende Vertiefungen von innen eingelegt werden. Die Fabrik sagt darüber: „Diese von uns eingeführte Verbindungsart ist zuverlässig und geeignet,    jede

Fig. 276.

Materialüberanstrengung auszuschließen. " Lohmann & Stolterfoht in Witten führen ihre Hanfseilscheiben ge-

-19

-»!dh-

Fig. 277.

TBSKBWH teUt mit gußeisernem Kranz und Nabe und mit eingegossenen schmiedeeisernen Armen aus (Fig. 278). Die Arme sind Rohre. Die Verbindung der beiden Teile der Seilscheibe geschieht am Kranze nur durch Schrumpfringe, an der Nabe durch Schrauben.

Im allgemeinen erhalten die Scheiben mit über 7 bis 10 Rillen zwei Armsterne.

Die Hanfseile.

II    Die Hanfseile bestehen in der Regel aus 3 Litzen, fl welche wiederum aus den einzelnen Hanffäden herge-

III    stellt werden. Als Rohmaterial dient italienischer Hanf, badischer Schleißhanf, Manilahanf und auch Jute. Badischer Schleißhanf liefert die besten Seile, dagegen ist Manilahanf steifer, heller und gegen Feuchtigkeit widerstandsfähiger.

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Fig. 278.

stände in Frage kommen. „Zunächst bildet die Scheibengröße einen sehr wichtigen Faktor. Bei Schleißhanfseilen sollen solche (bei 50 1000 mm Durchmesser haben, Manilaseile erfordern größere Scheiben, wenigstens 1500 mm Durchmesser, während Baumwollseile dann mit Vorteil angewendet werden, wenn die Scheiben verhältnismäßig zu klein sind, weil diese Seile eine

Die Aktiengesellschaft für Seilindustrie vorm. F. Wolfs in Mannheim beantwortet die Frage, welche Sorte von den verschiedenen Seilen zu wählen ist, dahin, daß vor allen Dingen die lokalen Um-

mm

Seilstärke) nicht unter

ganz besondere Elasticität besitzen und deshalb die durch die kleinen Scheiben bedingten scharfen Biegungen besser aushalten. Auch bei Anlagen, wo die Seile unruhig laufen, bei Gasmotoren, ferner bei elektrischen Anlagen sowie bei gekreuzten Betrieben sind Baumwollseile den Hanf- und Manilaseilen vorzuziehen."

„Für Betrieb im Freien eignen sich am besten Manilaseile mit besonderer Imprägnierung, da solche die Feuchtigkeit weniger aufnehmen, als die Schleißhanffaser. Ganz besonders gute Resultate haben wir indessen in solchen Fällen mit Baumwollseilen, die wir mit einer besonderen Imprägnierung versehen, gemacht, und können wir solche deshalb empfehlen, wenn weniger auf den Preis als auf die gute Haltbarkeit gesehen wird."

„Zu ganz besonders schwierigen Anlagen zählen ferner sogenannte vertikale Betriebe. Bei solchen Anlagen wählt man am besten Manilaseile wegen des specifisch leichteren Gewichtes oder aber noch besser Baumwollseile, und ist die Seilzahl auch möglichst voll zu nehmen, damit die Seile nicht zu sehr in Anspruch genommen werden. Es ist auch besser, hier Seile von kleinerem Durchmesser in desto größerer Anzahl zu wählen."

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Transmissionshanfseile von 25 bis 60 mm Durchmesser wählt man am besten festgeschlagen von badischem Schleißhanf für Jnnenräume. Losgeschlagene Seile sind zwar biegsamer, für Scheibendurchmesser von 20 bis 30facher Seildicke anzuwenden, etwas leichter und daher billiger, behalten aber ihren Durchmesser im Betriebe nicht so gut bei und laufen daher nicht so gleichmäßig und dauerhaft wie festgeschlagene Seile."

Lose und festgeschlagene Seile unterscheiden sich nach der Art ihrer Flech-tung. Die festgeschlagenen Seile sind fester geflochten als die lose geschlagenen.

Damit die Seile den Witterungseinflüssen besser widerstehen, sind sie wenigstens alle drei Monate zu schmieren. Hierzu wird empfohlen, das trockene Seil durch eine Lösung von 100 g Seife in 1 Liter Wasser durchzuziehen und dann zu trocknen. Dann streiche man es mit heißem Theer an und lasse es trocknen. Diese Behandlung ist sowohl für Seile im Freien als auch im Innern von Gebäuden zu ihrer Erhaltung zu empfehlen.

Die Haltbarkeit eines Seiles hängt wesentlich von der Güte der Herstellung der Rillen ab. Diese müssen überall gleichen Querschnitt haben und äußerst glatt gedreht sein. Natürlich muß die Rillenform der Gegenscheibe mit derjenigen der antreibenden Scheibe genau übereinstimmen.

Die Verbindung der beiden Seilenden erfolgt durch Spleißung. Diese Arbeit erfordert eine große Gewissenhaftigkeit des ausführenden Arbeiters. Die Seilenden werden zu dem Zwecke des Spleißens auf 1 bis lVa m aufgedreht und dann die Litzen des einen in die Litzen des andern Seiles eingeflochten. Ein Mann kann täglich 4 bis 5 Seile spleißen und auflegen, wenn ihm ausreichende Hilfe zu teil wird und nicht besondere Schwierigkeiten vorliegen.

Die zur Verbindung der Seilenden konstruierten Seilschlösser haben sich nicht eingeführt, sie können die Seilscheiben durch ihr Aufschlagen leicht be-fctmbmen und verursachen ein unangenehmes Klappen.

Die Achsenentfernung der beiden Seilscheiben sei wenigstens gleich der Summe der beiden Seilscheibendurchmesser, besser gleich IV2 mal soviel.

Die folgende Tabelle giebt die Durchmesser und Gewichte von Hanfseilen aus der Fabrik von Felten & Guilleaume in Köln wieder.

Transmissions-Hanfseile

aus badischem Schleißhanf aus hellstem Manilahanf aus Ia amerik. Baumwolle

Durchmesser

in

Gewicht pro m lose | festgeschlagen

Durchmesser

in

kg

kg

Gewicht pro m lose | festgeschlagen kg I kg

Durchmesser

in

Gewicht pro m lose | festgeschlagen

kg

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Die Hanfseiltriebe.

Beim Hanfseiltrieb sei ebenso wie beim Riementrieb das untere Trum das ziehende. Vertikale Triebe sind möglichst zu vermeiden. Der Trieb kann offen oder geschränkt sein. Vor allem ist bei Anlage eines Hanfseiltriebes von vornherein bei der Anlage des Gebäudes auf die Durchhängung des Seiles zu rechnen, welche je nach der Achsenentfernung auf 4 bis 6#/₀ von dieser zu berechnen ist.

Zu unterscheiden sind zwei verschiedene Arten von Hanfseiltrieben:

1.    Hanfseiltriebe mit Dehnungsspannung,

2.    Hanfseiltriebe mit Belastungsspannung.

1. Hanfseiltriebe mit Dehnungsspannung.

Seiltriebe mit Dehuuugsspannung wurden früher ausnahmslos angewendet, heute dagegen müssen sie den Hanfseiltrieben mit Belastungsspannung immer mehr weichen. Das Seil, bezw. je nach der Kraftübertragung die Seile, werden bei dem Betrieb mit Dehnungsspannung, wie der Riemen beim Riementrieb, um die Seilscheiben geschlungen. Fig. 279 zeigt die Anlage einer ganzen Seiltransmission durch Hanfseiltriebe mit Dehnungsspannung, wie sie von der Aktien-Gesellschaft für Seilindustrie in Mannheim ausgeführt ist. Es werden so viel einzelne in sich geschlossene Seile über die Scheiben gelegt, als zur Übertragung der Kraft erforderlich sind. Die zur Kraftübertragung nötige Spannung in den Seilen wird dadurch erzielt, daß die Seile kürzer zusammengespleißt werden, als die Achsenentfernung der Seilscheiben bedingt, sie werden dann mit Gewalt auf die Scheiben aufgebracht. Die Peniger Maschinenfabrik und Eisengießerei, A.-G. in Penig, schreibt weiter in ihrem Katalog: „Die durch Verkürzung geschaffene Spannung muß so groß sein, daß verhindert wird, daß die Seile infolge ihrer Dehnung im Betriebe binnen kurzer Zeit die

zur Übertragung der gegebenen Leistung notwendige Zugkraft einbüßen. In der Regel werden die vorher gut getrockneten Seile um etwa 5% ihrer Länge verkürzt, ein 50

starkes Seil erhält durch diese Verkürzung eine Spannung

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von ungefähr 1000 kg, übt somit einen Zug von 2000 kg auf die Welle aus, während die übertragbare Umfangskraft nur gleich 120 kg ist. Diese Spannung kann sich unter dem Einfluß von Feuchtigkeit, welche die Seile bekanntlich stark zusammenzieht bezw. verkürzt, in gefahrbringendem Maße vergrößern. Mit diesem System ist daher, namentlich im Anfange, wegen der hohen Belastung der Wellen, ein erheblicher Verlust an Leistung verbunden. Nach Ablauf einiger Zeit läßt die Spannung nach, und die durch den Lagerdruck hervorgerufenen Reibungsverluste verringern sich, bleiben aber immer noch groß, weil die Anfangs

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Fig. 279.

spannung eine der hohen Zapfenbelastung entsprechende schwere Konstruktion des ganzen Triebwerkes erfordert."

„Ein weiterer, und weil dauernder noch erheblicherer Verlust erwächst aus der Ungleichmäßigkeit, mit welcher die Seile untereinander treiben, denn zunächst ist es praktisch unmöglich, beim Spleißen allen Seilen dieselbe Länge zu geben, und dann dehnen sich zwei Seile selten in genau gleichem Maße. Die sich im Betriebe hieraus ergebende ungleichmäßige Spannung der Seile untereinander hat zur Folge, daß einzelne Seile, indem sie in den Rillen der Scheiben gleiten, den anderen voreilen oder hinter denselben zurückbleiben und .in dem einen, tote in dem anderen Falle, neben ihrem eigenen vorzeitigen Verschleiß, eine erhebliche Kraftvergeudung herbeiführen. Dieser Übelstand ist sichtbar zu erkennen an dem

ungleichmäßigen Durchhängen der Seile — eine Erscheinung, welche ausnahmslos an jedem Seiltrieb der gedachten Art beobachtet werden kann."

Das Vor- bezw. Nacheilen der einzelnen Seile wird natürlich nicht gleichmäßig, sondern stoßweise erfolgen, wodurch Schwankungen in der Umfangsgeschwindigkeit auftreten, die bei einem Betrieb, bei welchem es auf große Umfangsgeschwindigkeit ankommt, störend wirken. Dieser Übelstand ist an dem starken Auf- und Niederschwanken der Seile zu erkennen.

Die Haufseiltriebe mit Dehnungsspannung sind nur dann angebracht, wenn die beim Betrieb mit Belastungsspannung kraftverbrauchenden notwendigen Zwischentransmissiönen umgangen werden sollen.

Nach Angaben obiger Fabrik beachte man bei der Anlage solcher Seiltriebe folgendes:

„Die Achsenentfernung sei nicht kleiner, als die Summe der beiden Scheibendurchmesser, und nicht größer als 30 bis 35 m, bei großen Scheibendurchmessern (4 bis 5 m) kann die Achsenentfernung größer, und zwar bis zu 40 bis 45 m genommen werden."

„Die unteren Seile sollen, wenn angängig, die ziehenden sein."

„Vertikale Seiltriebe sind zu vermeiden."

2. Hanfseiltriebe mit Belastungsspannung (Kreisseiltriebe).

Im Gegensatz zu dem Hanfseiltrieb mit Dehnungsspannung kommt hier nuc ein einziges in sich geschlossenes Seil zur Verwendung, welches um die einzelnen

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anzutreibenden Scheiben so oft geschlungen wird, als es die zu übertragende Kraft erfordert. Zuletzt läuft das Seil über eine Leitrolle, welche auf einem Wagen gelagert ist, der durch Gewichte belastet ist. Hierdurch erhält das Seil die erforderliche Spannung. Durch die selbstthätige Spannung des Seiles wird eine durchaus gleichmäßige Spannung in den einzelnen Seiltrümern erreicht, so daß ein Gleiten des Seiles in den Rillen der Scheiben oder eine Schwankung int der Umfangsgeschwindigkeit durch das Vor- und Nacheilen einzelner Seile nich eintreten kann. Je nach der zu übertragenden Kraft kann man durch Abnehmen oder Auflegen von Gewichten dem Seil jede erforderliche Spannung geben, es

Fig. 282.

Fig. 283.

kann also keine Überanstrengung der Seile eintreten. Dehnungen des Seiles durch Witterungseinflüsse werden sofort ausgeglichen. Die Spannung des Seiles ist nur gering, weshalb die ganze Konstruktion leichter ausfällt. Der Kreisseiltrieb läßt sich durch Anordnung von Leitrollen allen örtlichen Verhältnissen anpassen und ist brauchbar für die kleinsten wie für die größten Kraftübertragungen. Der Betrieb kann ebenso leicht horizontal wie vertikal gestaltet werden.

Einen horizontalen Trieb in schematischer Anordnung von der PeNiger Maschinenfabrik und Eisengießerei, A.-G. in Penig, zeigt Fig. 280 u. 281. Das Seil läuft von der ersten Rille der treibenden Scheibe 8 auf die erste Rille

Prakt. Maschinenbauer.

der getriebenen Scheibe Slf weiter auf die zweite Rille der treibenden Scheibe, von da auf die zweite Rille der getriebenen Scheibe usw. Von der letzten Rille der getriebenen Scheibe läuft es über eine Spannrolle R mit Gewichtsbelastung Gr zurück zur ersten Rille der getriebenen Scheibe und damit zum Seilanfang. Die Spannrolle R muß schräg gestellt werden, damit die Seiltrümer genau auf die Mitte der letzten und ersten Rille auflaufen (Fig. 281).

Bei dem vertikalen Trieb derselben Fabrik (Fig. 282 u. 283) wird das Seil von der letzten Rille der treibenden und von der ersten Rille der getriebenen Scheibe oder umgekehrt über besondere Leitrollen L und von da über die schräge Spannrolle R geführt.

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Fig. 284.

Ein Hansseiltrieb mit Belastungsspannung ist in Fig. 284 dargestellt, Ausführung von G. Polysius in Dessau. Vom Scilschwuugrad der Dampfmaschine aus läuft das Seil ohne Ende nacheinander um drei in verschiedenen Stockwerken liegende Transmissionsseilscheiben. Zuletzt läuft das Seil über eine Leitrolle und von da über einen mit Gewicht belasteten Spannwagen.

Einen Seilspannwagen von I. M. G r o b L C o. in Leipzig zeigt Fig. 285 u. 286. Der ganze Wagen ruht auf vier Rädern R, die in Eisenschienen laufen. Die Spannrolle D ist in einem Bügel gelagert, der an die Traversen 8 angreift,

die die Achsen von je zwei Rädern R bilden. In diesen Traversen sind Zapfen befestigt, auf welchen der Bügel der Spannrolle ruht, er kann sich auf diesen Zapfen frei drehen, so daß er sich mit der Spannrolle je nach dem Seil schrägstellen kann. Die eine Traverse ist noch mit einer Öse versehen, an welcher das Seil für die Gewichte angeknüpft wird.

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Fig. 285.

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8tg. 296.

Bemerkt sei hier gleich, daß die Rillen der Spann- und Leitrollen nicht keilförmig, wie die der Seilscheiben, sondern einfach rund nach dem Seildurchmesser ausgedreht werden.

Konstruktion und Berechnung der Hanfseilschciben und Hanfseiltriebe.

Die Seile werden natürlich um so länger halten, je größer die Scheiben sind, diese nehme man daher nie zu klein, ihr Durchmesser sei wenigstens gleich der dreißig- bis fünfzigfachen Seilstärke. Baumwollseile lassen kleinere Durchmesser als Manila- und Schleißhanfseile zu, wie wir weiter oben schon gesehen hatten. •

Das Seil läuft bei den Hanfseilscheiben in keilförmigen Rillen, in die es sich einklemmt, so daß ein Rutschen des Seiles nicht eintreten kann. Die Rillen müssen sehr sorgfältig und genau ausgedreht und wohl auch nachgefräst werden. Fig. 287 zeigt den Schnitt durch den Kranz einer dreirilligen Seilscheibe. Der halbe Keilwinkel der Rillen beträgt gewöhnlich 2272°, also der ganze 45°. Die sonstigen Abmessungen sind in die Figur eingeschrieben.

Leitrollen erhalten Rillen, welche nur einfach rund nach dem Seildurchmesscr ausgedreht sind. Das Seil soll sich bequem in diese Rillen einlegen können.

Die Arme der Hanfseilscheiben sind meist oval, ihre Anzahl und Dimensionen bestimmen sich wie bei den Riemscheiben.

Die Berechnung der Hanfseiltriebe erfolgt im allgemeinen nach denselben Grundsätzen wie die des Riementriebes. Man wählt ein Hanfseil vom Durchmesser d und ebenso den Durchmesser der Hanfseilscheibe und bestimmt dann danach und nach der erforderlichen Umdrehungszahl n die Seilgeschwindigkeit v in der bekannten Weise. Diese darf die zulässige Größe natürlich nicht übersteigen. Man nimmt an, daß die größte Zugkraft T im Seil gleich der doppelten Umfangskraft P, also gleich 2P, ist; oder Zugkraft T

2.75.N ._T Q- vf i —-— (N — Anzahl der

zu übertragenden Pferdestärken. Wir erhalten dann den erforderlichen Seil-

2P

querschnitt F aus F = —, worin die Zugspannung s im Mittel zu 10 kg

pro qcm angenommen werden kann. Da man Seile über 60 mm nicht verwendet, die Formel aber einen größeren

Seilquerschnitt    liefert, so

ti4 sind mehrere Seile zu nehmen. Die , i Anzahl i der Seile erhält man schließlich 2P

. Da man den Seildurch-

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messer von Anfang an gewählt hatte, hat man den Querschnitt des Seiles einfach in diese Formel einzusetzen.

Für Transmissionszwecke sind die gebräuchlichsten Seildurchmesser 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 und 60 mm, und wählt man im allgemeinen für Hauptantriebe 50 bis 55 mm Seile und für Nebenantriebe 25 bis 30 mm Seile.

gifl. 287.

Der Seile

Ein Seil überträgt Pferdestärken bei einer Beanspruchung pro qcm von

6 kg

7 kg

8 kg

9 kg

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Anzahl der übertragbaren Pferdestärken nehme besser 1 bis 2 Seile mehr.

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1100

1200

1300

er

Die Seilgeschwindigkeit nimmt man zu 16 bis 20 m in der Sekunde an.

Man nimmt stets 1 bis 2 Seile mehr, als die Rechnung ergiebt, oder versieht die Scheibe mit 1 bis 2 Rillen mehr für eine nachträgliche Vergrößerung der Leistung.

Die Aktiengesellschaft für Seilindustrie in Mannheim giebt über die Anwendung von Hanftransmissionsseilen vorstehende Tabelle (Seite 140).

2. Der Drahtseiltrieb.

Der Drahtseiltrieb beweist sich für die kleinsten wie für die größten Kraftübertragungen bis zu 120 Meter Länge als der beste Trieb. Ebenso wie bei dem Hanfseiltrieb das Hanfseil, kommt hier das Drahtseil zur Anwendung. Die treibende und getriebene Achse sollen möglichst in derselben horizontalen und genau in derselben vertikalen Ebene liegen. Als kleinste Achsenentfernung ist 25 m anzusehen; wenn auch kleinere Achsenentfernungen vorkommen, so geschieht dies auf Kosten des Drahtseiles. Durch die rasch aufeinanderfolgenden Biegungen des Drahtseiles um die Scheiben bei kleinen Achsenentfernungen werden die einzelnen Drähte bald brechen, auch wird das Gewicht des Drahtseiles zu gering, um die zur Kraftübertragung nötige Spannung hervorzubringen. Aus demselben Grunde sind auch die Scheibendurchmesser möglichst groß zu wählen.

Die Drahtseilscheiben-Arte«.

Während die Hanfseilscheiben entsprechend der Anzahl der Seile mit mehreren Rillen versehen waren, haben die Drahtseilscheiben nur eine Rille, da stets nur ein Seil zur Kraftübertragung benutzt wird. Die Leitrollen, welche dazu dienen, einen Seiltrieb über 100 m fortzupflanzen, wie wir später sehen werden, erhalten zwei Rillen eingedreht. Wir können im allgemeinen danach unterscheiden, ob die Seilscheiben ganz aus Gußeisen oder mit gußeisernem Kranz und Nabe und schmiedeeisernen Armen hergestellt sind.

Diese Seilscheiben werden entweder aus einem Stück oder geteilt hergestellt. Die Arme sind oval. Nur gußeiserne Scheiben bis etwa 1 m Durchmesser stellt man aus einem Stück her.

Eine geteilte gußeiserne Drahtseilscheibe von Felten & Guilleaume, Carlswerk, A.-G. in Mülheim (Rhein), zeigt Fig. 288. Die Teilung geht durch die Mitte zweier Arme. Die Arme selbst sind oval.

man

Soll ein Drahtseiltrieb bei richtig montierten Wellen gut laufen, so ist vor allen Dingen nötig, daß die Seilscheiben genau ausbalanciert sind, weshalb hierauf besondere Sorgfalt verwenden soll. Es empfiehlt sich daher auch, die Seilscheiben nicht auf der Welle aufzukeilen, sondern nur festzuklemmen, da durch das Aufkeilen die Scheiben leicht verspannt werden können und schlagen. Bei zweiteilige» Scheiben kann man das Aufklemmen durch die Verbindungsschrauben ohne weiteres vornehmen. Man macht aus diesem Grunde häufig auch bei ungeteilten Scheiben die Nabe zwischen zwei Armen gespalten und

klemmt durch besondere Schrauben die beiden Hälften auf die Welle fest. Ist ein Keil zur Kraftübertragung noch nötig, so sei das nur ein Mitnehmerkeil

SL

gij. 289.

Fig. 288.

oder eine Feder, aber kein Tragkeil. Meistens erhalten die Drahtseilscheiben gußeisernen Kranz und Nabe und schmiedeeiserne Arme (Fig. 289 bis 291).

M Während Fig. 289 eine solche Scheibe bildlich darstellt, zeigt Fig. 290 u. 291 eine solche Scheibe in Ansicht und Querschnitt. Die Nabe erhält ringsherum zwei 1 Wülste angegossen, ebenso der I Kranz an den Stellen, an denen die Arme anschließen. Die Arme werden in die Wülste gleich mit-eingegossen. Es wird gewöhnlich Rundeisen zu den Armen verwendet. Häufig wird die Nabe noch durch Schrumpfringe verstärkt. Auch wird zu den Armen Flacheisen verwendet; diese werden dann aber an Nabe und Kranz durch Schrauben befestigt.

Rundeisenarme erhalten eine Stärke von s — ®/₃ d -f10 (cl — Seilscheibendurchmesser); ihre Entfernung, in der Mitte des Kranzes gemessen, beträgt 28 s bis 32 s.

Fig. 29u.

Fig. 291.

Die Drahtseile.

Wir haben hier nur vorerst diejenigen Drahtseile zu betrachten, die für Transmissionszwecke Verwendung finden, die übrigen Drahtseile werden im nächsten Kapitel besprochen werden.

Das Drahtseil besteht aus einer großen Anzahl Drähte aus schwedischem Holzkohleneisen oder Gußstahl. Mehrere Drähte werden zu einer sogenannten Litze gewunden, von denen mehrere zusammengewunden dann das Drahtseil geben. Die einzelnen Litzen und auch das Seil selbst erhalten meist eine Hanfeinlage, eine sogenannte Seele. Aber auch Seile ohne Hanfeinlage verwendet man für Transmissionszwecke. Die Seile mit Hansseele sind biegsamer als diejenigen ohne Hanfseele, weshalb man die letzteren auch nur für Übertragungen auf große Entfernungen und bei großen Scheibendurchmessern verwendet.

Natürlich sind auch diejenigen Seile biegsamer, die aus vielen dünnen Drähten als die, welche aus wenig starken Drähten bestehen. Im allgemeinen nimmt man Drähte von 1 bis 2 mm Stärke und geht bei besonders kleinen Drahtseilscheiben auf 0,5 mm Drahtdicke herunter.

1202

Fig. 292.

Fig. 292 zeigt den Querschnitt eines Drahtseiles. Jede Litze besteht hier aus 6 Drähten, welche um einen Draht als Seele 'gewunden sind, das Seil selbst wird aus 6 solcher Litzen gebildet, welche um eine Hanfseele geschlagen werden. Die Litzen werden in der Regel in der entgegengesetzten Richtung als das Drahtseil selbst gewunden; sind die Litzen linksgängig, so ist das Drahtseil rechtsgängig. Hierdurch wird das selbstthätige Aufdrehen des Drahtseiles verhindert.

Die folgenden Tabellen geben die Drahtseile für Transmissionszwecke, wie sie von Felten & Guilleaume, Carlswerk, A.-G. in Mülheim (Rhein), geliefert werden.

Drahtseile mit Hanf in den Litzen. A. Für normale Scheibendurchmesser.

Durchmesser des Seiles in mm

Anzahl der Drähte im Seil

Dicke der Drähte in mm Ungefähres Gewicht für 100 Ifb. Met. Seil in kg

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Durchmesser des Seiles

in mm 11 12 Anzahl der Drähte im

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Draht- Durchmesser ^ des Seiles

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(Nur für große Achsenabstände und große Seilscheiben.)

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kg

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Durchmesser    Gewich? für

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Die beiden Seilenden werden durch Spleißen miteinander verbunden. Die Berlin-Anhaltische Maschinenbau-A.-G. in Dessau sagt: „Zur Herstellung eines solchen Seilspleißes wird jedes Ende etwa 1 m lang aufgeflochten, die Hanfseele soweit herausgeschnitten und die aufgeflochtenen Seillitzen wechselseitig ineinandergesteckt, so daß die Litzen von einem Ende über das andere Ende des Seiles zu liegen kommen. Nun löst man an dem einen Ende eine Litze noch weiter 1 m auf und flechtet an deren Stelle eine Seillitze des anderen Endes hinein. Die beiden Seillitzenenden werden einmal umschlungen in einzelne Drähte aufgeflochten und diese dann ins Seil hineingesteckt. Als Werkzeug bedient man sich dabei eines Stecheisens in Form einer Lanzette mit etwas abgerundeten Kanten, etwa 13 mm breit und 150 mm lang. Nachdem dann in gleicher Weise die zweite Litze auf 660 mm, die dritte auf 330 mm Länge aufgeflochten und verstochen ist, nimmt man dieselbe Vorrichtung nach dem andern Ende hin mit den übriggebliebenen drei Litzen des ersten Endes vor. Nach beendeter Arbeit dürfen Drahtspitzen nicht vorstehen. Man stoße solche Drahtspitzen nach innen. Einschlagen der ganzen Spleißung in em passendes Gesenk mit abgerundeten Ecken ist sehr nützlich, um einen gleichen Seildurchmesser herzustellen."

Auch für Drahtseile giebt es zur Verbindung Seilschlösser. Diese sind, ebenso wie bei Hanfseilen, nicht zu empfehlen.

Aller 3 bis 6 Wochen muß das Seil geschmiert werden, wozu man außer fertigem Seilfirnis folgende Schmiere verwenden kann. Man koche Graphit in Talg und trage diese Masse mit einer Bürste auf. Gekochtes Leinöl allein verrichtet auch gute Dienste.

Die Drahtseiltriebe.

Es heißt in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik": „Der Drahtseiltrieb wirkt nur bei großer Achsenentfernung gut, nicht weil das Gewicht eines kurzen Seiles zu gering wäre, um genügende Reibung auf den Scheiben zu erzielen, sondern weil das Drahtseil nicht so elastisch ist, wie ein Riemen, Baumwoll-oder Hanfseil, und darum die bei jedem Betriebe fortwährend auftretenden Kraftschwankungen nur vermöge veränderlicher Durchhängung aufnehmen kann, vermöge geringer vertikaler wellenförmiger Bewegungen, die sich nur bei gehöriger Länge des schwebenden Seiles und nicht zu straffer Anspannung, ohne schädlich zu wirken, im Seile ausbilden können. Bei kleineren Kräften soll die Achsenentfernung der Drahtseilscheiben mindestens 15 bis 25 m, bei großen Kräften mindestens 30 bis 50 m betragen, andernfalls ist ein- oder zweimaliger Hanfseiltrieb vorzuziehen. Dagegen geht man nicht über 120 bis 170 m und verwendet bei größeren Entfernungen mehrere Seile mit zweirilligen Zwischenrollen (Fig. 293), womöglich mit gleicher Länge der einzelnen Seile (bei etwa 100 m Achsenentfernung)."

Derartige Zwischenrollenanordnungen bezeichnet man als Stationen. Von der Antriebsscheibe A wird auf die Zwischenrolle Zt und von dort auf Z₂ usw. getrieben. Man kann auf diese Weise bis zu 2000 m Entfernung der Antriebsund Endscheibe gehen.

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„ig. 29J.

Die beiden Scheiben eines Drahtseiltriebes seien stets gleich groß. Ist eine Übersetzung ins Schnelle oder Langsame nötig, so schaffe man diese durch Zahnradvorgelege oder sonstwie, aber nicht durch den Drahtseiltrieb.

Das untere Sei'l sei auch hier das ziehende.

Die Seildurchsenkung beträgt per 100 m Achsenabstand etwa 1,5 m beim treibenden und etwa 3 m beim geführten Seiltrum.

Den Seilscheibendurchmesser empfiehlt sich in der Regel 150 mal so groß zu machen als den Seildurchmesser.

Felten & Guilleaume sagen über die Seilgeschwindigkeit: „Die Seilgeschwindigkeit sollte bei Übertragung kleinerer Kräfte 6 bis 10 m pro Sekunde betragen und darf bei Übertragung großer Kräfte auf 25 m pro Sekunde gesteigert werden. Diese Seilgeschwindigkeit darf nicht etwa durch eine hohe Umdrehungszahl der Treibachse erzielt werden, vielmehr empfiehlt es sich, diese nicht mehr als 120 bis höchstens 130 Umdrehungen in der Minute machen zu lassen und den Seilscheibendurchmesser dementsprechend groß zu nehmen. Weniger als 100 Umdrehungen sind nicht zu empfehlen, um nicht, zwecks Erreichung der nötigen Seilgeschwindigkeit, unverhältnismäßig große Seilscheiben nehmen zu müssen."

19

Prakt. Maschinenbauer.

Tragrollen müssen dann zwischen den beiden Scheiben angeordnet werden, wenn unter dem Seit eine gewisse Höhe frei bleibet: muß, oder wenn die Seiltrümer durch ihre Durchhängung an irgend einen Teil des Gebäudes oder bergt streifen würden; wenn möglich sind aber Tragrollen zu vermeiden. Diese Tragrollen erhalten den 0,8 fachen Durchmesser der Seilscheiben.

Ist der Seiltrieb in einem Winkel weiterzuleiten, so ordnet man eine Station mit Kegelrädern an.

Unterhalb des Drahtseiltriebes sind solche Schutzvorrichtungen anzubringen, daß beim Reißen des Seiles Personen, welche sich zufällig darunter oder in der Nähe befinden, nicht verletzt werden können. Ist auf der ganzen Länge des Triebes Personenverkehr statthaft, so spannt man am besten unterhalb des unteren Seiles in für alle Längungen ausreichender Entfernung zwei alte Drahtseile mit ähnlicher Durchlenkung aus, wie solche bei dem Triebseile vorkommen kann, und verbindet die Seile gegeneinander mit Rundeisenstäben, so daß eine Art flachgelegter durchgesenkter Leiter entsteht, deren Sprossen das Seil im Falle eines Bruches auffangen.

Konstruktion und Berechnung der Drahtseilscheiben und Drahtseiltriebe.

Bezüglich der Drahtseilscheibeu ist hier nur noch zu erwähnen, daß die Rille, welche in dem Scheibenkranz eingedreht wird, so groß ist, daß das Seil bequem darin Platz hat. Eine solche Seilscheibenrille zeigt F:g. 294. Da natürlich die Reibung zwischen Seil und Seilscheibenrille, weil Eisen auf Eisen läuft, a sehr gering sein wird, sind Seilscheiben mit direkt eingedrehten f Rillen nur als angetriebene oder als Tragrollen zu verwenden. Die treibenden Scheiben erhalten zur Erhöhung der Reibung zwischen Seil und Scheibe eine besondere Ausfütterung der Rillen (Fig. 295). Die Ausfütterung besteht meist aus Hirnleder, wenigstens hat sich diese, gegenüber der Ausfütterung mit Weiden- oder Pappelholz, am besten bewährt. Der Seilscheibenkranz erhält eine schwalbenschwanzförmige Rille ein-

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Fig. 294. Fig. 295.

gedreht, in welche die entsprechend herausgestanzten Lederstücke eingeschlagen werden, so daß sich eine Scheibe fest gegen die andere legt und den ganzen Umfang ausfüllt. Die letzten einzubringenden Stücke werden eingeleimt. Nach erfolgter Ausfütterung wird die Rille und die Hirnlederfütterung entsprechend dem in Fig. 295 gezeichneten Profil ausgedreht.

Georg Hecke! in St. Johann-Saarbrücken ordnet die Ausfütterung nach Fig. 296 u. 297 an. Die Rille der Seilscheibe wird hier nach dem Profil der Fig. 297 ausgedreht, und die entsprechend geformten Lederplättchen P werden auf ein schwaches Drahtseil L aufgebracht. Dieses Drahtseil reicht zuletzt durch den Scheibenkranz hindurch und wird mittels Spannschrauben S₂ und S₂ an den Armen At und A, der Scheibe befestigt und nun festgezogen, wobei die Lederplättchen fest angedrückt werden, so daß ein Herausreißen derselben ausgeschlossen erscheint. Die Rille wird dann entsprechend Fig. 297 in die Ausfütterung eingedreht.

Die Berechnung der Drahtseiltriebe erfolgt in derselben Weise wie die der Hanfseiltriebe. Die Zugkraft im Seil beträgt wieder durch die zu übertragende Umfangskraft P T = 2P, durch welche die Drähte mit s —500 bis 60 0kg pro qcm beansprucht werden. Bekanntlich ist die

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Umfangskraft P — —

mit den üblichen Bezeichnungen. Damit erhält man den Querschnitt F des

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Seiles zu F = z.—— ==

op

-fl Z {ft die Anzahl der

der einzelnen Drähte, —

der Querschnitt eines Drahtes vom Durchmesser d.

Man wählt jetzt den Drahtdurchmesser 6 und rechnet dessen Querschnitt aus, so daß man die Anzahl der zur Übertragung der Umfangskraft P

F

erforderlichen Drähte zu z — —-- erhält. Hiernach nimmt

Ai.

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Az..

Fl . 296.

,P.

man jetzt den Durchmesser des Seiles aus den Tabellen Seile 143 und 144.

Felten & Guilleaume geben für die Umfangskraft, welche ein Seil übertragen kann, folgende Werte an:

Flg. 297.

Umfangskraft P=kg Seildurchmesser — mm

Wenn der Durchmesser der Seilscheiben es gestattet, so ist es zu empfehlen, das Seil entsprechend stärker, als oben angegeben, zu machen, damit ein Gleiten desselben aus der Scheibe noch sicherer vermieden wird.

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32

34

37

19*

IV. Maschinenteile der geradlinigen Bewegung.

Die Seile, Ketten, deren Rollen nnd Trommeln.

Wir haben zwar schon bei den Hanf- und Drahtseiltrieben Seile kennen gelernt, welche dort zur Übertragung einer Kraft von einer Welle auf eine oder mehrere andere dienten, es kommen aber im Maschinenbau noch Seile und Ketten vor, die ausschließlich als Zugmittel, Zugorgane, dienen. Sie dienen zum Heben oder Heranziehen von Lasten, wie bei Kränen, Auszügen, Seilbahnen u. dergl. Im allgemeinen können auch hierzu die schon besprochenen Seile benutzt werden. Für besondere Zwecke erhalten aber die Seile auch noch andere Konstruktionen. Mit den Ketten wiederum, die hier besprochen werden, können wir auch die Kraft von einer Welle auf eine andere übertragen. Wir erhalten dann den Kettentrieb. Die endlos gemachte Kette wird über die beiden auf den Wellen befindlichen Kettenräder geschlungen.

Die Hanfseile.

Die Verwendung des Hanfseiles zum Heben von Lasten u. dergl. ist verhältnismäßig sehr beschränkt. Das Hanfseil ist durch das Drahtseil zum großen Teil verdrängt. Das was über die Herstellung und das Material der Hanfseile beim Hanfseiltrieb gesagt worden ist, gilt auch hier. Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt: „Die Seile, welche zum Heben der Lasten bei Flaschenzügen und Winden benutzt werden, sind lose gedreht, dagegen sind die Seile, welche bei Aufzügen und als Förderseile in Bergwerken benutzt werden, Seile mit festem Schlag. Bei gleicher Stärke und Länge sollen festgeschlagene Seile 1,8 mal so schwer ausfallen, als lose geschlagene, und IV2 mal so viel tragen als diese."

Flache Seile benutzt man zum Heben sehr großer Lasten. Die einzelnen runden Seile werden nebeneinandergelegt und zusammen vernäht, wozu Hanfschnüre oder Messingdrähte dienen.

Die folgenden Tabellen geben die gebräuchlichsten Sorten Hanffeile von Felten & Guilleaume in Köln:

Runde Seile    Runde Seile    Runde Seile    Runde Seile

(ungetheert)    (getheert)    (ungetheert)    (getheert)

a.la.bad.Schleißhanf a.la.bad.Schleißhanf    ausla.raff Reinhans ausla.rusf.Reinhanf

Durch- Gewicht messer per Meter

in

kg

Arbeits- , last bei Dur-H-8sacher messer Sichert). m

m wv** ArbeitsGewicht last bei prr 8facher Sicherh.

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Durch- Gewicht    Durch- Gewicht Ast?e^

messer per «facher messer per gfacher Meter Sicherh. m steter Sicherh

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kg

kg

kg

kg

kg

kg

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1870

2390

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Flache Seile (getheert) aus Ia. Manilahanf.

Breite in mm für Kabel in 4 Litzen

breite in mm für Kabel in 6 Litzen

Breite in mm für Kabel in 8 Litzen

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Gewicht per Meter in kg

Bruchfestigkeit

Kabelseile

(getheert)

a.labad.Schleißhanf

Dicke in mn die 3 Sorten

Für die Kabel in 4 Litzen

Für die Kabel in 6 Litzen

Für die Kabel in 8 Litzen

Für die Kabel in 4 Litzen

Für die Kabel in 6 Litzen

Für die Kabel in 8 Litzen

Durch- Gewicht messer per Meter

in

kg

8fa*er

Sicherh

kg

|r—li—Ir—Ir—Ir-Ir—Ir—It—(C<t

iäsülilsssi

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

30    3,00    4,50    6,00    27000 40500 54000

34    3,85    5,80    7,70    33660 56100 67320

36    4,35    6,50    8,70    38880 64800 86400

40    5,35    8,00    10,70    46800 70200 93600

42    5,90    8,85    11,80    52920 79380117600

46    7,00    10,50    14,00    60100 93150124200

48    7,70    11,50    15,50    69120103680138240

50    8,35    12,50    16,70    76500114750153000

54    9,75    14,65    19,50    87480131220174960

58    11,00    16,50    22,00    99180165300 220400

62 12,50 18,75 25,00 111600(167400 223200

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Die Rollen und Trommeln für Hanfseile.

Das Seil, welches beispielsweise zum Heben einer Last dient, wird über eine Rolle gelegt, so daß an dem einen Ende des Seiles die zu hebende Last befestigt werden kann, am andern Ende die Zugkraft zum Heben dieser Last wirkt. Da das Seil der Biegung um die Rollen natürlich einen gewissen Widerstand entgegensetzen wird, ist es dringend nötig, die Rollendurchmesser so groß als möglich zu nehmen. Der Rollendurchmesser soll wenigstens gleich der zehnfachen Seilstärke sein. Es ist natürlich, daß das Seil um so länger hält, je größer die Rolle ist, gerade bei den Hebezeugen z. B. ist man indessen gezwungen, kleinere Rollen anzuordnen, so daß die Dauerhaftigkeit des Seiles hintenangesetzt wird.

Man kann natürlich das Seil hinleiten, wo man es hinhaben will, man hat nur nötig, an jeder Stelle, an der ein Wechsel der Bewegungsrichtung ein-tritt, eine Leitrolle anzuordnen.

Die Rollen selbst erhalten eine Rille eingedreht, welche das Seil bequem aufnehmen kann. Entweder drehen sich die Rollen lose auf festgelagerten Achsen, oder sie sind fest mit der Achse verbunden, und die letztere dreht sich in besonderen Lagern. Die letztere Ausführung ist für größere Rollen und Lasten zu wählen, die Rollen der Flaschenzüge dagegen laufen sämtlich lose auf ihren Achsen.

Fig. 298 zeigt den Querschnitt einer Rolle. Soll die Rolle lose auf der Achse A laufen, so ist die Nabe N länger zu machen, als wenn sie fest auf der Achse A sitzt. Lose laufende Rollen sind auch mit einer Schmiervorrichtung Q zu versehen. Die Rille ist möglichst tief zu machen, damit das Seil nicht so leicht ablaufen kann, sie ist im Grunde nach dem Seildurchmesser sauber auszudrehen. Die Rollen sind entweder voll gegossen oder mit Armen versehen. Eine kleinere volle Rolle zeigt Fig. 299.

Holzrollen verwendet man wenig und nur für untergeordnete Zwecke.

Die Trommeln dienen zum Aufwickeln des Seiles beim Heben von Lasten. Das Heben der Last erfolgt dann einfach durch Drehen der Trommel, ebenso das Niederlassen der Last. Eine Trommel ist in Fig. 300 u. 301 dargestellt. Im Gegensatz zu beit Rollen ist die Trommel an ihrem Umfang glatt und

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Fig. 298.

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Fig. 299.

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Fig. 800.

Fig- 901.

seitlich mit hohen Rändern versehen, welche das Ablaufen des Seiles zu verhindern haben. Die Trommel T besteht aus Hohlguß und wird mit ihren Naben auf der Trommelwelle W aufgekeilt. Das Seil soll sich nicht übereinander auf die Trommel aufwickeln, sondern nur nebeneinanderlegen, demzufolge muß die Trommel so lang bemessen werden, daß sie das der Hebhöhe

entsprechende Seil in einer Lage aufnehmen kann. Eine bis zwei Windungen sollen bei ganz abgewickeltem Seil noch auf der Trommel verbleiben.

Fig. 300 u. 301 zeigt die Verbindung eines Stirnrades mit einer Trommel. Diese Verbindung wird vorteilhaft so hergestellt, daß man das Stirnrad 8 auf der Trommelwelle W aufkeilt und die Trommel T durch Schrauben P an den Armen des Rades befestigt. Die Mitnahme der Trommel durch das Stirnrad wird, um die Schrauben zu entlasten, durch Vorsprünge V an der Trommel bewirkt, die hinter die Arme des Stirnrades greifen. Durch diese Verbindung soll verhindert werden, daß die Trommelwelle auf Drehung beansprucht wird.

Berechnung der Hanfseile.

Während man beim Hanfseiltrieb nach der zu übertragenden Kraft den Seildurchmesser wählte und dann die zur Übertragung dieser Kraft erforderliche Anzahl Seile ausrechnete, hat man hier einfach nach der Belastung P den Durchmesser des Seiles zu bestimmen, da nur immer ein Seil in Betracht kommt. Man kann nach der Arbeitslast P schon den Seildurchmesser direkt aus den oben gegebenen Tabellen ablesen. Die ungetheerten Seile können etwas stärker beansprucht werden als die getheerten, ebenso haben die Seile aus badischem Schleißhanf eine größere Festigkeit als diejenigen aus russischem Reinhanf.

Ist noch d — Seildurchmesser in cm, D — Seilrollendurchmesser in und q — Gewicht eines laufenden Meters Seil in kg, so ist die zulässige Belastung P des Seiles in kg nach Prof. Bach: P^80d², wenn D^lOd ist, oder P ^ 1000 q. Wird D kleiner als 10 d, so soll P nicht größer als 60 d3 oder 750 q sein.

Seile zum Fördern aus Bergwerken beanspruchen Rollen oder Trommeln mit D — 50 d bis 80 d; P sei gleich 60 d² bis 80 d*.

cm

Die Drahtseile.

Die Drahtseile, welche hier zur Besprechung kommen, werden, wie schon oben bemerkt, fast allgemein zum Heben von Lasten und bergt. Arbeiten benutzt. Was über die Herstellung und Eigenschaften der Drahtseile früher beim Drahtseiltrieb gesagt wurde, findet auch hier Anwendung.

Diejenigen Drahtseile, welche im Bergbau zum Heraufziehen der Förderschalen benutzt werden, bezeichnet man als Förderseile. Man verwendet auch wohl hier flache Drahtseile, welche, ebenso wie die flachen Hanfseile, aus nebeneinandergelegten und verbundenen runden Drahtseilen bestehen.

Felten L Guilleaume, Carlswerk, A.-G. in Mülheim (Rhein), machen folgende allgemeine Angaben: „Im allgemeinen richtet sich die Drahtdicke nach dem kleinsten Krümmungsradius, um den das Seil sich zu biegen hat, also nach dem Halb- bezw. Durchmesser der Seilscheiben, Windentrommeln, Leitrollen usw., mit welchen in Verbindung das Seil benutzt wird. Gleiche Bruchfestigkeit (d. i. dasselbe Material) vorausgesetzt, ist ein Seil aus vielen dünneren Drähten biegsamer, als ein solches aus wenigen dickeren Drähten; desgleichen ist ein Seil mit Hanfeinlagen in den Litzen biegsamer, als ein demselben im übrigen ganz gleiches ohne Hanfseelen. Seile, welche einem starken mechanischen Verschleiß ausgesetzt sind, sei es dadurch, daß sie über den Boden schleifen, oder daß sie über viele Tragrollen laufen, daß die einzelnen Seilschläge stark aneinanderreiben, oder daß sie eine starke Pressung auszuhalten haben, sollte man. ebenso wie Seile, welche im Nassen arbeiten und dadurch der Gefahr der Zerstörung durch Rost ausgesetzt sind, nicht aus dünnen Drähten anfertigen."

„Hanfeinlagen in den Litzen machen das Seil biegsam, aber auch weich, deshalb sollte man zu solchen Konstruktionen nicht greifen, wenn das Seil im Betrieb stark gequetscht wird, wie z. B. wenn es auf der Seiltrommel über-einandergewickelt werden muß."

„Je härter das Material, um so dünner wird man die Drähte nehmen. Das härtere Material, welches auch eine entsprechend höhere Bruchfestigkeit hat und dadurch den Vorteil bietet, daß man bei gleicher Tragfähigkeit das Eigengewicht des Seiles auf ein Minimum reduzieren kann, ist von der Verwendung ausgeschlossen, wenn die Seilscheiben und Seiltrommeln, über welche das Seil laufen soll, einen zu kleinen Durchmesser haben."

„Förderseile, namentlich wenn dieselben auch zur Seilfahrt (Menschenförderung) dienen, werden jetzt fast ausnahmslos aus Patent-Gußstahldraht hergestellt. Meistens wird eine Qualität angewendet, welche eine Bruchfestigkeit von 115 bis 130 kg pro qmm hat; bei zunehmender Tiefe und bei gesteigerten Förderlasten ist man aber gezwungen, zu härteren Qualitäten zu greifen, um das Eigengewicht des Seiles möglichst zu beschränken. Wir empfehlen für solche Fälle ein Material mit einer Tragfähigkeit von 150 bis 160 kg pro qmm, und wo die Verhältnisse es durchaus bedingen, verwenden wir auch ein Material mit einer Bruchfestigkeit von 180 bis 200 kg pro qmm Drahtquerschnitt."

„Bei der Bestimmung der Dicke der zu Förderseilen zu verwendenden Drähte wird bei den großen Fördereinrichtungen bei der Kohlengewinnung der Durchmesser der Seiltrommel und Seilscheibe weniger maßgebend sein, weil diese in der Regel sehr große Dimensionen haben. Bei weniger günstigen Fördereinrichtungen, z. B. beim Erzbau, sollte man nie dickeren Draht zu den Förderseilen verwenden als Viooo des kleinsten Scheiben- bezw. Trommeldurchmessers, in der Regel verwendet man zu Förderseilen keine dickeren Drähte als 2,8 mm Gußstahldraht."

„Eine Ausnahme von dieser Regel wird man machen müssen, wenn die Stellung der Seiltrommel zur Seilscheibe eine solche ist, daß die Seilschläge sich beim Auf- und Abwickeln stark aneinanderreiben, oder wenn bei zu kleinen Trommeln das Seil nicht mehr in einer Lage auf denselben Platz findet und übereinandergewickelt werden muß. oder überhaupt wenn das Seil einem starken mechanischen Verschleiß ausgesetzt ist In solchen Fällen kann es unter Umständen geratener erscheinen, mit der Drahtdicke bis zu ¹/₅₀₀ des Scheiben- bezw. Trommeldurchmessers zu gehen."

„Bei der Wahl der Drahtdicke spricht auch der Winkel mit, unter dem das

Drahtdicke

'cs

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00

IC

Iw

Seil von der Seiltrommel auf die Seilscheibe läuft. Je spitzer dieser Winkel, um so dünner empfiehlt es sich den Draht zu nehmen."

Runde Förderseile.

Zahl der Drähte im Seil Zahl der Hanfseelen im Seil Durchmesser des Seil s

Ungef. Gewicht v. 1 Meter Seil

Bruchlast des Seiles in kg

ausEisen

od.Besse- aus Patent-Gußstahldraht merstahl

Drahtdicke

I W LZ fl

1 1! P k

Bruchlast des Seiles in kg

mit einer Bruchfestigkeit per qmm Drahtquerschnitt von

55 kg 1 120 kg | 150 kg 1 180 kg mm

im Seil

CQ

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ausEisen

od.Besse- aus Patent-Gußstahldraht merstahl

mit einer Bruchfestigkeit per qmm Drahtquerschnitt von

kg

55 kg 1 120 kg 150 kg 180

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0,65

0,65

0,75

0,80

0,95

3560

3560

4150

4150

4740

1,30 7110 1,40 8130 1,70 9650 2,00 11260

6660

7760

8330

7760

9050

9050

10340 15510 17730 21060 24570

0,70 3980 0,85 4640 10140 0,85 4640 10140 0,95 5420 11830 1,00 5420 11830 1,20 6190 13520

1.70    9290 20280 1,85 10620 23170

2.25    12610 27500 2,60 14710 32100

0,90 5040 11000 1,05 5880 12820 1,05 5880 12820

1.25    6850 14960

1.30    6850 14960 1,50 7830 17100

2.10    11750 25660

2.30    13420 29320 2,75 15970 34800

3.25    18610 40600

1.10    6220 13570

1.30    7250 15840 1,30 7250 15840 1,50 8460 18480 1,55 8460 18480

1.85    9670 21120 2,60 14500 31680

2.85    16570 36200 3,40 19700 42990 4,00 22960 50150 5,00 27990 61070

5.70    31100 67860

1,30 7530 1,55 8780 1,60 8780 1,85 10240 1,90 10240 2,25 11700 3,15 17550 3,45 20060 14,10 23830

Maschinenbauer.

9700

9700

11310

11310

12930

19390

22160

26320

30710

>3260    ⁴²

56590    ⁴⁹

31590

36850 2,5 öb

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84

CT fe 00

27800

33870

37630

1,70 9720

2,00

2,05

8690 10860 13040 12670 15210 12670 15210 14790 17750 14790 17750 16900 20280 25350 30420 28960 34760 34380 41250 40120 48150

13750 16500 16000 19230 16000 19230 18700 22440 18700 22440 21370 25650 32100 38490 36650 43980 43500 52200 50750 60900

16960 20350 19800 23760 19800 23760 3 1 23100 27720 ' 23100 27720 26400 31680 39600 47500 45250 54300 53730 64480 62690 75220 76340 91600 84830 101800

16420 20530 24630 19170 23960 28750 19170 23960 28750 22350 27940 33530 22350 27940 33530 25540 31930 38310 38310 47890 57470 43780 54730 65670 52000 I 65000 78000

2,8

3,4

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162 1 180| 1

2,35 13230

2.45    13230 2,90 15120 4,10 22680

4.45    25920 5,30 30780 6,20 35910 7,50 43740 9,00 48600

60660 75830 90990 73900 92380 110850 82100 102630 123150

21200 26500 31800 24730 30910 37100 24730 30910 37100 28850 36060 43280 28850 36060 43280 82970 41210 49460 49460 61830 74200 56520 70650 84780 67150 83940 100780 78340 97930 117500 95430 119290 143150 106000 132500 159000

2.10    12190 26600 2,50 14220 31030 2,55 14220 31030 3,00 16590 36200

3.10    16590 36200 3,65 18960 41370

5.10    28440 62060 5,60 32500 70930 6,70 38610 84240 7,80 45040 98280

10,60, 54860 119700 H,30 60960 133000

33250 39900 38790 46550 38790 46550 45250 54300 45250 54300 51710 62060 77580 93100 88660 106400 105300 126360 122850 147420 149630 179550 166250199500

29 2,55 14940 32610 407601 48920 3,05 17430 38050 47560 57080 3,10 17430 38050 47560 57080

3.60    20340 44390 55490 66590 3,75 20340 44390 55490 66590 4,45 23240 50730 63410 76100 6,25 34860 76100 95130114150 6,85 39840 86970 108710 130460 8,20 47320 103250 129060 154880

9.60    55210 120560 150700 180840 13,00 67250 146730 183410 220100 13,80 74720 163060 203830 244590

29

32

32

37

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4,50

5,40

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11,50

15,70

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17980

20980

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27970

41960

47950

56930

66-120

80900

89890

39220 49030 58830 45760' 57200 68640 45760 57200 68640 53380 66730 80070 53380 66730.80070 61000 76250 91500 91500 114380 137250 104570 130710 156860 124180 155220 186270 144880 181100 217320 176480j 220600!264720 196100 245120 294150

20

»Für Kabelseile kann man mit der Drahtdicke bis zu ¹/₄₀₀ des Durchmessers der Seiltrommel und Seilrollen gehen und rechnet man in der Regel auf eine vierfache Sicherheit. Sollen die Seile aus Patent-Gußstahldraht gefertigt werden, so ist es nicht dringend genug zu empfehlen, den Draht verzinken zu lassen, um ein Rosten desselben zu verhüten."

„Haben die Seile unter der Einwirkung saurer Grubenwasser zu leiden, so sollte man sie aus verzinkten oder verbleiten Drähten herstellen lassen

Flache Förderseile.

Kabelseile.

Drahtdicke

Zahl der Drähte im Seile

Bruchlast des Seiles m kg

Breite

3 des Seiles

Dicke

des Seiles

ZG ausEisen

H u od.Besse- aus Patent-Gußstahldraht G -£ merstahl

mit einer Bruchfestigkeit pro qmm Drahtquerschnitt von

kg 55 kg 120 kg 150 kg 180 kg

Drahtdicke

B Seildurch-

__Messer

Zahl der Drähte _im Seile

** Ungef. Gewicht v. l Meter Seil

Bruchfestigkeit des Seiles in kg

wenn ausgegl. Eisen- o.Bessemerdraht

wenn aus Patent-Gußstahldrahtmit einer Bruchfestigkeit pro qmm von

90 kg I 120 kg

120

144

168

192

120

144

168

192

168

192

120

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168

192

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120 68 16 144 77 18 168 82 19 192 93 20 224 110 19

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22

192 104

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120

22

256 138

23

288

150

26

320 165

28

90 10440 22820 28500 34200 30 11930 26080| 32600 39100

90 10160 22170| 27700 33250 25 12190 26600 33250 39900 60 14220 31000 38750 46500 20 16250    35430|    44300    53150

50 13270 28950| 36200 43450 90 15920 34800 43450 52200 40 18570 40600 50700 60900 00 21220 46300> 57900 69500

36600l 45750 43920 54900 51240 64050 58560 73200 68320 85400 78080 97600 87840 109800 97600 122000

3,80 20730 45240 56500 4,55 24880 54300 67800 5,30 29020 63350 79100 6,35 33170    72400    90500

7,10 38700 84460 105600

8.50    44230    96520    120650

9.50    49760 108580 135700 10,60 55300 [420640 150800

22

28

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3,10

3,70

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6,90

7,70

8,50

16800

20150

23510

26870

31350

35830

40300

44780

0,90

1,10

1,70

2,20

'fcO

54900 65880 76860 87840 102480 117120 131760 1,8 46 210 146400

36 120 40 144

162870 180960

51 252 57 294

120

144

CÖ" uff t-~ Ci"

3770    8500

4520 10200 6600 14850 7900 17800 9200 20700

5430 12220 6520 14670 9500 21380 11400 25650 13300 29900

7390 16630 8870 19950 12930 29100 15500 34900 18100 40700

9650 21700 11600 26100 16900 38000 20300 45650 23650 53200

12200 27450 14640 32940 21350 48040 25620 57650 29890 67250

15080 33930 18100 40720 26400 59400 31700 71300 36950 83140

11300

13560

19800

23700

27600

16300

19560

28500

34200

39900

22170

26610

38800

46500

54300

28950

34800

50700

60700

70950

36600

43920

64050

76960

89670

45240

54300

79200

95000

110850

und diese so dick machen, wie die Verhältnisse im übrigen es nur irgend gestatten."

Auf Seite 153, 154, 155 u. 156 sind die Drahtseiltabellen obiger Fabril wiedergegeben.

Felten & Guilleaume fertigen ferner noch zwei weitere Drahtseilarten, und zwar die Seile flachlitziger und die Seile verschlossener Konstruktion.

Bei den flachlitzigen Drahtseilen (Fig. 302) sind die einzelnen Drähte jeder Litze um eine Seele aus flachem Draht gewunden, wodurch die ganze Litze eine

WM

ovale Form erhält, demzufolge sie in der Rollenrille auf einer größeren Fläche aufliegt, als die gewöhnlichen Drahtseile (Fig. 292). Die Vergleichung beider Figuren zeigt dies.

1202

Fig. 302.

in

Fig. 303.

Besonders biegsame Drahtseile für Flaschenzüge und flaschenzug-ähnliche Gebrauchszwecke._

Durch die größere Auflagefläche verteilt sich Druck und Verschleiß |^sx bei flachlitzigen Seilen über eine gr ößere Fläche, als bei gewöhnlich en Seilen, wodurch natürlich langsamerer Verschleiß eintritt.

Seil

durch

messer

Ungefähres ^rucki- Kleinster zu-

der Drähte botf l^eter UWil    Durchmesser der

im Seil    Seil tm taeu Trommel u. Rollen

Stück

Zahl l Dicke

kg

kg

Seil- Zahl | Dicke    B-uch-

mesftr    «°nzFete-U'U

Stück I mm

kg

kg

72    0,9

10

11,5

13

15

17

19

21

22,5

24

26

9,5

11,5

13

15

17

19

21

23

25

27

s 8-5 S 5-55:5

200

1720 2450 3310

26600

1,4_M

0,5

0,26

0,8    0,7

144    °-⁹

eo

Ol

192

240

280

350

400

450

500

550

600

650

120

1,1

1,3

1,4    2,1

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0,5

0,6

0,7

0,8

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13.5

16

19

22

25

27,5

30

33

35

38

160

240

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1,0

1,1

1,2

1,3

0,225

2880

0,3

0,43

0,55

0,7

0,9

1 05

1,3

1,5

1,75

0,34

0,48

0,65

0,87

1,1

1,35

1,65

1,9

2,25

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O © O O O tH t-i i i—i rH

0,45

0,63

0,88

1,15

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2,15

2,55

3,0

3,5

4080

5500

7200

9240

11400

13680

16300

19200

22200

4300

6100

8200

10800

13800

17100

20500

24500

28800

33300

3840 6440 7400 9000 12300 15200 18240 21700 25500 29600 5700 8160 11000 14400 18500 22800 27360 32600 38400 I44400

Die flachlitzigen Seile sind deshalb ganz besonders dort zu empfehlen, wo ein großer mechanischer Verschleiß zu befürchten ist.

Die Seile werden mit 28, 45, 115 und 140 Drähten versehen.

Patent-Gußstahldraht-Aufzugseile.

Kleinere Trommeldurchmesser.

Größere Trommeldurchmesser.

Durchmesser

der

Winden

trommel

mm

Zahl | Dick- §1 »er"inkt eer!intt Durchmesser - der

der Drähte    AZ    Bruch-    Bruch-

.    - Z    last des last des

rm Serl    Seiles    Seiles

mm    Stück mm    kg    kg    kg

Seildicke

Winden

trommel

500

5 5 5 5 5 -e

32 3990 3610 37 4655 4210 54 6840 6190 63 7980 7220 72 9120 8250 86 10830 9800

250

550—600

650—700

WC CC 00 tH

5 5 5 5 5

5710    5250

6660 6120 9790    9000

11420 10500 13050 12000 15500 14250

750-800

(M ^ O O 05 O r-l T-l ~ r-t tH (N

42

49

72

84

96

114

ec

13

42

900

15

49

bis

17

72

1000

19

84

21

96

22

114

107 13440 11420 122 15360 13050 145 18240 I 15500

6720 7840 11520 13440 15360 18240 .

62

72

106

123

141

168

7770

9060

13320

15540

17760

21090

1000

bis

1250

7770

9060

71    8900

83 10390 122 15260 13320 142 17810 15540 162 20350 17760 192 24170 21090

15

1250

17

bis

20

1500

21

23

25

49

verzinkt verzinkt

b. 100 m Seil

Zahl I Dicke £

W

der Drähte *g im Seil §

mm Stück I kg kg kg

Seildicke

10    96 0,6

12 120

250—300 13    144

300—350

350—400

400—450

450—500

500—600

Bruch. Bruchlast des last des Seiles Seiles

25

32

39

kg

1830

2290

2750

3200

4000

4800

14,5 168

45

16

210

17,5 252

58

68

13

15    120

14

93 11590 10080

16 120 17,5 144

19

16

168

18 120 19    144

18

20

22

24

26

28

20

24

27

29

31

35

96

120

144

168

210

252

96

120

144

168

210

252 I

"o

70    9120    8250

90 11400 10300 108 13680 12300 126 15960 14400 158 19950 18000 189 23940 21600

100 13050 10940 125 16320 13680 150 19580 16410 175 22840 19150 218 28560 23940 262 34270 28720

Die Konstruktion der Seile verschlossener Konstruktion zeigt Fig. 303. Die Merkmale dieser Konstruktion sind folgende:

Sämtliche Drähte sind in konzentrischer Lage um einen Kerndraht angeordnet.

Abgesehen von 1—2 Lagen dünnerer innerer Rnnddrähte haben die Drähte der übrigen Lagen derartige polygonale Querschnitte, daß Zwischenräume zwischen den Drähten nicht bestehen; den Runddrähten folgen Drähte von segmentförmigem, diesen solche von 8-förmigem Querschnitte. Letztere überblatten sich gegenseitig, wodurch die verschlossene Konstruktion hergestellt wird.

Die Drähte jeder der aufeinanderfolgenden Lagen sind in entgegengesetzter Richtung schraubenförmig zusammengedreht.

Die Drähte der letzten äußeren Decklage werden bei der Fabrikation unter einer, maschinell genau bestimmten, stärkeren Spannung als die Jnnendrähte aufgesponnen.

Diese Seile haben hauptsächlich in Bergwerken Einführung gefunden, sie werden feindrähtig und grobdrähtig hergestellt.

Die Rollen und Trommeln für Drahtseile.

Die Rollen für Drahtseile erhalten eine tiefe, dem Seildurchmesser entsprechende Rille eingedreht. Eine Ausfütterung, wie die Drahtseilscheiben für Transmissionszwecke, erhalten sie nicht.

Die Trommeln für Drahtseile erhalten am Umfang schraubenförmig verlaufende Rillen eingedreht, in welche sich das Seil beim Aufwickeln einlegt. Die Steigung dieser Rillen, d. h. der Abstand von Mitte zu Mitte Rille, soll so groß sein, daß sich die Seile beim Aufwickeln nicht aneinanderlegen. Das Seil wird meistens durch die Wand der Trommel hindurchgeführt und an den Armen oder sonstwie sicher befestigt. Stets sollen auch hier bei ganz heruntergelassener Last ein oder zwei Windungen Seil auf der Trommel verbleiben, damit die Befestigung des Seiles selbst nicht zu sehr beansprucht wird.

Prof. Bach, „Die Maschinen-Elemente", giebt für den Rollen- bezw. Tromnieldurchmesser D folgende Angaben, wenn d — Durchmesser der Drähte in cm und d — Seildurchmesser in cm ist: „Für Förderseile sucht man wo-

möglich D /1000 d oder

D

1000

D = 500 d. Bei gleichem Drahtdurchmesser d empfiehlt es sich, mit D um so höher zu gehen, je größer die Seilstärke d, je weniger biegsam das Seil infolge seiner Konstruktion ist. So bleibt man gern mit D über 100 d und geht nur notgedrungen bis auf 70 d herab."

„Bei den Kabelseilen gestatten Felten & Guilleaume D^400d. Für Aufzugseile wird gewählt D/;500d bei D herab bis auf 18d."

zu wählen; nur gezwungen geht man bis

Berechnung der Drahtseile.

Der Durchmesser des Drahtseiles für eine bestimmte zu hebende Last berechnet sich im allgemeinen nach denselben Grundsätzen, wie derjenige der Hanfseile. Er richtet sich selbstverständlich nach der größten auf das Seil wirkenden Zugkraft und nach der Beanspruchung des Seiles pro qcm. Prof. Bach, „Die Maschinen-Elemente", sagt: „Unter Voraussetzung zweckmäßiger Seilkonstruktion

für Seile aus Eisendraht bis höchstens 1500 kg *    „    „ Gußstahldraht „

und vorzüglichen, insbesondere ausreichend zähen Materials werde als zulässige Anstrengung k, gestattet

2000 „

sofern es sich auch um Menschenförderung handelt,

für Seile aus Gußstahldraht bis höchstens 3000 kg, sofern nur tote Lasten gehoben werden und überdies die Höchstlast nur selten und dann mit der nötigen Vorsicht zur Hebung gelangt."

Man kann den Seildurchmesser für eine bestimmte zu hebende Last aus den oben gegebenen Seiltabellen ablesen. Man nehme stets ein Seil an, welches die Last mit rund 5 bis O facher Sicherheit aushält, oder das Seil. muß die 5 bis 6 fache Last tragen können. Bei Aufzug- und Förderseilen geht man noch höher mit der Sicherheit.

Die Ketten.

kurze Achsenabstände und große Übersetzungen verwendet werden können. Man unterscheidet nach der Verwendung: Lastketten, Ankerketten, Förderketten und Treibketten und nach der Konstruktion: Glieder- oder Schakenketten und Gelenk-ketten.

Wir hatten schon früher darauf hingewiesen, daß die Ketten auch zur Kraftübertragung für Transmissionszwecke Verwendung finden können, aber auch ausgedehnte Verwendung als Lastketten finden. Infolge ihrer schakenartigen Zusammenstellung sind sie außerordentlich biegsam, so daß sie über sehr kleine Rollen bezw. Trommeln gelegt werden können. Die Ketten zur Kraftübertragung für Transmissionszwecke, die Treibketten, bieten noch den Vorteil, daß sie infolge der zwangläufigen Mitnahme der beiden Scheiben durch die Zähne für sehr

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Fig. 304.

Die Glieder- oder Schakenketten. Die Ketten werden aus zähem Schmiedeeisen hergestellt. Das für die Herstellung eines Gliedes erforderliche Stück Rundeisen wird U-förmig umgebogen, in das vorher fertiggestellte Glied eingehängt und dann zusammengeschweißt, so daß stets die Schweißstelle des einen Gliedes mit der nicht geschweißten Stelle des andern Gliedes in Berührung kommt. Das Glied läßt sich nach Fertigstellung nicht umdrehen. Man bringt auch zwei Schweißstellen, dann wieder zwei nicht geschweißte Stellen usw. in Berührung. Die Schweißung erfolgt bei starken Kettengliedern an der Längsseite, sonst an der Krümmungsstelle.

Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt: „Zu der Herstellung von Ketten bis zu einer Eisenstärke von 14 mm ist nur ein Kettenschmied erforderlich, der ohne weitere Hilfskräfte arbeitet. Für Ketten von 14 bis 33 mm Eisenstärke ist außer dem Schmied noch ein Zuschläger nötig, und für Ketten von über 33 mm Eisenstärke sind nebst dem Schmied zwei Zuschläger erforderlich. Ketten bis

zu 14 mm Eisenstärke kann ein Schmied 5 bis 10 m bei zehnstündiger Arbeitszeit fertigstellen."

Hauptsächlich drei Arten Gliederketten kommen vor: die kurzgliederige oder englische Kette (Fig. 304). Diese wird meistens verwendet, hauptsächlich

.3 61

als Krankette. Die Glieder sind im ganzen oval geformt, ihre Teilung oder Baulänge beträgt 2,5 bis 3 mal Eisenstärke d, im Mittel 2,6 d, ihre Gliedbreite 3,1 bis 3,5 d, im Mittel 3,5 d.

Die langgliederige oder deutsche Kette (Fig. 305) hat eine L.L-'Sir j Baulänge von 3 bis 4 d und eine    j \ J

Gliedbreite von 3,4 bis 3,5 d. Die    ~T"

3.5 1

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Glieder sind an den Langseiten gerade. Die deutsche Kette eignet sich weniger wie die englische Kette zum Aufwickeln auf Trommeln, sie wird hauptsächlich als Förderkette bei Kettenbahnen u. bergt, benutzt.

Die Stegketten (Fig. 306) erhalten in der Mitte einen Steg zur Versteifung eingesetzt, welcher auch gleichzeitig das Bilden von Kpoten verhindern soll. Durch den Steg nimmt natürlich die Tragfähigkeit der Kette zu. Die Baulänge beträgt 4 d, die Gliedbreite 3,6 d. Diese Kette kommt fast nur als Ankerkette vor.

Fig. 305.

Fig. 306.

Stärke der Ketten ....    [    13    |    16 | 20 | 25    |    30    40 | 50    | rinn

_|3,3—4 | 5—6 [ 8—9 |l2—15|l8—20)32-35|50—5s| kg

Zulässige Belastung . . . I 2500 | 4000 | 6000 | 9000 113000 I 24000 J 38000 | kg

Tabelle der Bergwerks-, Schiffs- und Kranketten (englische Ketten) von H. Schlieper Sohn in Grüne (Westfalen).

Gewicht pro m

Zulässige

Be

lastung

Trag

fähigkeit

Äußerste

Zugkraft

Annäherndes

Gewicht

per

100 Meter

Stärke

der

Ketten

Zulässige

Be

lastung

Geprüfte

Trag

fähigkeit

Äußerste

Zugkraft

kg

kg

kg

kg

kg

kg

kg

Annäherndes

Gewicht

per

100 Meter

Stärke

der

Ketten

kg

250

500

360

720

500

1000

0^0 o o o

58

70

80

3500

3900

7000

7800

750

850

925

1500

1750

1850

975

1950

1250. 2500

1440

2880

1950

3900

2050

4100

2250

4500

2925

5850

3250

6500

3000

3500

3700

3900

5000

5760

7800

8200

9000

11700

13000

108

130

160

223

300

335

413

450

540

640

700

6,5    4375

8750

4840

5175

5725

9680

10

11

12

13

14

15

16

17

6000

6575

7375

8000

9000

11250

13000

15000

10350

11450

12000

13150

14750

16000

18000

22500

26000

30000

14000

15600

17500

19360

20700

22900

24000

26300

29500

32000

36000

45000

52000

60000

WO«

18

19

20

1040

1100

1200

1290

1390

1600

1780

2030

2400

3000

3520

21

22

23

24

25

26

28

30

33

36

40

Die kalibrierten Ketten erhalten genau gleiche Teilung der einzelnen Glieder, damit sie sich leicht über ein verzahntes Kettenrad führen lassen. Die wie gewöhnlich hergestellten Kettenglieder werden nachträglich in ein Gesenk geschlagen, welches dann jedem Glied die genaue Teilung giebt. Ihre Teilung ist 2,6 bis 3,6 d.

Stärke der Ketten

|    8    |    13    |    16

20    |    23    |    26    |    30    |    33

mm

400 | 1100 | 1700 | 2700 | 3500 | 4500 | 6000 | 7000 | kg

Zulässige Belastung

H. Schlieper Sohn in Grüne (Westfalen) giebt für kalibrierte Ketten folgende Teilungen:

Teilung in mm

Stärke der Ketten in mm | 4,5 | 5 | 6 | 6 | 7 | 8 | 9 | 9,5 |ll|l3|i4,5|l6|l8| 20 | 22 |2ö|30 116 |l8,5|l8,5|20|22,5[22,ö|25| 31 |30|36|42,5|48|54|62,5|62,5|72l'80

Die Gelenkketten, auch Gallsche Ketten genannt. Die einzelnen Glieder dieser Ketten werden aus mehreren schmiedeeisernen Platten gebildet, welche symmetrisch versetzt zu beiden Seiten auf den Zapfen von Bolzen angeordnet

A4

Fig. 307.

t:

Fig. 308.

sind (Fig. 307 u. 308). Gallsche Kette von Zobel, Neubert & Co. in Schmalkalden. — Zwischen den Platten beider Seiten bleibt der Bolzen D in der Länge 1 frei, so daß er sich hinter die Zähne eines Kettenrades legen kann. Die Laschen erhalten meist die aus Fig. 308 ersichtliche geschweifte Form; nur die Ketten für ganz große Lasten sind mit geraden gleichbreiten Laschen versehen. Die Kette hat noch für manche Arbeiten den besonderen Vorzug, daß

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[gs

Wwmww'A

JUST

gra

gig. 309.

sie sich seitlich fast gar nicht ablenken läßt, da ihre Gelenke alle parallel zu einander liegen. Da sie in ihrer Teilung L sehr genau und äußerst biegsam ist, läßt sie sich gut über verzahnte Rollen führen, und können die Rollen sehr klein sein. Jedoch soll man Räder mit wenigstens 8 Zähnen nehmen.

Die Gallschen Ketten werden für die größten Lasten ausgeführt.

Die folgende Tabelle giebt die Dimensionen und Tragfähigkeiten derselben von obiger Firma:

Garantierte

Belastung.

sbliyinvgl

aa^o

0unjia$

Länge I Stärke

des

Mittelbolzens

Zapfen-

ftärke

Platten-

zahl

Platten

dicke

Platten

breite

kg

Cu

*o

ö*

Größte Ge-5J samtbreite der Kette

Besestigungs-ort der Platten auf den Zapfen

Gewicht pro Meter circa

kg

100

250

500

750

1000

1500

2000

3000

4000

5000

6000

7500

10000

12500

15000

17500

20000

25000

883 38S §58 §88 888 3SS

55SS8S8SS8SSS!ÜBtiS-.o.

Ol

Ol

OOOOQC OOOOOO OOOOS

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338 SS5 588 888 SSS

23

28

38

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50

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90

110

125

150

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165    §

180

195

Ol rfx 03    09 (0 M b+ t-L

«o    oijw^to

-‘oo "oi    "oi'J-i'm 'bo'^a

58,1

74,4

83,3

30000    130    100    50    45

100

106    255

Die Fabrik sagt, daß diese Ketten etwa eine 5 fache Sicherheit gewähren.

Die Befestigung der einzelnen Laschen auf den Zapfen der Bolzen kann auf verschiedene Art geschehen. Fig. 309 giebt 6 verschiedene Befestigungsarten von Otto Kötter in Barmen wieder. In obiger Tabelle ist auch angegeben, welche Befestigungsart für die verschiedenen Ketten verwendet wird.

nur

Für Triebwerkszwecke eignet sich die eben besprochene Gallsche Kette nicht so gut, wie die besonders hierzu konstruierten Triebwerksketten (siehe weiter unten), da die Abnutzung zwischen Bolzen und Laschenaugen bei ihr zu groß wird. Will man die Gallsche Kette als Triebwerkskette benutzen, so muß man stärkere Ketten wählen, und empfiehlt es sich, bei größerer Geschwindigkeit etwa V» obiger Belastungen anzuwenden. Die Ketten sollen geschmiert werden.

Den Gelenkketten soll man, wenn dieselben als Triebketten benutzt werden, folgende höchste Geschwindigkeiten geben:

für leichte    bis 1    m    in    der    Sekunde,

„ mittlere    „ 0,75    „    „    „    „    ,

„ schwere    „ 0,4    „    „    „    „

Wie schon aus obigem hervorgeht, eignet sich die Gallsche Kette als Trieb-werkskelte wegen der geringen Auflagefläche zwischen Bolzen und Laschenaugen nicht gut. Man hat deshalb eine Kette konstruiert, welche eine große Auflagefläche in ihren drehbaren Teilen bietet. Diese Ketten werden als Treibketten bezeichnet. Fig. 310 u. 311 zeigt diese Kette nach Ausführungen von Otto Kötter

Pratt. Maschinenbauer.

in Barmen. Die Glieder sind abwechselnd aus ein Paar inneren hohlen Bolzen di gebildet, die an ihren Enden starr durch Laschen verbunden sind. Die Bolzen

^ sind zu diesem Zwecke an sfr ihren Enden an zwei Seiten abgeflächt und die Laschen entsprechend aufgepaßt. Das andere Mal sind ein Paar ¹ ebenso verbundene hohle, rohrförmige Bolzen D benutzt, die die Bolzen der vorigen Glie-7 der umschließen. Diese Bolzen E D drehen sich auf den Bol-8WE zen d, und bieten somit eine große Auflagefläche der gleitenden Teile. In der Mitte sind Schmierlöcher vorgesehen. Die kleineren Ketten sind mit massivem Junen-bolzen d^ versehen.

Die folgende Tabelle giebt die Abmessungen dieser Kette.

■m

Für eine Spannung

kg

100

150

200

300

400

600

800

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

6000

6000

7500

II

::

Fig. 310.

Teilung    Weite

oder    -wischen

Bau-    den

länge    Platten

w-mm

sssasssgggiggggg-sji

Fig. 311.

Durchmesser des äuß. Bolzens

Äußere Innere Stärke Weite

des Jnnenbolzens

d -mm | dj-mm

Platren-

Zahl

Breite | Stärke der Platten

Gewicht

pco

Meter ca. kg

i£5 OO

OQ0G0-lCS05C^C?4^4^05(W00t0b0b5H^l-^

OO'OOiCJiOWWOlKOOÜiOOl^löOOif».

1,20

2-

2,70

3,50

3,70

5,-

8,40

Bolzen

einfach vernietet.

12.50 14,-18,—

19.50 23,-27,20 30,-33, -37,— 42,-

Bolzen mit Scheiben versplintet.

Das

Material

Die Rollen und Trommeln für Ketten.

Die Rollen bezeichnet man hier als Kettenräder. Sie sind in den weitaus meisten Fällen mit Zähnen v.ersehen, welche sich in die einzelnen Glieder ein-schieben. Aber auch unverzahnte Kettenräder finden sich. Die Kettenräder für Schakenketten können rund oder eckig sein. Die Glieder sollen auf dem Umfange des Rades eine gute und große Auflage finden, was bei eckigen Kettenrädern eher als bei runden zu erreichen sein wird. Der Durchmesser der Kettenräder soll wenigstens gleich der 20 fachen Ketteneisenstärke sein.

Fig. 312 u. 313 zeigt ein eckiges Kettenrad mit Zähnen. Derartige kleine . Kettenräder bezeichnet man auch als Kettennüsse. Wie aus dem Querschnitt Fig. 313 zu ersehen ist, ist das Rad seitlich mit Rändern versehen. Das Kettenglied Gi legt sich auf die seitlichen Lappen Lx und L₂ auf. Für die Kettenglieder 0-₂ ist eine Vertiefung vorgesehen. Sollen sich die Ketten in der-

Tyig. 312.

Cr

«M

CS)

1M--

CX)

er

Fig. 313.

Fig. 814.

artige Räder stets gut und sicher einlegen, so ist vor allen Dingen erforderlich, daß ihre Teilung möglichst genau die gleiche ist.

Über die Kettenräder ohne Zähne kann jede gewöhnliche Kette gezogen werden, da es hier auf eine genaue Teilung nicht ankommt. Das Kranzprofil dieser Räder kann drei verschiedene Formen haben. Die Form Fig. 313 (für Räder ohne Zähne) bietet infolge der Ränder für leichtere, schnell oder etwas schräg auflaufende Ketten etwas Führung.

Eine sichere Auflage der Kette aus die Rolle bietet die Form Fig. 314. Die Wangen Lx und L, sind nach außen abgeschrägt, so daß sich die Kettenglieder nur aus den höchsten Punkt des Rollenumfanges auflegen.

Zuweilen wird die Rille auch einfach rund ausgedreht, wie bei den Rollen für Drahtseile, oder sie erhält in der Mitte noch eine kleine Erhöhung (Fig. 315).

Diese beiden Ausführungen eignen sich für lose und unruhig laufende Ketten.

Ebenso wie die Kettenrollen können auch die Kettentrommeln gestaltet werden. Gewöhnlich erhalten sie in ihrem Umfang Rillen, entsprechend Fig. 313 eingedreht, in die sich die Kette beim Aufwickeln einlegt. Eine solche Trommel zeigt Fig. 316. Die Rillen erhalten aber

Fkg. 315.

auch die Form Fig. 315, so daß die Kettenglieder sich schräg über die kleine Erhöhung auflegen.

Die Befestigung der Kette an der Trommel geschieht gewöhnlich nach Fig. 317. Das Kettenende wird in eine Öse 0 gebracht, welche durch Schrauben

Bt .'? // // 'mi

gig. 316.

Fig 317.

an der Trommel T befestigt ist. Das Ende r-i der Öse reicht in ein Loch in der Trommel *■' hinein, wodurch die Verbindung sicher geschlossen ist.

Die Kettenräder für die Gallschen Gelenkketten sind stets verzahnt; sie sind seitlich mit oder ohne Ränder versehen, auf welche sich die Platten der Kette noch besonders stützen.

Die Berechnung der Ketten.

Prof. Bach sagt in seinen „Maschinen-Elementen": „Die zulässige Belastung einer aus vorzüglichem Eisen sorgfältig hergestellten kurzgliederigen Kette (ohne Steg) kann im neuen Zustande zu P —1000 d² (ä — Ketteneisenstärke) angenommen werden, sofern der Rollen- oder Trommeldurchmesser mindestens 20 d beträgt, und sofern die größte Last, für welche die Kette berechnet wird, nur selten zu heben ist. Trifft die letztere Voraussetzung nicht zu, so ist es rötlich, mit der Beastung nicht über 800 d² zu gehen. Für Dampfwindenketteu, welche starke Benutzung erfahren, wird etwa nur die Hälfte der angegebenen Belastung zugelassen."

„Für gebrauchte Ketten ist die zulässige Anstrengung zu vermeiden, ent-prechend ihrer Abnutzung und der etwa eingetretenen Formänderung der Glieder."

„Kalibrierte Ketten sind behufs Vermeidung nachteiliger Formänderung etwa nur mit % der gegebenen Kraft zu belasten."

„Die Stegkette erträgt eine um rund 20% größere Belastung als Ketten ohne Steg."

Man achte auch darauf, daß beim Laufen der Kette über Rollen oder Trommeln die Biegung immer nach derselben Seite gerichtet ist.

Im übrigen bestimme man die Ketteneisenstärke nach den in den Tabellen gegebenen Belastungen.

Die Seil- und Kettenhaken.

Um die zu hebende Last an den Seilen oder Ketten befestigen zu können, smd an den Enden derselben Haken vorzusehen, an welche die Last einfach

angehängt wird. Das Material der Haken ist Schmiedeeisen. Ihre Dimensio-nierung erfordert Erfahrung und Vorsicht. Die Haken müssen so konstruiert sein, daß sie sich leicht im Kreise herumdrehen lassen, ohne das Seil oder die Kette verdrehen zu müssen.

Einen einfachen Haken zeigt Fig. 318. Meist erhält der Haken oben nahe seiner Befestigung einen kreisförmigen Querschnitt, der dann in den trapezförmigen übergeht. Die Kanten des Trapezes müssen stark abgerundet werden, damit sich das Seil, welches in das Hakenmaul eingelegt wird, nicht zu stark reibt und zerschnitten wird. Aus demselben Grunde erhält der Hakenschaft auch wohl einen ovalen Querschnitt. Der Haken, Fig. 318, ist oben mit einem Bund versehen und läuft in einen Bolzen d mit Gewinde aus. Eine Traverse F nimmt den Haken auf. Die Mutter darf nicht fest angezogen werden, wird vielmehr lose gelassen und durch Splint gegen Drehung gesichert, der Haken selbst aber kann durch diese Bcfestigungsart leicht gedreht werden. Die Maul-

P-

Vj

1,

■H

gig. 318.

gifl. 319.

gig. 320.

weite des Hakens ist genügend groß zu bemessen, damit das Lastseil oder die Lastkette genügend Platz hat.

Lueger „Lexikon der gesamten Technik" schreibt: „Um die Drehbarkeit zu erleichtern, hat man auch Stahlkugeln unter der Unterlagsplatte in ringförmiger Rille angewendet. Um Biegungsbeanspruchungen des Hakenschaftes und des Schraubenkernes fernzuhalten, wenn sich die Traverse schief zur Hakenrichtung zieht, hat man die Hakenhöhe H möglichst kurz zu halten. Es ist auch vorgeschlagen worden, die Unterlagscheiben flachkugelförmig in die Traverse einzulegen oder die Oberseite und Unterseite der Unterlagscheibe flachcylindrisch nach zwei zu einander senkrechten Richtungen auszubilden; immer mit genügendem Spielraum des Hakenschaftes."

Die Traverse F, an welcher der Haken angreift, ist meistens ebenfalls noch drehbar gelagert, so daß sich der Haken nach jeder Richtung leicht bewegen läßt.

Fig. 319 zeigt einen Doppelhaken oder Widderkopf. Derselbe besteht aus zwei einfachen Haken von gewöhnlich kreisförmigem Querschnitt. Derartige

166

Haken finden für größere Lasten vorteilhafte Verwendung. Ihre Aufhängung ist dieselbe, wie die der einfachen Haken.

Für Hebevorrichtungen ist es erforderlich, daß das Seil oder die Kette mit dem Haken selbstthätig niedergeht und stets straff gehalten wird, damit es nicht aus den Rollen springt. Der Haken und das Seil oder die Kette allein würde zu leicht sein, dies zu erreichen, und man versieht deshalb den Haken selbst oder das Seil am Ende mit einem Belastungsgewicht Fig. 320. Zweckmäßig ist ein hohles Gewicht, welches man, dem erforderlichen Gewicht entsprechend, mit Blei oder dergl. ausgießt.

V. Die Elemente des einfachen Kurbelmechanismus.

Der im folgenden zu besprechende Kurbelmechanismus mit seinen einzelnen Teilen tritt am häufigsten bei der Dampfmaschine auf, weshalb hier die bei diesen gebräuchlichen Konstruktionen hauptsächlich Berücksichtigung finden sollen. Er tritt auch z. B- bei den Pumpen auf, bei welchen er umgekehrt wirkt wie bei der Dampfmaschine. Während bei der Dampfmaschine der Knrbelmechanismus eine hin und her gehende Bewegung in eine rotierende umzusetzen hat, hat er bei den Pumpen die rotierende Bewegung in eine hin und her gehende zu verwandeln. Bei der Dampfmaschine wird der Kolben von einem Gase, dem Dampf, in einem Cylinder hin und her bewegt. Diese Hin- und Herbewegung teilt er durch die Kolbenstange dem Kreuzkopf mit. Die Schubstange greift an der Kurbel an, durch welche beiden Teile dann die rotierende Bewegung erhalten wird. Die Schubstange macht dabei eine schwingende Bewegung. Zur Kurbel gehört der Kurbelzapfen und die Kurbelwelle. Bei den Pumpen ist gerade das umgekehrte der Fall; es ist die rotierende Bewegung der Kurbel vorhanden, welche dann durch dieselben Glieder in die hin und her gehende Bewegung des Kolbens umgesetzt wird. Eine Kurbelumdrehung besteht aus einem Hin-und Rücklauf des Kolbens im Cylinder, dabei kann Rechts- oder Linksdrehung der Kurbel erfolgen. Es wird beim Hinlauf des Kolbens die eine Hälfte, beim Rücklauf die andere Hälfte des Kurbelkreises durchlaufen, und zwar je nach der Drehrichtung die obere oder untere Hälfte, für Hin- oder Rücklauf. Stehen Kolben, Kolbenstange, Kreuzkopf, Schubstange und Kurbel in einer geraden Linie, so ist dies die Totpunktlage.

1. Die Kolben und Kolbenstangen.

Die Kolben dienen zur Aufnahme und Fortpstanzung der Druckwirkung eines.flüssigen, dampf- oder gasförmigen Körpers. Sie sind dicht in einem Cylinder eingeschlossen und machen eine hin und her gehende Bewegung, indem der wirkende Körper bald hinter, bald vor den Kolben tritt. Der Kolben ist an der Kolbenstange befestigt, die durch die Stopfbüchse aus dem Cylinder heraustritt.

Die Kolben sollen sich möglichst genau an den Cylinderwandungen bewegen, weshalb man dieselben mit einer besonderen Dichtung, der sogenannten Liderung, versieht. Bei Dampfmaschinen kommen fast nur Scheibenkolben vor, während bei Pumpen auch sogenannte Taucher- oder Plungerkolben sich vorfinden. Während die Scheibenkolben gegen die Cylinderwandung dichten und deshalb mit einer Liderung versehen sind, bestehen die Plungerkolben aus einem hohlen oder massiven Cylinder, welcher in einer besonderen Stopfbüchse abgedichtet wird.

Für die Liderung der Scheibenkolben sind die verschiedensten Materialien im Gebrauch, so Hanf, Leder, Holz, Metall usw.

Bezüglich der Liderung heißt es in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik": „Im Gegensatz zur „freien Liderung" hat die „stützende Liderung" außerdem noch den Kolben im Cylinder zu tragen, wobei der Flächendruck unter 3 kg pro qcm bleiben soll. Man benutzt für Dampfkolben im allgemeinen zwei gußeiserne Kolbenringe; ebenso drei bis sechs gußeiserne Ringe von etwa 6 bis 12 mm für Gasmaschinen. Ringe von weichem Stahl kommen bei Dampfhämmern vor. Rotguß oder Bronze wählt man wegen Rostgefahr bei Pumpen, Feuerspritzen usw., auch bei den Indikatoren. Stahlringe, mit Weißmetall umkleidet, sind für Gebläse vorgeschlagen. Ledermanschetten stehen allgemein bei Kaltwasserpumpen im Gebrauch, ferner bei Gebläsen. Mehrfache Lagen von Lederringen finden sich bei Pumpen, desgleichen von Hanfleinwand bei Gebläsen. Nachstellbare Hanfpackung, sogenannte Stopfbüchsenliderung, dichtet noch gut in ausgelaufenen oder riesigen Pumpencylindern. Aus Holz hergestellte Liderung eignet sich für Pumpen mit geringem Druck."

Scheibenkolben.

Scheibenkolben mit Hanfpackung finden verhältnismäßig wenig Verwendung. Die Hanfpackung eignet sich nur bei Pumpenkolben für kaltes oder warmes Wasser und feuchte Dämpfe von geringer Temperatur. Im allgemeinen werden die Kolben mit Lederliderung den Kolben mit Hanfliderung vorgezogen, schon ihrer einfacheren Konstruktion wegen. Lederdichtung ist natürlich nur für kaltes Wasser zu verwenden, weshalb für warmes Wasser die Hanfpackung bleibt. Oben war schon erwähnt, daß die Hanfpackung in ausgelaufenen Cylindern gute Dienste leistet.

am

In Fig. 321 ist ein Kolben mit Hanfliderung dargestellt. Der Kolbenkörper ist hohl und trägt in seiner Nabe N die Kolbenstange 8, welche Ende mit ihrem konischen Ansatz n diese hineinreicht. Die Mutter M, welche mit Splint gesichert ist, stellt die Verbindung her. Der Umfang des Kolbens ist mit einer Nut versehen, in welche die Hanfpackung L eingelegt wird. Der Ring R wird durch die Schrauben A gegen die Packung nachgezogen, so daß diese stets dichtend gegen die Cylinderwandungen gehalten werden kann. Als Packung verwendet man Hanfseil, da die Hanffasern von vornherein möglichst fest und dicht miteinander verbunden sein sollen. Prof. Bach giebt für die

Packungshöhe h und Packungsstärke s an: h = 4-|/D; s = ^D, wenn D = Cylinder- bezw. Kolbendurchmesser bedeutet.

r>

w.

Scheibenkolben mit Lederpackung. Lederpackung findet sich nur bei Pumpenkolben, wenn die Temperatur des zu fördernden Wassers 30° nicht überschreitet. Sauere Grubenwässer können natürlich nicht gefördert werden, weil diese das Leder leicht zerstören. Die Dicke des zur Liderung benutzten Leders beträgt 36i§5mm.

bHJ-M

Zwei Ausführungsformen jj derartiger Kolben finden sich hauptsächlich angewendet.

Bei dem Kolben Fig.

Fig. 321.

Ls

322 u. 323 wird rund um denKolbenkörperRherum ein Lederring R gelegt, welcher mittels eines keilförmigen Ringes L aus Schmiedeeisen oder Kupfer gegen den Kolbenkörper gepreßt wird. Der Umsang des Kolbenkörpers muß natürlich konisch abgedreht sein.

II

Die eigentliche Abdichtungshöhe durch das Leder ist hier nur der obere Teil des Lederringes. Hierfür ^ genügen 5 bis 15 mm. Der Ring L wird durch W den Keil A, welcher in der Verlängerung der Kolben- W stanze 8 sitzt, gegen den Kolbenkörper gepreßt. Den O,

Lederring bezeichnet man auch als Stulp.    M

Der in Fig. 324 dargestellte Kolben besteht aus || f“,-¹—jfflr zwei gußeisernen Platten P und einer Zwischen- d L i— plattes. Zwischen je einer Platte? und der Zwischen- p n m platte Z ist eine Ledermanschette L gelegt, welche M Ä j

Fig. 322.

Jf ii/K 1

ir

sich mit ihren umgebogenen Enden an den Umfang der Platten P anlegt. Die einzelnen Platten werden durch die Mutter M zusammengehalten. Dieser Kolben findet sich vielfach bei doppeltwirkenden Wasserpumpen vor. Die abdichtende Höhe kann an jedem Stulp je nach dem Durchmesser 12 bis 20 mm betragen.

Fig. 323.

Nach Angaben von Hartmann „Die Pumpen" R wird die Abnutzung der Lederliderung vermindert, wenn man die reibende Fläche mit Schuhmacherholzstiften beschlägt.

Scheibenkolben mit Holzpackung. Die Holzliderung findet in neuerer Zeit Verwendung bei den Warmwasserpumpen der Kondensationsdampfmaschinen.

Prakt. Maschinenbauer.    22

Fig. 325 u. 326 zeigt einen solchen Kolben. Der Kolbenkörper K ist mit einer Nut versehen, in welche die Packung P aus Eichen- oder Ahornholz in einzelnen Segmentstücken eingelegt wird. Ein vorschraubbarer Deckel D schließt die Nut. Die einzelnen Holzstücke werden durch eine hintergelegte Stahlfeder F gegen den Cylinderumfang gepreßt.

Hr l

Scheibenkolben mit Metallpackung. Diese Kolben sind die weitaus am häufigsten verwendeten und sind entweder mit beson-k deren Liderungsringen versehen, oder aber solche sind nicht vorhanden, wonach man 1. Kolben mit Liderungsringen und

2.

unterscheidet.

1. Kolben mit Liderungsringen. Von den Scheibenkolben mit Metallpackung kommen diese am meisten vor. Sie dichten durch besondere eingelegte Ringe aus Gußeisen, Rotguß oder Stahl gegen den Cylinderumfang ab. Prof. Bach sagt in seinen „Maschinen-Elementen": „Bronze hat sich infolge des höheren Materialpreises nur da zu halten vermocht, wo chemische Einflüsse, wie

sie z. B. bei den Warmwasserpumpen der Kondensationsmaschinen, bei Druckpumpen für sauere Grubenwässer usw. auftreten, gußeiserne Liderungsringe, welche sich sonst sehr gut halten und den aus Bronze hergestellten nahezu gleichwertig sind, nicht rätlich erscheinen lassen. Für Dampfkolben finden fast ausnahmslos Ringe aus zähem, jedoch nicht zu weichem Gußeisen Verwendung. Ringe aus Stahl werden seltener benutzt."

Fig. 324.

sb

II

'B

Fig. 325.

Die Ringe legen sich entweder durch ihre eigene Federkraft gegen die Cylinderwandung oder aber werden durch besondere hintergelegte federnde Stahlringe oder durch ein-

I__zelne Blattfedern oder sonstwie gegen die Cy-

' linderwandung gepreßt.

Ein einfacher Kolben mit Liderungsringen ist in Fig. 327 dargestellt. Es ist der sogenannte schwedische Kolben, wie er bei Lokomotiven Verwendung findet. Der Kolbenkörper wird entweder aus Schmiedeeisen gepreßt oder aus Stahl gegossen. Die beiden Liderungsringe liegen in zwei Nuten des Kolbenkörpers. Die Ringe sind, damit sie federn können, an einer Stelle aufgeschnitten. Man hat darauf zu achten, daß diese beiden Stellen um 180° versetzt zu einander stehen, damit nicht Dampf durch sie von der einen auf die andere Kvlbeuscite

/.

i\

o li

Fig. 326.

treten kann. Die Stirnflächen der Ringe müssen genau in die Nuten passen, d- h. der ganze Ring muß genau in die Nute passen, damit nicht Dampf hinter die Ringe treten kann, trotzdem müssen sie sich leicht in den Nuten bewegen lassen. Bezüglich der Herstellung der Federkraft der gußeisernen Ringe heißt es in Prof. Bach „Die Maschinen-Elemente": „Man gießt einen mit Lappen oder einem Flansche zum Aufspannen versehenen Hohlcylinder, der eingedreht einen äußeren Durchmesser besitzt, welcher den

Cylinderdurchmesser um die Größe — + y

7t

überschreitet (Fig. 328 u. 329), y ist hierbei eine Zugabe, welche erforderlich wird, um nochmaliges Abdrehen vornehmen zu können.

Va

Jf

Fig. 327.

c»

Fig. 328.

Es genügt y — 3 bis 8 mm, je nach der Größe des Cylinderdurchmessers. Hierauf werden von dem Cylinder die Ringe abgestochen und deren Stirnflächen sauber bearbeitet. Dann erfolgt das Ausbohren oder Ausstößen (Hobeln) zweier Ringstücke abnm und cdop, wie in Fig. 328 schraffiert angedeutet ist. Die senkrecht zur Ringachse stehenden Flächen mn und op müssen nun sorgfältig zusammengearbeitet werden, damit sie, auseinanderliegend, abdichten. Alsdann wird der Ring mittels eines Spannringes zusammengezogen, auf die Planscheibe gespannt und auf den Cylinderdurchmesser abgedreht, wobei man sich besonderer Aufspannvorrichtungen bedienen kann, oder wobei der Ring durch eine an feiner inneren Cylinderfläche durch Schrauben befestigte Platte zusammenzuhalten und durch von innen nach außen greifende Arme zu packen ist.

Lg

m

Fig. 329.

Ohne eine solche Platte oder Aufspannvorrichtung ist das Abdrehen nur dann möglich, wenn der Spannring etwa nur halb so groß ist wie der Liderungsring, der in diesem Fall einmal umgespannt werden muß. Die durch Befestigung der zusammenhaltenden Platte entstehenden Löcher sind nach Beseitigung der Verbindung durch Verschrauben und Vernieten auszufüllen. Manche Werkstätten durchbohren die beiden übereinanderliegenden Lappen und schlagen einen Stift durch zum Zwecke des Zusammenhaltens. Allerdings setzt dieses Verfahren starke Ringe voraus."

„Nach dem Abdrehen kann der fertige Ring in die Nute des Kolbenkörpers gebracht und können die sich berührenden Stirnflächen zusammengeschliffen werden. Das ist nicht blos der guten Abdichtung wegen, sondern auch deshalb nötig,

damit der Ring spielen, d. h. damit seine Elasticität zur Geltung gelangen kann."

„Im Betriebe erfolgt allmählich eine Abnutzung der den Cylinder berührenden Flächen, damit ein Auseinandergehen der Ringenden unter Beibehaltung der Berührung so lange, als die Elasticität des Ringes, noch nach außen hin thätig ist. Nähert sich diese Federkraft der Grenze Null, so hört der Ring auf,

brauchbar zu sein. Die Menge Dampf, welche durch die sich allmählich öffnende Stoßstelle 1 hinter den Ring und von 5 hier aus wieder vor den-* selben tritt, ist nicht bedeutend. Soll sie so gut wie verschwinden, so empfiehlt sich die innere Überblattung mit einem Kupferblech, das nur an dem einen der beiden Ringenden befestigt ist."

Fig. SSO.

größer ausfällt, je kleiner die Ringstärke ist."

Ein Kolbenring erhält etwa ü —0,08 v ^5 imn(I) —Cylinderdurchmesser) und bei selbstspannenden Ringen eine größte Stärke gegenüber der Fuge von

„Gleichzeitig tritt eine Abnutzung an den Stirnflächen ein, welche um so

K-

-B

Ml

— -~Mr

M-

'S,

S|

R Ri

Fig. S3S

Fig. SSI.

0,5 h, an den Enden 0,35 h. Die mit besonderer Spannvorrichtung versehenen Kolbenringe erhalten durchweg gleiche Stärke, und zwar 0,4 h.

Die Ringe sollen über den Kolbenkörper nur sehr wenig überstehen, d. h. der Durchmesser des Kolbenkörpers ist nur sehr wenig kleiner zu machen, als

Die Kolben nach Art der in Fig. 327 dargestellten (Hohlgußkolben) sind bis zu 300 mm Durchmesser anwendbar.

der Durchmesser des Cylinders beträgt. Die Stirnflächen der Ringe nutzen sich desto weniger ab, je kleiner der Unterschied dieser beiden Durchmesser ist.

Den Kolben eines Dampfhammers giebt Fig. 330 wieder. Der massive Kolbenkörper ist am Ende der Kolbenstange durch Vernieten derselben befestigt. Als Liderung dienen drei Stahlringe von quadratischem Querschnitt, die einfach schräg aufgeschnitten sind. Der Kolben ist halb im Schnitt, halb in Ansicht gezeichnet.

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■K

in

Bei den dargestellten Kolben mit Metallliderung war der Kolbenkörper aus einem Stück hergestellt; die Kolbenringe mußten behufs Ausbringens auseinandergebogen werden, was immer von Nachteil ist.

FR

a k;

Sig. 333.

Man stellt daher zweckmäßiger den Kolbenkörper aus zwei Stücken her, wie Fig. 331 u. 332 erkennen läßt (Kolben von G. Kuhn in Stuttgart). Der Kolbenkörper K ist auf der Kolbenstange befestigt, er ist an seinem Umfang mit einer Nute für die Kolbenringe R und Rj versehen.

Fig. 334.

Der Kolbendeckel D schließt diese Nute nach Einbringen der Ringe ab. Der Deckel D wird hier mit fünf Schrau- _ ben 8 ausgeschraubt, deren Muttern M in den Kolbenkörper K eingelassen sind. Die Muttern M bestehen aus Rotguß, um ein Festrosten der Schrauben zu verhindern. Zu bemerken ist noch, daß bei derartigen Kolben die Köpfe der Verbindungsschrauben in den Deckel versenkt werden, damit der Kolben in seinen beiden äußersten Stellungen bis dicht an die Cylinderdeckel herangehen kann. Für die Mutter Mt wird eine besondere Aussparung im hinteren Cylinderdeckel vorgesehen. Alle Muttern und Schrauben sind mit Sicherungen gegen Lösen zu versehen. Die Ringe R und R, werden bei dem dargestellten Kolben durch einen Rotgußring B voneinander getrennt.

Alle diese Kolben waren mit selbstspannenden Kolbenringen versehen.

Fig. 333 u. 334 zeigt nun einen Kolben mit besonderer Spannvorrichtung für die Kolbenringe. Der Kolben besteht wieder aus Kolbenkörper K und Deckel D. Die Kolbenringe sind R und Rv Die Spannung wird durch zwei Schrauben 8 und Sv und zwar Schraube 8 für Ring Rlr Schraube S± für Ring R, er*

reicht, welche sich einmal gegen einen federnden Stahlring A, das andere Mal gegen die Keile K und Kx stützen. Durch Anziehen der Schrauben 8 und 8X werden die Keile K und zwischen die Teilfuge der Kolbenringe R und Rx vorgeschoben, diese dadurch auseinanderdrückend. Die Keile werden aus Rotguß gemacht, damit, wenn sie mit ihren Spitzen zum Anliegen an die Cylinderwandung kommen, sie keine Rinnen in diese schleifen, sondern sich schneller als die Cylinderwand abnutzen. Diese Spannvorrichtung hat den Übelstand, daß

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durch die Keile die Ringe in der Nähe dieser mehr anliegen als an der gegenüberliegenden Seite, so daß einseitige Abnutzung der Cy-linderwand eintritt.

11

Fig 335.

\;

Eine vollkommenere Spannvorrichtung zeigt der Kolben Fig. 335 u. 336. Die Spannung geschieht hier durch einen gußeisernen Ring R, welcher in den beiden Kolbenringen liegt. Eine Stahlfeder F greift mit ihren Enden hinter diejenigen dieses Ringes, dadurch den Ring R auseinanderziehend und somit auch die Kolbenringe. Zum Nachspannen der Feder F dient die Schraube 8. Da der Ring R fast am ganzen inneren Unifang der Kolbenringe anliegt, wird die Anspannung derselben überall

gleich sein.

X/F

fV

Fig. 336.

Häufig wird die Spannvorrichtung auch dadurch erreicht, daß in dem inneren Umfang der beiden Kolbenringe ein dritter aufgeschnittener Ring gelegt wird, der dann die Spannkraft der Kolbenringe durch seine eigene Spannkraft unterstützt. Es kann in derselben Weise auch für jeden Kolbenring ein besonderer Spannring angeordnet werden.

Schumann & Co. in Leipzig bauen einen Kolben, der sich für die größten Durchmesser bewährt hat (Fig. 337 bis 340). Es wird zur Spannung der Kolbenringe eine Schraubenfeder nach Fig. 338 u. 339 benutzt, die nach außen hin kegelförmig abfällt. Die Kolbenringe sind an ihrem inneren Umfang entsprechend kegelförmig gestaltet und legen sich mit ihren kegelförmigen Flüchen auf diejenigen der Feder aus (Fig. 339). Durch die Spannkraft dieser Feder werden dann die Ringe auseinandergepreßt. Fig. 340 giebt die Kolbenringe mit der

eingelegten Feder wieder, während in Fig. 337 der ganze Kolben dargestellt ist. Schon beim Aufschrauben des Kolbendeckels werden die Kolbenringe stark nach außen gepreßt bezw. gespannt, da sie dabei infolge ihrer kegelförmigen Flächen auf denen der Feder nach außen gleiten.

Bemerkt sei noch, daß in dem Kolbendeckel aller Kolben zwei oder drei Löcher mit Gewinde vorgesehen werden, in welche Schrauben gesetzt werden

Fig. 338.

_____

.0

WWSZZO

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Fig. 340.

Fig. 339.

Fig. 337.

können, die sich mit ihren Spitzen gegen den Kolbenkörper stützen. Da nämlich die Deckel leicht im Betriebe auf den Körper festbrennen, so daß sie nicht ohne weiteres abgenommen werden können, kann durch derartige Preßschrauben dann der Deckel abgedrückt werden. Im Betriebe müssen diese Gewindelöcher durch Rotgußschrauben verschlossen werden.

|-K

2. Kolben ohne Liderungsringe. V/.

Fig. 341.

Hierher gehören die Kolben, welche eine besondere Liderung nicht erhalten; damit sie trotzdem dicht halten, werden sie in den zugehörigen W Cylindern sauber eingeschliffen. Derartige Kolben bestehen meistens aus Rotguß und arbeiten auch in solchen Cylindern. Man findet die eingeschliffenen Kolben hauptsächlich ^ bei den Feuerspritzen. Ein solcher Kolben ist in Fig. 341 dargestellt. Der Kolben K ist ziemlich lang gehalten und wird von der in einem Gelenk G angreifenden Kolbenstange 8 hin und her bewegt. Eine in der Mitte des Kolbenumsanges eingedrehte Nut

dient zur Aufnahme von Schmutz. Damit der Kolben den Schmutz, welcher sich an der Cylinderwand bildet, sicher abschabt, schließt der obere Kolbenrand unter einem spitzen Winkel an den Cylinderumfang an. Der untere Rand ist ebenfalls scharfkantig gehalten.

Ist ein solcher Kolben infolge Abarbeitens undicht geworden, so ist derselbe entweder durch einen neuen zu ersetzen, oder aber er wird mit einer Ledermanschette versehen (Fig. 342). Die Ledermanschette L wird mittels eines be-

sonderen Metallstückes M und der Schraube 8 des Kolbenstangengelenkes zwischen dem Kolbenboden und dem Metallstück M eingeklemmt.

Prof. Bach sagt in seinen „Maschinen-Elementen": „Der Vorteil eines solchen eingeschliffenen Kolbens liegt in der geringen Kolbenreibung, in der Betriebssicherheit der Dichtung, solange die Abnutzung nicht weit vorgeschritten ist, gleichgiltig, ob die Pumpe Monate außer Betrieb war und in hoher Sommertemperatur trockengestanden hat."

„In Beziehung auf die Herstellung sei folgender Punkt hervorgehoben. Der sauber ausgebohrte Cylinder aus Bronze ist zunächst mit einem nachstellbaren Kolben vorzuschleifen, wobei dieser schraubenförmig bewegt werden muß. Dann erst wird der Pumpenkolben eingeschliffen und dazu außer Öl am besten feines Glasmehl, das frei von Körnchen ist, verwendet."

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Fig 343.

»Ist der Cylinder im Gebrauch einer hohen Pressung bei geringer Wandstärke ausgesetzt, so empfiehlt es sich, denselben vor dem Einschleifen etwa auf das Doppelte zu pressen und ihn längere Zeit hindurch diesem Druck ausgesetzt zu lassen. Damit wird die Elasticitätsgrenze höher gelegt, was bei Bronze ganz am Platze ist, und das spätere Dichthalten sichert."

Prof. Bach hat einen Kolben ohne Packung nach Fig. 343 eingeführt. Der Kolben besteht aus den beiden Hälften K, und K₂, welche konisch ausgebohrt sind und sich über einen Doppelkegel!) legen. Durch Anziehen der Mutter M am Ende der Kolbenstange 8 werden die beiden Hälften Kx und K₂ fest zusammengezogen. Jede Kolbenhälfte ist am Ende, nach der Mitte des Kolbens hin, etwas schwächer gedreht, so daß Schmutz u. bergt, aufgenommen werden kann. Die Stirnränder sind auch wieder scharf gehalten. Im neuen Zustand

wird zwischen beide Hälften und K₂ eine Holzscheibe H gebracht. Ist der Kolben abgenutzt, so wird die Holzscheibe entfernt, und an deren Stelle werden zwei Ledermanschetten Lx und L₂ eingelegt, welche sich am Umfang des Kolbens in die Schmutznuten legen. Die Manschetten sind punktiert eingezeichnet.

Taucher- oder Plungerkolben.

Diese Kolben führen sich, wie oben schon bemerkt, in der Stopfbüchse des zugehörigen Cylinders, sie kommen also mit der Cylinderwandung gar nicht in Berührung. Die Plungerkolben erhalten auch keine Liderung, vielmehr wird

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Fig. 345.

Fig. 346.

die Stopfbüchse mit Packungsmaterial versehen. Sie

führen sich genau so in der Stopfbüchse, wie die Kolbenstange bei den Scheibenkolben. Plungerkolben kommen nur bei Pumpen vor, und dort hauptsächlich für unreines, sandiges Wasser.

nur

Hergestellt werden die Plungerkolben vorwiegend aus Gußeisen, und für besondere Fälle aus Schmiedeeisen oder Bronze. Kleinere Kolben, bis etwa WO mm Durchmesser, werden massiv, größere aber hohl gegossen.

In Fig. 344 ist ein Plungerkolben mit Cylinder und Stopfbüchse dargestellt. Der Kolben K endigt oben in einen Ansatz mit Loch zum gelenkartigen Angriff der Kolbenstange; er ist massiv und unten abgerundet. Der Cylinder C ist etwas

Trost. Maschinenbauer.

größer in seinem Durchmesser als der Kolben. Oben auf dem Cylinder sitzt die Stopfbüchse, welche aus der sogenannten Grundbüchse Gr und der Brille B besteht. Die Grundbüchse Gr besteht aus Rotguß und ist direkt in den Oberteil des Cylinders eingesetzt; ebenso ist die Brille B mit einer Rotgußbüchse ausgefüttert. Die Brille dient dazu, die beiden Ledermanschetten L zusammenzupressen. Die Ledermanschetten sind durch eine schmiedeeiserne Zwischenplatte Z voneinander getrennt.

Es kann natürlich als Packung für die Stopfbüchse jedes andere Material benutzt werden, je nachdem es der Zweck, welchem die Pumpe zu dienen hat, erfordert.

Ein Kolben für Speisepumpen ist der in Fig. 345 wiedergegebene. Der Kolben K ist hohl und mit einem langen Hals versehen, in welchem mittels Keil die Kolbenstange 8 befestigt wird. Zum Angriff des weiteren Gestänges

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Ftg. 347.

Fig. 349.

Fig. S48.

ist die Kolbenstange zu einer Gelenkverbindung eingerichtet, indem sie oben zu einer Gabel ausgebildet ist. Die Kolbenstange wird hier so lang gemacht, daß sie sich in dem Hals des Kolbens auf und nieder bewegen kann, ohne herauszuspringen, wenn die Pumpe abgestellt ist. Der Keil wird zu diesem Zwecke einfach entfernt. Diese Konstruktion ergießt sich meistens, wenn die betreffende Pumpe von einer immerlaufenden Transmission angetrieben wird. Im Boden des Kolbens ist ein Loch vorgesehen, welches zur Entfernung des Kernes nach dem Gusse dient. Dasselbe ist dann nachträglich wieder zu schließen.

Einen anderen hohlen Kolben zeigt Fig. 346. Die Kolbenstange 8 geht durch den ganzen Kolben K hindurch.

Der Kolben Fig. 347 erhält einen besonders eingesetzten Boden D.

Zu den Plungerkolben gehören auch die sogenannten Stülpkolben, bei welchen der Angriff der Kolbenstange im Kolben selbst liegt. Solche Kolben zeigen Fig. 348 u. 349. In Fig. 348 greift die Kolbenstange 8 an ein Gelenk G an, welches im Boden des Kolbens befestigt ist.

Tafel 5

Maschinenbau - Anstatt I. W. Grob & Ko., H. m. b. K. in Leipzig.

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Hauptantrieb in einer Brauerei. Die Hauptantriebsscheibe sitzt auf einer Hohlwelle, die vermittels lösbarer Zahnkupptung mit der durchgehenden Hanptwelle beliebig verbunden

werden kann.

Denselben Kolbenstangenangriff hatten wir bei den Kolben Fig. 341 u. 342 schon kennen gelernt.

Fig. 349 zeigt eine Ausführung der Maschinenfabrik Gritzner A.-G- in Durlach. Hier ist das Ende der Kolbenstange selbst kugelförmig gestaltet. In dem Kolben ist eine ebenfalls kugelförmige Lagerung vorgesehen, indem auf einem Boden eine halbkugelförmige Lagerschale als Unterschale liegt, und ein besonderes eingeschraubtes, unten ebenfalls halbkugelförmig ausgebildetes Stück als Oberschale dient. Das Lager kann infolge dieser Konstruktion nachgestellt werden.

Die Kolbenstangen.

Als Material für die Kolbenstangen wird Schmiedeeisen oder Stahl benutzt. Die Kolbenstange wird meistens mit dem Kolben fest verbunden, und ist auf diese Verbindung wohl zu achten. Die gezeichneten Kolbenarten lassen verschiedene Befestigungsarten erkennen. Die Kolbenstange wird durch den später zu besprechenden Kreuzkopf mit Geradführung gerade hin und her geführt und läuft in der Stopfbüchse des Cylinders. Bei größeren Maschinen, bei denen der Kolben ziemlich schwer ausfällt, läßt man die Kolbenstange auch durch eine Stopfbüchse im hinteren Cylinderdeckel hindurchgehen, so daß die Kolbenstange das Gewicht des Kolbens zum Teil trägt, wodurch eine schnelle einseitige Abnutzung des Cylinders infolge des Kolbengewichtes vermieden wird. Eine Verlängerung der Kolbenstange nach hinten macht sich aber auch nötig, wenn ein zweiter Cylinder hinter dem ersteren angeordnet ist, wie beispielsweise bei Tandem-Maschinen oder bei Maschinen mit direkt hinter dem Cylinder liegender Luftpumpe der Kondensation. Dieser verlängerte Teil der Kolbenstange kann natürlich, wenn nur ein Cylinder vorhanden ist, schwächer als die Kolbenstange selbst gehalten werden. Das Mutter- bezw. Schraubenstück der Kolbenstange zur Befestigung des Kolbens soll einen Kerndurchmeffer von 0,7 d haben (d — Kolbenstangendurchmesser). Danach ist der konische Ansatz an der Kolbenstange zu bestimmen. Da sich für den Konus eine Steigung von 1:10 empfiehlt, wird man dann den größten Durchmesser desselben auf 1,4 d bringen müssen.

Im allgemeinen erhält die Kolbenstange etwa einen Durchmesser d = */, vom Cylinderdurchmcsser.

Berechnet wird die Kolbenstange nach den Regeln der Knickfestigkeit, und zwar nimmt man

für einfach wirkende Maschinen, stehend oder liegend, eine 8 bis 11 fache Sicherheit,

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„ doppelt

Die durchgehenden Kolbenstangen werden durch das Gewicht des Kolbens und ihr Eigengewicht noch auf Biegung beansprucht. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", giebt folgende Tabelle für diese Gewichte:

Kolbendurchmesser mm 200 | 300    400    500    600    700 | 800    900    1000

Kolbengewicht kg

Kolbenstangengewicht kg^ 7 | 25 | 60 | 120 | 200 J 320 | 480 | 700 | 950

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2. Die Stopfbüchse«.

Wir haben gesehen, daß beispielsweise die Kolbenstange einer Dampfmaschine durch die eine oder auch durch zwei gegenüberliegende Wände aus dem Cylinder heraustritt. Das Gas oder die Flüssigkeit aber, das sich in dem Cylinder befindet, soll aus dem Cylinder nicht heraustreten können, d. h. der Cylinder soll überall dicht sein. Demzufolge müssen wir um die hin und her gehende Kolbenstange ein Element anordnen, welches auch hier gut abdichtet. Dies thut aber die Stopfbüchse. Sie muß andererseits jedoch der Kolbenstange eine leichte Bewegung gestatten.

Die Stopfbüchse versieht man zum Zwecke des Dichthaltens mit einer Packung oder Liderung, welche, wenn dieselbe sich abgenutzt hat, nachgestellt werden kann. Als Packungsmaterial wird Hanf, Baumwolle, Leder, Gummi. Asbest und Metall verwendet, je nach dem Zwecke, dem die Stopfbüchse dienen soll.

Die meiste Verwendung findet immer noch die billige Hanfpackung, sie wird jedoch in neuerer Zeit durch die Baumwollpackung verdrängt. Die Lederpackung kommt hauptsächlich bei Plungerkolben zur Anwendung, während Gummi- und Asbestpackungen nur wenig benutzt werden. Die Metallpackungen verschaffen sich für Dampfmaschinen immer mehr Eingang und verdienen auch ganz berechtigt einen Vorzug.

Stopfbüchsen mit Hanf und Baumwolle als Packungsmaterial.

Die gebräuchlichste Form einer Stopfbüchse mit Hanfpackung zeigt Fig. 350 u. 351. An der Stopfbüchse bemerken wir hauptsächlich zwei Teile, den Topf und die Brille. Der Topf schließt in der Regel an den Cylinder oder an den sonst abzuschließenden Raum an. Der Boden des Topfes T wird durch eine eingesetzte Rotgußbüchse Bj gebildet, welche die Kolbenstange eng umschließt. Über dieser sogenannten Grundbüchse ist der Topf zur Aufnahme des Packungsmateriales erweitert. In diesen Packungsraum paßt die Brille A mit ihrem Umfang hinein. Da die Brille die Kolbenstange ebenfalls umschließt, ist sie auch mit einer Rotgußbüchse B versehen. Die Brille A wird durch zwei Schrauben C und C, in ihrer Lage gehalten. Diese Schrauben sind in einem Flansch des Topfes befestigt und gehen durch einen Flansch der Brille hindurch, welchen sie durch zwei Muttern fassen, so daß derselbe in seiner Lage gehalten wird. Die Form dieser Flansche ist meist oval, wenigstens bei zwei Schrauben. Kommen drei Schrauben zur Verwendung, so sind die Flanschen rund. Die Brille A kann nun durch die Schrauben 6 und C: mehr oder weniger in den Packungsraum hineingedrückt werden, wodurch die in ihm befindliche Packung

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Fig. 850.

Fig. 361.

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zusammengepreßt und stärker an die Kolbenstange gedrückt wird. Dieses Nachziehen macht sich erforderlich, wenn die Packung abgearbeitet und die Stopfbüchse dadurch undicht geworden ist. Ist die Brille bis ziemlich auf den Boden des Topfes nachgezogen, so muß die Packung erneuert bezw. nachgelegt werden. Der hohle Raum über der Brille dient zur Aufnahme von Schmiermaterial.

Kommen nur zwei Schrauben zur Nachstellung in Anwendung, so liegt die Gefahr nahe, daß die Brille einseitig nachgezogen wird und infolgedessen gegen die Kolbenstange klemmt. Bei drei Schrauben ist diese Gefahr beinahe ganz vermieden.

Die Hanfpackung wird nun in geflochtenen Hanfzöpfen, die mit geschmolzenem Talg getränkt sind, in den Packungsraum der Stopfbüchse eingebracht, und zwar

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werden die Lagen spiralförmig übereinander-gelegt, oder aber es werden nur so lange Stücke geschnitten, die einmal um die Kolbenstange herumreichen. Die Schichtung soll durchaus gleich stark sein. Sind nur einzelne Stücke verwendet worden, so sind natürlich die Stoßstellen gegeneinander zu versetzen.

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. Die Packung wird mittels Hammer und ein *IPf!f Stück Holz fest eingeschlagen. Die Brille wird nun aufgesetzt und die Packung zusammengepreßt. Darauf wird der dadurch frei gewordene Raum nochmals mit Packung ausgefüllt und nun die Brille endgültig aufgesetzt.

Ebenso verfährt man mit der Baumwoll-packung.

Im Gebrauch verliert natürlich die Packung das Fett, weshalb geschmolzener Talg von Zeit zu Zeit nachzugeben ist.

Da der Talg schon bei sehr niedrigen Temparaturen schmilzt und sich infolgedessen leicht verbraucht, ist auf den Zeitpunkt der Erneuerung desselben wohl zu achten. Man erkennt diesen Zeitpunkt daran, daß die Kolbenstange eine schmutzig-rotbraune Kruste erhält. Tritt diese Erscheinung auf, so ist frischer Talg zuzuführen. Ein Nachziehen der Stopfbüchse würde hier nicht mehr helfen, höchstens die Reibung wesentlich erhöhen.

Die dargestellte Stopfbüchse ist eine liegende. Man unterscheidet weiter stehende und hängende Stopfbüchsen, je nachdem sie auf dem abzuschließenden Raum stehen oder an demselben hängen.

Ein gleichmäßiges Nachziehen der Brille ermöglicht die Stopfbüchse Fig. 352, Jet welcher über die aus Rotguß bestehende Brille B eine Überwurfmutter M greift, die ihr Schraubengewinde auf betn oberen Teil des Topfes T findet. Die Löcher L am Umfang der Überwurfmutter dienen zum Einstecken von Dornen

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Fig. 35».

zum Zwecke des Nachziehens derselben. Eine Schmierbüchse 8 nimmt das erforderliche Schmiermaterial auf. Ein einseitiges Nachziehen der Brille wird hier ausgeschlossen sein, da die Überwurfmutter durch das Schraubengewinde gleichmäßig geführt wird.

Auch diese Stopfbüchse ist als liegende gezeichnet; es kann dieselbe aber auch ohne weiteres als stehende angeordnet werden, was fast allgemein von allen liegenden Stopfbüchsen gilt.

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Fig.353u.354 stellen eine hängende Stopfbüchse dar, sie unterscheidet sich dadurch von der liegenden Stopfbüchse, Fig. 350, daß die Brille B den Topf T übergreift und sich an dessen äußerem Umfang führt. Zugleich ist die Brille B als Packungsraum dadurch erweitert. Zur Aufnahme von Schmiermaterial ist sie oben ausgehöhlt.

Fig. 358.

Stopfbüchsen mit Leder als Packungsmaterial.

Mg. 351.

Das Leder dient als Packungsmaterial für Pumpen, welche reines Wasser fördern. Für sandiges oder schmutziges Wasser ist Leder nicht angebracht. Da wir einfach und doppelt wirkende Pumpen kennen, haben wir auch Stopfbüchsen für diese beiden Arten

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Fig. 356.

Fig. 385.

Die Stopfbüchsen für einfachwirkende Pumpen dichten

zu unterscheiden.

nur bei einem Gang des Kolbens ab, entweder beim Hingang oder Hergang. Die Stopfbüchsen der doppeltwirkenden Pumpen dichten dagegen sowobl beim Hingang als auch beim Hergang ab. Das Abdichten der Stopfbüchsen mit Lederpackung geschieht nun durch den Flüssigkeitsdruck im Cylinder selbst, indem derselbe hinter die Ledermanschette tritt und sie gegen die Kolbenstange preßt. Demzufolge sind bei einfachdichtenden Stopfbüchsen ein, bei doppeltdichtenden aber zwei entgegengesetzt gerichtete Lederstulpe erforderlich.

Fig. 355 zeigt eine einfachdichtende Stopfbüchse, die ganz aus Rotguß hergestellt ist. Der Topf T ist zur Aufnahme der Ledermanschette L ausgebildet, die gegen den inneren Überdruck im Cylinder abdichtet. Die Brille B ist als Überwurfmutter konstruiert und oben mit einem Sechskant zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels behufs Nachziehens versehen. Die Brille B drückt durch Vermittelung der Platte P auf die Ledermanschette L. Bei der doppeltdichtenden Stopfbüchse Fig. 356 ist der Topf T oben mit Innengewinde versehen, welches für die Brille B zum Nachziehen dient. Von den beiden Lederstulpen Lx und L2 dichtet Ls gegen den inneren Überdruck im Cylinder, Lj gegen die äußere Atmosphäre ab. Beide Lederstulpe sind durch eine Zwischenplatte P₃ getrennt. Die Brille B drückt durch Vermittelung der Platte P, auf die Ledermanschetten. Löcher in dem Umfang der Brille dienen zum Einsetzen von Dornen behufs Nachziehens derselben.

Stopfbüchsen mit Metall als Packungsmaterial.

Die Stopfbüchsen mit Metallpackung erfordern vor allen Dingen eine sehr genaue und saubere Bearbeitung der Kolbenstange und der ganzen Stopfbüchse

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Fig. 358.

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Fig. 357.

selbst. Die Metallpackungen verlangen eine viel geringere Wartung als andere Packungen. Ein Nachziehen derselben ist nur selten nötig, eine Erneuerung fast gar nicht, da die Abnutzung ganz gering ist. Jeder Metallpackung muß aber Zeit gelassen werden zum Einlaufen. In der ersten Zeit werden sie nicht dicht sein. Hat sich aber die Kolbenstange richtig eingelaufen, so ist absolute

Dichtheit sicher. Für gutes Ölen derartiger Packungen ist natürlich Sorge zu tragen.

Die Metallpackung der Howaldts-Werke in Kiel hat sich seit Jahren bestens bewährt. Fig. 357 zeigt eine solche Stopfbüchse. Die Packung setzt sich aus einzelnen Metallringen zusammen, die keilförmig ausgebildet sind und in den Packungsraum so eingelegt werden, daß die keilförmigen Flächen je zweier Ringe aufeinander zu liegen kommen. Der Grund der Stopfbüchse ist zur Aufnahme des ersten Ringes 1, konisch ausgedreht, so daß dieser genau in diesen Konus paßt. Es folgen dann, wie aus der Figur ersichtlich, die Ringe 2 bis 7. Auf diese Ringe wird oben ein Packungsring von Hanf oder Holz gelegt, der die Ausdehnung der Metallringe bei Temperaturänderungen zuläßt. Die einzelnen Ringe sind, damit sie federn, aufgeschnitten; die Schnittstellen sind natürlich beim Einlegen der Ringe gegeneinander zu versetzen. Zum leichteren Einlegen und Herausnehmen der Ringe sind dieselben an ihrer oberen Seite mit einigen Gewindelöcheru versehen; durch einen eingeschraubten Dorn läßt sich dann die Arbeit des Packens leicht vornehmen. Zieht man jetzt die Brille an, so werden die Ringe l,

2, 5 und 6 gegen die Kolbenstange gepreßt.

Fig. 359.

Metallpackungen sind nur wenig anzuziehen.

Vor dem Einbringen der Ringe sind diese zu reinigen und einzuölen.

Die Stopfbüchse mit Metallpackung von W. Gminder in Stuttgart (Fig. 358) ist ähnlich ausgebildet. Der unterste Ring legt sich nicht in einen Konus des Stopfbüchsentopfes, sondern der Boden des Topfes ist gerade gehalten und der Ring 1 ist keilförmig ausgebildet.

Frg. 360.

Auf diesen legt sich dann in derselben Weise wie bei der vorbesprochenen Stopfbüchse Ring 2 bis 8. Die einzelnen Ringe sind, sowohl an ihrem inneren wie am äußeren Umfang, mit eingedrehten Nuten versehen, welche zur Aufnahme von Schmutz dienen.

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Die Stopfbüchse von W. Cordts & Co. in Hamburg (Fig. 359) wird in ihrem Topf konisch ausgedreht und dient darum zur Aufnahme eines entsprechend konisch abgedrehten Metallkörpers, der als Dichtung dient. Ein Hanfring vollständigt die Packung. Durch Anziehen der Brille wird der Metallkonus, der, damit er federt (Fig. 360), mehrmals von beiden Seiten aus eingeschnitten ist, in den Konus des Topfes hineingedrückt und infolge seiner Federung dadurch gegen die Kolbenstange gepreßt.

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Will man den Topf der Stopfbüchse nicht konisch ausdrehen, so setzt einen entsprechend ausgebildeten Metalltopf ein, der dann zur Aufnahme des Metallkonus dient. Der Dichtungskonus kann auch aus zwei Teilen be-stehen, d. h. aus zwei nach der Achsenrichtung der Kolbenstange geteilten Stücken.

24

PrükL. MtLjchiüeichaun.

Eine Metallpackung, die sich nach eigenen Erfahrungen des Verfassers gut bewährt hat und in jede beliebige andere Stopfbüchse eingebracht werden kann, ist die sogenannte Planitmetall-Stopfbüchsenpackung von E. Misset in Stuttgart. Als Packungsmaterial dient hier eine ganz besondere Metalllegierung. Es heißt in der Anleitung für die Verwendung und Behandlung dieser Packung:

„Das aus dünnen Spähnen der Planitmetall-Kvinposition bestehende Packungsmaterial ist reichlich mit Cylinderöl einzufetten, dem nach Belieben auch etwa? Flockengraphit beigemischt werden kann. Mit der so vorbereiteten Spahnmasse wird der Topf der Stopfbüchse angefüllt, indem man die Spähne mittels eines Holzes ringsum gleichmäßig einstopft. Sodann wird die Brille ausgeschraubt, mit deren Hilfe die Packung fest angepreßt und der entstehende leere Raum mit Spähnen nachgefüllt. Wenn das Einfüllen der Packung erstmals nicht fest genug erfolgt, so muß die Füllung der Büchse nach einigen Tagen ergänzt werden. Bei einiger Übung läßt sich dies für die Folge vermeiden. Als Abschluß kann ein Umgang Talkum-Packung aufgesetzt werden, um das bei jeder Metallpackung unvermeidliche Austreten von Kondenswasser in den ersten Minuten nach dem Anlaufen der Maschine zu verhüten. Die Ergänzung der Packung geschieht einfach durch Nachfüllung der Büchse mit Spähnen. Die Abdichtung ergießt sich mühelos und sicher." Die Schmierung geschieht in gewöhnlicher Weise durch ein auf der Stopfbüchse angebrachtes Schmiergesäß oder durch zeitweiliges Bestreichen der Stange mit Öl.

Ist die Grundbüchse der Stopfbüchse schon etwas ausgelaufen, so ist es ratsam, zuerst eine zweiteilige Kupfer- oder Messingschale auf den Boden des Topfes (also auf die Grundbüchse) zu legen, damit nicht etwa Spähne zwischen Kolbenstange und Grundbüchse geraten könnten. Auf diese Scheibe sind dann die Planitspähne zu packen.

Diese Packung, die sich ohne erhebliche Kosten bei jeder Maschine verwenden läßt, zeigte sich nach Versuchen des Verfassers bei mehrjährigem Betrieb noch durchaus dicht, trotzdem die Maschine und damit auch die Stopfbüchse in dieser Zeit mehrfach auseinaiidergenommen war, ohne daß die Packung erneuert wurde.

Bei der Konstruktion der Stopfbüchsen ist das Hauptaugenmerk auf den Packungsraum zu legen. Es ist klar, daß, je größer derselbe ist, die Abdichtung um so leichter möglich ist. Man hat aber zu bedenken, daß mit der Höhe des Packungsraumes auch die Reibung wächst, die die Kolbenstange in der Stopfbüchse findet. Im allgemeinen richtet sich die Höhe des Packungsraumes nach praktischen Erfahrungen.

Dem Packnngsraum ist ein solcher Durchmesser zu geben, daß zwischen Kolbenstange und Topfwünden genügend Platz bleibt, um die Packung bequem einbringen zu können.

Die Wandstärken der Stopfbüchsenteile richten sich meist nach den angrenzenden Maschinenteilen. Die Grundbüchse, welche aus Rotguß besteht, muß bei liegenden Maschinen eine größere Höhe als bei stehenden erhalten, weil sich bei den ersteren die Kolbenstange in ihr trägt. Bei liegenden

Maschinen nimmt man die Höhe der Grundbüchse gewöhnlich gleich dem Kolbenstangendurchmesser, bei stehenden Maschinen macht man die Höhe nur halb so groß.

Die Brille soll so bemessen sein, daß sie sich ganz in den Packungsraum hineinschieben läßt. Sie muß im Topf etwas Spiel haben, ebenso muß sie leicht auf der Kolbenstange gehen.

Die Schrauben für das Anziehen der Brille sollen nicht schwächer als Va Zoll englisch feilt.

3. Die Kreuzköpfe uud Geradführungen.

Wir wissen aus obigem, daß die Kolbenstange einer Dampfmaschine oder einer Pumpe ihre hin und her gehende Bewegung durch Vermittelung der Schubstange auf die Kurbel überträgt bezw. sie von der letzteren übertragen bekommt. Die Schubstange muß dabei eine schwingende Bewegung machen, da sie einerseits an der gerade hin und her gehenden Kolbenstange, andererseits an der rotierenden Kurbel angreift. Die Kolbenstange wird einesteils in der Stopfbüchse gerade geführt. Es bedarf nun aber noch einer besonderen weiteren Geradführung der Kolbenstange, welche diese so führt, daß ihre Achse stets mit derjenigen des Cylinders zusammenfällt. Durch die schwingende Schubstange würde auch, wenn eine solche Geradführung nicht vorhanden wäre, die Kolbenstange bald nach der einen, bald nach der anderen Seite aus ihrer geraden Richtung herausgedrückt, wodurch dann die Kolbenstange in der Stopfbüchse ecken würde.

Von diesen Geradführungen können wir hauptsächlich zwei Arten unterscheiden, und zwar:

die Geradführung in Büchsen oder Lagern und „    „ auf besonderen Gleitbahnen mittels Kreuzkopfes.

Geradführungen in Büchsen oder Sägern.

Mit diesen Geradführungen, hauptsächlich mit denjenigen in Büchsen, können nur kleine Maschinen ausgerüstet werden. Man findet beide Führungen hauptsächlich bei Pumpen.

Fig. 361 u. 362 geben die Geradführung in einer Büchse wieder. Die Kolbenstange 8 findet einmal Führung in der Stopfbüchse B, das andere Mal mit ihrem verlängerten Ende in einer Büchse L, die irgendwie gestaltet sein kann (wie das die örtlichen Verhältnisse verlangen). Zwischen der Büchse L und der Stopfbüchse B greift die Schubstange T an die Kolbenstange 8 an, die hierzu an dieser Stelle entsprechend ausgebildet werden muß. Die Schubstange greift mit ihrem anderen, nicht gezeichneten Ende an die Kurbel an. Damit die Kolbenstange sicher von der Schubstange gefaßt werden kann, ist diese gegabelt, so daß sie die Kolbenstange von zwei Seiten gleichmäßig angreift. Bei dem Auf- und Niedergehen der Kolbenstange und dem Schwingen der Schub-

24*

stanze geht die letztere über die Kolbenstange hinweg. Da durch die schräge Stellung der Schubstange, die sie in der äußersten Stellung rechts und links einnimmt, und durch den Übergang von dieser in die Gerade und der damit verbundenen, auf und nieder gehenden Bewegung der Kolbenstange ein seitlicher Druck auf die Führungsbüchse kommt, ist diese besonders lang zu halten. An der Stelle des Angriffs der Schubstange T an die Kolbenstange S ist diese

viereckig angesetzt oder wird bei besseren Ausführungen mit einem besonderen Lager mit Rotgußbüchse für den Bolzen D versehen. Es ist darauf zu achten, daß sich der Bolzen D nur in dem Lager der Kolbenstange dreht, nicht aber in den Augen der gegabelten Schubstange, weshalb der Bolzen D mit einer Nase einzusetzen ist, wie wir das bei den Schrauben durch Fig. 48 u. 49 kennen gelernt hatten.

Führungen der eben besprochenen Art sind nur da anzuordnen, wo der seitliche Druck von der Schubstange auf die Kolbenstange klein ist.

Gut ist es, wenn die Büchse L zweiteilig zum Nachstellen eingerichtet ist.

Bei kleineren Dampfpumpen sucht maii die Schubstange durch Anwendung der sogenannten Kurbelschleife entbehrlich zu machen. Die Kurbelschleife als Geradführung gehört ebenfalls hierher. Die drehende Bewegung der Kurbelwelle bezw. Kurbel wird durch die

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Fig. 361.

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Fig. 364.

Fig. 363.

Kurbelschleife direkt in eine hin und her gehende umgesetzt, indem die Kurbel von einem Lagerklotz umgeben ist, der zwischen zwei Gleitbahnen bei der Drehung der Kurbel hin und her gleitet und dabei diese selbst hin und her schiebt. Die Gleitbahnen sind mit der Kolbenstange verbunden. Bei den Dampfpumpen wird die Einrichtung so getroffen, daß beispielsweise der Dampfcylinder links, der Pumpencylinder rechts liegt, und daß eine Kolbenstange beide Kolben

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trägt, je einen an jedem Ende. In der Mitte ist nun diese Kolbenstange zur Aufnahme der Kurbelschleife unterbrochen.

Fig. 363 u. 364 zeigt eine solche Kurbelschleife. Direkt an dem Ende der Kolbenstange Sx ist der Gleitbalken G-₁₍ an dem Ende der Kolbenstange S₂ der Gleitbalken G₂ angesetzt. Kolbenstange und Gleitbalken können ein Stück bilden oder durch Keil miteinander verbunden werden. Beide Gleitbalken werden durch Schrauben mittels der Traversen T miteinander verbunden. Durch die Traversen T werden sie in einem ganz bestimmten Abstand voneinander gehalten. Zwischen den beiden Gleitbalken befindet sich das Lager L, welches die zu einer Kurbel gekröpfte Kurbelwelle W umgreift. Das Lager L muß natürlich zweiteilig sein. Bei der Drehung der Kurbelwelle W gleitet nun das Lager L zwischen den Gleitbalken G₁ und Gr₂ hin und her und verschiebt diese. Damit das Lager nicht seitlich heraus kann, umgreifen es die Gleitbalken G* und G₂

Man hat auch die Gleit-6 alten nachstellbar eingerichtet.

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Fig 365.

Kurbelschleife nur vereinzelt -Anwendung. Vielmehr hat man meist eine besondere Schubstange bei den Dampfpumpen mit durchgehender Kolbenstange angeordnet, die Kurbelwelle ebenfalls zwischen die beiden Cylinder gelegt und durch ein besonderes geformtes Zwischenstück, welches man in die Kolbenstange eingesetzt hat, Platz für die schwingende Schubstange geschaffen. Bei Fig. 365 ist in die Kolbenstange ein Bügel B geschaltet. Die beiden Enden Sj und S₂ der Kolbenstange greifen je an einem Ende des Bügels an- Der Bügel ist so groß, daß die in derselben Ebene liegende Schubstange P frei darin schwingen kann, wobei die Weite des Bügels durch den Kurbelradius und den Schubstangenkopf bedingt . ist. Durch Vermittelung des Bügels B erfolgt die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange.

Von der Maschinen- und Armaturenfabrik vorm. Klein, Schanz-lin & Becker in Frankenthal (Pfalz) wird dieser Bügel nach beiden Seiten aus der Mittelebene soviel herausgedreht, daß der Schubstangenkopf vorbeischwingen kann. Hierdurch wird die Höhe des Bügels etwas vermindert. Dieser Bügel ist allgemein als Kleins Maschinenelement bekannt.

Diese Zwischenglieder der Kolbenstange für die durchschwingende Schubstange werden in der verschiedensten Weise ausgeführt.

Geradführungen auf besonderen Gleitbahnen mittels Krenzkopf (Querhaupt).

Größere Maschinen kann man mit Führungen der eben besprochenen Art nicht mehr ausrüsten, da bei ihnen die Kräfte, die durch die Schubstange auf

die Kolbenstange ausgeübt werden, zu groß ausfallen. Hier versieht man nun das Ende der Kolbenstange mit einem besonderen Gleitstück, dem Kreuzkopf oder Querhaupt, das sich in besonderen festen Gleitbahnen führt, so daß die Kolbenstange aus ihrer Richtung nicht herausgedrängt werden kann. Die Gleitbahnen sind verschieden geformt und haben entweder gerade, sattelförmige oder runde Form. Das Gleitstück muß so eingerichtet sein, daß es die Kolbenstange und den einen Schubstangenkopf aufnehmen kann

Wenn nun in Fig. 366 P die treibende Kraft des Kolbens, die sich durch die Kolbenstange und Schubstange auf die Kurbel fortpflanzt, bedeutet, so wird bei der Drehung der Kurbel durch diese treibende Kraft und durch die Schrägstellung der Schubstange auf die Gleitbahn ein Druck N ausgeübt. Dieser Druck N ist nun bei Rechtsdrehung der Kurbel stets nach unten, bei Linksdrehung dagegen stets nach oben gerichtet. Teilt jetzt aber die Kurbel der Kolbenstange ihre Bewegung mit, so wird die Richtung von N gerade die entgegengesetzte. Man bezeichnet den Druck bi als den Bahndruck. Prof. Bach, „Die Maschinen-Elemente", schreibt weiter: „Daraus folgt, daß für eine bestimmte Drehungsrichtung und für einen gesicherten Kraftausgangspunkt entweder nur die obere oder nur die untere Bahn erforderlich sein würde. In Wirklichkeit ist die letztere Vorbedingung schon mit Rücksicht auf Zufälligkeiten nicht erfüllt, so daß immer

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zwei Bahnen angeordnet werden müssen, von denen allerdings in der Regel vorzugsweise nur die eine führend auftreten

—i- wird."

V."

X.

Fig. 366.

„Der Natur der Sache nach und mit Rücksicht darauf, daß sich das Schmiermaterial auf der unteren Bahn leichter erhalten läßt, als auf der oberen, konstruiert man gern so, daß der Hauptdruck nach unten gerichtet ist, ordnet also beispielsweise, wenn nicht andere Gründe dagegen sprechen, rechtsgehende Dampfmaschinen an. Bei Pumpen und Gebläsemaschinen, bei denen die Pumpen- bezw. Gebläsekolbenstange die Fortsetzung der Dampfkolbenstange bildet, wird das Schwungrad während eines Teiles des Hubes treibend wirken. Solche Maschinen sind infolgedessen trotz ihres Rechtsganges in der oberen Führung genügend kräftig zu bauen, auch ist Sorge zu tragen, daß die obere Bahnfläche gut geschmiert werden kann."

Zu dem Bahndruck N kommen natürlich noch die Gewichte von Kreuzkopf, Schubstange und Kolbenstange hinzu.

Zu diesen Geradführungen dieser Art gehören also zwei Teile, und zwar die Geradführung oder Gleitbahn selbst und das Gleitstück oder der Kreuzkopf, auch Querhaupt genannt. Man bezeichnet in der Praxis die Gleitbahn kurzweg als die Geradführung, trotzdem eigentlich der Kreuzkopf auch dazu gehört.

Die Geradführungen.

Die Geradführungen bilden für gewöhnlich mit dem sogenannten Rahmen der Maschine ein Stück, seltener sind sie besonders an demselben angeschraubt.

Wir haben nun je nach der Ausbildung des Kreuzkopfes, wie wir weiter unten sehen werden, ein, zwei oder vier Gleitflächen nötig. Am häufigsten werden zwei gegenüberliegende Gleitflächen benutzt. Heute erhalten diese Gleitflächen fast nur noch die runde Form bezw. bilden ein Stück eines Kreisumfanges. Sind vier Gleitflächen vorhanden, so sind sie gerade gehalten. Die einseitigen Geradführungen, wie sie hauptsächlich bei stehenden Maschinen vorkommen, sind ebenfalls gerade bezw. schwalbenschwanzförmig ausgebildet. Die runden Geradführungen haben den Vorteil, daß sie sich durch Ausbohren mit der Maschine leicht und genau rund herstellen lassen. Die Bearbeitung der Gleitflächen muß natürlich eine sehr saubere sein. Im folgenden soll nur die runde Geradführung und die gerade Geradführung, wie sie hauptsächlich für stehende Maschinen im

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Fig. 368.

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Fig. 367.

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Sig. 369.

Gebrauch ist, dargestellt werden. Geradführungen mit vier Gleitflächen kommen heute fast nicht mehr vor. Es sei hier gleich bemerkt, daß jede der dargestellten Geradführungen sowohl für liegende als auch für stehende Maschinen Verwendung finden kann. Kurzweg bezeichnet man die runden Geradführungen auch als Rundführungen. Diese runden Geradführungen sind bei den liegenden Maschinen für gewöhnlich in dem sogenannten Bayonett- oder Corliß-Rahmen untergebracht. Fig. 367 bis 369 zeigt einen solchen Rahmen. Derselbe ist an seinem Ende mit einem Flansch F versehen, mit dem er an den Cylinder der Maschine angeschraubt wird. Er ist dann weiter als Cylinder ausgebildet, der seitlich zur Bedienung des Kreuzkopfes eine Öffnung erhält. Die Gleitbahnen G, und G₂ für den Kreuzkopf sind etwas erhöht, so daß sie bearbeitet werden können, ohne daß man den ganzen Cylinder des Rahmens zu bearbeiten braucht. Sie haben eine Länge I und eine Breite b. Vor und hinter den Gleitbahnen ist der Cylinder zur Aufnahme des Öles, das durch den Kreuzkopf von den Gleitbahnen heruntergeschabt wird, etwas vertieft. Man versieht nun die Gleitbacken des Krenzkopfes mit scharnierartig angehängten Blechen.

An die eigentliche Rundführung schließt sich der Bayonett-Rahmen an, der zur Aufnahme des Kurbelwellenlagers ausgebildet ist. Je nach der    Größe    der

die jedesmal in diese Ölbecken eintauchen und beim Rückgang des Kreuzkopfes dann Öl auf die Gleitbahnen führen. Man kann derartige Einrichtungen natürlich nur für die untere Gleitbahn treffen. Die obere Gleitbahn erhält ihr Öl aus dem Ölbehälter 0. Es ist auch darauf zu achten, daß der Kreuzkopf in seinen äußersten Stellungen mit seinen Gleitschuhen etwas über die Gleitbahnen hinwegreicht, damit sich an diese kein Grad anschleift. Gewöhnlich erhalten die Rundführungen denselben Durchmesser wie der zugehörige Cylinder, nur bei großen Maschinen macht man ihn etwa ⁴/₅ von letzterem.

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Maschine versieht man die Rundführung mit einem oder mehreren Füßen. Zuweilen werden sie auch so ausgebildet, daß sie in ihrer ganzen Länge    auf    dem

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Fig. 371.

Fundament aufliegen.

Da der Kreuzkopf bei dieser    Rundführung sowohl    oben    als

Fig. 370,

auch    unten    Führung hat,    kann    die

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Fig, 372.

Drehrichtung der Maschine sowohl rechts als auch links sein. Bei der folgenden Geradführung, der eingleisigen, muß stets die Drehrichtung so sein, daß der Bahn-druck gegen die Führung gerichtet ist, dem-— zufolge können derartige Maschinen nur nach einer Richtung umlaufen, solche eingleisige Schlittenführung für eine stehende Maschine ist in Fig. 370 bis 372 dargestellt. Der ganze Ständer S der Maschine baut sich auf der Fundamentplatte Fj auf, die zur Aufnahme der Kurbelwelle mit den Kurbelwellenlagern ausgerüstet ist. Auf dem Ständer 8 wird der Cylinder der Maschine aufgesetzt, der nach vorn noch durch eine Stange 8* unterstützt wird. Der Ständer 8 ist mit einer vorspringenden Fläche F versehen, auf welche der Kreuzkopf K gleitet. Die Drehung für den entsprechend ausgebildeten Gleitschutz des Kreuzkopses wird durch zwei auf der Fläche F ausgeschraubte Leisten B gebildet, die den Kreuzkopfschuh schwalbenschwanzförmig übergreifen, wie aus Fig. 372 hervorgeht. Der Kreuzkopf kann infolgedessen von der Gleitbahn nicht abgehoben werden.

Derartige eingleisige Schlittenführungen werden für Maschinen bis höchstens 700 mm Hub angewendet. Bei größeren Maschinen stellt man zwei solcher Führungen sich gegenüber und bildet den Kreuzkopf mit zwei Gleitschuhen aus.

Wie oben schon erwähnt, lassen sich sowohl die Rundführungen auch für stehende Maschinen als auch die Schlittenführungen für liegende Maschinen einrichten. Mit eingleisigen Schlittenführungen werden aber nur kleine liegende Maschinen ausgerüstet.

Bei der Besprechung der Dampfmaschinen werden wir wieder aus diese oder ähnliche Geradführungen stoßen-

Die Kreuzköpfe oder Qnerhäupter.

Die Kreuzköpfe dienen zur Geradftihrung der Kolbenstange und gleiten zu diesem Zweck in den vorbesprochenen Geradführungen; sie stellen die Verbindung zwischen Kolbenstange und Schubstange her. Die Kolbenstange wird mit deni Kreuzkopf unwandelbar befestigt, während die Schubstange an ihm so angreifen muß, daß sie ihre schwingende Bewegung ausführen kann. An der Angriffsstelle muß demnach ein Lager vorgesehen werden- Entweder ist nun dieses Lager in

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Fig. 374.

Mg. 873.

der Schubstange untergebracht und der Kreuzkopf erhält den zugehörigen Zapfen oder Bolzen, oder der Kreuzkopf erhält das Lager und die Schubstange den Zapfen. Die erstere Anordnung ist die gebräuchlichste. Der Kreuzkopf ist ferner mit den sogenannten Gleitbacken oder Schleifern versehen, die in den Gleitbahnen der Geradführung gleiten. Je nachdem nun eine eingleisige ober zweigleisige Geradführung vorhanden ist, muß der Kreuzkopf eine oder zwei solcher Gleitbacken haben.

Zwischen Gleitbacken und Gleitbahnen wird natürlich mit der Zeit eine Abnutzung eintreten. Es ist nun aber diese Abnutzung so gering als möglich zu halten, was dadurch erreicht wird, daß man zwischen den beiden aufeinandergleitenden Teilen nur eine sehr geringe Pressung zuläßt. Diese Pressung soll 2 biß 3 kg pro qcm nicht überschreiten. Danach sind die Gleitbacken und Gleitbahnen zu bemessen. Die Pressung erhält man aus dem Bahndruck. Man hilft sich aber zur Ausgleichung der Abnutzung dadurch, daß man die Gleitbacken der Kreuzköpfe nachstellbar macht. Hiernach haben wir dann Kreuzköpfe mit nicht nachstellbaren und solche mit nachstellbaren Gleitbacken zu unterscheiden.

25

Prakt. Maschinenbauer.

Je nachdem die Gleitbahnen eben oder cylindrisch sind, haben wir weiter Kreuzköpfe für ebene und Kreuzköpse für cylindrische Gleitbahnen.

Kreuzköpfe für ebene Gleitbahnen. Diese können entweder eingleisig oder zweigleisig sein. Ein Kreuzkopf, der für die eingleisige Geradführung (Fig. 370 bis 372) paßt, ist in Fig. 373 u. 374 wiedergegeben. Der Kreuzkopfkörper K nimmt die Kolbenstange S auf, die mittels Konus und Keil in demselben befestigt wird. Nach hinten ist der Kreuzkopfkörper K zur Aufnahme des Schubstangenkopfes gegabelt. Dieser muß sich frei in der Gabelung bewegen können. Der Kreuzkopfbolzen Z ist mittels Mutter in der Gabelung be-

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Fig. 376.

festigt. Er dient als Zapfen für das Schubstangenlager. Rach einer Seite hin ist der ~ Gleitschutz Gr, dessen Kanten, entsprechend der Geradführung, fchwalbenschwanzförmig abgeschrägt sind, angesetzt. In Fig. 374 sind die beiden Schienen A und At der Geradführung mitgezeichnet. Wie wir wissen, wurde durch diese Schienen die schwalbenschwanzförmige. Geradführung Fig. 372 gebildet. Man hat bei den Kreuzköpfen der dargestellten Konstruktion darauf zu achten, daß der Gleitschuh genügend weit nach hinten über den Kreuzkopfbolzen hinaus verlängert wird, weil sonst die Mittelebene des Schubstangenangriffes an dem Kreuzkopf mit der Mittelebene des Gleitschutzes nicht zusammenfällt, wodurch ein einseitiger Druck auf die Gleitbahn auftritt. Derselbe hängt von der Entfernung dieser beiden Mittelebenen voneinander ab und wird mit dieser Entfernung größer oder kleiner.

Wie wir oben schon bemerkt hatten, erhalten stehende Maschinen größerer Dimensionen zweigleisige ebene Geradführungen. Einen dazu passenden Kreuzkopf

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Fig. 375.

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Fig. 377.

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zeigt Fig. 375 bis 377. Es sei zuerst darauf aufmerksam gemacht, daß bei diesem Kreuzkopf die beiden eben erw ahnten Mittelebenen zusammenfallen und der Druck auf die Gleitbahnen durchaus gleichmäßig ist. Die Gleitschuhe G und G, werden auf dem Kreuzkopfkörper K besonders aufgesteckt, wozu zwei kleine Zapfen Z1 und Zä an dem letzteren angegossen sind. Durch besondere Schrauben 8 werden die Gleitschuhe auch noch an dem Kreuzkopfkörper angeschraubt. Der Kreuzkopfzapfen Z ist mittels Konen in den Körper K eingesetzt und wird durch eine vorgeschraubte Blechplatte festgehalten.

Kreuzköpfe für cylindrische Gleitbahnen. Diese Kreuzköpfe gehören zu den Geradführungen nach Fig. 367 bis 369. Ebenso wie die cylindri-schen Geradführungen den Vorteil der leichten Herstellbarkeit haben, ist auch dies bei den dazu gehörigen    ^

Kreuzköpfen E der Fall. Die |||

Gleitschuhe derselben

werden eben- hpl falls auf der M Drehbank    m

abgedreht.

Sie werden entweder

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Fig 378.

mit oder ohne Nachstellvorrichtung versehen.

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Fig. 379.

Der Kreuzkopfkörper besteht bei kleineren Maschinen zusammen mit den Gleitschuhen meistens aus einem Stück. Besser ist es jedoch, wenn die Gleitschuhe besonders auf den Kreuzkopfkörper aufgesetzt werden. Einen solchen Kreuzkopf zeigt Fig. 378 bis 380. Der Kreuzkopfkörper besteht hier aus Stahlguß und kann infolgedessen ziemlich leicht gehalten werden. Die Gleitschuhe G, und G₂ werden auf besondere Zapfen des Kreuzkopfkörpers aufgesetzt. Der Kreuzkopfzapfen ist mittels Konen Mutter befestigt.

Zu bemerken ist, daß man die Gleitschuhe auch für Kreuzkopfkörper aus Schmiedeeisen oder Stahlguß aus Gußeisen macht, um eine möglichst gleichmäßige Abnutzung von Gleitschuhen und Gleitbahnen zu erhalten.

mr dargestellte Kreuzkopf müßte, aus Gußeisen gefertigt, natürlich größere Wandstarken erhalten.

Der Kreuzkopf Fig. 381 u. 382 ist mit Nachstellvorrichtung für die Gleit-schuhe versehen. Der ganze Kreuzkopf besteht aus Gußeisen. Die Zapfen erhalten

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Fig. 380.

und

25»

die Gleitschuhe Gj. und G, aufgesetzt. Die Nachstellung der Gleitschuhe geschieht durch die Keile K, und Kä. Durch Anziehen der letzteren werden die Gleitschnhe nach außen gegen die Gleitbahnen bewegt. Die Keile Kt und sind mit Kontermuttern zur Sicherung gegen Lösen versehen. Die Zapfen, auf welche die Gleitschuhe aufgesetzt werden, müssen hier stark genug sein, um einen Keil sicher aufnehmen zu können. Der Kreuzkopfbolzen 2 erhält behufs Schmierung des Schubstangenlagers an seiner Stirnseite einen Ölbehälter O angeschraubt,

der durch ein Schmierloch und eine Schmiernute das Öl dem Lager zuführt.

In Fig. 383u. 984

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j2~V_ ist noch ein Kreuzkopf I—I mit Lager wieder-

gegeben. Kreuzkopfkörper und Gleitschuhe sind in einem Stück gegossen. Anstatt des Kreuzkopfbolzens und der Aussparung für das Schubstangeulager ist hier das Lager in dem Kreuzkopf eingebaut. Der Kreuzkopfkörper K nimmt die Lagersa ale Lv der besondere Lagerdeckel D die

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Fig. 382.

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Fig. 883.

Fig. 384.

Lagerschale L₂ auf. Die Schrauben S dienen zum Aufschrauben des Lagerdeckels. Diese müssen vor Einbringen der Lagerschale Lt in einen Schlitz des Kreuzkopfkörpers K von innen aus eingelegt werden. Die Schrauben sind mit der Pennschen Schraubensicherung versehen, siehe auch Fig. 69.

Kreuzkopfzapfen. Dem Kreuzkopfzapfen ist sowohl in der Auswahl des Materials als auch in der Herstellung die größte Sorgfalt zuzuwenden. Als Material dient ausschließlich Stahl. Ein weiterer wesentlicher Punkt desselben ist seine Befestigung in den Wangen des Kreuzkopfes und seine Schmierung.

Die Befestigung geschieht sehr häufig nach Fig. 385, bei welcher die beiden Enden des Zapfens Z, welche in die Wangen und W₂ des gegabelten Kreuzkopfes kommen, konisch abgedreht werden, und zwar sollen beide Konen einen gemeinsamen Kegel bilden, d. h. der Winkel an der Spitze der beiden Kegelenden soll gleich sein; er soll etwa 12° betragen. Hiernach werden beide Konen die gleiche Steigung erhalten, demzufolge einer so gut halten als der andere, oder mit anderen Worten, beide gleichmäßig tragen. Nach dem stärkeren Konus hin, setzt man den Zapfen ein wenig ab. Der schwächere Konus läuft zur Befestigung des Zapfens in eine 'Schraube aus. Durch eine Mutter M wird der Zapfen Z dann fest angezogen.

Bei dieser Befestigungsart könnte der Fall eintreten, daß, wenn die Wangen V?! und w₂ nicht stark genug sind, das Maß b zwischen denselben durch Anziehen der Mutter verspannt wird, was ein Klemmen der Schubstange zur Folge hätte. Bei der Befestigung nach Fig. 386 kann ein Verspannen der Wangen Wt und W₂ nicht eintreten. Vor dem Zapfen Z wird eine schmiedeeiserne

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Fig. 38«.

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Platte P geschraubt. Der Zapfen Z reicht mit einem Ansatz durch diese Platte

hindurch.

Bei größeren Maschinen wendet man wohl auch beide Befestigungsarten zusammen an. Die Schmierung erfolgt gewöhnlich durch eine in das Ende des Kreuzkopfzapfens eingeschraubte Schmierbüchse 8, wie Fig. 385 zeigt. Der Zapfen wird dann in der punktiert eingezeichneten Weise durchbohrt, um das Schmiermaterial nach der Mitte des Schubstangenlagers führen zu können.

Der Durchmesser des Kreuzkopfzapfens richtet sich natürlich nach der Kolbenstangenkraft P gleich der Kraft P, welche den Kolben im Cylinder verschiebt; dabei soll der Zapfen im Mittel mit 80 kg für den qcm belastet werden. Das Verhältnis zwischen Zapfenlänge I und Zapfendurchmesser ch also I: ä sei 1,5:1.

P

Es ergiebt sich dann der Durchmesser d aus l,5ä.d.80 = P zu d ——

180

Konstruktion mtb Berechnung der Geradführungen und Kreuzköpfe.

Wir haben hier nur noch einmal zu bemerken, daß die Geradführungen genügend stark sein müssen, um den Bahndruck, der in erster Linie von dem Kolben druck abhängig ist, zu widerstehen. Wie wir wissen, soll dieser seine Nichtung nicht wechseln, also möglichst nur immer auf ein und dieselbe Gleitbahn

drücken, so daß die andere Gleitbahn nur so stark zu halten ist, wie es sonstige auftretende Nebenumstände verlangen. Es tritt aber trotzdem stets ein Richtungswechsel des Bahndruckes bei Dampfmaschinen, die immer in derselben Richtung umlaufen, ein, und zwar nicht nur beim Gegendampfgeben, sondern auch schon infolge des Voreilens des Steuerschiebers, weshalb wir immerhin auch die nicht gepreßte Gleitbahn stark genug halten müssen.

Die Gleitbacken des Kreuzkopfes sollen so groß sein, daß die Flächenpressung zwischen diesen und den Gleitbahnen nur sehr gering, 2 bis 3 kg pro qcm, ausfällt. Die Abnutzung wird dadurch aus das kleinste Maß beschränkt. Häder, „Die Dampfmaschinen", giebt für die Fläche F der Gleit backen in qcm an: F — 0,1 bis 0,067 P (P — Kolbendruck).

4. Die Schubstangen.

Der Kreuzkopf bezw. die Kolbenstange wird durch die Schubstange, auch Pleuel-, Kurbel-, Treib-, Lenk- oder Flügelstange genannt, mit der Kurbel verbunden. Wir wissen bereits, daß die Schubstange eine schwingende Bewegung' ausführt und dadurch die hin und her gehende Bewegung der Kolbenstange in eine rotierende oder umgekehrt umsetzt.

Die Schubstange muß an ihren Enden selbstverständlich so ausgebildet sein, daß sie den Kreuzkopf- und den Kurbelzapfen umfassen bezw. diese Zapfen selbst aufnehmen kann. Man unterscheidet daher bei jeder Schubstange die beiden Schubstangenköpfe an den Enden und den diese verbindenden Schaft. Das Material der Schubstangen ist ausschließlich Flußeisen.

Die Schnbstangenköpse.

Wir haben nach obigem vor allem zu unterscheiden zwischen Schubstangen-köpfen mit Lagern und solchen mit Zapfen. Die erstere Art findet sich am meisten. Die Lager müssen die Bewegung der Schubstange mitmachen und Schalen aus einem solchen Material besitzen, das beim Warmlaufen die Zapfen nicht zerstört. Andere Punkte für die Konstruktion der Köpfe resultieren nach Prof. Bach, „Die Maschinen-Elemente", aus folgenden Forderungen:

1.    „Die Achsen der beiden Köpfe müssen genau parallel laufen."

2.    „Die Berührung zwischen Zapfen- und Lagerschalen muß über die ganze Länge der letzteren, wie beabsichtigt, statthaben."

„Infolge einseitiger Abnutzung des Lagers der Hebel- oder Kurbelwelle pflegt die Achse des cylindrischen Hebel- oder Kurbelzapfens ihre senkrechte Lage zur Schwingungsebene der Schubstange mehr oder weniger zu verlieren. Eine derartige Abweichung vermindert die erwähnte Berührungsfläche um so mehr, je länger die Erstreckung der Achse des benutzten Zapfens über die Schwingungsebene hinaus ist. Hieraus folgt die Regel, die Länge cylindrischer Zapfen gering zu halten."

3. „Die eintretende Abnutzung der Lagerschalen soll so ausgleichbar sein, daß die Entfernung von Lagerachse zu Lagerachse sich möglichst wenig ändert."

„Diese Forderung wird annähernd erfüllt, wenn die Nachstellung des einen Kopslagers eine Verlängerung der fraglichen Entfernung, die Nachstellung des anderen dagegen eine Verkürzung derselben im Gefolge hat. Das erstere tritt ein durch Nachstellen der inneren, das letztere durch Nachstellen der äußeren Schale."

4.    „Der Ersatz oder die Wiederinstandsetzung der abgenutzten Schalen soll möglichst sicher und schnell erfolgen können."

5.    „Die Zufuhr des Schmiermaterials muß eine genügende sein."

6.    „Die Köpfe sollen in der Regel möglichst leicht gehalten, scharfe Ecken und vorspringende Teile sollen an ihnen vermieden werden."

Die Köpfe können nun geschlossene oder offene sein, je nachdem dieselben aus einem oder mehreren Stücken bestehen.

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Fig. 388.

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Fig. 390.

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Fig. 891.

Die geschlossenen Schubstangenköpfe. Fig. 387 bis 389 zeigen einen Kopf für die Kreuzkopfseite. Der Schubstangenschaft ist am Ende zu einem Auge A erweitert, welches die Lagerschalen und deren Nachstellvorrichtung aufzunehmen hat. Das Auge A hat die Form eines Bügels. Die Lagerschale Lt legt sich gegen die Rundung des Bügels, die andere Lagerschale L, ist nach außen, rückwärts, mit einer schrägen Fläche versehen, gegen die sich ein Keil K legt. Mit seiner anderen Seite liegt der Keil K gegen die gerade Bügelwandung. Der Keil K ist mit einem Loch mit Gewinde versehen, durch welches eine Schraube 8 geht, die in den beiden Bügelarmen lose drehbar ist. Durch Drehen dieser Schraube 8 wird der Keil K gehoben oder gesenkt, indem er sich auf der Schraube wie eine Mutter bewegt. Die Lagerschale Le wird aber durch Heben des Keiles K gegen die Lagerschale L, hinbewegt, also nachgestellt. Die Mutter M der Schraube 8 und die Schraube selbst ist mit Sicherungen gegen Lösen und Drehen zu versehen.

Ein ähnlicher, zu dem eben besprochenen Kopf passender für die Kurbelseite ist der in Fig. 390 u. 391 dargestellte. Der Kopf A ist wieder bügelartig durchbrochen; die Lagerschale Lx legt sich gegen die Rundung des Bügels, während die Lagerschale L₂ an ihrem Rücken eine Fläche trägt. In einer Nut mit Anzug

dieser Fläche liegt ein Keil K, durch dessen Anziehen die Lagerschale Lt nachgestellt wird. Der Keil K wird durch eine Schraube S gesichert, welche durch ein in die Bügelöffnung passendes Stück F hindurchgeht.

Fig. 893.

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Bei beiden Köpfen wird eine seitliche Verschiebung der Lagerschalen durch Ränder an denselben verhindert.

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§riQi 393.

Bei der Verwendung dieser beiden Köpfe zu einer Schubstange ist die Forderung erfüllt, daß einmal die innere, das andere Mal die äußere Lagerschale nachstellbar ist, damit die Achsenentferuung von Mitte zu Mitte der Lager nicht geändert werde.

Einen geschlossenen Kopf für kleinere Maschinen zeigt Fig. 392 u. 393. Der Kopf ist hier kreisförmig durchbrochen. Die Lagerschalen Lt und L₂ werden von der Seite hineingesteckt. Die Lagerschale L, ist mit einem Ansatz mit gerader

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Fläche versehen, gegen die sich eine Keilzulage Z legt, welche wiederum von einem Keil K gegen die Lagerschale hin nachgestellt werden kann, dabei auch die Lagerschale Lx nachstellend. Der Keil K ist mit Gewindeansatz und Kontremuttern gegen Lösen gesichert.

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Fig. 394.

Fig. 395.

Die offenen Schubstangenköpfe. Ein sehr gebräuchlicher offener Schubstangenkopf ist in Fig. 394 u. 395 dargestellt. Der Schubstangenschaft 8 ist an seinem Ende viereckig angesetzt. Die Lagerung für die Lagerschalen wird durch einen über diesen Ansatz geschobenen Bügel B erreicht. Die Lagerschale legt sich in die Bügelrundung, die Lagerschale Ls ist am Rücken gerade und legt sich gegen den Ansatz des Schaftes. Zur Nachstellung des Lagers wird der Bügel B nach dem Schaft hingezogen, wodurch er die Lagerschale Lt gegen die Lagerschale L₂ hinbewegt. Die

Nachstellung des Bügels erfolgt durch den Keil K mit den beiden Zulagen Z, und Z Der Keil K ist durch die Schraube 8 gegen Lösen gesichert.

Hier wird durch die Nachstellung der Lagerschale Lt das Lagermittel gegen den Schaft hin verrückt, wodurch eine Verkürzung der Schubstangenlänge eintritt.

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Fig. 3D6.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik," sagt: „Das offene Bügellager (Fig. 394 u. 395) eignet sich nur für langsamen Gang der Maschine, weil es die senkrecht zur Stangenachse wirkenden Kräfte, be- -sonders die mit der Geschwindigkeit | wachsenden Fliehkräfte der Stange, nicht gut übertragen kann. Es kommt daher bei Pumpen und an Kreuzkopfzapfen, aber kaum mehr an Kurbelzapfen von Dampfmaschinen, vor.

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Durch Weglassung der dem Lager zugekehrten Keilbeilage kann es noch vereinfacht werden. Der Keil erhält den Anzug 1:10, die Dicke 0,2 bis 0,3 der Kopfbreite."

Fig. 397.

Den sogenannten Schiffs- oder Marinekopf zeigt Fig. 396 u. 397.

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Der eine Teil A des Kopfes, welcher zur Ausnahme der Lagerschale L, dient, ist an dem Schubstangenschaft angesetzt, während der andere B als Lagerdeckel ausgebildet ist und die Lagerschale L2 aufnimmt. Durch die Schrauben 8 wird der Deckel B mit dem Teil A verbunden. Die Lagerschalen L, und Lg umgreifen teilweise die Deckelschrauben 8, wodurch eine Drehung der ersteren verhindert ist. Die Muttern M und M, der Schrauben 8 sind mit der Pennschen Schraubensicherung versehen. Die Lagerschalen bestehen hier aus Gußeisen, ausgegossen mit Weißmetall.

Fig. 398.

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Die Schubstangenköpfe für gekröpfte Kurbelwellen zeigen meist eine etwas abweichende Konstruktion, bedingt durch das Aufbringen auf die Wellenkröpfung. Fig. 398 zeigt einen solchen Kopf. Der Ansatz A des Schubstangenschafles ist gabelförmig gebildet und ganz offen. Die Lagerschale L, liegt in der Kopsrundung, die Lagerschale L, ist rückwärts gerade. Ein Keil K mit Zulage Z gestattet

26

Prakt. Maschinenbauer.    ö    31

die Nachstellung der Lagerschale L₂ und schließt zugleich den gabelförmigen Kopf.

Schubstangenköpfe mit Zapfen. Derartige Schubstangenköpfe sind dann zu verwenden, wie wir wissen, wenn das Lager im Kreuzkopf untergebracht ist. Der Schubstangenkopf nimmt den zugehörigen Zapfen auf. Anwendung können sie nur für die Kreuzkopfseite finden.

Fig. 399 u. 400giebt einen solchen gegabelten Kopf wieder. Das Ende des Schubstangenschaftes läuft in zwei Schenkel aus, welche am Ende je mit einem Auge versehen sind, in denen der Zapfen Z befestigt wird. Die Befestigung des Zapfens Z gegen Herausfallen und gegen Drehung geschieht durch Keile K, und K,, die durch Schrauben gesichert sind. Der Vorteil dieser Befestigungsart ist der, daß die Gabelschenkel nicht verspannt werden können, was eintreten könnte, wenn der Zapfen wie bei dem Kreuzkopf durch Schraubenansatz und Mutter befestigt würde.

Der Schubstangenschaft. Die beiden Schubstangenköpfe jeder Schubstange werden durch den Schubstangenschaft miteinander verbunden. Er erhält gewöhnlich einen kreisförmigen Querschnitt, seltener einen rechteckigen. Da die Beanspruchung des Schaftes eine stetig wechselnde ist, ist nur gutes Schmiede-

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Sig- 399.

Fig. 400.

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eisen oder Stahl zu verwenden. Der Schaft wird sowohl auf Zug und Druck als auch auf Knickung beansprucht.

Eine Schubstange mit rundem Schaft, eingerichtet für die Köpfe Fig. 387 bis 391, zeigt Fig. 401. Infolge der Beanspruchung auf Knickung ist etwa bei % ihrer Länge vom Kurbelzapfen aus der Durchmesser d des Schaftes am größten, nach den beiden Enden hin nimmt er dann allmählich ab, und zwar schließt er an den Kurbelzapfenkopf mit einem Durchmesser von 0,8 d und an den Kreuzkopf mit einem Durchmesser von 0,7 bis 0,75 d an. Bei gekröpften Kurbelwellen fällt wegen des großen Durchmessers des Kurbelzapfens auch der zuge-

hörige Kopf groß aus, weshalb man dann auch wohl den Querschnitt des Schaftes nach diesem Ende hin wachsen läßt, um einen guten Anschluß an den Kopf zu bekommen.

Die Berechnung der Schubstangen.

Die Berechnung der Schubstangen setzt größere Kenntnisse der Festigkeitslehre voraus, weshalb hier nur die hauptsächlichsten Daten angegeben werden können. Wie oben schon gesagt wurde, wird die Schubstange sowohl auf Zug als auch auf Knickung beansprucht. Die Schubstangen der einfach wirkenden Maschinen und Pumpen werden allerdings nur auf Zug beansprucht und erhalten demzufolge überall gleichen Durchmesser. Die Schubstangen aber aller doppelt wirkenden Maschinen, also auch der Dampfmaschinen, erfahren neben der Zugbeanspruchung auch eine Knickung, weshalb der Durchmesser des Schaftes in der Mitte größer gemacht wird als an den Enden.

Bei der Berechnung des Schubstangenschaftes wird ein sogenannter Sicherheitsgrad eingeführt, der in der Praxis die verschiedensten Werte angenommen hat. Im allgemeinen richtet er sich nach der Kolbengeschwindigkeit der Maschine und wächst, wenn diese kleiner wird, während er kleiner genommen werden kann, wenn sie größer ist.

Werte für den Sicherheitsgrad nach:

Häder, „Die Dampfmaschinen":

Für eine Kolbengeschwindigkeit von 1 m in der Sekunde gleich 30

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Reuleaux, „Der Konstrukteur":

Für Landmaschinen kleineren Maßstabes „    „ mittelgroßen und großen Maßstabes

gleich 50-60 „    5—25

„ 30—80.

„ Schiffsmaschinen

Prof. Bach, „Die Maschinen-Elemente":

Für den rechteckigen Schaft bei kleinerer und größerer Geschwindigkeit gleich 15 „ sehr langsam gehende Maschinen „ Schubstangen, bei welchen der Wechsel der Richtung der Stangenkraft stoßweise vor sich geht, gleich 40—60 und darüber

„ 33

„ einen Schubstangenschaft von rundem Querschnitt

gleich 25—40.

Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt weiter: „Die Kräfte, welche auf die Schubstange einwirken, beanspruchen sie nicht allein auf Zug und auf Knickung, es wird auch das Eigengewicht eine Rolle spielen und auch die Reibung in den Lagern der Köpfe, wodurch der Schaft auch noch auf Biegung in Anspruch genommen werden kann. Gerade mit Rücksicht auf die letztere Art der Inanspruchnahme muß man die Schubstange in ihrem mittleren Teile stärker halten als an den Enden. Dabei kommt es darauf an, ob die Masse der Schubstange schnell oder langsam bewegt wird. Hat die Kurbel, an welcher die Schubstange angreift, eine größere Umdrehungszahl, so wird auch die Beanspruchung auf

26*

Biegung stärker sein müssen, als wenn die Umdrehungszahl eine geringere ist. Diese Inanspruchnahme auf Biegung erfolgt aber nur in der Schwingungsebene der Schubstange, und aus diesem Grunde giebt man den schnelllaufenden Maschinen — also beispielsweise den Lokomotiven — Schubstangen mit einem Schaft von rechteckigem Querschnitt."

Die Berechnung des Schubstangenschaftes geschieht nur auf Knickung, weil . diese die größten Dimensionen erfordert; als normale Kolbengeschwindigkeit gilt

1,5 bis 2mm der Sekunde.

Die zulässige Zug- und Druckbeanspruchung einschließlich der Biegungsbeanspruchung soll in keinem Querschnitt über 300 bis 400 kg pro qcm für Schmiedeeisen und 400 bis 500 kg pro qcm für Stahl betragen. Die Bügelquerschnitte dürfen ebenfalls keine höhere Beanspruchung erfahren.

Bezeichnet man jetzt mit P den Kolbendruck in kg, mit 1 die Länge der Schubstange in cm, mit d den Durchmesser des runden Schaftes an der stärksten Stelle in cm und mit m den Sicherheitsgrad, so ist d = 0,032⁴|An.P.l*.

Die Länge 1 der Schubstange wird gemessen von Mitte zu Mitte Lager und beträgt gewöhnlich 5 mal der Länge der Kurbel.

5. Die Kurbeln und Excenter.

Wie wir wissen, wird die hin und her gehende Bewegung des Kolbens schließlich auf eine Welle, die sogenannte Haupt- oder Kurbelwelle, übertragen, welche in drehende Bewegung versetzt wird. Um dies zu erreichen, greift die Schubstange an einem mit dieser Weste verbundenen Hebel an. Diesen Hebel bezeichnet man als Kurbel.

Jede Kurbel besteht aus dem Kurbelzapfen, an dem die Schubstange angreift, und aus dem Kurbelkörper, der auf der Welle befestigt wird und den Kurbelzapfen aufnimmt.

Je nachdem nun die Kurbel am Ende oder inmitten einer Welle sitzt, unterscheidet man:

I. Stirnkurbeln,

II.    Kurbelwellen, Krummachsen oder gekröpfte Wellen,

III.    Excenter.

Zu den Stirnkurbeln gehören auch die Handkurbeln. Das sind Kurbeln, welche sich nötig machen, wenn eine Welle von Hand betrieben werden soll.

Die Kurbelwellen oder gekröpften Wellen sind an irgend einer Stelle ihrer Länge zu einer Kurbel ausgebildet. Sie werden zu diesem Zweck an der betreffenden Stelle durchgekröpft, oder die entsprechend ausgebildete Kurbel ist besonders auf einer solche» Welle befestigt.

Prof. Bach, „Die Maschiuen-Elemente", erklärt den Excenter wie folgt: „Unter Excenter verstehen wir einen auf den Durchmesser der Welle excentrisch ausgebohrten Kurbelzapfen, dessen äußerer Halbmesser gleich ist der Summe aus

dem Halbmesser der Kurbel, d. i. der Excentricität, dem Halbmesser der Welle und aus der kleinsten Wandstärke. Auf die Welle aufgesetzt, bildet der Excenter eine Kurbel, deren Arm, da Wellennabe und Zapfen zusammengefallen sind, nicht zur Ausbildung gelangen konnte. Der Vorteil dieser Kurbel von der Länge oder Excentricität e besteht darin, daß sie an einer beliebigen Stelle der Welle befestigt werden kann, ohne daß mehr gemacht zu werden braucht, als den Excenter aufzukeilen. Dagegen ist ihr der Nachteil eigentümlich, daß die Arbeit, welche durch Reibung verbraucht wird, infolge des bedeutenden Zapfendurchmessers groß ausfallen muß."

I. Die Stirnknrbeln.

Das Material dieser Kurbeln ist meistens Schmiedeeisen oder Stahl, seltener Gußeisen. Eine schmiedeeiserne Kurbel ist in Fig. 402 u. 403 dargestellt. Der Kurbelkörper A ist mit zwei Naben N, und N versehen, von denen die eine Nt zur Befestigung der Kurbel auf der Kurbelwelle W dient; in der anderen N wird

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22

der Kurbelzapfen Z befestigt. Über die Befestigung der Kurbel, auf der Welle sowohl als auch der Befesti-des Kurbel-

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zapfens im Kurbel-körper. werden wir ^—tz-weiter unten noch

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sprechen.

Der Kurbel-

radius oder Kurbelarm ist die Entfernung von Mitte Kurbel-welle bis Mitte Kurbelzapfen.

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mg. 408.

Fig. 408.

Die Nabe Nt ist zwecks Bearbeitung nach vorn mit einer überstehenden Arbeitsleiste versehen.

Gußeiserne Kurbeln kommen nur noch sehr selten vor. Der Gußkörper wird mit Rippen verstärkt.

Das Hauptaugenmerk bei der Kurbel ist auf die Herstellung des Kurbelzapfens und dessen Befestigung in dem Kurbelarm zu richten. Als Material für den Kurbelzapfen kommt immer Stahl in Betracht. Die Bearbeitung des Zapfens muß außerordentlich sorgfältig und sauber geschehen. Häder, „Die Dampfmaschinen", sagt: „Von amerikanischen und einigen deutschen Fabrikanten wird der Kurbelzapfen gehärtet und auf der Poliermaschine sauber geglättet, es wird dadurch ein Kaltgehen desselben von Anfang des Betriebes gewährleistet. Welche Unkosten dem Lieferanten und dem Empfänger durch heiß laufende Zapfen entstehen, ist ja bekannt, meistens ist mangelhafte Bearbeitung der Laufflächen schuld."

Der Kurbelzapfen muß weiter so eingerichtet sein, daß zwecks genauer Lagerung die Wasserwage auf denselben aufgesetzt werden kann. Der Zapfen darf daher entweder gar keinen Bund oder muß deren zwei von genau gleichem Durchmesser erhalten.

Die Befestigung des Kurbelzapfens in der Nabe des Kurbelkörpers muß zuverlässig geschehen. Bei der Kurbel (Fig. 402 u. 403) geschieht die Befestigung des Zapfens durch Konus und Keil, welche Befestigungsart die am meisten angewendete ist. Der Zapfen wird konisch abgedreht, so daß seine Steigung '/,« beträgt. Er wird dann in die entsprechend gebohrte Nabe des Kurbelkörpers eingeschliffen und durch den Keil K fest in das Loch hineingezogen. Der größte Durchmesser des Konus muß so groß wie der Durchmesser des Bundes vorn am Zapfen sein, um die Wasserwage aufsetzen zu können. Der Konus muß auch deshalb noch ein Stück aus der Nabe herausstehen.

Fig. 401.

Fig. 405.

Fig. 406.

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Eine andere Kurbelzapfenbefestigung ist in Fig. 404 dargestellt. Der Zapfen erhält vor dem Konus einen besonderen Bund von gleichem Durchmesser wie der vordere. Hinter dem Bund fängt der Konus an. Ein Keil stellt die Verbindung her. Der Bund darf natürlich nie zur Anlage an die Nabe kommen, weil sonst ein straffes Hereinziehen des Zapfens in die Nabe durch den Keil nicht gewährleistet werden kann.

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Zuweilen setzt man anstatt des Keiles an den Konus ein Gewindestück und stellt die Verbindung durch Unterlegscheibe und Mutter her.

Eine gute Befestigung giebt auch Fig. 405. Der Zapfen wird hier von rückwärts in die Nabe des Kurbelarmes eingeführt. Der Konus ist nach hinten stärker. Die Verbindung geschieht mittels Keil. Um den Zapfen durch das Nabenloch hindurchstecken zu können, muß der vordere Bund abnehmbar sein. Ein besonderes Stück wird hier mittels Splint auf einen Ansatz als Bund befestigt.

Die Befestigung nach Fig. 406 bietet ebenfalls Gewähr gegen Lösen. Der Zapfen wird wieder von rückwärts eingeführt und durch eine vorgeschraubte Platte P fest hineingedrückt.

Zuweilen nietet man auch wohl den Kurbelzapfen fest ein. Eine solche Verbindung bietet natürlich den Nachteil der Unlösbarkeit.

Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt: „Solider wird die Verbindung, wenn man den Kurbelzapfen in den Kurbelkörper warm einsetzt. Der Kurbelzapfen kann dabei konisch oder auch cylindrisch sein. In beiden Fällen wird der Zapfen ein wenig stärker gehalten, als das Loch in dem Kurbelkörper. Letzterer wird an der Verbindungsstelle erwärmt, und während er sich dabei ausdehnt, führt man den etwas stärkeren Zapfen in das Nabenloch ein. Beim Erkalten zieht sich die Nabe über dem Kurbelzapfen zusammen, und die entstehende Spannung wird bei richtiger Wahl der Stärke des Kurbelzapfens im Verhältnis zu dem Loch der Nabe ausreichen, den Kurbelzapfen mit dem Kurbelkörper zu verbinden, ohne daß es anderer Befestigungsmittel bedarf."

Nicht minder sorgfältig als die Befestigung des Kurbelzapfens in dem Kurbelkörper hat die Befestigung des Kurbelkörpers auf der Kurbelwelle zu geschehen. Die Kurbel wird auf das Kurbelwellenende ganz allgemein warm aufgezogen oder aufgepreßt, wenn Einrichtungen vorhanden sind. Das Kurbelwellenende wird entweder an der Stelle, wo die Nabe der Kurbel zu sitzen kommt, etwas abgesetzt oder mit einem Bund versehen, gegen den sich die Nabe legt. Die Bohrung der Kurbel soll nach Prof. Bach bei Kurbeln aus Stahl, Fluß- oder Schweißeisen um etwa 0,005 und bei Kurbeln aus Gußeisen um etwa 0,00125 kleiner sein als der Durchmesser der Welle.

Das Aufpressen der Kurbeln geschieht mittels hydraulischer Presse in kaltem Zustand. Das Wellenende wird etwas konisch gedreht und zwar etwa mit l/ioo Steigung.

Bei beiden Befestigungsarten pflegt man aber doch noch eine Feder einzulegen, welche beim Aufziehen hauptsächlich als Führung, niemals aber als wirklicher tragender Keil dienen soll, weil sonst dadurch die Kurbel leicht verspannt werden könnte, so daß die Achsenrichtung des Kurbelzapfens mit derjenigen der Kurbelwelle nicht mehr übereinstinimt.

Eine ungünstige und schädliche Einwirkung aus die Kurbel wird dadurch ausgeübt, daß an derselben die Massen der Schubstange, Kolbenstange und des Kolbens wirken, deren Trägheitsvermögen die Kurbel einseitig, bald nach der einen, bald nach der anderen Richtung, beansprucht. Diese schädlichen Beanspruchungen werden natürlich um so größer ausfallen, je schneller die Maschine läuft. Man balanciert zur Aufhebung dieser Beanspruchungen die Massen der an der Kurbel angreifenden Teile durch Gewichte aus und bildet dann die Kurbel als sogenannte Kurbelscheibe aus.

Eine Kurbelscheibe ist in Fig. 407 u. 408 wiedergegeben. Die Scheibe wird auf der Kurbelwelle in der bekannten Weise befestigt, ebenso der Kurbelzapfen in einer Nabe der Scheibe. Gegenüber dem Kurbelzapfen wird die Scheibe zur Erlangung des erforderlichen Gewichtes einfach vollgegossen, während sie in der Nähe des Kurbelzapsens selbst ausgespart ist.

Die Schmierung des Kurbelzapfens erfordert für größere Maschinen besondere Einrichtungen, da infolge der Drehung des Kurbelzapfens im Kreise fine Schmierung während des Ganges nicht gut möglich oder doch gefährlich ist. Kleinere Maschinen erhalten zur Schmierung einen auf den Schubstangenkopf des Kurbelzapfens aufgesetzten Selbstöler. Größere Maschinen werden mit einer besonderen Schmierkurbel versehen (Fig. 409). Die Schmierkurbel wird an der Stirn des Kurbelzapfens angeschraubt und reicht bis zur Mitte der Kurbelwelle, so daß das Ende derselben nur eine Drehung um seine eigene Achse macht. Die Schmierkurbel besteht aus einem Rohr, welches oben mit mit einer Platte an den Kurbelzapfen angeschraubt wird. In der Achse der Kurbelwelle wird eine Schmierbüchse in dieses Rohr geschraubt. Das Schmiermaterial wird nun durch die hohle Schmierkurbel und durch die Schmierlöcher im Kurbelzapfen der Lauffläche desselben zugeführt. Man kann durch diese Einrichtung das Schmiergefäß leicht bedienen.

Die Kurbelwelle, auf deren Ende die Kurbel befestigt wird, ist eine Achse, wie wir sie früher besprochen haben. Direkt hinter der Kurbel wird das so-

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Fig. 407.

Fig. 408.

Fig. 409.

genannte Kurbelwellenlager angeordnet. Ein weiteres Lager erhält sie noch am entgegengesetzten Ende. Hier wird ein gewöhnliches Stehlager angeordnet. Auf dem an den Kurbelwellenzapfen anschließenden Achsschenkel sitzen die Excenter für die Steuerung der Maschine. Der Achsenkopf, ungefähr in der Mitte der ganzen Achse, nimmt das Schwungrad auf. Auf dem anderen Achsschenkel finden dann Riemscheiben u. bergt. Platz.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Die Herstellung gerader Achsen geschieht in der Weise, daß der rohe Stahlblock von achtkantiger Form mit einer Dicke gleich dem dreifachen Durchmesser der fertigen Achse unter dem Dampfhammer ansgeschmiedet wird. Zuerst erfolgt das Strecken des Rohblockes, darauf das Rundschmieden und sodann das Ausschmieden der Achsschenkel Nachdem die fertiggeschmiedete Achse im Flammenofen bei niedriger Hitze nochmals geglüht ist, läßt man sie unter Bedeckung von Asche langsam erkalten und bearbeitet sie dann weiter auf der Drehbank. Der Gewichtsverlust beim Schmieden beträgt etwa 30°/„ der fertiggeschmiedeten Achse, die in allen Durchmessern eine um 10 mm größere Dicke als die fertiggedrehte Achse erhält."

Die Handkurbeln. Stirnkurbeln sind auch die Handkurbeln, d. h. diejenigen Kurbeln, die von Hand bewegt werden. Wir finden sie z. B. an Winden. Sie werden auf das Ende der zugehörigen Kurbelwelle aufgesteckt und sollen ein leichtes Wiederabnehmen von derselben gestatten. Meistens wird die Welle mit einem Vierkant versehen, auf welches die Kurbel aufgesteckt wird; seltener ist Nut mit Feder und Stellschraube.

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Eine Handkurbel, wie sie meistens ausgeführt wird, zeigt Fig. 410 u. 411. Der Kurbelkörper K trägt die Nabe mit viereckigem Loch für die Kurbelwelle und die Nabe für den Kurbelzapfen. Der Kurbelzapfen Z ist als Handgriff ausgebildet. Er wird in den Kurbelkörper K fest eingenietet. Über ihn wird ein lose auf ihm drehbares Holzheft H geschoben, welches an der Drehung nicht teilnehmen darf, vielmehr fest in der Hand liegen muß. Anstatt des Holzheftes benutzt man auch wohl eine Blechhülse. Mittels Scheibe und Vernietung des Zapfens wird die Hülse H auf demselben gehalten.

Die Handkurbeln werden auch mit dem Kurbelkörper aus einem Stück hergestellt, indem der Griff einfach abgebogen wird. Über derartige Griffe sollte man aber auch eine Vlechhülse schieben.

Fig. 410.

Fig 411.

Je nachdem die Kurbeln von einem oder zwei Mann gedreht werden, unterscheidet man ein- und zweimännige Kurbeln. Die zweimännigen Kurbeln müssen einen längeren Griff als die einmännigen erhalten. Man rechnet, daß ein Arbeiter dauernd mit 10 bis 15 kg, vorübergehend auch wohl mit 20 kg drücken kann.

Die folgenden Abmessungen sind für die Handkurbeln allgemein gebräuchlich: Der Kurbelgriff erhält eine Stärke von 40 6i§ 50 mm, so daß er mit der Hand bequem umfaßt werden kann. Die Länge macht man

für einmäimige Kurbeln 300 mm „ zweimännige „    500    „ .

Prof. Bach giebt für den Kurbelzapfen Z folgende Stärken: bei einmännigen Kurbeln 17 mm,

„ zweimännigen „    26 „ .

Der Kurbelarm oder Kurbelhalbmesser erhält eine Länge von 350 bis 400 mm. Die Kurbelwelle soll in einer Höhe über dem Fußboden liegen, daß die Kurbel bequem gedreht werden kann. In der Regel nimmt man eine Höhe von 1 m an.

Für einmännige Kurbeln erhält die Kurbelwelle 30 mm, für zweimännige 40 mm Durchmesser.

Die Nabe der Kurbel ist l¹/, mal so lang als der Durchmesser der Kurbelwelle zu machen.

27

Prakt. Maschinenbauer.

II. Die Krummachsen oder gekröpften Wellen.

Kann man die Kurbel nicht am Ende einer Welle anordnen, was man bei größeren Maschinen meist macht, so kommt es doch vor, daß die Kurbel an irgend einer Stelle der Kurbelwelle angeordnet werden muß. Dieser Fall tritt hauptsächlich bei kleineren liegenden und allen stehenden Dampfmaschinen ein. Man kröpft dann die Kurbelwelle an der Stelle, an welcher die Kurbel sitzen soll, durch.

Solcher Kröpfungen können eine oder mehrere nötig sein, je nachdem eine oder mehrere Kurbeln erforderlich sind; so erfordern z. B. die eincylindrigen Maschinen eine Kurbelkröpfung, die zweicylindrigen dagegen zwei. Man nennt danach die Kurbelwellen einfach und mehrfach gekröpfte.

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Fig. 412 zeigt eine einfach gekröpfte Kurbelwelle. Sie ist einmal am Ende mit dem Zapfen Zx gelagert, das andere Mal bei Z₂. Hinter Z₂ sitzt das Schwungrad fliegend auf der Welle. Zwischen den beiden Lagerstellen ZA und

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Z₂ ist die Kurbel-1— kröpfung angeord-■* net. Zu dem Zwecke sind an die Welle die beiden Kurbelkörper Kj und K2 von rechteckigem Querschnitt angesetzt; zwischen ihnen

liegt der Kurbelzapfen Z₃.

Die Kurbelkröpfuug muß, damit die Schubstange stet durchschwingen kann, überall genügend weit sein.

Eine solche Kurbelwelle bietet immerhin schon ein schwieriges Schmiedestück. Man macht deshalb kleinere Kurbelwellen auch nach Fig. 413. Man führt die Kurbelwelle allmählich, unter Beibehaltung des runden Querschnittes.der beiden Kurbelarme, in die Kröpfung über. Der Kurbelzapfen Z wird dann in die Welle eingedreht.

Die mehrfach gekröpften Wellen zeigen dieselbe Gestalt wie die Kurbelwelle Fig. 412, nur daß bereit zwei Kröpfungen nebeneinanderliegen. Je nach der Art der Maschine, zu der die Welle gehört, sind diese Kröpfungen dann gegeneinander versetzt, und zwar entweder um 90° oder 180".

Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt über die Herstellung gekröpfter

Wellen: „Wie schon aus der Form der gekröpften Wellen hervorgeht, ist die Herstellung eines solchen Schmiedestückes aus dem Ganzen schwierig. Es muß an die Welle ein rechteckiger Klotz angeschmiedet werden, der etwa so groß ist, wie der äußere Umfang der gewünschten Kröpfung dies erfordert. Ter Klotz wird ohne Aussparung an die Welle angeschmiedet, und erst nach Fertigstellung des Schmiedestückes wird das überflüssige Material aus dem erwärmten Klotz herausgemeißelt oder kalt herausgesägt. Handelt es sich um Herstellung einer mehrfach gekröpften Welle, so werden die Klötze zunächst in einer Ebene an die Welle angeschmiedet, und nach Fertigstellung des Schmiedestückes werden die beiden Wellenenden so weit gedreht, daß die Kurbeln unter dem gewünschten Winkel zu einander stehen."

„Wegen der Schwierigkeiten, welche das Schmiedeverfahren bei Herstellung gekröpfter Wellen bereitet, macht man sie in neuerer Zeit auch aus Gußstahl und überschmiedet die gegossenen Stücke nachträglich."

„Beim Abdrehen der gekröpften Welle muß sie zweimal in verschiedener Weise auf der Drehbank aufgespannt werden, das eine Mal, um nur die Welle, das zweite Mal, um den Kurbelzapfen abzudrehen. Für die Bearbeitung des Kurbelzapfens muß naturgemäß dieser auf der Drehbank rundlaufen, und deshalb muß die Kurbelwelle selbst excentrisch eingespannt werden."

Zuweilen balanciert man auch die Kurbelkröpfungen wie die Kurbeln aus und versieht sie gegenüberliegend mit einem Gegengewicht.

III. Die Excenter.

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Wir hatten oben schon eine Erklärung für die Excenter gegeben. Der Kurbelradius ist hier so klein geworden, daß eine besondere Kurbel nicht mehr zur Ausbildung gelangen konnte, weil der Kurbelzapfen mit in die Kurbelwelle fällt. lÜi-B

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Die Excenter werden dieserhalb als g runde Scheiben ausgebildet, die entsprechend dem Kurbelradius, hier Excen- _ tricität genannt, excentrisch ausgebohrt -und mit dieser Bohrung auf der Kurbelwelle befestigt werden.

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Fig. 415.

An die Excenter greifen als Schub- <-stanzen die Excenterstangen an, die den --Excenter ganz umgreifen- Diese Köpfei" der Excenterstangen nennt man die 5ig. ₄a.

Excenterbügel.

Die meiste Anwendung finden die Excenter zur Hin- und Herbewegung der Steuerschieber von Dampfmaschinen; auch zum Antrieb kleinerer Speisepumpen werden sie häufig benutzt.

Ein Excenter, wie er am häufigsten zur Ausführung kommt, ist in Fig. 414 u. 415 dargestellt. Die Excenterscheibe oder der eigentliche Excenter E ist mit einer Nabe versehen, mit welcher er auf der Kurbelwelle aufgekeilt wird. An

27*

ihrem Umfang ist die Excenterscheibe mit einem Rand von 10—20 mm Höhe versehen; dieser Rand reicht fast über die ganze Breite der Excenterscheibe. Über diesen Rand greift der Excenterbügel B, der stets in seiner Mittelebene geteilt und durch die Schrauben 8 über der Excenterscheibe zusammengeschraubt wird. Der Excenterbügel B läuft in eine Nabe C aus, welche zur Befestigung der Excenterstange T dient. Diese wird mittels Konus und Keil oder auf irgend eine andere Art in dieser Nabe befestigt. Der Excenter sowohl als auch

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Fig. 416.

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Fig. 417.

der Excenterbügel sind an ihren Berührungsflächen sehr sauber zu bearbeiten, wenn der Reibungsverlust auf das kleinste Maß beschränkt werden soll. Man füttert aus diesem Grunde auch wohl den Excenterbügel mit Weißmetall oder Rotguß aus. Der Excenter selbst wird aus Gußeisen, der Excenterbügel aus Gußeisen. Rotguß oder Schmiedeeisen gefertigt. Der Exccnterbügel B ist mit einem Nocken A zum Aufsetzen einer Schmierbüchse versehen. Der Kurbelradius oder die Excentricität ist e.

Häufig tritt der Fall ein, daß die Kurbelwelle mit Bunden, Verstärkungen u. bergt versehen ist, in welchem Falle man eine volle Excenterscheibe auf die Welle nicht aufbringen kann. Dann muß die Excenterscheibe zweiteilig gemacht werden.

Einen solchen zweiteiligen Excenter zeigt Fig. 416 u. 417!). Die Excenterscheibe wird so geteilt, daß die Teilungsfuge innen in die Mitte der Kurbelwelle, außen in die Mitte des Excenterbügels fällt. .Beide Teile werden durch Bolzen i) Fig. 416 u. 417 sind dem Werk: Breslauer, „Der Maschinenbau", entnommen.

und Keil derart verbunden, daß das eine Ende des Bolzens in die eine Hälfte der Excenterscheibe eingeschraubt wird, das andere Ende in ein Loch der anderen Hälfte der Scheibe reicht. Keile stellen dann die Verbindung her. Bei dem dargestellten Excenter ist die Excenterstange in die Nabe des Excenterbügels eingeschraubt. Zur Verminderung der Reibung ist dieser Excenter mit einem Kugellauf zwischen dem Umfang der Excenterscheibe und dem Umfang des Excenterbügels versehen. Für die Kugeln sind besondere Laufbahnen aus Stahl eingesetzt. Der Verschleiß ist infolge des Kugellaufes sehr gering, und ein Warmlaufen ausgeschlossen.

Die Excenterstangen erhalten einen runden Querschnitt von durchweg gleichem Durchmesser. Sie greifen an der Schieberstange gelenkig an.

Die Kurbelwellenlager.

Als zu den Kurbeln und Kurbelwellen gehörig ist auch das Kurbelwellenlager anzuführen. Dieses Lager fitst bei liegenden Maschinen mit Bajonett-

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. rahmen, für die es hier nur in Betracht fomnit, direkt hinter der Kurbel und ist in dem Bajonettrahmen selbst eingebaut.

Von den vielen Konstruktionen dieser Lager soll hier nur eine wiedergegeben werden. (Fig. 418 bis 420.) Das ganze Lager ist vierteilig, d. h. es sind vier einzelne Lagerschalen vorhanden. An dem Fuße befindet sich die Lagerschale Lx seitlich liegen die Säger»

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Fig. 420.

schalen L₂ und Lv oben liegt die Lagerschale L₃. Sämtliche Lagerschalen bestehen aus Gußeisen, mit Weißmetall ausgegossen. Der Lagerdeckel D schließt das Lager nach oben ab. Dieser ist in Hohlguß ausgeführt, damit er möglichst leicht ausfällt. Die vier Deckelschrauben 8 dienen zum Aufschrauben des Deckels D. Die rechte seitliche Lagerschale L₄ ist zum Nachstellen eingerichtet, und zwar geschieht dies durch die beiden Schrauben Slr die eingelegte Stahlstücke T als Muttern erhalten. Die beiden Schrauben drücken gegen eine gemeinschaftliche Stahlplatte P, diese wiederum gegen die Lagerschale. Zwei Schmierrohre R führen dem Lager das nötige Schmiermaterial zu.

Die Kurbelwellenlager mit viermal geteilter Lagerschale finden für größere Maschinen Verwendung. Nachstellbar wird, wie in Fig. 418 bis 420, entweder nur eine oder die seitlichen zwei Lagerschalen eingerichtet. Die Nachstellung geschieht auch sehr häufig durch einen Keil, der am Ende einer Schraube, die durch den Deckel des Lagers hindurchreicht, befestigt ist. Der Keil wird dann durch Drehen der Schraube gehoben oder gesenkt. Man hat aber darauf zu achten, diese Schraube so anzuordnen, daß sie-ein Abnehmen des Lagerdeckels jederzeit gestalten. Sie dürfen aus diesem Grunde oben keine Mutter tragen, vielmehr muß diese im Lager selbst untergebracht sein. Sie endigen dann oben zum Aufsetzen eines Schlüssels einfach in einen Vierkant.

Kleinere Maschinen erhalten drei- oder zweimal geteilte Lagerschalen. Bei den zweimal geteilten Lagerschalen wird auch der Lagerdeckel häufig schräg angeordnet (siehe auch das Kapitel Dampfmaschinen).

Die Lagcrschalen der Kurbelwellenlager bestehen bei kleineren Maschinen zuweilen aus Rotguß, und zwar empfiehlt sich eine Legierung aus 84 Teilen Kupfer und 16 Teilen Zinn. Größere Lager dagegen erhalten Schalen aus Gußeisen mit Weißmetall ausgegossen, und zwar in einer Legierung von 85 Teilen Zinn, 10 Teilen Antimon und 5 Teilen Kupfer.

Der Lagerdeckel soll mit Klauen über Vorsprünge des Unterteils greifen, wie bei dem dargestellten Lager, um den Ausschnitt für das Lager im Gestell zusammenzuhalten.

Die Lagerschrauben sind von zähem Eisen herzustellen.

Die Berechnung der Kurbeln.

Bei der Berechnung der Kurbeln kommt wieder die Kolbenkraft P in Betracht, welche auf den Kurbelarm einwirkt und diesen sowohl auf Biegung als auch auf Verdrehung beansprucht.

Die Berechnung der Kurbeln ist sehr schwierig und erfordert genügende Kenntnisse der Festigkeitslehre. Bei der Dimensionierung einer Kurbel verfährt man meist so, daß man die beiden Nabendimensionen nach der Welle und dem Zapfen bestimmt und dann den Kurbelarm einzeichnet. Darauf rechnet man einige Querschnitte des Kurbelarmes nach. Die Beanspruchung des Kurbelarmes soll nicht über 600 kg pro qcm für Flußeisen betragen.

Im allgemeinen ist es um so besser, je länger die Nabe der Kurbeln ist, da dann die Lage der Kurbel auf der Welle eine sichere ist. Warm aufzuziehende

Kurbeln erhalten eine Nabenlänge gleich dem Durchmesser der Kurbelwelle, aufzukeilende Kurbeln erhalten eine Nabenlänge gleich 1,2 bis 1,3 D (D = Kurbelwellendurchmesser). Der Durchmesser der Nabe ist zweckmäßig 1,8 D -f- 20 mm.

Die Nabe für den Kurbelzapfen richtet sich nach dem Durchmesser 4 desselben; ihre Länge sei 1,6 d, ihr Durchmesser 2 4.

Zur erstmaligen Aufzeichnung des Kurbelarmes kann man dessen Dicke zu 0,8 4 annehmen.

Die Berechnung des Kurbelzapfens geschieht auf dieselbe Weise, wie das int Kapitel Zapfen bereits angegeben wurde. Er soll nicht über 500 kg pro qcm beansprucht werden. Der Flächendruck kann 60 bis 70 kg pro qcm im Mittel betragen, muß aber bei Dampfmaschinen mit hoher Tourenzahl bis auf40 bis 50 kg pro qcm erniedrigt werden. Das Verhältnis der Länge des Zapfens zum Durchmesser also I: 4 ist 1; 1,25 oder 1,4.

Für die Dimensionierung der Kurbelwelle geht man von dem Durchmesser des Kurbelwellenlagers aus. Die Welle wird im Lager ebenfalls auf Biegung wie auch auf Verdrehung beansprucht, wonach der Durchmesser D des Lagers zu berechnen ist, wobei die Beanspruchung 300 bis 500 kg pro qcm für Flußstahl nicht überschreiten soll. Die Länge des Lagers kann 1,5 bis 2 D betragen.

Die Kurbelwelle erleidet dort, wo das Schwungrad sitzt, eine Biegungsbeanspruchung.

Noch schwieriger wie die Berechnung der Kurbeln ist die der gekröpften Kurbelwellen. Wir müssen deshalb hier von einer Berechnung derselben absehen.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Die Kurbelwellen werden meist aus Tiegelstahl gefertigt; nur für kleinere Maschinen verwendet man noch Schweißeisen. Die zulässige Materialspannung wählt man für Schweißeisen 400 bis 600 kg pro qcm, für Tiegelstahl 600 bis 800 kg pro qm. Der Lagerdruck auf die Lager der Kurbelwelle darf 8 bis 10 kg pro qcm, derjenige aus die Lager der Pleuelstange am Kurbelzapfen 20 bis 30 kg pro qcm nicht überschreiten. Die Länge der Lager schwankt zwischen 1 bis 1,5 4. Die Kurbelarme werden nur auf Biegung beansprucht."

Tafel 9

Merlin-Inhaltische Waschinenliau - Aktien - HeseMchaft in Pessau.

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Einzelantriebe von Transmissionen.

VI. Die Röhren und Röhrenverbindungen.

Die Röhren sind Hohlcylinder, die zur Fortleitung von Flüssigkeiten und Gasen dienen. Sie werden aus den verschiedensten Materialien gefertigt. Wir haben Röhren aus Gußeisen, Schmiedeeisen, Stahl, Kupfer, Messing, Blei und sonstigen Metalllegierungen.

Durch Zusammensetzen mehrerer einzelner Röhren Erhält man eine Rohrleitung. Weitverzweigte Rohrleitungen mit Ableitungen und dergl., die sich z. B. für die Wasserversorgung von Städten auf große Entfernungen ausdehnen, bezeichnet man als Rohrnetze.

1. Die Röhren aus Gußeisen.

Die gußeisernen Röhren werden heute fast ausschließlich in stehenden Formen gegossen. Größere Eisengießereien sind speciell auf den stehenden Röhrenguß eingerichtet. Bei dem stehenden Guß werden Blasen so leicht nicht auftreten, weil das Gewicht der flüssigen Eisenmasse von unten nach oben zunehmend auf jeden einzelnen Querschnitt drückt.

Die einzelnen Wandstärken der normalen gußeisernen Röhren sind nach Erfahrungssätzen vom Verein deutscher Ingenieure und vom deutschen Verein der Gas- und Wasserfachmänner festgelegt. Nach diesen Tabellen werden heute alle normalen Röhren ausgeführt. Als größte Länge eines Rohres sind vier Meter festgelegt. Diese Länge bezeichnet man als Baulänge.

Die gußeisernen Röhren lassen sich in

Flanschenröhren und Muffenröhren

unterscheiden.

Die Flanschenröhren.

Die Flanschenröhren finden für Dampf- und Wasserleitungen ausgedehnte Verwendung, hauptsächlich auch dort, wo es sich um höheren Druck handelt. Fig. 421 zeigt ein solches Rohr im Schnitt. Es hat den Durchmesser D und die Wandstärke <?; an seinen beiden Enden ist es mit einem ringsum lausenden Rand, dem Flansch F, versehen. Diese Flanschen dienen zur Verbindung zweier Röhren, indem fle durch Schrauben zusammengeschraubt werden. Bei jeder Verbindung zweier Röhren kommt es vor allem darauf an, daß sie

Pratt. Maschinenbauer.

absolut dicht ist, d. h. daß dieselbe z. B. keinen Dampf durchläßt, wenn die Röhren zur Fortleitung von Dampf dienen. Die Flanschen erhalten zu diesem Zweck an ihren Stirnflächen eine Arbeitsleiste A angegossen, die bearbeitet wird. Immerhin wird nun diese Bearbeitung allein noch nicht genügen, um eine dichte Verbindung zu erzielen. Man bringt zwischen die Flanschen bezw. die Arbeitsleisten eine Packung oder Dichtung, welche aus den verschiedensten Materialien, wie Gummi, Asbest, Pappe, Papier, Metall und dergl., bestehen kann. Damit sich das Packungsmaterial gut zwischen die Arbeitsleisten . legt, werden in dieselben zwei oder mehrere Riefen eingedreht, in welche sich

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Y//////////////////////////////////////////////^//////////////////////////////////.

Na. «21.

beim Zusammenschrauben der Röhren das Packungsmaterial hineindrückt, wodurch eine dichte Verbindung gewährleistet werden kann.

Die Abmessungen der normalen Flanschenröhren gehen aus der Tabelle Seite 221 hervor.

Die Hütte, „des Ingenieurs Taschenbuch" sagt: „Für Dampfleitungen, die größeren Temperaturunterschieden und dadurch entstehenden Spannungen, sowie für Leitungen, welche unter besonderen Verhältnissen schädlichen äußeren

Fi Ft

///////sy/s/z i

D,

Fig. 122.

Fig. 123.

Einflüssen ausgesetzt sind, ist es empfehlenswert, die Wandstärken bezw. Gewichte entsprechend zu erhöhen."

Die Flanschen der Röhren sind meist rund, wie in Fig. 421, seltener oval, dreieckig oder viereckig. Röhren ganz kleinen Durchmessers erhalten zuweilen ovale Flanschen.

Das Hauptaugenmerk ist bei den Röhren auf die Verbindung derselben zu richten. Hauptsächlich für größere Drücke, bei den sogenannten Hochdruckröhren, sind besondere Konstruktionen für die Verbindungen gebräuchlich. Der Unterschied aller dieser Verbindungen liegt naturgemäß in der Anordnung der Dich-tungsflächen.

Bei der Rohrverbindung Fig. 422 greifen die beiden Arbeitsleisten der Flanschen ineinander. Der eine Flansch erhält eine ringsum laufende Nut eingedreht, der andere Flansch eine in diese passende Erhöhung oder Feder. Das Dichtungsmaterial wird so zickzackförmig zwischen den Arbeitsflächen liegen, wodurch ein Undichtwerden der Verbindung nicht so leicht eintreten kann. Diese Verbindung hat den Nachteil, daß die Röhren schwer ausgewechselt werden können, wenigstens muß dabei die ganze Rohrleitung um die Höhe der Feder nachgeben.

Das Dichtungsmaterial liegt bei dieser Verbindung unwandelbar fest in der Nut und kann durch den inneren Druck nicht herausgeschleudert werden, wie dies bei glatten Arbeitsflächen eintreten kann. Je schwächer deshalb im allgemeinen die Dichtungsringe sind, desto geringer ist die Gefahr des Heraus-schleüderns derselben.

Eine sehr zweckmäßige Verbindung zeigt Fig. 423. Der Flansch des einen Rohres ist mit einer dreieckigen Nut versehen, während der andere Flansch glatt

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Fig. 424.

Fig. 426.

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Fig. «5.

Fig. 427.

abgedreht ist. In die Nut wird ein Gummiring als Dichtungsmaterial gelegt, der sich beim Zusammenschrauben breit drückt und die Nut dann ganz ausfüllt.

Die Gestaltung der Dichtungsflächen kann noch auf so mannigfache Weise geschehen, daß hier von einer weiteren Darstellung derartiger Verbindungen abgesehen werden kann. Die Konstruktionen ergeben sich hauptsächlich nach den speciellen Erfahrungen der betreffenden Fabriken.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: ..Als Dichtungsmaterial dient Asbest für Dampf, warmes Wasser, Säuren, heiße Gase; Drahtgaze mit Mennige für Dauerverbindungen bei Dampf und heißem Wasser mit hohem Druck; Gummi mit Draht- oder Hanfleinwandeinlage bei mäßig hohem Druck

ohne Einlage bei geringem Druck für Wasser, Luft, bei Temperaturen unter 50° C; Pappdeckel oder Zeichenpapier, mit Leinölfirnis getränkt, für Dampf, Wasser, Preßluft; Rundgummi bei Preßwasser; Kupferringe zwischen glatten, nicht riesigen Flächen für hohen Druck und hohe Temperatur, eventuell vereinigt mit einem Gummiring innerhalb des Kupferringes für stärksten Wasserdruck. Die Flanschenschrauben sollen gleichmäßig, abwechselnd nach und nach und zuletzt gleich stark angezogen werden und sind nach Beginn des Betriebes und am folgenden Tage nachzuspannen.

Die Firma C. Hoppe in Berlin hat Rohrverbindungen mit Gelenkstanschen eingeführt, die eine geringe Beweglichkeit der Röhren gegeneinander zulassen. Die Verbindungen sind hauptsächlich für hohen Druck, in loses Erdreich verlegt, gebräuchlich. (Fig. 424 bis 427.) Bei der Verbindung Fig. 424 u. 425 ist an dem einen Rohr der Flansch direkt angegossen, während das andere Rohr kugelförmig erweitert ist und einen auf der Kugelfläche ruhenden losen Flansch erhält. Zwischen zwei Metallringen ist die Dichtung eingelegt, die hier aus einem Gumnnring besteht.

Bei der Verbindung Fig. 426 u. 427 sind beide Rohrenden kugelförmig erweitert und mit losen übergesteckten Flanschen versehen. Ein Mittelring und je zwei entsprechend geformte Metallringe nehmen die Dichtungsringe aus Gummi auf.

Die Muffenröhren.

Für kleinere Drücke, so beispielsweise zu den Gas- und Wasserleitungen, benutzt man Muffenröhren. Diese Röhren erhalten zum Zwecke ihrer Verbindung

Fig. 428.

an dem einen Ende eine sogenannte Muffe angegossen, während das andere Ende einfach glatt bleibt und bei der Verbindung in die Muffe hineingesteckt wird. Das glatte Rohrende bezeichnet man als die Spitze oder das Mandelende. Die Muffe ist nur eine Erweiterung des Rohres.

Ein Muffcnrohr ist in Fig. 428 dargestellt. Das Rohr hat den Durchmesser D und die Wandstärke 6, die Baulänge L reicht bis zum Anfang der Muffe, soweit wie das Mandelende des folgenden Rohres in die Muffe hineinreicht.

Auch die Dimensionen dieser Rohre sind vom Verein deutscherJngenieure und vom deutschen Verein der Gas» und Wasserfachmänner festgelegt.

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II

Mg. 429.

Im folgenden sind die Normaltabellen für Flanschen- und Muffenröhren wiedergegeben:

Fig. 430.

1. Flanschenröhren (Fig. 429).

₀ Lichter Durchmesser

des Rohres

Wandstärke

M ÄußererDurchmesser

2_des Rohres

M Durchmesser des » Flansches

p. Dicke des Flansches

_ Breite der ^ Dichtungsleiste Höhe der Dichtungsleiste

0 Lochkreisdurchmesser Anzahl

der Schrauben

Stärke

der Schrauben

Länge

der Schrauben

Durchmester des Schraubenloches

Übliche Baulänge

Gewicht eines glatten Rohrstückes von 1 m Länge

Gewicht eines Flansches nebst Anschluß

Gewicht eines Rohres von vorstehender Baulänge

Gewicht pro laufenden ' Meter bei vorstehender : Baulänge

mm mm mm mm

mm mm mm mm Stck. mm I Engl, mm mm m

kg kg kg kg

I Berstartle 1 Röhren

56 140 18 25 3 110 66 160 18 25 3 125

13

40 8 50 8

60 8,5 77175 19 25 3 135 70 8,5 87 185 19 25 3 145 98200 20 25 3 160 90 9    108 215 20 25    3    170

400 14,5 429 575    27    35    4    520    10 22,5

425 14,5 454 600    28    35    4    545    12 22,5

450 15 480 630    28    35    4    570    12 22,5

475 15,5 506 655    29    40    4    600    12 22,5

500 16 532 680    30    40    4    625    12 22,5

550 16,5 583 740    33    40    5    675    14 26

600 17 634 790    33    40    5    725    16 26

65018 686 840 33 40 5 775 18 26 70019 750 20

80 9

5 830 5 880

15,5

15,5

15,5

15,5

15,5

19

19

19

19

19

19

19

19

19

21

Wand-

³U 10021 ³u 10021 »/ 10021

As 10525 4 104,08 19,48 As 105 25 4 116,0721,29 As 105 25 4 124,04 24,29 As 105 25 4 136,89 25,44 As 105 25 4 145,15 27,64 As 105 25 4 158,87 29,89 As 105 25 4 173,17 32,41 As 105 25 4 188,04 34,69 1 120 28,5 4 212,90 44,28 1 120 28,5 4 238,90 47,41 1 120 28,5 4 273,86 50,13 1 120 28,5 4 1 12028,5 4

738 900 33 40 790J950 33 40

Für Dampfdruckleitungen, welche Ausdehnungen und Zusammenziehungen durch Warm- und Kallwerden ausgesetzt sind, ist es zu empfehlen, namentlich die Röhren 100 mm lichter Weite an, nach den beigedruckten verstärkten Wanddicken zu nehmen.

18 26

20 26

von

2. Muffenröhren (Fig. 430).

y tichter Durchmesser des Rohres

Normale

Wandstärke

y Äußerer Durchmess. ~ des Rohres

Stärke der Dichtungsfuge

Innere

Muffenweite

Innere

Muffentiefe

Dichtungstiefe

ssahorg gaq röuvitznrg -hnjgy

Gewicht eines glatten Rohrstückes von 1 m i'äitge

Gewicht der Muffe

Gewicht eines Rohres von vorstehender Nutzlänge

Gewicht pro laufend. Meter bei vorstehender Nutzläng'

Gewrcht pro lfd. Meter bei vorstehender Nutz-länge abgerundet

*) Gewicht des Bleiringes

mm mm

mm mm

I    | kg

kg

kg kg kg

40    8

50    8

60

65

70

75

125

150 10

175

200

225

11

250

275

12

300

325

13

350

375

14

400

14

425

450

475

15

500

550

16

532 10

600

650

17

583

700

18

19

750 20 800 21

900

1000

22,5

24

634

686

738

790

842

10

10,5

10,5

11

11

12

8,75

10,57

13,26

14,23

15,20

16,17

18,24

20,29

22,34

29,10

36,44

44,36

52,86

61,95

71,61

81.85

92M

10,09

12,14

15,21

15,60

10    0,51

12 0,69 15    0,73

5,09

5,70

6,20

7,64

9,89

12,00

14.41

16,89

19,61

22,51

25,78

59,81

16,65

17,74

19,94

18

Ot QT

20

0,94

0,99

1,05

1100

1200

26

26

945 12,5 1046 13 1152 13 1256 13

666

970

130

135

98

101

140 104

145

106

150 108

104,08 28.83 116,07 32,23 124,04 34,27

350.76    111,29 392,69 129,27

472.76    160,17

559.76    195,99 666.81 243,76

783.15    294,50

Die normalen Wandstärken gelten für Röhren, welche einem Betriebsdrücke ca. 10 Atmosphären und einem Probedrucke von im Maximum 20 Atmosphären ausgesetzt sind und vor allem Wasserleitungszwecken dienen.

Für gewöhnliche Druckverhältnisse von Wasserleitungen (4 bis 7 Atmosphären) ist eine Verminderung der Wandstärken zulässig, desgleichen für Leitungen, in welchen ein geringer Druck herrscht (Gas-, Wind-, Kanalisationsleitungen usw.).

*) Gewicht des Theerstrickes etwa 0,1 vom Gewichte des Bleiringes.

von

nur

Sollen die Röhren einem höheren Druck ausgesetzt werden, so muß natürlich auch ihre Wandstärke eine größere werden. Als feststehend gilt dabei, daß der äußere Durchmesser des Rohres innegehalten wird, wie ihn die Tabelle verlangt, und daß die dickere Wandstärke auf Kosten des inneren Rohrdurchmessers oder der lichten Weite geht.

Für die Anordnung der Schraubenlöcher gilt für Flanschenröhren die Regel, daß in der Vertikalebene der Achse des Rohres sich keine Schraubenlöcher befinden sollen.

B.

Fig. 431 giebt die Verbindung von Musfenröhren wieder. Die Spitze 8 des einen Rohres wird bis auf den Grund der Muffe H in diese hineingesteckt. Der Zwischenraum zwischen Spitze und Muffe wird dann mit Dichtungsmaterial ausgefüllt. Allgemein geschieht die Dichtung dadurch, daß zuerst der untere Raum mit einem in Theer getränkten Hanfseil H ausgefüllt wird. Das Hanfseil wird fest eingeschlagen, so daß es den Zwischenraum gut ausfüllt. Auf das Hanfseil folgt dann eine Bleilage B. Das Blei wird eingegossen. Breslauer, „Der Maschinenbau", bemerkt noch weiter:

„Um das Ausgicßen mit Blei bei liegenden Rohrleitungen zu ermöglichen, wird der Ausgang der (

Muffe mittels eines Thonringes abgedeckt und nur an höchster Stelle eine kleine Öffnung zum Ein-    /

gießen des Bleies freigelassen. Vor dem Aus-    «

Fig. 431

gießen ist darauf zu sehen, daß die Muffen sowohl g wie die Spitzen des Rohres vollständig trocken sind, damit ein Spritzen des flüssigen Bleies vermieden wird, das Blei ruhig einstießt und der Raum mit Blei sich vollständig ausfüllt. Nach dem Ausgießen und Erkalten wird das Blei in die Muffe fest eingestemmt."

Fig. 432.

Fig. 433.

Die Verbindung der Muffenröhren hat den Nachteil, daß ein Auswechseln eines Rohres nur sehr schwer ausführbar ist.

Von einigen Wasserwerken sind auch noch ändere Muffen- und andere Spitzenformen als die normalen vorgeschrieben.

Ebenso wie bei den Flanschenröhren kommen auch bei den Muffenröhren Verbindungen vor, die eine Bewegung der verbundenen Röhren gestatten. Diese sogenannten beweglichen Muffendichtungen werden bei Leitungen angewendet, welche durch Flüsse gehen müssen. Derartige Rö ren werden im fertig der-bundenen Zustand verlegt.

Zwei solcher beweglichen Muffendichtungen von Rud. Böcking & Co. in Halbergerhütte bei Saarbrücken sind in Fig. 432 u. 433 wiedergegeben. Die Muffe der Fig. 432 hat eine kugelförmige Form und wird im Innern genau ausgedreht und geschliffen, während das Spitzenende, wie aus Fig. 432 ersichtlich, ausgebildet ist. Die Muffe wird mittels Blei ausgegossen und verstemmt. Das Rohr läßt sich dann in der Muffe nach jeder Richtung drehen, wobei das Blei an der geschliffenen Fläche der Muffe gleitet.

Die Muffe der Röhren Fig. 433 hat einen Flanschenansatz, während das Spitzenende kugelförmig ausläuft. Ein loser Flanschring stellt die Verbindung her. Das Spitzenende wird genau kugelförmig abgedreht und geschliffen. Nachdem die Muffe des Rohres ausgegossen und verstemmt ist, wird der Flanschring über das Spitzenende geschoben, verschraubt, hierauf auch ausgegossen und verstemmt. Diese Muffendichtung ist dann auch nach jeder Richtung beweglich, selbst unter Druck.

Die Formstücke für gußeiserne Röhren.

Zur Herstellung einer weitverzweigten Rohrleitung bedarf es natürlich außer den normalen geraden Röhren besonderer Stücke, welche ein Verlegen der Rohrleitung im Winkel gestatten. So kann z. B. der Fall eintreten, daß eine Rohrleitung im rechten Winkel von einer gerade durchgehenden abzweigen soll. An dieser Stelle muß dann ein entsprechendes Formstück eingeschaltet werden.

Wir können wieder Formstücke für Flanschenröhren und Formstücke für Muffenröhren unterscheiden.

Die Formstücke für Flanschenröhren.

Beim Verlegen einer Rohrleitung kann der Fall eintrelen, daß ein Rohr normaler Länge keine Verwendung finden kann, vielmehr ein kürzeres Rohrstück erforderlich ist. Man verwendet dann ein sogenanntes Zwischen- oder Paßstück

Fig. 434.

f-R-

t-

rm

äLjs

i«-R—

IJk

Fig. 436.

Fig. 437.

Fig 438.

Fig. 439.

Fig. 435.

(Fig. 434), das in jeder Länge von 100 Baulänge zu haben ist. Diese Paßstücke haben im übrigen das gleiche Aussehen wie ein gewöhnliches Flanschenrohr.

Die hauptsächlichsten Formstücke für Flanschenröhren sind: die Krümmer, die "si-Stücke, die Z--Stücke und die Bogenstücke.

Der rechtwinklige Krümmer (Fig. 435) verbindet zwei Rohrleitungen im rechten Winkel miteinander. Der Mittelpunkt des Kreises für seine Krümmung liegt in dem Schnittpunkt der Stirnseiten der beiden Flanschen. Das Maß R von Mitte Rohr bis Stirnende Flansch wird gewöhnlich 100 mm größer, als der innere Durchmesser D des Rohres beträgt, also R=D + 100 mm.

mm

an aufwärts bis zur normalen

Der stumpfwinkelige Krümmer (Fig. 436) gestattet die Verbindung zweier Rohrleitungen in einem stumpfen Winkel von gewöhnlich 135".

Das I-Stück (Fig. 437) gestattet die Abzweigung einer Rohrleitung im rechten Winkel von einer nach beiden Seiten gerade weitergehenden. Bei einem normalen 's-Stück hat die Abzweigung denselben Durchmesser wie die durchgehende Rohrleitung. Die Abzweigung kann aber auch jeden anderen Durchmesser erhalten. Das Maß R ist wieder D -J- 100 mm.

Kreuzen sich zwei Rohrleitungen, so ist das -Stück einzuschalten (Fig. 438). Die Abzweige können ebenfalls wieder den gleichen oder jeden anderen Durchmesser als die Hauptleitung haben.

Die Bogenstücke (Fig. 439) gestatten die Rückführung einer Rohrleitung in entgegengesetzter Richtung. Das Maß R beträgt wieder D -f-100 mm, während sich das Maß s, die Entfernung der beiden Rohrachsen, nach den gewünschten Rohrentfernungen richtet.

Durch Zusammensetzen dieser Formstücke mit einer Rohrleitung kann man jede beliebige Richtung mit derselben einschlagen.

Das Ende einer Rohrleitung wird durch einen sogenannten Blindflansch verschlossen; das ist eine runde volle Scheibe vom Durchmesser des letzten Rohrflansches, welche nur vor dem Flansch geschraubt wird?)

Die Formstücke für Muffenröhren.

Die Formstücke für Muffenröhren weichen in ihrer Gestalt von den Formstücken für Flanschenröhren ganz ab. Die Abmessungen dieser Formstücke sind ebenfalls vom Verein deutscher Ingenieure und vom deutschen Verein der Gas- und Wasserfachmänner festgelegt. Bezeichnet werden sie nach den Buchstaben des Alphabetes.

Das A=<Stiuf besitzt einen rechtwinkligen Abzweig mit Flanschen, also zum Anschluß einer Flanschenrohrleitung. Der Durchmesser des Abzweiges kann dabei jede beliebige Größe haben.

Das L-Stück ist ebenso wie das A-Stück mit rechtwinkligem Abzweig versehen, nur ist der Abzweig mit Muffe ausgebildet, dient also zum Anschluß einer Muffenrohrleitung.

Das 6-Stück trägt einen Abzweig für Muffenröhren, welcher in einem spitzen Winkel an das Hauptrohr ansetzt.

Die L- und b'-Stücke gestatten den Übergang von einer Flanschenrohrleitung zu einer Muffenrohrleitung, und zwar ist das L-Stück mit Flansch und Muffe, das R-Stück mit Flansch und Spitze versehen.

Die J=, K= und I--Stücke sind Krümmer.

Das R-Stück ist ein Reduktionsstück. Es dient als Übergang von einer Muffenrohrleitung kleineren Durchmessers zu einer solchen größeren Durchmessers.

Das v-Stück endlich ist eine sogenannte Doppelmuffe, welche dann zur Verwendung kommt, wenn zwei Spitzen einer Muffenrohrleitung zusammentreffen.

*) Fig' 437 bis 439 wurden vom Eisenhütten- und Emaillierwer! Tanger-Hütte in Tangerhütte zur Verfügung gestellt

29

x!5r.ift. ÜD?<ifdMnrnbaucr

Das I7-Slück wird zweckmäßig geteilt hergestellt (Fig. 440), da es sich dann leichter aufbringen läßt.

Deutsche Normaltabelle für gußeiserne Formstücke vom Jahre 1882.

A-Stück L- Stück

6 - Stück

1^-Stück

li'-Stück

f¥T

Li

3- Sg

3 ! t Sri

•m

Nt-l-

L = 600 für D = 40—475 L = fcOO „ D = 500- 750

cw

Km

R-Stück

a — 100 + 0,2 D + 0,5 d t = Muffentiefe des Abzweiges

1 = 1204+; r = 40+2ö As und L-Stücke

a= 80 + 0,1 D +0,7 d c == 80 + 0,1 D 1 = 0,75 a; r = d

6-Stücke

Rfg;

■ü*noo

40-100

125-325

P50-500

350-500

40—100

40-325

40-300

325-500

800

1000

1000

1250

40-100

125-275

300-425

300-425

450-500

450-500

450-500

40-100

40-275

40-250

275-425

40-250

275-425

450-600

800

1000

1000

1250

1000

1250

1500

-2 t-

d-Stück

L-Stück

L^StüdC

O-Stück

I '300

U300

--------

6-

V-----L,-------V

L = 4 mal Muffentiefe

-M-

40-90 ^ 100 ^400

250

D + 150

D + 200 R = 10D

R = 5D ist ZuläM für D 7-300

600

Einen rechtwinkligen Krümmer für Muffen- und Flanschrohrleitungen zeigt noch Fig. 441. Dieser Krümmer ist mit einem Fuß versehen. Hauptsächlich solche Krümmer erhalten Füße, auf welchen sich die Leitung senkrecht nach oben aufbaut. Die Krümmer werden mit dem Fuße auf irgend einer festen Unterlage aufgestellt.

Anstatt der Muffen kann natürlich der Krümmer auch eine Spitze und anstatt des Flansches eine Muffe erhalten, ebenso aber auch zwei Flanschen.

Zum Abschlüsse des letzten Rohres einer Muffenrohrleitung dienen der Stöpsel und die Verschlußkappe.

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Jbi

3ig. 440.

Fig. 441.

Fig. 442.

Fig. 443.

Der Stöpsel dient zum Abschluß, wenn das Rohr mit einer Muffe endigt (Fig. 442). Die Verschlußkappe dagegen dient zum Abschluß, wenn das Rohr mit einer Spitze endigt (Fig. 443).

Im folgenden sollen noch zwei Verbindungsstücke von Bopp & Reuther in Mannheim besprochen werden, die Verwendung bei Rohr- bezw. Muffenbrüchen finden. Häufig treten ja bekanntlich im Frühjahr und Herbst infolge Frost und Tauwetter Bodenbewegungen ein, die bei den Wasser- und Gasleitungen Rohrbrüche zur Folge haben. Hier ist schnelle Abhilfe dieses Schadens mit den erwähnten Verbindungsstücken, den sogenannten Hilfsmuffen, geschaffen. Der Rohrbruch kann entweder mitten im Rohr oder in der Muffe erfolgen.

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-im

Fig. 444

Fig. 445.

Die Hilfsmuffe (Fig. 444 u. 445) kommt beim Rohrbruch am glatten Rohr zur Anwendung. Die Muffe besteht aus dem Unterteil U und dem Oberteil O, welche beiden Teile über den Rohrbruch gelegt werden. Unter- und Oberteil greifen bei 1 schwalbenschwanzförmig ineinander. Die zusammengeschobene Muffe hat die Gestalt eines v-Stückes. Die beiden Muffenhälften werden nun, nachdem sie um das Rohr gelegt und ineinandergeschoben sind, durch 4 Hilfsschraubzwingen fest aufeinandergepreßt und wie gewöhnliche Muffen gut verstrickt, d. h. mit Hanf gut ausgepackt. Sodann werden Muffen und Längsfugen mit Lehm umhüllt, wobei man an den Stellen 11 Luftausflußlöcher und bei tt Eingußtrichter anbringt. Hierauf wird durch Eingießen von Blei in die beiden Trichter tt die Hilfsmuffe in einem Guß vergossen, die 4 Schraubzwingen wieder abgenommen und nun der Reihe nach verstemmt: 1. Die beiden Längsfugen, 2. die beiden Muffenenden und 3. die 4 Kopfenden der Längsfugen.

29*

Ist die Muffe eines Rohres gebrochen, so kommt der Muffenverband (Fig. 446 u. 447) zur Verwendung. Über die ganze Muffe des Rohres wird eine ebensolche Hilfsmuffe m, wie eben beschrieben, gebracht. In die Muffen dieser großen Hilfsmuffe m werden Ringstücke s gebracht, welche aus zwei Teilen a und b bestehen, damit sie überhaupt über das Rohr gebracht werden können. Es wird jetzt auf dieselbe Weise wie bei Fig. 444 u. 445 die Muffe mit Blei vergossen, und zwar wird dabei Blei sowohl zwischen Rohr und Ring s als auch zwischen Ring s und Muffe m gegossen. Darauf wird die Muffe verstemmt.

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Fig. 446.

Fig. 447.

Ehe die Röhren zum Versand kommen, müssen dieselben geprüft werden. Durch die Prüfung soll festgestellt werden, ob das betreffende Rohr dem verlangten Betriebsdruck auch widersteht. Das Rohr wird zu dem Zwecke an beiden Enden durch Blindflansche verschlossen; nur der eine Blindflansch ist zum Anschrauben der Leitung der Probierpumpe eingerichtet. Es wird nun so lange Wasser in das Rohr gepumpt, bis das an der Pumpe befindliche Manometer den Prüfungsdruck in Atmosphären anzeigt. Während des Einpumpens des Wassers schlägt man mit Hämmern gegen den Umfang des Rohres, wodurch undichte Stellen schneller zum Vorschein kommen oder etwaige Gußspannungen im Rohr sich bemerkbar machen. Man läßt das Rohr so unter Druck einige Minuten stehen. Zeigt sich das Rohr dicht, so kann es dem verlangten Betriebsdruck ausgesetzt werden, da man als Prüfungsdruck den 1% bis 2 fachen Betriebsdruck annimmt.

Vor dem Verlegen der Rohre in das Erdreich bei Wasser- und Gasleitungen müssen dieselben mit einem Anstrich gegen Rosten geschützt werden. Man benutzt hierzu einen Asphalt- oder Theeranstrich. Nachdem die Rohre auf etwa 150° C erwärmt sind, werden sie in den flüssigen Asphalt oder Theer getaucht. Hierbei ist darauf zu achten, daß innerhalb der Muffen bei Muffenröhren kein Anstrich sitzen bleibt, derselbe muß vielmehr nachträglich wieder entfernt werden, damit das später einzugießende Blei direkt mit dem Gußeisen in Berührung kommt. Der Anstrich läßt sich leicht wieder entfernen, wenn man vorher diese Stellen mit Kalkmilch anstreicht.

Die Berechnung gußeiserner Röhre«.

Die Berechnung der Röhren wird sich hauptsächlich auf die Wandstärke erstrecken. Diese hängt von vielerlei praktischen Einflüssen ab, ebenso wie die Angaben für die Berechnung der Wandstärke auch praktischen Erfahrungen entnommen sind. Für normale Röhren wird ein Arbeitsdruck von 10 Atmosphären und ein Prüfungsdruck von 20 Atmosphären zu Grunde gelegt. Vor allem kommt es darauf an, ob die Röhren liegend oder stehend gegossen sind. Die liegend gegossenen Röhren müssen wegen des weniger dichten Gusses eine größere Wandstärke erhalten als die stehend gegossenen. Die Wandstärke wird weiter davon beeinflußt, ob Bodensenkungen und dergl. eintreten können, wenn dieselben ins Erdreich verlegt sind; ferner bilden die Temperaturschwankungen einen maßgebenden Faktor für die Wandstärke. Prof. Bach giebt folgende Formeln für die Wandstärke d an:

D — innerer Durchmesser

d =^+ 7 mm für stehend gegossene Röhren,

^ + 9 mm für liegend

und bemerkt dazu, daß für Dampfleitungen von etwa 100 mm Rohrweite an aufwärts die berechneten Werte von d um Vs bis V* zu vergrößern sind.

Die Wandstärke der Röhren für höheren Druck als 10 Atmosphären wird nach der Festigkeitsberechnung festgestellt.

Für die Anzahl der Verbindungsschrauben vom Durchmesser d gilt die Regel, daß dieselbe eine gerade sei und nicht unter 4 betrage. Die Anzahl er» giebt sich dann weiter dadurch, daß die Entfernung zweier Schrauben nicht über 160 mm betragen soll. Prof. Bach giebt folgende Werte für die Anzahl i der Schrauben:

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iZ

10

fürD= 40-125 150-225j250 -300 325-400 425 - 500|550j600j650-700 750-800)900 1000

12    114 J16 J 18    |    20    |22| 24

Der Durchmesser d der Schrauben bestimmt sich natürlich nach dem Betriebsdruck. Der Durchmesser der Schraubenlöcher soll etwas größer sein als der Schraubendurchmesser. Der Schraubenlochkreisdurchmesser sei D -f 4,5 d, der

3

Flanschendurchmesser D + 7 d, die Breite der Dichtungsleiste — ^ d und deren

Höhe 3 bis 6 mm. Die Stärke des runden Flansches kann 1,6 s (s — Wandstärke) betragen.

Der lichte Rohrdurchmesser richtet sich selbstverständlich nach der Menge der Flüssigkeit oder Gase, die in einer gewissen Zeit durch die Rohrleitung hindurchströmen soll. Dabei spielt die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit hin-dnrchströmt, eine ganz wesentliche Rolle.

2. Die Röhren aus Schmiedeeisen.

Die Röhren aus Schmiedeeisen sind hauptsächlich als sogenannte Gasröhren bekannt, sie finden aber auch viel Verwendung für Dampfheizungen und auch

immer mehr für alle Zwecke bort, wo bisher gußeiserne Röhren verwendet wurden. Die schmiedeeisernen Röhren werden natürlich für denselben Druck wesentlich leichter ausfallen, als gußeiserne Röhren, weil ihre Wandstärke wesentlich geringer sein kann.

Die Röhren unterscheidet man nach ihrer Herstellungsart, und zwar genietete, geschweißte, hart gelöthete und nahtfrei, durch Walzen hergestellte Röhren.

Die genieteten Röhren. Die genieteten Röhren sind aus einem zu einer Röhre gebogenen Blechstreifen hergestellt, dessen Längsenden zusammengenietet werden. Hierbei wird vorwiegend die einreihige Überlappungsnietung verwendet, wie wir sie früher kennen gelernt haben. Die genieteten Röhren eignen sich nur für kleinere Drücke und große Durchmesser, nicht unter 250 mm. Ihre hauptsächlichste Verwendung finden sie als Windleitungen für Exhaustoren.

Die geschweißten Röhren finden die meiste Verwendung. Wir kennen sie als Siede- und Gasröhren. Bei den Siederöhren werden die Blechstreifen überlappt geschweißt, während die Schweißung der Gasröhren bei stumpf zusammengestoßenen Blechstreifen geschieht. Es ist klar, daß die überlappt geschweißten Röhren eine größere Festigkeit in der Schweißnaht als die stumpf geschweißten haben. Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt weiter: „Zur

Fig. 44S.

Schweißung werden die Röhren bis zur Weißglut erhitzt und durch Hämmern über einen Dorn oder durch Walzen zusammengeschweißt."

„Bei den überlappt oder stumpf zusammengeschweißten Röhren, welche aus einem Blechstreifen hergestellt sind, dessen Fuge über die ganze Länge des Rohres parallel zur Rohrachse verläuft, wird die Schweißnaht stets zu sehen fein, und sie werden deshalb nach der Schweißung einer besonderen Behandlung unterzogen, damit sie ein ganz glattes Aussehen erhalten. Man zieht die Röhren bei dieser Nachbehandlung durch ein Zieheisen hindurch, wobei sie an ihrer Oberfläche ein vollständig glattes Aussehen erhalten. Durch dieses Verfahren kann man auch Röhren von größerer Wandstärke allmählich strecken und sie dünnwandiger machen."

„Die Größe der Überlappung hängt vom Durchmesser des Rohres ab und beträgt zwischen 2 und 25 mm."

Fig. 448 stellt ein stumpf zusammengeschweißtes Rohr oder Gasrohr dar. Die Gasröhren werden an ihren beiden Enden mit Gewinde versehen, um sie zu einer Leitung miteinander verbinden zu können. Zum Zwecke ihrer Verbindung wird auf dieses Gewinde eine auf ihrer ganzen Länge mit Gewinde versehene Mutter auf das Rohr aufgeschraubt, wie in Fig. 448 links. Die Muffe wird bis zur Hälfte ihrer Länge auf das eine Rohr und in ihre übrig bleibende Hälfte wird das nächste Rohr eingeschraubt.

Natürlich muß noch behufs Abdichtung Dichtungsmaterial zwischen die beiden

Gewinde gebracht werden. Man umwickelt das Gewinde mit einigen Hanffäden, die man dann mit Mennige überstreicht.

Die Gasröhren werden in englischen Zoll geliefert, welche sich auf den lichten Rohrdurchmesser beziehen; sie haben eine lichte Weite von V bis 4" engl, und sind gewöhnlich von V bis 3" auf Lager.

Die folgende Tabelle giebt die Abmessungen dieser Röhren sowie die Abmessungen des Gewindes derselben an:

Die Gasröhren reißen in der Schweißnaht beim Biegen sehr leicht auf, weshalb man sie vorher mit Sand,

Pech oder Kolophonium ausfüllen muß.

Die Rheinische Metallwaren-und Maschinenfabrik in Düsseldorf liefert stumpf zusammengeschweißte Röh-bei denen die Schweißnaht spiralförmig über die Länge des Rohres verläuft. Der zur Bildung des Rohres erforderliche Blechstreifen wird zu diesem Zwecke spiralförmig aufgewunden. Diese Röhren werden maschinell hergestellt.

Fig. 449 läßt ein solches Rohr mit seiner Schweißnaht erkennen (beim fertigen Rohr ist natürlich diese Naht nicht zu sehen). Die spiralgeschweißten Röhren sollen nach Angaben der Fabrik sehr widerstandsfähig sein und sich für alle Leitungen eignen. Da ihre Baulänge sehr groß ist, 10 m, wird an Verbindungsflanschen und Schrauben ganz wesentlich gespart.

Die Abmessungen der Röhren gehen aus der auf Seite 232 befindlichen Tabelle hervor.

Zur Herstellung einer Leitung mittels Gasröhren sind verschiedene Formstücke erforderlich, welche behufs Zusammensetzens alle mit Gewinde versehen sein müssen.

Das Bogenstück (Fig. 450) führt die Leitung im rechten Winkel weiter.

Es ist außen mit Gewinde versehen.

Das Kniestück (Fig. 451) führt die Leitung ebenfalls im rechten Winkel weiter.

Der Knick ist aber hier ganz scharf.

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Baulänge bis 14 Fuß englisch

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Gewicht per tauft).

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Die Verwendung des ^-Stückes (Fig. 452) und des -j--Stückes (Fig. 453) ist von früher bekannt.

Eine Muffe ist nochmals in Fig. 454 wiedergegeben.

Fig. 449.

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Sind die Rohre mit dem Gewinde versehen, wie dies bei Fig. 421 bis 454

der Fall ist, so muß eine mit Außengewinde versehene Muffe (Fig. 455) zur Verbindung benutzt werden.

Den Übergang von einer Rohrleitung

Fig. 450.

Fig. 451.

Fig. 452.

Fig. 453.

größeren Durchmessers zu einer solchen kleineren Durchmessers gestattet das Reduktionsstück (Fig. 456).

Endigt die Rohrleitung in einem Rohr mit Außengewinde, so dient zum Abschluß die Verschlußkappe (Fig. 457), endigt sie dagegen in einem Rohrstück mit Innengewinde, so dient zum Abschluß der Stöpsel (Fig. 458).

Fig. 454.

Fig. 456.

Fig. 457.

Fig. 458.

Fig. 455.

Die hart gelöteten Röhren sind nur für kleine Drücke, wie für Dampfheizungen, verwendbar.

Die nahtlos durch Walzen hergestellten Röhren. Das Herstellungsverfahren, welches diesen Röhren zu Grunde liegt, ist das Mannesmannverfahren der Deutsch-österreichischen Mannesmannröhren-Werke in Düsseldorf. Die Röhren bezeichnet man kurzweg als Mannesmann-röhren. Einiges über die Herstellung dieser Röhren entnehme ich dem Vortrag des Ingenieurs H. Krause, gehalten in der Polytechnischen Gesellschaft zu Berlin am 21. Januar 1892. Bei dem Mannesmann-Rohrwalzverfahren wird ein cylindrisches Rohr aus einem massiven Block auf dem Wege des Walzens erzeugt.

Benutzt werden zwei schräg zu einander stehende Walzen, zwischen welche ein massiver cylindrischer Block eingeführt wird, und die sich beim Walzprozesse in

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Fig. 459.

Fig. 460.

gleichem Sinne drehen, so daß sie auf diese Weise eine vorwärts schiebende gleichsam vorwärts schraubende Einwirkung auf den äußeren Umfang des Blockes ausüben (Fig. 459).

Stellt man sich nun vor, daß der hineingeführte Block sich in plastischem Zustande befindet, also z. B. ein Stahlblock in Rotgluthitze, so wird der Erfolg der sein, daß das Material am Umfange des Werkstückes durch Die Walzen vorwärts gezogen wird, während das nach dem Kerne des Blockes zu gelegene Material zurückbleibt.

Wenn man dieses Zurückbleiben noch fernerhin durch das Entgegenhalten eines festen Punktes, eines sogenannten Dornes d (Fig. 460), befördert, so wird dieser Vorgang in erhöhtem Maße stattfinden, und auf diese Weise wird die gesamte Masse des Materials, welches ursprünglich den massiven Cylinder bildete, auf den Mantel des neugebildeten Hohlcylinders umgelagert.

BO

Prakt. Maschinenbauer.

Hierbei findet aber gleichzeitig eine besonders beachtenswerte Umwandlung in der Anordnung der Moleküle des Materials statt. Während dieselben bei dem ursprünglich massiven Block nur in der Längsrichtung parallel zur Achse desselben gewalzt sind, werden sie hier durch die Einwirkung der Walzen spiralförmig angeordnet. Die Steigung dieser Spirale wird bestimmt durch den Umfang des Rohres und das Maß des Vorschubes, welchen das Werkstück erleidet.

Dieses letztere Maß ist für die äußere und innere Oberfläche des neugebildeten Rohres annähernd gleich; da aber auf der inneren Wandung dieser Vorschub sich auf einem kleineren Umfang verteilt, so ergiebt sich, daß die Steigung der Spirale auf der Innenseite entsprechend größer sein wird, und das Produkt dieses Walzverfahrens ist ein Rohr, bei welchem die Walzrichtungen spiralförmig, einander kreuzend, verlaufen.

Es ergiebt sich also gleichsam ein Gewebe von übereinander gewirkten Spiralfasern, und diese Erscheinung erklärt die durch zahlreiche Versuche bewiesene Thatsache, daß die nach dem Mannesmann-Verfahren gewalzten Röhren eine bedeutend erhöhte Widerstandsfähigkeit, insbesondere in der Querrichtung und gegen inneren Druck, aufweisen.

Es ist gleichzeitig klar, daß durch diese Umlagerung des Materials aus einem massiven Blocke auf den mehr oder weniger dünnwandigen Mantel des neugebildeten Rohres alle im Inneren des Blockes etwa vorhandenen Unganzheiten, wie poröse Stellen, Spaltflächen oder Gasblasen, wie solche in einem gegossenen Block fast nie zu vermeiden sind, ein Aufreißen der cylindrischen Wandung durch den Walzprozeß bedingen, d. h. die Fabrikation an sich bildet zu gleicher Zeit eine außerordentlich scharfe Revision des verwendeten Materials auf seine Ganzheit, und hierin ist ein äußerst wertvoller Vorzug Des Mannes-mann-Walzverfahrens zu erblicken.

Dieser erste Rohrbildungsprozeß, d. h. die Umwandlung des massiven Blockes in den rohrförmigen Körper, wird als das „Blocken" bezeichnet. Mit diesem Blockwalzprozeß werden hauptsächlich dickwandige Rohre erzeugt, welche durch einen zweiten Arbeitsvorgang auf demselben Apparat und mit denselben Walzen zu Röhren von dünner Wandung umgewandelt werden.

Außerdem sind zu dem gleichen Zwecke der Erzielung dünner Wandstärken noch andere Verfahren in Betrieb, bei welchen teils ähnliche cylindrische oder tonnenförmige, teils scheibenartige Walzen zur Anwendung gelangen.

Nach diesem Verfahren werden von den Mannesmannröhren-Werken alle Arten Röhren hergestellt von den schwächsten bis zu den stärksten und dem größten Betriebsdruck.

Die Verbindung schmiedeeiserner Röhren.

Bei den schmiedeeisernen Röhren kommt fast ausnahmslos die Flanschenverbindung zur Anwendung. Die Flanschen sind mit dem Rohr entweder fest verbunden oder lose über dasselbe geschoben.

Die Flanschen, welche fest mit dem Rohr verbunden werden, sind entweder mit diesem vernietet, verlötet oder verschraubt. Die mit dem Rohr vernieteten

Flanschen bestehen aus einem Winkeleisenring. Eine solche Verbindung ist in Fig. 461 wiedergegeben. Der Winkeleisenring wird durch eine einreihige Vernietung an das Rohr angenietet, und zwar so, daß das Rohr etwas gegen die Stirnfläche des Flansches zurücksteht. Die Ver-bindung zweier Röhren wird — dann durch Schrauben bewirkt.

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Fig. 461.

Fig. 402.

Hauptsächlich schwächere Röhren aus Blech oder überhaupt die vernieteten Röhren erhalten derartige angenietete Flanschen.

Bei stärkeren Röhren verwendet man gußeiserne Flanschen, die man auf die Rohrenden aufschraubt (Fig. 462)i). Die Flanschen sind nach rückwärts mit einem Gewindeansatz versehen und so ausgebildet, daß das Rohrende auf einen nach innen vorspringenden Rand derselben aufsetzt.

Die Verbindung schmiedeeiserner Röhren mittels lose über-gefchobener Flanschen geschieht auf die verschiedenste Weise. Die Flanschen sind hierbei stets aus Schmiedeeisen gefertigt. Die einfachsten derartigen Verbindungen sind diese, bei welchen nach Überschieben der Flanschen auf das Rohr die Rohrenden umgebördelt werden (Fig. 463). Die Höhe der Bördelung muß so groß sein, daß sie eine dichte Verbindung gewährleistet.

Besser und sicherer ist die Verbindung nach Fig. 464, bei welcher die Flanschen ineinandergreifen.

gtg. 463.

Flg. 464.

Fig. 465.

Fig. 466.

>) Fig. 448, 450 bis 458 und 462 sind von der Kommandit-Gesellschaft für Pumpen- und Maschinenfabrikation W. Garvens in Wülfel vor Hannover zur Verfügung gestellt.

Da das Umbördeln immerhin sehr sorgfältig geschehen muß, erfordern derartige Verbindungen Übung in ihrer Herstellung. Beim Umbördeln darf das Rohr nicht aufreißen, weil sonst die dichte Verbindung kaum herzustellen wäre. Aus diesem Grunde geschieht das Bördeln am zweckmäßigsten mittels einer besonderen Presse. Um das Bördeln zu vermeiden, benutzt man die Verbindung nach Fig. 465. Auf die Rohrenden werden besondere schmale Ringe aufgelötet, hinter welche sich die Flanschen legen. Die Höhe der Ringe ist dann Dichtungshöhe.

Eine sicherere Verbindung giebt diejenige nach Fig. 466, bei welcher die aufgelöteten Ringe ineinandergreifen.')

Die Berechnung der schmiedeeisernen Röhren.

Für die Berechnung der schmiedeeisernen Röhren gelten dieselben Grundsätze wie für die Berechnung der gußeisernen Röhren. Die schwächere Wandstärke, welche diese Röhren erhalten, hängt von der höheren Festigkeit des Materials gegenüber Gußeisen ab.

3. Die Röhren aus Kupfer, Messing, Blei nnd dergl.

Die Röhren aus Kupfer und Messing werden entweder durch Lötung hergestellt, oder sie werden auf der Ziehbank gezogen, oder nach dem Mannesmann-Verfahren aus dem Vollen gewalzt. Derartige Röhren sind fast in allen Dimensionen und Wandstärken zu haben.

Die Verbindung der Kupfer-und Messingröhren geschieht meist durch lose Flanschen, wie bei den schmiedeeisernen Röhren.

Zur Herstellung von winkligen Rohrleitungen werden diese Röhren gebogen. Vor dem Biegen sind sie mit Pech oder Kolophonium aus-

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Fig. 467.

zufüllen.

Die Röhren aus Blei werden entweder aus Weichblei oder Hartblei hergestellt. Vielfache Verwendung finden die Bleiröhren für Hausanschlüsse an die städtischen Wasserleitungen. Ein großer Vorzug der Bleiröhren ist die Leichtigkeit, mit welcher sie sich biegen lassen.

Die Röhren aus Hartblei, hergestellt aus Weichblei mit einem Zusatz von 10 bis 15 °/₀ Antimonblei, haben gegenüber den Weichbleiröhren eine größere Festigkeit.

Die Verbindung der Bleiröhren geschieht durch Lötung (Fig. 467). Dabei wird das eine Rohrende so weit aufgetrieben, daß das andere Rohrende in dieses hineingesteckt werden kann. Die trichterförmige Erweiterung des aufgetriebenen Rohres wird dann gut verlötet.

') Fig. 463 bis 466 stellten die Deutsch-österreichischen Mannesmann« röhren-Werke in Düsseldorf zur Verfügung.

4. Die Ausgleichungs- oder Dehnungsröhren.

Durch die Temperaturunterschiede, welche, hauptsächlich bei der Fortleitung heißer Flüssigkeiten, in einer Rohrleitung auftreten, kann, wenn nicht durch Einschaltung besonderer Zwischenstücke dafür gesorgt ist, daß die Rohrleitung denselben folgen kann, eine Zerstörung derselben eintreten.

Diese Längenausdehnung kann bei langen Rohrleitungen schon ein ganz beträchtliches Maß annehmen. Man begegnet nun diesem Umstand dadurch, daß man in die Rohrleitung besondere elastische Zwischenstücke, die sogenannten Ausgleichungs- oder Dehnungsröhren, einschaltet. Diese Zwischenstücke gestatten die freie Beweglichkeit der Rohrleitung.

Man benutzt nun meist als Dehnungsröhren besondere Formstücke aus

Kupfer.

Eine vielfach angewendete Form eines solchen Rohres ist das Bogenstück Fig. 468. Das Rohr bildet einen großen Bogen und gestattet, indem es mit Flanschen versehen ist, das Einschalten in eine Rohrleitung. Das Bogenstück wird infolge seiner Elasticität allenLängenänderungen der Rohrleitung ohne weiteres folgen können. Diese Röhren werden entweder für eine Längenausdehnung von 50 oder 100 mm eingerichtet. Beim Einbau eines Dehnungsrohres muß dasselbe um Vs der berechneten Längenausdehnung auseinander ge- ^ spannt werden, so daß es in allen Fällen durch Ausdehnung nicht so weit in Anspruch genommen wird, daß es darunter leiden könnte.

Ebenso gestatten die wellenförmigen kupfernen Rohre nach Fig. 469 V die freie Ausdehnung der Rohrleitung.

Anstatt dieser federnden Rohre verwendet man auch besondere gußeiserne Stücke, die als Stopfbüchse ausgebildet sind. Fig. 470 zeigt eine solche Dehnungsstopfbüchse von der M aschinen-und Armaturensabrik vorm. H.Breuer & Co. in Höchst a. M.

Dabei kann sich die Spitze des einen Rohres frei in einer Stopfbüchse des anderen Rohrstückes verschieben und so jeder Längenausdehnung der Rohrleitung folgen.

Die Konstruktion der Stopfbüchse bleibt dieselbe, wie wir sie früher kennen gelernt haben. Bei Dampfleitungen benutzt man Hanfpackung, bei Wasserleitungen Kautschuk-Manschetten.

Fig. 468.

Flg. 469.

Fig. 470.

-z:

V Die Düsseldorfer Maschinenbau-A.-G. vorm. I. Losenhausen in Düsseldorf-Grafenberg lieferte die Fig. 468 u. 469.

Tafel 10.

Mertin-AnHaltische Maschinenöau-Aktien-Hesessschaft in Dessau.

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Einzel antriebe in einem Maschinenhause. Die 180 mm starke Welle überträgt 120 PS. Die Lager sind in Hängeböcken von 1200 mm Ausladung angebracht.

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Antrieb durch Hanfseile. Anordnung von Reibungskupplungen

VII. Die Abschlußvorrichtungen.

Die Abschluß- oder Absperrvorichtungen werden in Rohrleitungen eingeschaltet, wenn der durch dieselbe fließende Flüssigkeitsstrom zeitweilig unterbrochen werden soll. Diese Vorrichtungen müssen dieserhalb ein leichtes Öffnen und Schließen der Rohrleitung ohne weiteres gestatten. Je nachdem nun die Bewegung dieses abschließenden Organes beim Öffnen und Schließen der Rohrleitung geschieht, unterscheidet man verschiedene Arten von Abschlußvorrichtungem Diese Bewegung erstreckt sich nur auf denjenigen Teil der ganzen Abschlußvorrichtung, welcher die abschließenden Flächen trägt. Wird dieser Teil gehoben, so haben wir ein Ventil, wird er umgeklappt, so haben wir eine Klappe, gleitet der abschließende Teil bei der Öffnung vor der Mündung der Rohrleitung vorbei, so haben wir einen Schieber.

Das Hauptaugenmerk bei allen Abschlußvorrichtungen ist auf die Konstruktion der abschließenden Teile zu richten. Diese Dichtungsflächen müssen einen absolut dichten Abschluß der Flüssigkeit gestatten und müssen deshalb im Gehäuse so untergebracht sein, daß sie leicht nachgesehen und gereinigt werden können.

Je nach der Art, der Temperatur, dem Betriebsdruck u. s. w. wird zu diesen Dichtungsflächen ein besonderes Material verwendet. Die Dichtungsflächen können aus Eisen, Rotguß, Leder, Gummi, Kautschuk, Holz, Filz u. s. w. bestehen.

So erfordern z. B- Dampf und heiße Flüssigkeiten ein Metall zu den Dichtungsfläch:'.,, für Wasser kommt Gummi in Betracht, für Ventile, welche kein Geräusch beim Aufsetzen auf die Dichtungsflächen verursachen sollen, kommen weiche Materialien zur Anwendung, diese auch dann, wenn das Ventil gegen Unreinigkeiten nicht zu empfindlich sein soll.

Die Abschlußvorrichtungen sollen im allgemeinen so konstruiert sein, daß der Flüssigkeitsstrom durch sie keine Richtungsänderung oder Querschnittsveränderung erleidet. Bei Außerachtlassung dieser beiden Punkte können nicht unerhebliche Schäden, wie Rohrbrüche und bergt., auftreten.

1. Die Ventile.

Hierher gehören die Abschlußvorrichtungen, die zum Zwecke des Öffnens oder Schließens gehoben oder gesenkt werden. Je nachdem nun dieses Heben oder Senken von Hand, selbstthätig oder zwangläufig geschieht, unterscheidet man: Absperrventile, selbstthätige Ventile und gesteuerte Ventile.

Die Absperrventile.

Die Ventile müssen vor allen Dingen als fertige Maschinen-Elemente das Einsetzen in die Rohrleitung gestatten, weshalb dieselben in einem besonderen Gehäuse untergebracht werden. EinAbsperrventil gewöhnlicher Konstruktion ist in Fig. 471 dargestellt. Das Ventilgehäuse ist zum Zwecke des Einbauens in eine Rohrleitung mit den Flanschen Fx und F₂ versehen, deren Durchmesser sich nach den Normalien der Röhren richten. Das ganze Gehäuse selbst ist etwas ausgebaucht, um überall denselben Querschnitt gleich dem der Rohrleitung zu bekommen.

-P

B-i

-Ba

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Fi

Die Wände W₂ und W₂ teilen das Gehäuse H in zwei Teile. Diese Wände sind in ihrer Mitte zur Aufnahme des kreisförmigen Ventilsitzes 8 durchbrochen. Das Gehäuse trägt nach oben noch einen Flansch Fs zum Ausbau der Ventilteile. Durch die obere Öffnung wird auch das Ventil eingebracht. Das g Ventil V nun führt sich mit 4 kreuzförmig gegeneinanderstehenden Rippen R in dem Ven-rn tilsitz 8. Dieses Ventil V schließt die kreis-Fa förmige Öffnung in den Wänden Wx und W2 ab, sobald dasselbe fest auf den Ventilsitz 8 aufsetzt. Durch den Deckel D wird das Ge-p    Hänse oben abgeschlossen. Die zum Heben

5 R    und Senken (Öffnen und Schließen) des

Mg 471.

Ventiles V nötigen Teile bauen sich auf diesen Deckel D auf. Das Ventil V wird lose drehbar an einer Ventilspindel P befestigt, die durch eine Stopfbüchse durch den Deckel D hindurchreicht. Diese Ventilspindel P ist oben mit Flachgewinde versehen, welches in der Traverse T die Mutter findet. Die Traverse T ist durch die Stehbolzen Bx und B₂ gehalten. Auf das Ende der Spindel P ist ein Handrad H befestigt. Durch Drehung an diesem Handrad wird nun die Ventilspindel hoch- oder tiefgeschraubt, wodurch auch das an ihr sitzende Ventil gehoben oder gesenkt, geöffnet oder geschlossen, wird. Zur Hubbegrenzung der Ventilspindel P ist diese innerhalb des Gehäuses mit einem konischen Ansatz versehen, der sich gegen eine gleiche Aussparung in der Stopfbüchse beim vollständig geöffneten Ventil legt. Die Flüssigkeit nimmt den Weg von links nach rechts durch das Ventil. Der Hub des Ventiles muß so groß sein, daß der Durchströmungsquerschnitt der Flüssigkeit so groß ist als der Querschnitt der zugehörigen Rohrleitung.

Die Form der Dichtungsflächen des Ventiles und des Ventilsitzes ist verschieden, sie ist von mancherlei Umständen abhängig. Die gewöhnlichen Dampf-absperrventile erhalten gewöhnlich konische Dichtungs- oder Sitzflächen, wie auch das Ventil Fig. 471. Diese Sitzflächen müssen, wenn aus Metall hergestellt, sauber aufeinandergeschliffen werden. Die Führungsrippen R erhalten direkt unter der Sitzfläche des Ventiles V eine Hohlkehle zur Aufnahme etwa ab-geschabten Schmutzes, damit dieser nicht zwischen die Sitzflächen gelangen kann. Das Ventil wird von der Seite auf die Spindel aufgeschoben, ein Stift sichert dasselbe gegen Herunterfallen. Es ist darauf zu achten, daß das Ventil stets freie Beweglichkeit auf der Spindel hat. Der Ventilsitz wird außen konisch abgedreht und in das entsprechend konisch ausgedrehte Gehäuse eingeschlagen.

Beim geschlossenen Ventil durchströmt die Flüssigkeit dasselbe so, daß sie unter das Ventil V drückt. Würde sie auf das Ventil drücken, so würde sie auch die Stopfbüchse belasten, und diese müßte dann stets so verpackt sein, daß sie keine Flüssigkeit ausströmen läßt.

Als Material für das Gehäuse wird Gußeisen,

Stahlguß und Rotguß, für das Ventil und den Ventilsitz Rotguß verwendet.

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Rg. 472.

Der konische Ansatz an der Spindel, welcher zur Hubbegrenzung des Ventiles dient, hat noch den folgenden Zweck. Ist die Stopfbüchse für die Spindel nämlich undicht geworden, so ist es nötig, daß man diese, sowohl beim geschlossenen als auch beim geöffneten Ventil, verpacken kann. Beim geschlossenen Ventil kann sie ohne weiteres verpackt werden, weil dann kein Druck oberhalb des Ventils herrscht. Beim geöffneten Ventil aber herrscht im ganzen Ventilkörper Druck; ^ wollte man in diesem Falle nun einfach die Brille der Stopfbüchse los- und die Packung herausnehmen, so könnte leicht die Flüssigkeit zwischen Spindel und Grundbüchse austreten. Dies verhindert nun der konische Ansatz, indem er sich fest gegen die Grundbüchse legt. Die Stopfbüchse kann also unter Druck verpackt werden.

Das dargestellte Absperrventil gestattet den Durchgang der Flüssigkeit durch das Ventil in gerader Richtung, weshalb man dasselbe kurzweg als Durchgangsventil bezeichnet.

Das Absperrventil Fig. 472 von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover, das sogenannte Eckabsperrventil, führt den Flüssigkeitsstrom int rechten Winkel durch das Ventil hindurch. Es unterscheidet sich auch noch dadurch von dem in Fig. 471 dargestellten Ventil, daß die Mutter für das Gewinde der Ventilspindel in dem Deckel des Ventilgehäuses untergebracht ist, wodurch der Süulenaufsatz fortfällt. Die Rotgußmutter wird in den entsprechend geformten Deckel von der Seite her eingesetzte Die Stopfbüchse für die Ventilspindel liegt dann oberhalb Mdsr utter. Diese Ventile haben den Nachteil, daß die Spindel leicht festrosten und das Drehen der Spindel Schwierigkeiten verursachen könnte. Jedenfalls sind die Ventile mit außen-iegendem Gewinde vorzuziehen. Das Ventil selbst erhält hier weiter keine Führung.

Selbstverständlich ist es, daß auch Eckabsperrventile mit außenliegendem Gewinde ausgeführt werden können.

In neuerer Zeit giebt man den Ventilen nicht mehr eine Führung durch

31

Prakt. Maschinenbauer.

Rippen in dem Ventilsitz, wie bei Fig. 471, sondern führt dieselben oberhalb des Ventilkegels.

Ein solches Ventil von Sch äffet & Budenberg G. m- 6. H. in Magdeburg-Buckau zeigt Fig. 473. Das Ventil selbst erhalt oberhalb seines Sitzes drei oder vier Führungsrippen angegossen, die sich in dem sauber ausgedrehten Hals des Gehäuses führen. Pros Bach bemerkt dazu, daß derartige Ventile mit oberer Ventilführung hoch werden, wenn die Führung zuverlässig sein soll, da die Rippen dann ziemlich lang werden müssen. Der Hals des Gehäuses soll mit einer Rotgußbüchse versehen werden, wenn das Gehäuse aus Gußeisen besteht.

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Fig. 474.

Flg. 473.

Fig. 475.

Das dargestellte Ventil trägt die Mutter für das Gewinde der Ventilspindel direkt in einem aus dem Deckel befindlichen Aufsatz. Diese Ausführung kommt aber nur für Ventile kleineren Durchmessers in Betracht.

Das Ventil dichtet mit einer Platte aus sogenannter Jenkins-Masse ab. Es setzt sich mit einer geraden Fläche auf dem Ventilsitz auf. Die Dichtungs-platte wird durch eine an das Ventil angeschraubte Platte gehalten.

Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover geben dem Ventilkörper für Ventile von 13 bis 100 mm Durchmesser gar keine Führung (Fig. 474). Der Ventilkegel ist nach einem Winkel von 45" gebildet. Unterhalb des Kegels setzt sich das Ventil mit einem kurzen cylindrischen Ansatz, der in den Ventilsitz paßt, fort. Er dient beim Hochschrauben zur Führung des Ventiles.

Über 100 mm Durchmesser erhalten die Ventile der vorgenannten Fabrik die Konstruktion nach Fig. 475 *). Der gewölbte Ventilkegel dichtet wieder mit konischen Flächen unter einem Winkel von 45" ab; er führt sich mit einem angegossenen Stift St in einer Nabe H des Ventilsitzes W, die mit diesem durch drei oder vier Rippen verbunden ist.

Die Ventilkörper, welche mittels Leder, Gummi oder bergt abdichten, erhalten gewöhnlich die Form nach Fig. 476. Das Ventil setzt mit seiner ein-zelegten Dichtung flach auf den Ventilsitz auf. Die Dichtung wird mittels

*) Fig. 475 stammt aus dem Werke Breslauer, „Der Maschinenbau".

Schwalbenschwanz in eine Nute des Ventiles eingesetzt. Für unreine Flüssigkeiten eignet sich diese Ausführung gut.

Fig. 476.

Die Aktiengesellschaft Strube in Magdeburg-Buckau führt Ventile mit besonderen Dichtungsflächen aus, Patent H. Heylandt (Fig. 477). Die Firma sagt, daß die Ventile nicht durch beständiges Abschleifen der mit großer Geschwindigkeit an den Dichtungsflächen durchströmenden Flüssigkeit undicht werden, indem diese mit mehr oder weniger festen Bestandteilen durchsetzt sind. Es sind nun bei den erwähnten Ventilen die Dichtungsflächen durch die Wände a, b und c geschützt, während die Abdichtung selbst auf dem äußeren Rand des Sitzes bei d stattfindet, nicht wie sonst an der inneren Kante desselben. Hierdurch wird erreicht, daß die größte Durchströmungsgeschwindigkeit nur zwischen den Wänden b und c schadlos auftritt, während der Querschnitt zwischen den Dichtungsflächen bereits ein so großer ist, daß diese Geschwindigkeit sehr gering wird. Außerdem läßt die Wand a ein Vorbeistreichen an der Dichtungsfläche des Kegels überhaupt nicht zu.

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Fig. 477.

Bemerkenswert ist ferner, daß die cylindrische Wand b, in deren Verlängerung eine Flügelführung angeordnet ist, nicht im Sitz cylindrisch abdichtet, sondern in demselben mit nur so wenig Spiel beweglich bleibt, daß sie nicht klemmt. Diese Wand ist auch äußerst wichtig, um das Festsetzen von Unreinigkeiten zwischen den Sitzflächen zu verhüten. Solange Bewegung zwischen den Sitzflächen ist, kann sich nichts festsetzen, jede Unreinigkeit wird durch den Strom mitgeführt. Feste Bestandteile können nur so lange passieren, bis die Wand b sich in c bewegt, sie können zwischen b und c nicht mehr durch. Wohl aber ist noch so viel Bewegung vor Schluß des Ventils, daß etwa kurz vor Eintritt von b in c übergetretene Bestandteile weitergeführt werden, bevor die Dichtungsflächen sich einander nähern.

Nehmen die Absperrventile große Dimensionen an und ist der Druck der abzuschließenden Flüssigkeit hoch, so wird es schwer sein, ein solches Ventil zu schließen, wenn der Druck der Flüssigkeit von unten gegen dasselbe wirkt, da sich dann dem Schließen des Ventiles der Flüssigkeitsdruck entgegensetzt. Dasselbe ist aber auch der Fall, wenn der Flüssigkeitsdruck auf das Ventil drückt, da dann das Öffnen des Ventiles Schwierigkeiten verursacht. Diesen Übelstand beseitigen nun die entlasteten Ventile.

Ein solches entlastetes Ventil ist dasjenige nach System Daelen (Fig. 478), Ausführung von Schäffer & Budenberg G. m. b. H. in Magdeburg-Buckau.

Bei den Absperrventilen System Daelen tritt die einströmende Flüssigkeit nicht, wie bei gewöhnlichen Absperrventilen, unter, sondern über dem Kegel ein.

31*

Direkt an der Ventilspindel befindet sich nur der kleinere Kegel, welcher die in der Mitte des losen Hauptkegels befindliche Öffnung verschließt. Der Haupt-kegel ist cylindrisch in den Ventilhals eingepaßt, jedoch mit so viel Spielraum, daß der Dampf- oder Wasserdruck sich in den Raum oberhalb des Ventilkegels fortpflanzen, also beide Kegel niederdrücken kann. Sobald man nun die Ventilspindel und damit auch den kleinen Kegel hochschraubt, kann der in dem Raume oberhalb der Kegel befindliche Druck entweichen, und es hebt sich der große Kegel durch den Flüssigkeitsdruck von selbst, ohne die Spindel irgendwie zu belasten. Beim Schließen des Ventils findet der gleiche Vorgang statt, nur in umgekehrtem Sinne; dadurch, daß man das kleine Ventil durch Niederdrehen der Spindel schließt, entsteht oberhalb der Kegel Druck, wodurch diese von selbst auf ihre Sitze niedergedrückt werden. Das Absperrventil System Daelen läßt sich dadurch bei jedem Druck ohne besondere Kraftanwendung öffnen und schließen.

Bei den bisher besprochenen Ventilen war es W nur möglich, die Flüssigkeit in eine anschließende Rohrleitung fortzuführen. Soll sie aber abwechselnd in eine von zwei Rohrleitungen beliebig geführt werden, so muß ein Wechsel-Ventil eingeschaltet werden.

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Nach Ausführungen der Ma-m schinen- und Armaturen-™ 8 fabrik A.-G. vorm. I. A.

11 :

^Jj Hilpert in Nürnberg ist ein sairili solches Ventil in Fig. 479 dar-gestellt. Das Gehäuse dieses "ch Ventils ist mit zwei Ventilsitzen TMg 5 ausgerüstet. Das Ventil erhält |p|g | durch Rippen in beiden Ventil- äTh

Fig. 479.

Fig. 478.

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oder anderen Ventilsitz aufsetzt.

In der Figur schließt das Ventil die nach unten gerichtete Öffnung des Gehäuses, während sie den Flüssigkeitsstrom, wie beim Durchgangsventil, durch das Gehäuse hindurchströmen läßt. Wird z. B. jetzt das Ventil gegen den oberen Ventilsitz gebracht, so geht der Flüssigkeitsstrom durch das Eckventil. Stellt man aber jetzt das Ventil mitten zwischen beide Ventilsitze, so sind alle drei Stutzen miteinander verbunden.

Derartige Wechsel-, Umschalte- oder Zweiwegventile werden bei Dampfmaschinen gebraucht, die je nach Bedarf mit oder ohne Kondensation arbeiten sollen. Auch sind dieselben als Absperrvorrichtungen zu Dampfheizungs-Anlagen zu verwende».

Die selbstthätigen Ventile.

Das Öffnen dieser Ventile soll die durchströmende Flüssigkeit selbst bewirken. Um dies zu erreichen, muß der Flüssigkeitsdruck unter dem Ventil so groß sein,

daß er das Gewicht des Ventils und die Gegenwirkung etwa eingeschalteter Federn überwinden kann. Bei dem so geöffneten Ventil strömt dann die Flüssigkeit infolge des Druckunterschiedes ober- und unterhalb des Ventils durch die Öffnung desselben hindurch, und zwar so lange, bis die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes abnimmt. Sobald diese Geschwindigkeit Null geworden ist, soll das Ventil auch schon geschlossen sein. Würde! es noch etwas geöffnet sein, so könnte die über demselben befindliche Flüssigkeit wieder zurücktreten. Die rückströmende Flüssigkeit würde dann das Ventil mit fortreißen und mit Gewalt auf seinen Sitz Pressen, wodurch ein Schlag entstehen würde, welcher schädlich auf den Gang der Maschine und auf das ganze Ventil einwirkt.

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Das Ventil muß sich also durch andere Einwirkungen als der rückströmenden Flüssigkeit schließen. Hierzu bedient man sich nun der eigenen Schwere desselben oder, wenn diese nicht ausreicht, besonderer Federn. Prof.

Bach sagt in seinen „Maschinen-Elementen":

Sig. 480.

„Sie sollen so wirken, daß das Ventil bei der größten Geschwindigkeit der Flüssigkeit am meisten geöffnet ist, mit Abnahme dieser Geschwindigkeit zu sinken beginnt und bei der Geschwindigkeit Null auf seinem Sitz anlangt."

Hiernach unterscheiden wir:

Gewichtsventile, wenn das Gewicht des Ventils allein wirksam ist,

Federventile, wenn besondere Federn wirken und

Gewichts- und Federventile, wenn sowohl das Gewicht des Ventils als auch besondere Federn wirksam sind.

Breslauer, „Der Maschinenbau" sagt:

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gig. 481,

„Das Gewicht des Ventilkörpers kann nicht zu groß gemacht werden, weil mit seinem Gewicht auch der Stoß des Ventilkörpers beim Aufschlagen auf seinen Sitz wächst und andererseits die Öffnung des Ventils um so langsamer eintritt, je größer das Gewicht des Ventilkörpers ist. Gewichtsventile empfehlen sich deshalb nur für Pumpen mit langsamem Gang, für schneller arbeitende Pumpen sollen möglichst leichte Ventile, die durch Federkraft wirken, gebraucht werden."

Im allgemeinen gelten für die selbstthätigen Ventile die folgenden Grundsätze:

Die Dichtungsfiäche ist so schmal als möglich zu machen; sie darf natürlich nicht io schmal sein, daß das Ventil nicht mehr sicher abdichtet.

Die Hubhöhe soll gerade nur so groß sein, als die durchtretende Flüssigkeitsmenge Ventilquerschnit verlangt.

Das Gewicht des Ventils soll genügend groß sein. Für raschen Gang muß ein leichtes Ventil mit Federbelasiung genommen werden.

Die Führung des,Ventils soll eine gesicherte und möglichst reibungslos sein. Man unterscheidet nun weiter:

Tellerventile, Ventile mit gerader Sitzfläche,

Kegelventile.

Kugelventile,

„ kegelförmiger Sitzfläche und „ kugelförmiger Sitzfläche.

Sie können ferner ein- oder mehrsitzig sein.

Fig. 480 zeigt ein einfaches Tellerventil mit unteren Führungsrippen. Der Ventilkörper V sitzt mit geraden, horizontal liegenden Sitzflächen auf dem Ventilsitz K auf. Drei oder vier Rippen R dienen zur Führung des Ventils im Ventilsitz Nach oben ist der Ventilkörper, in einen Stift S auslaufend, verlängert.

Dieser trifft bei vollständig ge-■ElgÄ!!!!*    öffnetem Ventil an einem Vorsprung

m des Ventildeckels D an, dient

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Fig 482.

also zur Hubbegrenzung. Damit die Führung des Ventils eine sichere ist, sind die Rippen R mög-|Ü lichst lang zu machen, wenigstens gleich dem Durchmesser d des Ventils.

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Fig. 483.

Ein Tellerventil mit Federbelastung zeigt Fig. 481. Der Ventilkörper ist mit einer Gummiplatte als Dichtung versehen. Die Gummiplatte Gr wird zwischen den beiden Platten Pa und P2 durch eine Schraube fest eingeklemmt. Die obere Platte P, ist so geformt, daß die Gummiplatte an ihrem Umfang, mit welchem sie auf dem Ventilsitz aufsetzt, die dargestellte Umbördelung erfährt. Der letztere besteht aus Gußeisen. Die Platte P₄ ist nach oben mit einem Stift 8 versehen, der sich in einem Ansatz des Gehäusedeckels D führt. In diesem Ansatz ist auch noch die zum rechtzeitigen Schluß des Ventils erforderliche Feder F untergebracht.

Als selbstthätige Kegelventile find wohl die selbstthätigen Speiseventile am bekanntesten (Fig. 482). Die Ausführung des Ventils ist im wesentlichen dieselbe wie die der eben besprochenen Ventile. Das Gehäuse ist als Durchgangsgehäuse ausgebildet. Der Ventilkörper sitzt mit konischen Sitzflächen auf dem Ventilsitz auf. Zur Führung des Ventilkörpers dienen untere Führungsrippen. Ein Stift oben auf dem Ventil, der in einen Ansatz des Deckels hineinreicht, dient zur Hubbegrenzung.

Diese selbstthätigen Speiseventile müssen wohl den Eintritt des Wassers in den Kessel ohne weiteres gestatten, dürfen aber einen Rücktritt desselben niemals zugeben; sie müssen sich also sofort schließen, wenn die Speisung aufhört. Die Speiseleitung muß aber auch noch abgeschlossen werden können, wenn das Speiseventil undicht geworden ist und nachgeschliffen werden muß.

Deshalb muß direkt hinter dem Speiseventil ein Absperrventil in die Speiseleitung eingeschaltet werden. Eine solche Kombination eines Speiseventils mit, einem Absperrventil ist in Fig. 483 dargestellt (Ausführung der Aktiengesellschaft Strube in Magdeburg-Buckau). Zur Speisung des Kessels wird das Absperrventil geöffnet. Die Flüssigkeit kann nun durch das Speiseventil und durch das Absperrventil in den Kessel gelangen. Das Absperrventil wird geschlossen, sobald die Speisung längere Zeit ausgesetzt wird, z. B. des Nachts oder wenn das Ventil undicht ist und nachgeschliffen werden muß.

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Fig. 484.

und durch K zum Kessel.

Ein Ventil mit kugelförmigen Dichtungsflächen ist in Fig. 485 dargestellt. Der Ventilkörper wird durch eine volle Kugel K gebildet, welche sich auf dem entsprechend kugelförmig ausgedrehten Ventilsitz W aufsetzt. Die Hubbegrenzung der Kugel wird durch einen Bügel B gebildet, der sich mit vier Rippen auf dem Ventilsitz W stützt. Dieser Bügel B wird durch eine Schraube S er-^ untergedrückt.

Die Kugeln bestehen aus Gußeisen, Rotguß, Hartblei, Gummi mit Bleioder Eisenkern u. dergl.

Man bezeichnet die eben besprochenen selbstthätigen Ventile als einsitzige weil sie nur an einem Umfang auf dem Ventilsitz aufsitzen, oder weil nur ein einziges Ventil überhaupt vorhanden ist, welches genügt, den erforderlichen Durchgangsquerschnitt zu erhalten. Je größer nun aber die Flüssigkeitsmenge wird, welche das Ventil passieren muß, desto größer muß auch der Durchgangsquerschnitt des Ventils werden. Da dieser nun wiederum von der Hubhöhe und dem Durchmesser des Ventils abhängig ist, würden mit der Größe der Flüssigkeitsmenge auch diese beiden Maße des Ventils wachsen. Die Hubhöhe soll aber nicht zu groß werden, und auch der Ventildurchmesser muß in annehm.

Fig- 48b.

Die Speiseventile nach Scholl vereinigen beide Ventile in ein einziges (Fig. 484). (Ausführung von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover.) Der Ventilkörper läuft in einen Stift, der in einen Ansatz des Deckels hineinreicht, aus. Auf diesen Stift kann, nach Art der Absperrventile, mit einer Spindel B gedrückt werden. In der Figur ist die Spindel niedergeschraubt und drückt dadurch das Ventil fest auf seinen Sitz. Soll gespeist werden, so wird die Spindel zurückgedreht, so daß das Ventil sich selbstthätig öffnen und schließen kann. Der Stift schlägt dann zur Hubbegrenzung an die Spindel. Das Wasser tritt durch W ein, geht bei R über die erhöhte Zunge

baren Größen bleiben. Hieraus folgt, daß man schließlich mit einem Ventil nicht mehr auskommt. Man ordnet deshalb mehrere kleinere Ventile an, die zusammen dann wieder das Ventil für sich bilden. Derartige Ventile bezeichnet man als mehrsitzige.

Bei diesen Ventilen können nun die Ventilsitze in einer Ebene oder übereinander in verschiedenen Ebenen liegen, wonach man Ringventile und Haubenoder Glockenventile und Pyramidenventile unterscheidet.

Da derartige Ventile meist nur für besondere Zwecke bei Dampfmaschinen oder Pumpen vorkommen, soll hier wegen Mangel an Raum nicht näher darauf eingegangen werden. Bei den Ventilsteuerungen der Dampfmaschinen werden wir solche Ventile noch kennen lernen.

Sicherheitsventile.

Die Sicherheitsventile der Dampfkessel, Behälter oder dergl. sind ebenfalls zu den selbstthätigen Ventilen zu rechnen. Bekanntlich werden Sicherheitsventile dort angewendet, wo ein Behälter, z. B. Dampfkessel, unter einem gewissen

Fig. 486.

Betriebsdruck steht, und bei welchem dieser Druck eine gewisse festgesetzte Grenze nicht überschreiten darf, da sonst Explosionen eintreten könnten. Bei dem Dampfkessel soll das Sicherheitsventil, sobald der zulässige Betriebsdruck überschritten ist, sich selbstthätig öffnen und Dampf ausströmen lassen, so daß der Druck nicht mehr steigen kann. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Sicherheitsventile verhindern meistens die Überschreitung des Überdruckes, für den sie eingestellt sind, nicht, doch machen sie die Überschreitung durch lautes Geräusch der Dampfausströmung deutlich bemerkbar und erschweren die weitere Steigerung des Druckes."

Das -Öffnen der Ventile muß also unbedingt durch deren Konstruktion gewährleistet sein, sie dürfen also nicht ecken noch klemmen.

mm.

Die Einstellung dieser Ventile für einen bestimmten Druck geschieht mittels Belastung durch Gewicht oder Feder. Der Hub dieser Ventile wird sehr klein gehalten, 3 mm, ebenso die Breite der ebenen Sitzflächen. Diese letztere beträgt etwa iy₂ bis 2\a

Fig- 486 zeigt ein Sicherheitsventil allgemeiner Ausführung von der Aktiengesellschaft Strube in Magdeburg-Buckau. Das Ventil wird mit seinem Gehäuse auf einen Stutzen des Dampfkessels ausgeschraubt. Es ist mit ebenen Sitzflächen versehen und setzt sich auf dem im Gehäuse befindlichen Ventilsitz aus. Es führt sich mit Rippen im Ventilsitz. In einer Vertiefung des Ventils, genau in der Mittelachse desselben, sitzt in einer Spitze ein Bügel, welcher mittels Schneiden dem Belastungshebel als Auflager dient. Seinen Drehpunkt findet dieser Hebel in einer weiter links sitzenden Schneide.

Nach der anderen Seite hin ist der Hebel verlängert und trägt an seinem Ende ein Belastungsgewicht. Rechts am Ventil befindet sich noch eine Führung für den Hebel. Der Druck unter dem Ventilkörper muß also, wenn ein Öffnen des Ventils eintreten soll, so groß geworden fein, daß es das an dem laugen Hebelarm wirkende Gewicht anhebt. Umgekehrt sind nach diesem Druck die Hebelarme und das Belastungsgewicht zu bestimmen. Dadurch, daß sämtliche Druck- und Auflagerpunkte als Schneiden bezw. Spitzen ausgebildet sind, die Auflagerfläche also verhältnismäßig klein wird, ist die Reibung auf das kleinste Maß beschränkt.

Hinsichtlich des Durchmessers der Sicherheitsventile schreibt das Gesetz nichts vor, es haben sich vielmehr nach technischen Erwägungen annähernd folgende Durchmesser der Sicherheitsventile int allgemeinen Gebrauche eingeführt:

Kesselheizfläche in qm

10 20    30 40    50    60 70    80 | 90 100

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00

S 3

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Für größere Kessel werden größere Ventile oder Doppelsicherheitsventile mit kleinerem Durchmesser gewählt.

Der Ventilkörper kann aber auch in dem Gehäuse untergebracht werden, wie das Fig. 487 darstellt (Ausführung der obengenannten Fabrik). Das Ventil ist mit oberen Führungsrippen versehen, die sich in dem Hals des Gehäuses führen. Der Druckstift für den Belastungshebel reicht durch eine kleine Stopfbüchse durch den Deckel hindurch.

Man belastet auch die Ventile direkt mit dem Gewicht ohne Anwendung einer Hebelübersetzung.

Natürlich muß dann das Gewicht g um so größer werden.    |

Die Sicherheitsventile der 1 Lokomotiven und Schiffskessel er- 1 halten fast ausnahmslos direkte ®

Rg 487.

Die besprochenen Sicherheitsventile leiden alle an dem Übelstand, daß sie nur einen sehr geringen Hub haben, so hat z. B. ein Ventil für 2 bis 3 Atmosphären Überdruck etwa 7« mm Hub. Bemerkt der Heizer nun rechtzeitig dos Abblasen von Dampf durch das Sicherheitsventil, so kann er Gegenmaßregeln treffen, daß der Druck nicht mehr wächst. Der durch diesen kleinen Hub des Ventiles bedingte Durchgangsquerschnitt genügt allein nicht, eine Steigerung des Dampfdruckes zu verhindern, es kann eben nicht genügend Dampf ausströmen.

Man hat deshalb Ventile konstruiert, die einen größeren Ventilhub zulassen und demzufolge auch Dampf genug ausströmen lassen, so daß ein Steigen des Druckes im Kessel nicht mehr eintreten kann. Ein derartiges Ventil ist das

Prakt. Maschinenbauer.

Federbelastung.

32

H. Heylandtsche Sicherheitsventil der Aktiengesellschaft Strube in Magdeburg-Buckau (Fig. 488).

Diese Sicherheitsventile sind im allgemeinen nach den bekannten Ausführungen konstruiert, dagegen bewegt sich der Ventilkegel innerhalb eines Gehäuses, dessen Durchmesser so bemessen ist, daß der Ring — gebildet vom äußeren Umfange des Ventilkegels und dem inneren Umfange des Gehäuses — dem freien Querschnitte des Ventils entspricht. Über dem Gehäuse befindet sich eine frei bewegliche Platte, die an ihrer Auflagersläche mit Aussparungen versehen ist und durch deren Mitte die Druckstange hindurch geht. Oberhalb der latte ist die Druckstange verstärkt. Übersteigt der Druck die Belastungsgrenze, hebt sich der Ventilkegel genau so viel, wie es bei einem gewöhnlichen Sicherheitsventil zu geschehen pflegt, und der ausströmende Dampf entweicht zwischen dem Gehäuserand und der Platte, die sich infolge ihrer Beweglichkeit mehr oder weniger von ersterem entfernt, je nach der Spannung, mit der der Dampf aus-tritt. Sinkt der Dampfdruck wieder, bevor er ¹/₄ Atmosphäre der Belastungsgrenze erreicht hat, so geht auch der Kegel allmählich auf seine Dichtungsfläche zurück und schließt genau bei dem Druck ab, bei dem er anfing, sich zu heben-

Ausbläse

Steigt dagegen der Druck über ¹/2 Atmosphäre über die Belastungsgrenze hinaus, so beginnt die Spannung im Gehäuse unter der beweglichen Platte zu wachsen, bis diese BWM——schließlich durch den ausströmenden . qg li    Dampf gegen die Verstärkung der

rn

Fig. 488.

Druckstange gepreßt wird, wobei der Druck auf den größeren Durchmesser der Platte bewirkt, daß der volle Hub des Ventilkegels allmählich erreicht wird.

Diese Ventile können infolge ihres größeren Hubes einen kleineren Durchmesser als die gewöhnlichen Sicherheitsventile erhalten. Die Fabrik empfiehlt:

Kesselheizfläche in qm

Ventildurchmesser bei 5 Atm.

„ 6 „

„ 8—12„

mm

20 35 40 45 50 55 20 30 40 45 50 55 20 25 35 40 50 50

55

55

50

60 60 60 60 55 55

65

65

60

65

65

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Die gesteuerten Ventile.

Die gesteuerten Ventile sind durch ProfessorRiedler mit Erfolg für Pumpen eingeführt. Wir sehen hier von den gesteuerten Ventilen der Ventilsteuerungen an Dampfmaschinen ab.

Der Durchgangsquerschnitt eines Ventils ergiebt sich bekanntlich aus Ventilumfang und Ventilhub. Da der Hub des Ventils nun immer möglichst klein sein soll, muß für größere Flüssigkeitsmengen der Ventilumfang oder Ventildurchmesser groß werden. Die gesteuerten Ventile geben ein Mittel an die Hand,

diesen großen Ventildurchmesser zu umgehen, indem ein großer Ventilhub durch gesteuerte Schlußbeweguug des Ventils angeordnet wird. In Prof. Bach, „Die Maschinen-Elemente", heißt es weiter: „Die Wirkungsweise der Riedlerschen Ventile ist die folgende: das Ventil öffnet sich selbstthätig und bleibt voll geöffnet, bis es entsprechende Zeit vor dem Wechsel des Kolbenhubes durch eine Steuerung geschlossen wird, jedoch nicht vollständig, sondern nur bis auf einen kleinen — übrigens bis nahe auf Null herab regelbaren — Abstand von der Sitzfläche, den es dann selbstthätig unter Einwirkung der Flüssigkeitspressung zurücklegt. Das Ventil ist also ein selbstthätiges mit gesteuerter Schlußbewegung (Zwangsschluß)."

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Die Anordnung dieser Ventile, hauptsächlich die Anwendung ihrer Steuerung ist außerordentlich verschieden. Fig. 489 giebt eine Anordnung. Das Ventil W führt sich unterhalb im Ventilsitz und oben int Gehäusedeckel. An die Ventilspindel 8 greift ein Winkelhebel H mit dem Drehpunkt P an. Das Ende dieses Hebels wird zeitweilig von einer unrunden Scheibe D zur Seite gedrückt. Die Scheibe D rotiert fortwährend. Beim Öffnen des Ventiles liegt der Hebel niht an dieser Scheibe an, das Ventil öffnet sich, wobei das Ende dieses Hebels nach rechts ausschlägt. Bei der Drehung der unrunden Scheibe stößt jetzt deren Umfang gegen diesen Hebel und drückt ihn nach links, dabei das Ventil bis nahe auf seinen Sitz herabdrückend. Der Schluß des Ventils erfolgt dann weiter durch den auf dem Ventil lastenden Flüssigkeitsdruck.

Fig. 489.

Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt: „Ein wesentlicher Vorzug der gesteuerten Ventile ist es, daß sie fast während des ganzen Kolbenhubes geöffnet bleiben können und erst kurz vor dem Hubwechsel des Kolbens die Steuerung zur Wirkung kommt, welche nun das Ventil unabhängig von allen Unregelmäßigkeiten des Betriebes gegen seinen Sitz hin bewegt."

2. Die Klappen.

Die als Klappen bezeichneten Ventile geben die Durchgangsöffnung dadurch frei, daß sich das Ventil selbstthätig von der Öffnung fortbewegt und dabei eine Bewegung im Kreisbogen ausführt. Die Klappen sind nur für Rohrleitungen zu benutzen, durch welche die Flüssigkeit nur in einer bestimmten Richtung durchfließt. Das öffnen der Klappen geschieht ausnahmslos durch den unter die Klappe herrschenden Flüssigkeilsdruck. Das Schließen geschieht selbstthätig durch ihr Gewicht. Da sich die Klappen um einen Punkt drehen, wird dieser Gelenkpunkt auch zugleich als Führung derselben dienen.

Es heißt in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik": „Gußeiserne ocher metallene Klappen mit Scharnier halten nicht zuverlässig dicht, sind aber trotz-

Jetzt wiederholt sich das Spiel von neuem.

32*

dem wegen ihrer Billigkeit und Einfachheit gegenüber Ventilen vielfach am Platze. Leder- und Gnmmiplatten dichten gut, eignen sich aber nur für mäßigen Druck, etwa bis 5 Atmosphären; Lederklappen werden unter einer geraden Leiste eingespannt, so daß sie sich beim Aufschlagen an der Leiste biegen, und sind auf der übrigen Fläche, mit Ausnahme des Dichtungsrandes, zwischen Guß- oder Blechplatten gefaßt. Man benutzt Lederklappen für kaltes Wasser, Benzin u. s. w. und Luft, aber nicht für saure Grubenwasser; Gummiklappen für kaltes und mäßig warmes Wasser und dicke Flüssigkeiten."

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Flg. 490.

Die Klappe Fig. 490 u. 491 kommt als Saug-Ventil für Pumpen zur Anwendung. Die Klappe ist in einem besonderen Gehäuse G, welches auf die Saug-rohrleitung 8 aufgesetzt und mit dem Auslaufstutzen F Sö versehen ist, untergebracht. Der Deckel D schließt das Gehäuse Gr ab. Die Klappe selbst hat eine runde Form und besteht aus einer Lederscheibe L, die die Öffnung der Saugrohrleitung vollständig überdeckt und sich auf den etwas erhöhten Sitz auflegt. " I Das Gelenk der Klappe wird dadurch gebildet, daß Wl^F diese Lederscheibe B mittels einer guß- oder schmiede-

-i----- eisernen Leiste A auf der Saugrohrleitung auf-

Fig. 491.

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F!g 492.

geschraubt wird. Die Kante dieser Leiste bildet also ^ gewissermaßen das Gelenk der Klappe. In Fig. 490 ist die Klappe im geöffneten Zustand gezeichnet. Die Lederscheibe L selbst ist zwischen zwei guß- oder schmiedeeisernen Platten P₂ und P₂ eingeklemmt. Die obere Platte P* ist gewöhnlich Gußeißen, die untere P₂ Schmiedeeisen. Die untere Platte P₂ muß kleiner sein als die obere Platte Plr damit die Sitzbreite „ der Lederscheibe L freibleibt. Die beiden Platten Pt ^ und P₂ dienen zugleich als Belastung der Klappe zum Zwecke des selbstthätigen Schließens derselben. Der am Deckel D angegossene Hubfänger H begrenzt den Hub der Klappe.

Sobald die Flüssigkeit unter die geschlossene Klappe tritt, wird diese geöffnet. Sie schließt sich von selbst, sobald dieser Flüssigkeitsdruck aufhört.

Fig. 493.

. Eine Gummiklappe ist in Fig. 492 u. 493 dargestellt- Die kreisförmige Gummiplatte G ist über einen Bolzen B, der im Ventilsitz V eingeschraubt ist, gesteckt. Durch den Hubfänger H, welcher als Mutter auf diesem Bolzen B ausgeschraubt ist, ist die Gummiplatte in ihrer Lage gesichert. Die Gummiplatte dreht sich beim Öffnen um ihre innerste kreisförmige Kante, die Elasticität des Gummi verursacht aber nachträglich allein das Schließen der Klappe. Der Ventilsitz V ist, wie Fig. 4v3 zeigt, mehrfach durchbrochen. Würde nämlich der Ventilsitz seine innere Fläche

einfach ganz freilassen, oder würden diese Durchbrechungen desselben zu groß gewählt, so liegt die Gefahr nahe, daß sich die Gummiplatte in diese Öffnungen hineindrückt, so daß schließlich von einem Dichthalten der    I

Klappe an ihrem Umfang nicht mehr die Rede sein kann.    e——I——»

Die Gummiplatte G legt sich in geöffnetem Zustande an den 1 j 1 ebenfalls durchbrochenen Hubfänger H an. Die Durch- m i \ brechungen in diesem dienen zum Entweichen der Luft.    §    j

Man findet derartige Klappen in den sogenannten Saugkörben der Pumpen (Fig. 494).

Die sogenannten Rückschlagklappen finden in Rohrleitungen Verwendung, bei denen ein Zurückfließen der Flüssigkeit, wenn der Zufluß unterbrochen wird, nicht stattfinden soll.

Fig. 494.

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Fig. 495.

Eine solche Rückschlagklappe von Bopp & Reuther in Mannheim zeigt Fig. 495. Die Klappe ist in der horizontalen Leitung etwas schräg eingesetzt. Sie öffnet sich durch den Flüssigkeitsdruck und schließt sich sofort, wenn die Wasserströmung in der vorgeschriebenen Richtung aufhört, so daß ein Zurückfließen der hinter der Klappesich befindenden Flüssigkeit nicht stattfinden kann. Die Klappe besteht aus Gußeisen und ist in einem besonders im Gehäuse eingesetzten Gelenk drehbar aufgehängt. Die Dichtung erfolgt durch eine Lederscheibe, welche durch einen schmiedeeisernen Ring an der Klappe befestigt ist. Die Sitzfläche wird durch einen in das Gehäuse besonders eingesetzten Gußoder Rotgußring gebildet.

Hi MIHI

Die ganze Baulänge des Gehäuses beträgt 2 d + 100 mm (d = Rohrdurchmesser).

Ebenso wie die Ventile mit mehreren Sitzen versehen werden, wenn ein Ventil zu groß ausfallen würde, werden auch die Klappen als mehrsitzige ausgebildet, in welchem Fall die einzelnen Klappen neben-oder übereinander angeordnet werden können.

Fig. 496.

Fig. 497.

Zu den Klappen sind auch die sogenannten Drosselklappen zu rechnen (Fig. 496 u. 497). Die Drossel-

klappen dienen nicht zum dichten Abschluß einer Rohrleitung, vielmehr sollen sie nur mehr oder weniger Flüssigkeit durch eine Rohrleitung strömen lassen, je nachdem dies verlangt wird. Wir finden die Drosselklappen hauptsächlich bei den Regulatoren der Dampfmaschinen, wo der Regulator auf die Doppelklappe einwirkt und dadurch mehr oder weniger Dampf in den Schieberkasten strömen läßt. Die Drosselklappe besteht aus einer eisernen Scheibe, die in einem kurzen Rohrstück drehbar eingesetzt ist. Die Drehachse geht durch das Rohrstück hindurch; ihr dient zur Abdichtung eine Stopfbüchse. An diese Spindel greift das Gestänge des Regulators an.

3. Die Schieber.

Bei den Schiebern gleitet der öffnende Teil vor der Mündung des Rohres vorbei. Das Abschlußorgan macht eine hin- und hergehende gleitende Bewegung. Je nachdem nun diese gleitende Bewegung eine auf- oder niedergehende oder eine drehende ist, unterscheidet man die eigentlichen Schieber und die Hähne.

Die Schieber.

Ebenso wie bei den Ventilen bezeichnet man die hier in Betracht kommenden Schieber als Absperrschieber. Im allgemeinen können auch dort, wo Absperrventile zu verwenden sind, Absperrschieber benutzt werden. Die Absperrschieber haben den Vorteil, daß die Flüssigkeit in gerader Richtung durch ihr Gehäuse weitergeführt |r"    wird, was bei den Ventilen nicht

M    der Fall war. Die Absperrschieber

|    werden hauptsächlich für größere

|-Q.    Rohrdurchmesser benutzt, für welche

K    Ventile nicht mehr angängig wären.

U - Man unterscheidet je nach der y    durchströmenden Flüssigkeit: Was

serschieber, Dampfschieber und Gasschieber.

Die abdichtenden Flächen be-1 zeichnet man als Schieberspiegel. Sie werden aus ,-Q Bronze gefertigt für Wasser, aus Gußeisen für Dampf — und Wasser.

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Fig. 498.

Fig. 499.

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Fig. 498 bis 500 zeigt einen Wasserschieber. Der Schieber 8 bildet einen keilförmig abgeschnittenen Cylinder und ist zur Abdichtung mit Bronzeringen versehen, denen gleiche Ringe im Gehäuse G- gegenüberstehen. Die Ringe des Gehäuses sind in besonderen gußeißernen Ringen ß₁' und ß₂, welche in das Gehäuse besonders eingebaut werden, eingesetzt. Der Schieber 8 erhält seitlich im Gehäuse an einer Rippe, die er umgreift, Führung. In den Kopf des Schiebers 8 ist von der Seite her eine Rotgußmutter M ein-

Fig. 500.

geschoben, in welche die Schieberspindel D hineingeschraubt wird. Diese Spindel D ist durch eine Stopfbüchse aus dem Gehäuse herausgeführt und oben mit einem Vierkant zum Aufsetzen eines Handrades oder bergt versehen. Die Stopfbüchse ist in der Gehäusehaube H untergebracht, die besonders « auf das Gehäuse aufgeschraubt wird. Das Gehäuse muß so , hoch sein, daß der ganze Schieber in demselben oberhalb der | Durchgangsöffnung Platz hat, da derselbe beim Öffnen hoch-    M

geschraubt wird. Die Spindel D geht dabei in den hohlen |l Schieber hinein.

Die beiden Schieberspiegel, d. h. die Bronzeringe, müssen |fi| gut aufeinandergeschliffen werden. Die beiden gußeisernen jP^«!

Fig. 501.

Ringe Rj und R₂ erhalten Bleiunterlagen, so daß sie beim jjgfl Schließen des Schiebers fest gegen diese gepreßt werden können und so schließlich im Gehäuse festsitzen.

Dieser Schieber dichtet infolge der Anordnung von Dichtungsflächen auf jeder Schieberseite nach beiden Seiten ab, was für Wasserschieber stets gefordert wird.

Derartige Schieber kommen bis zu lOOO mm Durchmesser vor.

Die Absperrschieber erhalten meist Innengewinde für die Schieberspindel, wie in Fig. 498 bis 500, selten Außengewinde.

Der in Fig. 501 dargestellte Schieber von der Armaturen- und Maschinenfabrik A.-G. vorm. J.A. Hilpert in Nürnberg dichtet nur nach einer Seite ab, und zwar darf bei ihm die Flüssigkeit nur von rechts nach links durch das Gehäuse fließen. Das Gehäuse ist zum Anschluß einer Muffenrohrleitung eingerichtet.

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Ein Dampfschieber nach Ausführungen von Bopp & Reuther in Mannheim ist in Fig. 502 wiedergegeben. Je größer der Dampfdruck ist, welcher gegen den geschlossenen Schieber drückt, desto stärker preßt derselbe den Schieber gegen seine Sitzflächen und um so schwerer wird der Schieber zu öffnen sein.

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Fig. 502.

Man hat deshalb behufs leichteren Öffnens des Schiebers denselben entlastet, d. h. man gleicht den Druckunterschied auf beiden Seiten des Schiebers etwas aus. Diese Entlastung wird hier dadurch erreicht, daß bei den ersten Umdrehungen der Schieberspindel die Mutter a dieser Spindel, die zugleich als Ventilkegel ausgebildet ist, etwas gehoben wird, wobei sie die kleinen Öffnungen v freigiebt, so daß jetzt

Dampf von A nach G übertreten tonn, und der Dampfdruck auf die Schieber-fläche nachläßt. Das weitere Öffnen des Schiebers geht dann leicht in der bekannten Weise von statten.

Auch bei diesem Schieber sind besondere Dichtungsringe aus Bronze

eingesetzt.

Die Gasschieber zeigen dieselbe Konstruktion wie die Wasser- und Dampfschieber. Sie erhalten aber besondere Dichtungsringe nicht. Während auch bei den Wasser- und Dampfschiebern die Muttern für die Spindeln wenigstens aus Rotguß bestehen müssen, damit ein Festrosten der Spindel nicht eintreten kann, können hier beide aus Schmiedeeisen bestehen, da die Gefahr des Festrostens nicht vorliegt.

Die Gasschieber zeigen den großen Übelstand, daß sie sich leicht im Gehäuse festsetzen und sich demzufolge schwer öffnen lassen, wenn sie längere Zeit geschlossen waren, und umgekehrt- auch schwer schließen lassen, wenn sie längere Zeit nicht geöffnet waren.

Die Hähne.

Das abschließende Organ wird zum Zwecke des Schließens und Öffnens um seine Achse gedreht. Die Hähne sind im allgemeinen schwer dicht zu halten.

Fig. 508.

Iß

Man giebt auch aus diesem Grunde dem abschließenden Organ eine Kegelform, so daß es, gute gleichmäßige Arbeit vorausgesetzt, behufs Dichthaltens fest in die entsprechend kegelförmig gestaltete Sitzfläche eingepreßt werden kann. Das eigentliche Ventil bezeichnet man als das Hahnküken. Der ganze Spitzenwinkel dieses konischen Hahnkükens beträgst 7 bis 14°. Nicht allein zum vollständigen Abschluß einer Rohrleitung werden die Hähne benutzt, sondern auch zum Regulieren der durchströmenden Flüssigkeitsmenge. Die Hähne gestatten einen schnellen Abschluß der Rohrleitung.

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Fig. 504.

Einen gewöhnlichen Hahn für eine Flanschen-rohrleitung zeigen Fig. 503 und 504. Das Gehäuse wird entweder aus Gußeisen oder Messing, das Hahnküken meistens aus Messing gemacht. In das konisch ausgebohrte Hahngehäuse G wird das Hahnküken K sauber eingeschliffen. Das Hahnküken ist mit einer Durchbrechung L versehen, die dem Querschnitt des Gehäuses entspricht. Steht diese Durchbrechung in der Richtung wie in Fig. 504, so ist der Hahn geschloffen, wird aber das Küken um 90° um seine Achse gedreht, so kann die Flüssigkeit durch diese Durchbrechung hindurchtreten, der Hahn ist geöffnet. Das Küken ist oben mit einem Vierkant zum Aufstecken eines Schlüssels versehen. Durch die Mutter M wird das Küken fest in das konische Gehäuse hineingezogen.

Je nachdem man nun die Durchbrechung L mehr oder weniger vor die

Öffnung des Gehäuses bringt, tritt mehr oder weniger Flüssigkeit durch den Hahn hindurch, wodurch sich die Menge der durchströmenden Flüssigkeit leicht regeln läßt.

Die Höhe der Dichtungsfläche oben und unten am Gehäuse soll je nach der Größe des Hahnes 10 bis 40 mm betragen.

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In Fig. 503 war das Hahnküken oben mit einem Vierkant zum Aufstecken eines Schlüssels versehen. Diese Ausführung wählt man, wenn Unberufene den Hahn nicht öffnen sollen, da nur der mit der Bedienung des Hahnes Betraute einen Schlüssel führt. Andere Hähne, hauptsächlich kleinere, erhalten Küken nach Fig. 505, an welchen ein Griff zum Öffnen angegossen ist. Dieser wird wohl auch, hauptsächlich bei heißen Flüssigkeiten, mit einem Holzheft überzogen.

Fig. 505.

Hähne für größere Betriebsdrücke werden mit einer Stopfbüchse zur Abdichtung versehen. Man bezeichnet derartige Hähne kurzweg als Stopfbüchshähne (Fig. 506, Ausführung von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover). Das Küken ist nach oben rund abgesetzt und reicht durch eine Stopfbüchse 0. Damit das Packungsmaterial nicht direkt auf das Hahnküken kommt, ist auf dasselbe eine besondere Metallplatte gelegt- Nach unten ist das Durchsickern der Flüssigkeit durch eine Kapselmutter K, die bei D gegen das Gehäuse abdichtet, verhindert.

Hauptsächlich für Dampf und heiße Flüssigkeiten liegt die Gefahr nahe, daß die Hahnküken im Gehäuse festbrennen, wenn dieselben etwas stark angezogen sind. Bei stark angezogenem Hahnküken nutzen sich aber auch die Sitzflächen schnell ab. Um diese Übelstände zu vermeiden, hat man die Hähne mit Schmiervorrichtungen versehen, wobei Schmiermaterial zwischen Hahnküken und dessen Sitzflächen gebracht wird.    __

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Ein Stopfbüchshahn mit Schmiervorrich- jjjjii tung nach Ausführungen von H. Reifert in Köln ist in Fig. 507 u. 508 wiedergegeben.

Fig. 506.

Das Hahnküken ist mit einem hohlen Hals, E welcher mit Schmiermaterial angefüllt wird, versehen. Von diesem Hohlraum führen 4 radial verlaufende Schmierlöcher, siehe Schnitt AB, das Schmiermaterial nach den längs des Hahnkükens verlaufenden Schmiernuten. Auch die Sitzflächen im Gehäuse sind mit Schmiernnten versehen, so daß beim Drehen des Hahnkükens dieses stets eingefettet wird. Eine in den Hals des Hahnkükens eingesetzte Schraube dient dazu, das Schmiermaterial in die Schmiernuten hineinzupressen. Soll diese Schraube Wirkung haben, so muß natürlich der Hals des Kükens stets mit Schiniermaterial angefüllt sejn.

Bei den bisher besprochenen Hähnen wurde die Dichtung zwischen Hahn-

33

Prakt. Maschinenbauer.

Bei den selbstdichtenden Hähnen wird der ganze An-

tüten und Gehäusewand durch Anziehen einer am Hahnküken befindlichen Mutter erreicht. Das Dichthalten derartiger Hähne hängt also ganz von ihrer Wartung ab.

pressungsdruck zwischen Hahnküken und Gehäusewand, der zur Abdichtung erforderlich ist, durch den Druck der durch den Hahn strömenden Flüssigkeit von selbst hergestellt. Nach Ausführungen der Aktiengesellschaft Strube in .Aknrrrde    Magdeburg -Buckau zeigt einen

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Fig. 507.

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solchen Hahn Fig. 509. Es ist ein Eckhahn oder Winkelhahn, ähnlich den Eckoentilen. Das Hahnküken ist hohl und von unten in das Gehäuse eingesetzt. Nach oben wird es durch eine Stopfbüchse abgedichtet. Das Hahnküken enthält in seiner Wand eine Durchbrechung. Die Flüssigkeit strömt von unten in das hohle Hahnküken und von da durch die Durchbrechung desselben in den seitlichen Stutzen und die daran anschließende Rohrleitung. Der Druck der Flüssigkeit wirkt also auf das Hahnküken ein und wird dieses nach oben drücken, es dabei in das Gehäuse hineinpressend und so abdichtend. Ist der Hahn außer Betrieb, so verhindert eine Mutter, welche über der Brille der Stopfbüchse ans dem Hals des Kükens sitzt, das Herausfallen des Hahnkükens.

N    Einen selbstdichtenden Durchgangshahn der

Fig. 508.

I Düsseldorfer Maschinenbau - A.-G. vorm. i I. Loseuhausen in Düsseldorf-Grafenberg giebt Fig. 510 wieder. Die Flüssigkeit strömt in der eingezeichneten Pfeilrichtung durch den Hahn, wobei sie ebenfalls wieder das hohle Hahnküken in seinen konischen Sitz hineinpreßt. Auch hier verhindert wieder eine Mutter das Heruntersinken des Hahnkükens, wenn der Hahn außer Betrieb ist.

Die Flüssigkeit strömte bei dem dargestellten Hahne stets nur in derselben Richtung hindurch. Sie wurde von einer Leitung in den Hahn geführt und strömte von demselben in eine zweite anschließende Leitung. Tritt jetzt aber der Fall ein, daß eine Leitung beliebig mit einer zweiten, dritten oder auch vierten in Verbindung gesetzt werden soll, so muß das Hahnküken mit dementsprechenden Durchbrechungen versehen sein. Je nachdem nun drei oder vier

Leitungen beliebig miteinander in Verbindung zu setzen sind, erhält man Drei-weg- oder Vierweghähne. Dreiweghähne zeigen Fig. 511. u. 512. Da hier drei Leitungen an das Hahngehäuse anschließen, muß natürlich dasselbe mit drei Stutzen versehen sein. Das Hahnküken hat nun entweder die Konstruktion nach Fig. 511, bei welcher nur immer zwei Leitungen miteinander in Verbindung gebracht werden können, oder die Konstruktion nach Fig. 512, bei welcher zwei oder die drei Leitungen zusammen miteinander verbunden werden können. Bei Fig. 511 hat das Hahnküken eine Durchbrechung im rechten Winkel. In der gezeichneten Stellung ist der Stutzen rechts mit dem Stutzen unten verbunden. Dreht man das Küken um 90° weiter nach rechts, so kommt der untere mit dem linken Stutzen in Verbindung.

Durch eine Drehung des Kükens um nur 45° schließt man den Hahn ab. Das Küken Fig. 512 hat eine durchgehende und eine von dieser rechtwinklig abzweigende Durchbrechung.

In der gezeichneten Stellung sind alle drei Stutzen miteinander in Verbindung. Eine Drehung des Kükens um 45° schließt den Hahn ganz ab; eine Drehung um 90° dagegen bringt den unteren mit dem linken Stutzen in Verbindung. Ebenso kann man auch den unteren mit dem rechten Stutzen verbinden.

Ebenso verhält es sich bei dem Vierweghahn (Fig. 513). Entsprechend den vier Leitungen hat das Gehäuse vier Stutzen. Das Hahnküken hat zwei Durchbrechungen. In der gezeichneten Stellung sind der untere mit dem rechten und der obere mit dem linken Stutzen verbunden; eine Drehung des Kükens um 45° schließt den Hahn ganz ab; eine Drehung um

MM

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Fig. 509.

Fig. 510.

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r.

Em

MI

Fig. 512.

90“ bringt den unteren mit dem linken und den oberen mit dem rechten Stutzen in Verbindung.

Die sonstige Konstruktion dieser Hähne bleibt dieselbe wie die der gewöhnlichen Durchgangshähne.

Fig. 611.

Fig. 513.

Konstruktion und Berechnung der Absperrvorrichtungen.

Die Hauptabmessungen der Absperrvorrichtungen, hauptsächlich also die Abmessungen der Gehäuse, werden fast von allen Fabriken gleich ausgeführt.

33*

Die folgenden Tabellen geben die Gehäuseabmessungeu von Absperrventilen und Absperrschiebern wieder:

Hauptabmessungen der Absperrventile von Schäffer & Budenberg G. m. b. H. in Magdeburg-Buckau.

Durch

gang

Bau

länge

Flansch-

Durchm.

Loch-

kreis-

Durchin.

Schrauben-Stärke Zoll engl.

An-

zahl

Durch-

gang

Bau-

länge

Flansch-

Durchm.

Loch-

kreis-

Durchm.

Schrauben-Stärke Zoll engl

An-

zahl

10

120

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888288288888882828

888888888288288882

i-lr-ir-Ir-lrHr—Ir-lG^G^C^C^G^OG^CGCCCO

1200

1300

OG00000G}05<J5OS050}^rfx

io

680

740

625

12

790

675

12

14

725    16

⁸A

⁷/s

Die Tabelle giebt nur die Baulänge von Durchgangsventilen an. Bei allen Eckventilen ist die Entfernung von Mitte Ventil bis Fuß- oder Seitenflansch gleich der halben Baulänge der entsprechenden Durchgangsventile.

Wie wir bereits wissen, müssen die Absperrvorrichtungen eine solche Größe haben, daß die durchströmende Flüssigkeit überall den gleichen Durchflußquerschnitt findet. Dieser Durchflußquerschnitt muß dem Querschnitte der Rohrleitung entsprechen; er darf nirgends kleiner werden, da sonst die Flüssigkeit gestaut würde, wodurch leicht schädliche Stöße in der Rohrleitung und der Maschine entstehen könnten. Der Ventilquerschnitt hängt nun vom Ventildurchmesser und dem Ventilhub ab. Der Ventilhub ist nach dem gegebenen Ventildurchmesser gewöhnlich zu berechnen. Der Ventildurchmesser oder der freie Ventildurchgaugs-querschnitt ergiebt sich aus der pro Sekunde durchfließenden Flüssigkeitsmenge und der Geschwindigkeit, mit welcher die Flüssigkeit das Ventil durchströmt. Diese Geschwindigkeit beträgt bei Pumpen gewöhnlich 1 bis 2¹/₂ m pro Sekunde.

Bei den Ventilen mit unteren Führungsrippen muß natürlich der Querschnitt dieser Rippen mit in Rechnung gezogen werden, weil diese den freien Durchgangsquerschnitt d des Ventils verengen. Dieser letztere muß also um den Querschnitt der Führungsrippeu größer gemacht werden.

Prof. Bach giebt nun für den erforderlichen Ventilhub i an: i = ^-.

Im allgemeinen muß man den Ventilhub um so kleiner machen, je weniger Zeit das Ventil zum Öffnen und Schließen hat, je schneller also die Hubwechsel der zugehörigen Pumpe aufeinanderfolgen, d. h. je schneller die Pumpe läuft.

Hauptabmessungen und Gewichte der Wasser-, Gas- und Dampfschieber von Schaffer & Budenberg G. m. b. H. in Magdeburg-Buckam

Turch-

Baulängen der Schieber

gang

mit

Flan

schen

mit

Muffen

Ganze Bau-länge der Schieber mit Muffen-Baulänge + 2 X Muffentiefe

Flansch-

Durch

messer

Breite der

Flanschen-

Dichtungs-

leiste

Loch-kreis-Durchmesser

Anzahl

bec

Schrau-

ben

Handrad-

Durchmesser

Gewicht

der

Schieber

40

50

60

70

80

90

100

110

125

185

150

175

200

225

250

425

217

275

300

325

350

375

400

450

500

450 242 475. 269 500 290 525 315 550 336 575 358 600 380 650 436

600

700

700

800

900

800 1000

470

556

650

740

iüüSiiigiiüiiiiüiiigäsg

140

150

160

170

180

195

210

210

225

225

240

270

300

300

340

375

415

450

450

450

490

525

600

700

850

1000

Einen Hauptfaktor bildet bei den Ventilen noch deren Sitzbreite b. Für die Sitzbreite gilt im allgemeinen, daß sie für Metallventile kleiner sein kann, als für solche aus Leder, Gummi oder dergl., ist ferner die Flüssigkeit rein, so kann die Sitzbreite auch etwas schmäler sein als für schmutzige Flüssigkeiten. Prof. Bach empfiehlt für aufgeschliffene Metallventile b = ⁴/₅ Y~d und für mit Leder ausgeriistete Tellerventile b = ⁵/₄ d. Bei den Kegelventilen ist diese Sitzbreite nicht an dem Mantel des Kegels zu messen, sondern die Sitzbreite wird nur durch die Projektion dieser Mantelfläche dargestellt.

Bei den selbstthätigen Tellerventilen muß die Ventilplatte genügend stark gemacht werden, damit ein Verbiegen derselben durch den Flüssigkeitsdruck nicht eintreten kann.

Dieselben Gesichtspunkte kommen auch für die mehrsitzigen Ventile in

Betracht.

Wie wir bereits gesehen haben, richtet sich der Durchmesser der Sicherheitsventile nach der Größe der Heizfläche des zugehörigen Kessels. Bei Aufgabe der Größe der Heizfläche liefert die Armaturenfabrik die richtige Ventilgröße, die aus der Konstruktion und den Erfahrungen resultiert.

Nach Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", kann der Durchmesser d des

Ventils für einen Dampfkessel von Hgm Heizfläche mit p Atmosphären Überdruck gesetzt werden d = 25^H:p oder nach den Angaben der „Hütte":

3    4    5    6    7    8 9 10 11 12 13 14 Atmosphären

Fürp--- 12    _

dmin = 24 18,315,5 13,7 12,3 11,410,610 9,5 9 8,6 8,3 8 7,8./H.

Der Gewichtshebel der Sicherheitsventile ist meistens ein zweiarmiger. Da die Größe des Belastungsgewichtes von dem Verhältnis der beiden Hebelarme abhängt, ist dasselbe gesondert zu bestimmen. Man nimmt das Verhältnis der beiden Hebelarme -^ — 7 bis 11, im Mittel -^ = 10, wonach sich bei der Annahme eines Hebelarms der andere leicht berechnen läßt.

Vorteilhaft ist es, die Belastungsgewichte so zu formen, daß sie leicht schwerer oder leichter gemacht werden können. Man läßt sie entweder aus einzelnen Scheiben bestehen oder gießt sie hohl zum Ausgießen mit Blei.

Die Sicherheitsventile mit unteren Führungsrippen erhalten zweckmäßig einen um etwa 2 mm größeren Durchmesser, als der berechnete Ventilquerschnitt erfordert.

Die Klappen können dieselbe Sitzbreite wie die Ventile erhalten.

Das ganze Ventilgehäuse ist so zu bemessen, daß die durchströmende Flüssigkeit freien genügend großen Durchgang findet, ohne großen Richtungsänderuugen ausgesetzt zu sein.

Tafel 11.

Aerkin-Anhaltische Maschinenbau -Aktien - Gesellschaft in Dessau.

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Durchmesser, 27400 kg schwer.

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Seilenscheibenschwungrad 0000 mm Durchmesser, 4b0

VIII. Die regelnden Maschinen-Elemente.

Wir wissen aus obigem, daß der Kolben einer Dampfmaschine beispiels-weise eine hin- und hergehende Bewegung macht, welche durch den Kurbelmecha-nismus auf die Kurbelwelle übertragen wird und durch die Kurbel in eine Drehbewegung umgesetzt wird. Wir nannten die beiden Endstellungen des Kolbens im Cylinder die Totpunktslagen. Bei denselben bilden die Achsen der einzelnen Teile des Kurbelmechanismus eine gerade Linie. In diesen Totpunktslagen, in welchen der Kolben in die entgegengesetzte Richtung übergeht, muß dessen Geschwindigkeit unter allen Umständen gleich Null werden, wenn überhaupt ein Wechsel in der Bewegungsrichtung des Kolbens möglich sein soll. Auf seinem Wege wird daher die Geschwindigkeit des Kolbens von Null bis zu einem größten Wert wachsen und dann wieder bis auf Null abnehmen. Natürlich wird diese Geschwiudigkeitsänderuug auch auf die Teile des ganzen Kurbelmechanismus übertragen werden.

Würden nun keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, so könnte der Fall eintreten, daß die Maschine in ihren Totpunktslagen überhaupt stehen bleibt. Diese Gefahr wird aber offenbar um so näher liegen, je kleiner die schwingenden Massen sind, die auf die Kurbel einwirken, denn offenbar wird, wenn große Massen an der Drehbewegung teilnehmen, die diesen erteilte Geschwindigkeit bei dem Wachsen der Geschwindigkeit des Kolbens eher hinreichen, die Maschinen über ihre Totpunktslagen hinwegzuhelfen.

Selbstverständlich ist es, daß mit einer Geschwindigkeitsänderung im Gang der Maschine auch die Geschwindigkeit aller von dieser getriebenen Arbeitsmaschinen eine ungleichmäßige ist, was natürlich nicht angängig ist-

Diese Geschwindigkeitsunterschiede der Maschine regelt man nun durch Anordnung eines Schwungrades auf der Kurbelwelle der Dampfmaschine, d. h., man ordnet auf der Kurbelwelle große sich mitdrehende Massen an, denen beim Wachsen der Kolbengeschwindigkeit eine gewisse Geschwindigkeit mitgeteilt wird und die im stände sind, durch diese ihnen mitgeteilte Geschwindigkeit beim Abnehmen der Kolbengeschwindigkeit diese Abnahme auszugleichen. Das Schwungrad giebt der Maschine also einen gleichmäßigen Gang.

Am besten können wir ums die Wirkung des Schwungrades bei den Lochstauzen klar machen. Bei denselben muß in dem Augenblick eine große Kraft ausgeübt werden, wo der Stempel auf das zu lochende Material aufsetzt.

Beim Heben und Senken des Stempels bis auf das Material ist keine besondere Kraft auszuüben. Durch Anordnung eines schweren Schwungrades erteilt man diesem während dieser Zeit eine gewisse Geschwindigkeit oder lebendige Kraft, die ausreicht, um das Lochen selbst leicht ausführen zu können; die dem Schwungrad erteilte lebendige Kraft unterstützt also die Locharbeit. Die überschüssige Kraft wird während dieser Arbeit abgegeben. Der Vorgang wiederholt sich so immer wieder von neuem. Ähnlich gestaltet sich die Wirkung des Schwungrades bei der Dampfmaschine.

Es liegt nun klar auf der Hand, daß man mit einem Schwungrad nur bis zu gewissen Grenzen den Gang der Maschine regeln kann.

Da eine Dampfmaschine zum Antrieb von Arbeitsmaschinen dient, von denen bald mehr oder weniger ausgerückt werden, so muß natürlich, auch wenn die treibende Dampfmenge und deren Druck immer dieselben bleiben, dieselbe bald schneller, bald langsamer laufen. Diese Ungleichmäßigkeiten können durch ein Schwungrad nicht mehr geregelt werden. Hierzu benutzt man vielmehr die Regulatoren. Die Regulatoren regeln den Zufluß des Dampfes oder des treibenden Mittels überhaupt. Sie lassen, je nachdem durch die Maschine mehr oder . weniger Arbeitsmaschinen zu betreiben sind, die Maschine mehr oder weniger zu leisten hat, eine größere oder kleinere Menge Dampf in den Cylinder strömen, wodurch dann die Geschwindigkeit eine gleichmäßige bleiben muß. Die Regulatoren regeln also ebenfalls den Gang der Maschine.

L Die Schwungräder.

Die Schwungräder dienen zur Erhöhung des Gleichförmigkeitsgrades im Gange von Kraft- und Arbeitsmaschinen. Wie aus obigem hervorgeht, gleichen die Schwungräder nur die Geschwindigkeitsänderungen aus, die periodisch stets wiederkehren und von der Kolbenbewegung abhängen. Sie dienen im wesentlichen zur Überwindung der Totpunktslagen. Bei den Dampfmaschinen nehmen die Schwungräder während jeder Umdrehung zweimal einen Arbeitsüberschuß auf, und zwar bei jedem Hube während der Dampfeinströmungsperiode. Bei der Vollendung des Kolbenhubes geben sie dann diesen Arbeitsüberschuß wieder an die Maschine ab.

Uns interessieren hier nur die Schwungräder der Kraftmaschinen. Auch viele Arbeitsmaschinen erfordern Schwungräder, bei welchen dieselben während des größeren Teiles des Leerganges der Maschinen lebendige Kraft aufspeichern, um sie während der kurzen Arbeitsperiode an diese wieder abzugeben.

Es ist schon ohne weiteres klar, daß ein Schwanken der Geschwindigkeit bei Anwendung eines Schwungrades immer noch eintreten wird. Es kommt nur darauf'an, das Schwungrad so einzurichten, daß dieses Schwanken, d. h. die Abweichung von der gewünschten mittleren Geschwindigkeit der Maschine, eine gewisse Größe nicht übersteigt. Je nachdem man nun dem Schwungrad eine größere oder kleinere Masse, d. h. ein größeres oder kleineres Gewicht, giebt, wird diese Abweichung in gewissem Maße zu regeln sein.

34

Drakt. Maschinenbauer

Im allgemeinen gestattet man bei Arbeitsmaschinen ohne wesentliche Schwungmassen eine Abweichung der Geschwindigkeit von der mittleren bis zu 2,5% nach oben und unten. Wo es darauf ankommt, läßt man aber nur eine solche bis zu 1% zu.

Diese Abweichungen von der mittleren Geschwindigkeit werden, je nachdem die Arbeitsmaschinen eine größere oder kleinere Geschwindigkeit im Gang erfordern, verschieden groß sein können.

Man drückt nun diese Abweichungen in der Geschwindigkeit durch den Ungleichförmigkeitsgrad der Maschine aus, welcher das Verhältnis der größten eintretenden Geschwindigkeitsänderung zur mittleren Geschwindigkeit an* giebt. Er ist also das Verhältnis wenn v₂ die größte Geschwindigkeit, die kleinste Geschwindigkeit und v die mittlere Geschwindigkeit bezeichnet.

Im folgenden ist für verschiedene Arbeitsmaschiuen der zulässige Ungleichförmigkeitsgrad 6 angegeben:

Hammer- und Pochwerke 6 — 1:5,

Pumpen- und Schneidewerke 6 — 1:20 bis 1:30, Werkstätten-Triebwerke 6 = 1:35,

Webereien und Papierfabriken 6 = 1:40,

Mahlmühlen 6 = 1:50,

Transmissionsdampfmaschinen 6 = 1:40 bis 1:60.

Spinnereien bei niedriger Garnnummer 6 = 1:50 bis 1:60,

„    . „ hoher

Dynamomaschinen 6 = 1:150,

Maschinen ohne bestimmten Zweck, bei Zahnräderbetrieb 6 = 1:50, „    „    „    „    „ Riemenbetrieb 6=1:35.

Die Schwungräder selbst werden nun so ausgebildet, daß sie nur als solche allein zu dienen haben, oder aber sie werden als Riemen- oder Seilscheibe ausgebildet und dienen dann zu gleicher Zeit zur Übertragung der Kraft auf die Transmission.

6 — 1:100.

Die zweite Art der Schwungräder unterscheidet sich im allgemeinen von den gewöhnlichen Riem- oder Seilscheiben nicht. Ihr Kranz wird stark ausgeführt, um die nötige Schwungmasse herauszubekommen. Da derartige Schwungräder meist sehr groß ausfallen, werden sie aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzt, wie wir das bei den Schwungrädern der ersteren Art sehen werden.

Die erforderliche Schwungmasse wird in den Kranz des Schwungrades verlegt, weshalb dieser stets ziemlich stark wird. Je nach der Größe des Schwungrades wird dasselbe als Ganzes hergestellt oder aus einzelnen Teilen zusammengesetzt, wobei entweder die Kranzstücke und die Arme mit der Nabe für sich gegossen werden, oder die Kranzstücke und die Naben werden für sich allein gegossen und nachträglich durch geeignete Verbindungen miteinander verbunden.

Ein kleines Schwungrad ist in Fig. 514 u. 515 dargestellt. Dasselbe besteht aus einem Stück. Der Kranz hat einen T= förmigen Querschnitt, ebenso die Arme, welche sich nach dem Kranz hin etwas verjüngen. Je nach der Größe des Schwungrades ordnet man 4 bis 8 Arme an. Schwungräder der dargestellten Ausführung eignen sich bis zu etwa 2 m Durchmesser. Man findet solche Schwungräder vielfach bei Gasmotoren. Das Schwungrad wird auf der Kurbelwelle aufgekeilt.

Ri

A-!

Ein aus zwei Teilen zusammengesetztes Schwungrad zeigt Fig. 516 u. 517. Die Teilungsebene fällt zwischen zwei Arme. Die Verbindung der beiden Schwungradteile geschieht an der Nabe durch vier Schrauben S, an dem Kranz durch je einen in demselben eingesetzten Bolzen B, mit welchem die Kranzteile durch Keile Lund Li verbunden werden.

Fig. 514.

Fig. 515.

Nachdem das Schwungrad auf die Kurbelwelle aufgebracht ist, werden über die Nabe sowohl als auch über vorstehende Wulste an den Kranzverbindungsstellen Schrunipfringe R gezogen, die dann eine feste Verbindung Herstellen. Die Erhöhungen für die Schrumpfringe R des Kranzes liegen am innern Umfang desselben.

7/

Vy

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Geteilte Räder er-halten an der Nabe Schwindringe, 1 deren Starke reichlich die Hälfte der normalen Nabenwandstärke w —

Kilte K

Fig. 517.

Fig. 516.

0,4 d+ 10mm ist (d — Wellendurchmesser), und vier Schrauben von 0,6 w Stärke; ferner am Kranze Schrauben undSchwindringe. Letztere dürfen nicht frei an der Außenfläche sitzen, damit sie nicht abfliegen, wenn sie etwas locker geworden sind; auch nicht an der Innenfläche zwischen zwei Armen, R weil sie hier bei der elastischen Ausbiegung des Kranzsegmentes entlastet werden und nicht tragen; besser legt man die Fuge näher neben einen Arm; liegen die Schwindringe an den Seiten des Kranzes, so dürfen sie nicht vorstehen."

In Fig. 518 ist noch ein Teil eines Schwungrades wiedergegeben, dessen Kranzteile für sich hergestellt und mit den Armen verbunden werden müssen. Bei dem dargestellten Schwungrade sitzen an jeder Nabenhälfte 3 Arme. Der

34 *

Kranz ist aus 3 Teilen hergestellt. Für die Verbindung der einzelnen Kranzteile unter sich ist die in Fig. 517 wiedergegebene Bolzenverbindung gewählt. Die Verbindung des Kranzes mit den Armen geschieht folgendermaßen: Am inneren Umfang trägt der Kranz Vorsprünge V, die schwalbenschwanzförmig

// k;

unterschnitten sind. Die Arme sind an ihren Enden so ausgebildet, daß sie diese Vorsprünge übergreifen, und zwar so, daß an beiden Seiten Nuten für Keile K und Kt verbleiben, durch welche die Verbindung hergestellt wird-\    Auch schmiedeeiserne Arme werden ver-

m-

e$>

\ wendet. Diese bestehen dann gewöhnlich aus \ zwei gegenüberstehenden Flacheisen, die an den y i Enden in die Nabe und den Kranz mit Keil-/ beilagen eingepaßt und angeschraubt werden.

/    Die Dampfmaschinen müssen zum Zwecke

Flg. 518.

' des Anlassens angedreht werden, was bei kleineren Maschinen dadurch geschieht, daß man direkt am Schwungrad dreht. Bei größeren Maschinen ist dieses Andrehen ohne mechanische Hilfsmittel aber nicht mehr möglich. Man ordnet daher besondere Anstellvorrichtungen oder Schaltwerke an, die so eingerichtet sind, daß sie mittels Hebelübersetzung in einem Zahnkranz des Schwungrades eingreifen und dieses dabei in Drehung versetzen. Dieser Zahnkranz sitzt nun entweder am äußeren oder inneren Umfang des Schwungrades, in dessen Mitte oder an dessen Seite.

Die Berechnung der Schwungräder.

Jede Dampfmaschine hat eine gewisse mittlere Geschwindigkeit, welche möglichst gleichmäßig erhalten werden soll, wozu das Schwungrad dient. Wir wissen aber auch, daß das Schwungrad eine größte und eine kleinste Geschwindigkeit hat, welche dasselbe auszugleichen im stände ist. Da die Geschwindigkeit am Umfang des Schwungrades aber mit der Tourenzahl der Maschine und dem Durchmesser des Schwungrades wächst und auch nur eine gewisse Umfangsgeschwindigkeit des Schwungrades zugelassen werden kann, hängt von dieser gewissermaßen auch die Tourenzahl der Maschine und der Durchmesser des Schwungrades ab. Die Festigkeit des Materials des Schwungringes läßt nur eine Umfangsgeschwindigkeit für Gußeisen von 30 bis 40 m pro Sekunde zu. Kleineren gußeisernen Schwungrädern giebt man gern noch eine kleinere Umfangsgeschwindigkeit.

Die Dimensionen des Kranzes, als der eigentlichen Schwungradmasse, richten sich nach dem Gleichförmigkeitsgrad der Maschine, also nach den Kräften, welche bestrebt sind, die Maschine bald schneller, bald langsamer laufen zu lassen.

Der Radius des Schwungrades ist gewöhnlich gleich der Länge der Schubstange oder der fünffachen Länge der Kurbel.

Der Schwungradkranz wird auf Zug und jedes Segment zwischen zwei Armen durch die Centrifugalkraft auf Biegung beansprucht. Die Arme werden

auf Zug beansprucht, aber auch während der Zeit der Kraftabgabe des Schwungrades auf Biegung.

Die Anzahl der Arme eines Schwungrades kann man aus z = 2 (1 + R) ermitteln, wvrin K der Radius des Schwungrades auf ganze Meter abgerundet ist.

II. Die Regulatoren.

Die als Regulatoren bezeichneten Maschinen-Elemente dienen ebenso wie die Schwungräder zur Regelung des Ganges von Dampfmaschinen. Die Regulatoren sollen mit der ganzen, ihnen zu Gebote stehenden Kraft auf die Gleich-förnligkeit des Ganges der Maschine einwirken. Wir wissen bereits, daß sie dadurch auf den Gang der Maschine einwirken, indem sie die Menge der treibenden Kraft regulieren. Durch Aus- oder Einrücken von Arbeitsmaschinen, welche ihren Antrieb von der Kraftmaschine erhalten, wird diese bald schneller oder langsamer laufen, d. h. mehr oder weniger von ihrer mittleren Geschwindigkeit abweichen. Um aber ein möglichst gleichmäßiges Arbeitsprodukt von den Arbeitsmaschinen zu erhalten, muß ein möglichst gleichförmiger Gang der Kraftmaschine angestrebt werden. Der Regulator läßt nun mehr oder weniger Dampf bei der Dampfmaschine in den Cylinder einströmen, wenn dieselbe anfängt schneller oder langsamer zu gehen.

Soll eine Regulierung des Ganges der Maschine durch den Regulator aber überhaupt möglich sein, so ist es selbstverständlich nötig, daß der Regulator selbst an der Bewegung der Maschine teilnimmt. Der Regulator wird also von der zugehörigen Maschine angetrieben. Daraus folgt nun ohne weiteres, daß eine absolute gleichförmige Geschwindigkeit der Maschine auch durch den Regulator nicht zu erzielen ist; denn da ihm selbst erst eine eingetretene Geschwindigkeitsänderung von der Maschine mitgeteilt werden muß, ehe er auf das den Zufluß des Dampfes zur Maschine absperrende Organ einwirkt, kann er nur verhindern, daß diese Geschwindigkeitsänderung in bestimmten Grenzen bleibt. Der Regulator ist natürlich nun um so besser, je kleinere Grenzen er in den Geschwindigkeitsänderungen hält.

Die Zuführung des Dampfts zum Cylinder der Maschine wird durch Absperrvorrichtungen unterbrochen. Je nachdem diese nun mehr oder weniger geöffnet werden, wird mehr oder weniger Dampf in den Cylinder strömen. Man läßt deshalb den Regulator auf diese Absperrvorrichtungen einwirken und sie je nach der erforderlichen Dampfmenge durch das Stellzeug des Regulators mehr oder weniger öffnen.

Für uns haben von den vielerlei Regulatorarten nur die Centrifugal-Rcgulatoren Interesse.

Die Centrisugal-Regulatoren.

Die Centrisugal-Regulatoren benutzen zu ihrer Funktion die Wirkung eines Centrifugalpendels. Schon James Watt, der Erstnder der Dampfmaschine, benutzte einen solchen Regulator.

Denken wir uns in Fig. 519 an der Achse AB gelenkartig ein Pendel CD angehängt. Das Pendelgewicht wird durch eine Kugel D hervorgerufen. Bei der Drehung der Achse AB nun tritt die Centrifugalkraft DE auf, die bestrebt ist, das Pendel nach außen zu ziehen, da dasselbe aber an der Achse AB angehängt ist, wird sich dasselbe im Kreisbogen nach oben bewegen, also weiter ausschlagen, wobei der Winkel a größer wird. Je schneller sich nun die Achse AB dreht, desto mehr wird das Pendel ausschlagen, und desto größer wird der Winkel «. Läßt die Geschwindigkeit der Achse AB nach, so wirkt das Gewicht der Kugel D in der Richtung DH nach unten und zieht das Pendel herab, der Winkel a wird kleiner. Diese Bewegung des Pendels benutzt man _y nun bei den Centrifugal-Regulatoren in Verbindung mit dem Stellzeug zur Beeinflussung des Dampfabsperrorgans. Die Regulatoren unterscheiden wir nun in

1.    Gewichtsregulatoren und

2.    Federregulatoren.

Bei den Gewichtsregulatoren wirkt der Centrifugalkraft des Pendels ein besonderes Gewicht, bei den Federregulatoren eine besondere Feder entgegen. Die Gewichte oder Federn unterstützen die nach unten wirkende Kraft DH (Fig. 519) des Pendelgewichts.

Bevor wir zur Besprechung der Regulatorarten übergehen, wollen wir uns einige allgemeine Begriffe und Eigentümlichkeiten der Regulatoren klärmachen.

Der Zweck eines jeden Regulators ist, für jeden Belastungszustand dem Motor eine derartige Kraftabgabe zuzuweisen, daß ein Gleichgewichtszustand eintritt.')

,C

f/J

//J

//

Fig. 6J9.

Bei Dampfmaschinen wird dies erreicht, entweder indem man die Spannung des eintretenden Dampfes durch ein mit dem Regulator verbundenes Drosselventil reguliert, oder indem man den Regulator auf einen die Füllung des Cylinders beeinflussenden Steuerteil wirken läßt.

Der betreffende Gleichgewichtszustand muß ein stabiler sein, d. h. der Regulator muß stets in seine Stellung zurückkehren, wenn äußere Kräfte ihn vorübergehend daraus entfernen.

Die Stabilität erfordert ein Zunehmen der Tourenzahl von unten nach oben. Der Begriff Ungleichförmigkeitsgrad ist das Maß für diese Zunahmen. Ist die mittlere Tourenzahl vm, die der niedrigsten und höchsten

v„ — vn

Muffenstellung entsprechende Tourenzahl v„ und v₀, so ist ä -----

Ungleichförmigkeitsgrad des Regulators-

Als Energie bezeichnet man diejenige Kraft, welche, in der Achsenrichtung gegen die Muffe wirkend, der Centrifugalkraft das Gleichgewicht halten würde.

Vm

- der

») Die folgenden Ausführungen sind dem Katalog von Steinle & Hartung in Quedlinburg entnommen.

Die Energie kann somit gemessen werden durch den Druck des Regulators in der Ruhelage auf den Gleitring.

Die mittlere Energie E, multipliziert mit dem Hülsenhub s, also E . s, er» giebt die gesamte Arbeit A, die beim vollen Hub geleistet wird. Zur Verstellung der Steuerung kann jedoch von dieser Arbeit stets nur ein kleiner Prozentsatz nutzbar gemacht werden. Der andere größere Teil wird zum Heben der durch    ,

die Stabilität bedingten schweren Muffenbelastung bezw. zum Zusammenpressen    f

der Federn verbraucht. Das Verhältnis des zur Verstellung der Steuerung • nutzbar zu machenden Teiles L von A zur ganzen Arbeit A ist der sogenannte I

¹

10 | 20 | 30 I 40 [ 50 601 70 80 90 100]l25150 200

Unempfindlichkeitsgrad e des Regulators, also e = ^ = ^= ^-, toc V

die sogenannte mittlere Verstellungskraft bedeutet.

Die Kraft V besteht aus dem Widerstand des Stellzeuges und der in die Achsenrichtung reduzierten Regulator-Eigenreibung. Diese Kraft wird stets der Bewegung des Regulators entgegenwirken.

Es ergießt sich nun, daß der Ungleichförmigkeitsgrad ö und die Energie E stets durch den Regulator bestimmte feststehende Größen sind. Die Verstellungskraft V aber und der Unempfindlichkeitsgrad e sind im wesentlichen abhängig von dem Stellzeugwiderstand, also von der Steuerung der betreffenden Maschine.

Es ist stets vorteilhaft, den Unempfindlichkeitsgrad so klein als möglich zu halten, weil dadurch die Zeit zwischen Belastungsänderung der Maschine und der entsprechenden Einstellung der Steuerung verringert wird.

Der Ungleichförmigkeitsgrad ist nicht zu klein zu wählen. Wie anfangs erwähnt, erfordert die notwendige Stabilität des Regulators eine stetige Tourenzunahme von unten nach oben. Werden die Grenzen zwischen niedrigster und höchster Tourenzahl, also der Unglcichförmigkeitsgrad, zu eng bemessen, so wird der hierzu nicht im richtigen Verhältnis stehende Unempfindlichkeitsgrad bei jeder Belastungsschwankung ein übergroßes Hin- und Herpendeln des Regulators hervorrufen, bevor derselbe die Stellung der Steuerung dem neuen Belastungs-311 staube anpaßt. Der Unempfindlichkeitsgrad verlangt bis zum Eintreten der Regulierung eine gewisse Tourenänderung, und diese bewirkt dann, bei zu klein bemessenem Ungleichförmigkeitsgrad, eine übermäßig große Verstellung der Muffe.

Man kann bei jedem leer laufenden Regulator die Muffe um eine gewisse Strecke auf der Spindel verschieben, ohne daß sie in die Anfangsstellung zurückkehrt. Diese Strecke, welche ein Maß für die Eigenreibung des Regulators, also auch für den Unempfindlichkeitsgrad ist, wird um so größer, je kleiner der Ungleichförmigkeitsgrad ist und umgekehrt.

Der Unglcichförmigkeitsgrad d kann normal zu 6°/„ angenommen werden, bei elektrischen Anlagen und Spinnerei-Maschinen braucht unter 4°/₀ nicht gegangen zu werden. Pumpen und Maschinen mit leichten Schwungrädern erfordern einen großen Ungleichförmigkeitsgrad von etwa 10 %.

Die Eigenreibung eines Regulators setzt sich nicht nur aus der Reibung der Bolzen in ihren Lagern zusammen, sondern eine große Rolle spielen für sie diejenigen Reibungen, welche durch die bei Geschwindigkeitsänderungen auf-

5gpr

tretenden Trägheitskräfte hervorgerufen werden, und welche desto größer, je größer die Belastungsschwankungen werden.

Ganz allgemein zusammengefaßt, ist derjenige Regulator der beste, welcher folgende Eigenschaften besitzt: Stabilität in allen Lagen. Geringste Eigenreibung bei allen Geschwindigkeitsäuderungen.

Von Einfluß auf die Eigeureibuug ist: Bearbeitung, Größe und Führung der Schwungmassen, sowie Anzahl und Anordnung der Gelenke beim Auftreten der Ceutrifugal- und Trägheitskräfte.

1. Die Gewichts-Regulatoren.

Gewöhnlich unterscheidet man die Gewichtsregulatoren danach, wie das Centrifugalpendel an der Regulatorachse aufgehängt ist, und erhält:

Pendelregulatoren mit festem Pendeldrehpunkt an der Spindel oder Regulatoren in aufrechter Aufhängung und

Pendelregulatoren mit verschiebbarem Pendeldrehpunkt auf der Spindel oder Regulatoren in umgekehrter Aufhängung.

Pendelregulatoren mit festem Pendeldrehpunkt an der Spindel oder Regulatoren in aufrechter Aufhängung.

Der Wattsche Regulator (Fig. 520). An einem Quersteg C C, der Regulatorachse AA sind die Pendelarme CK und C Ki mit den Pendelgewichten gelenkartig angehängt. In den Punkten B und B, greifen die Hülsenstangen EB und E₁ B, an die Pendelarme an. Der Quersteg EE, umgreift mit einer Hülse ose die Regulatorachse AA. Die Regulatorachse wird nun in Drehbewegung versetzt, und zwar ge-K schießt dies durch Zahnräder und Riementrieb von der Kurbelwelle der Dampfmaschine aus, 'so daß die Regulatorachse stets die Geschwindigkeitsäuderungen der Maschine mitmachen muß. Nimmt nun die Geschwindigkeit der Regnlatorachse zu, d. h. erhöht sich ihre Tourenzahl, so schlagen die Pendelgewichte weiter aus. Mit diesem Ausschlag werden nun aber auch die Hülsenstangen gehoben, und diese werden wieder demzufolge die Hülse auf der Regulatorachse nach oben ziehen. Läßt die Tourenzahl der Regulatorachse nach, so sinken die Pendelgewichte, wodurch die Hülse auf der Regulatorachse nach unten sinkt. Läßt man nun dieses Heben und Senken der Hülse so auf die Absperrvorrichtung der Dampfzuleitung einwirken, daß beim Heben der Hülse, also bei eintretender höherer Tourenzahl, diese mehr geschlossen und beim Sinken der Hülse, also bei eintretender niederer Tourenzahl, diese mehr geöffnet wird, so wird eine Regulierung des Ganges der Maschine möglich sein.

Umgekehrt hat jede Kugelstelluug eine andere Umdrehungsgeschwindigkeit des Regulators zur Folge.

Beim Regulieren hat nun der Regulator die Reibung in sämtlichen Ge-

Ki

Bi.

C.

Ei

Fig. 520.

lenken des Regulators und des Stellzeuges und die Reibung des Abschlußorgans zu überwinden, wodurch der Unempfindlichkeitsgrad des Regulators bedingt wird. Wie wir wissen, soll derselbe eine gewisse Größe haben. Würde nämlich gar keine Reibung vorhanden sein, so würde der Regulator jede noch so kleine Geschwindigkeitsänderung der Maschine regulieren und auch immerfort das Abschlußorgan verstellen, was natürlich nicht angängig ist, da niemals eine Ruhestellung eintreten würde.

c v,c‘

B,.

Ki

Man muß nun oft, da die vom Regulator zu überwindenden Widerstände nicht genügen, um einen genügenden Unempfindlichkeitsgrad zu erhalten, diesen auf andere Weise erhöhen. Ordnet man deshalb die Pendelarme und Hülsenstangen, wie in Fig. 521, gekreuzt an, so wird der Unempfindlichkeitsgrad ganz s beträchtlich höher. Die Aufhängepunkte der Pendel- ^ arme liegen auf der den Kugeln entgegengesetzten K"

Fig. 521.

Seite der Regulatorachse. Die Kugeln müssen hier viel mehr ausschlagen, um die Hülse gleichviel wie beim Regulator nach Fig. 520 zu verschieben.

Der Regulator nach Fig. 521 bedingt aber stets eine hohe Bauart, so daß die Lagerung der Regulatorachse Schwierigkeiten bereitet. Man hat deshalb den Unempfindlichkeitsgrad des Regulators durch andere Mittel vergrößert, und zwar hat man die Hülse mit einem besonderen Gewicht belastet, welches beim Ausschlagen der Pendelarme mitgehoben werden muß.

Ein solcher Regulator ist der Portersche, xgg welcher heute durchweg mit gekreuzten mm Pendelarmen ausgeführt wird. Fig. 522 zeigt die Ausführung dieses Regulators von Steinte & Hartung in Quedlinburg. Die Pendelarme sind gekreuzt, sie    Jj

greifen an der dem Pendelgewicht gegenüber-    1

liegenden Seite an die Regulatorachse an. Die Hülsenstangen sind über ihren Angriffspunkt der Pendelarme hinaus verlängert und tragen am Ende die Pendelgewichte. Die Hülse ist nun bei diesem Regulator mit einem Gewicht belastet, das man als Urne bezeichnet.

Fig. 522.

Das Gewicht ist hohl, so daß es, je nach dem gewünschten Unempfindlichkeitsgrad, durch Eingießen von Blei schwerer gemacht werden kann. Die Regulatoren werden nun nicht etwa durch Anordnung eines solchen Gewichtes für größere Tourenänderungen unempfindlich, sondern sie zeigen eine für die Praxis sehr günstige große Empfindlichkeit, so daß durch Anord-

Prakt. Maschinenbauer.

nung von sogenannten ölpumpen diese noch herabgezogen werden muß. Wir werden weiter unten solche Anordnungen kennen lernen. Nur das Zucken des Regulators fällt durch die Gewichtsbelastung der Hülse fort.

Kleinere Regulatoren dieser Ausführung erhalten von vornherein massive

Gewichte.

Die folgende Tabelle giebt nähere Angaben über diese Regulatoren (Tabelle von Herm. Hartung Nachf. in Düsseldorf):

Urne massiv.

Urne zum Nachfüllen von Blei eingerichtet.

Laufende Nummer Größter Cylinder-Durchmesser bei Regulier-Ventil oder Corliß. . „ Ridersteuerung „ Meyerscher Steuerung . . ,, Farcot- oder Schleppschieber-Steuerung . . „ zwangläufiger Ventilsteuerung Tourenzahl pro Min. Energie des Regul. bei 2% Geschwindigkeits-Änderung Arbeits-Vermögen d.

Reguli) .... Muffenhub . . .

200 800450

600 -- 200

275

225

2 §1

400 500

— 225 250 300

120 100 90 80 180145

250

130

0,5

9    10

600 800

350 400 500 750

350 450 550 800 1000

300 400 500 115 107 120

600 1000

120

11 12

mm

120 120 110 „

1,3 2,0 2,5 3,5 4,5 5,6 7,6 11,5 19,5 kg

130 187,5 280 360 560 912 1611 2925 kgmm 80100 120| 140| 150 mm x) Produkt aus Energie mal Hülsenweg bei 2% Geschwindigkeits-Änderung.

Die Angaben sind nach praktischen Erfahrungen zusammengestellt, und zwar bei einem Dampfdruck von 5 bis 6 Atmosphären. Ist die Maschine für einen höheren Druck bestimmt, oder- handelt es sich um äußerst gleichmäßigen Gang, so nimmt IL man den Regulator eine Nummer größer.

Der Regulator von Buß wird von Schaffer & Budenberg G.m.b.H. in Magdeburg-Buckau gebaut. Dieser Regulator erweist sich als sehr brauchbar für hohe Tourenzahlen, seine Bauhöhe ist sehr gering. Fig. 523 zeigt den Regulator. Wir denken uns in Fig. 524 nur die eine Hälfte des Regulators dargestellt und sehen, daß an einem Winkel-

20

40

1,0 1,5 2,0 1,1

50 90140 50 50| 60| 70 45

71.5

55

65

75

80

"i

illl

•hl

iü

Fig. 523

Hebel H einmal die Pendelkugel K, das andere Mal das Gegengewicht Gr sitzt. An der Regulatorachse A A ist ein gekrümmter Arm M befestigt, welcher an seinem Ende den Drehpunkt für den Hebel H bildet. Im Punkt P ist die Regulatorhülse 8 an dem Winkelhebel H angehängt. Bei der Drehung der Regulatorachse wird die Kugel K sich nach außen bewegen und dabei durch den Winkelhebel H die Hülse 8 verschieben.

xy

M\

Ix

. I! Sl i

ii

Fig 524.

gig. 525.

Der Regulator nach Fig. 523 zeigt jedoch eine etwas andere Ausführung (Fig. 525). Der Endpunkt des gekrümmten Armes M dient nicht direkt als Drehpunkt für den Winkelhebel H, dieser ist    B

vielmehr durch ein Zwischenstück B mit dem Arm M verbunden, wodurch erreicht wird, daß die Kugeln K beim Ausschlagen eine v Kreisbogen abweichende Bahn machen, f \

Im übrigen bleibt die Konstruktion so, wie sie in Fig. 524 dargestellt war.

Pendelregulatoren mit verschiebbarem Pendeldrehpunkt auf der Spindel oder Regulatoren in umgekehrter Aufhängung.

Regulator von Pröll. Ausführung:

Eisenwerkund Maschinenfabrik „Lauchhammer". Vorzüge dieses Regulators sind geringe Bauhöhe und große Beweglichkeit (Empfindlichkeit), welch letztere Eigenschaft eine Folge des eigenartigen Verlaufs der Bewegungskurve der Kugelmittelpunkte ist. Ebenso wie bei den Regulatoren mit gekreuzten Stangen, weicht auch hier diese Bewegungskurve von dem Kreisbogen ab. Fig. 526

vom

■Gi}

I if

-L

Ai

U-

Fig. 526.

zeigt den Pröllschen Regulator. Die Pendelarme AB und Ag B± sind hier nicht an der festen Regulatorachse DD, sondern an der verschiebbaren Hülse angehängt. Sie sind durch die Lenkerstangen B C und Bx Ct mit der Regulatorachse so verbunden, daß sie deren Drehung mitmachen müssen. Die Pendelarme tragen an ihrer über die Drehpunkte B und reichenden Verlängerung die Pendelkugeln. Die Hülse ist mit einer entsprechenden Urne Q belastet, welche hohl ist und durch Ausfüllen mit Blei beliebig schwer geuracht werden kann. Für Steuerungen mit geringem Kraftbedarf enthält der Regulator eine leichtere massive Urne Q. Diese umgekehrte Aufhängung des Regulators erfordert nur eine geringe Bauhöhe. Der Regulator zeigt durch diese Aufhängung eine gewisse verlangte Unempfindlichkeit gegen geringe Geschwindigkeitsschwankungen, besitzt aber wiederum eine große Leistungsfähigkeit. Die Beweglichkeit des Regulators beträgt 2 bis 4%. Als ein Vorzug ist noch hervorzuheben, daß diese Regulatoren mit mäßigen Tourenzahlen laufen können, wodurch eine geringe Abnutzung der auseinanderschleifenden Teile und eine leichte Einrichtung der Übersetzung gewährleistet ist.

Die Regulatoren mit leichter Urne dienen zur Einwirkung auf die Drosselklappe, das Regulierventil, den Auslösungsmechanismus von Präcisions- und ähnlichen Steuerungen mit geringem Kraftbedarf. Die Regulatoren mit schwerer Urne dienen dagegen zur Einwirkung auf die Farcot-, Rider-, Coulissensteuerung, zwangläufigen Ventil- und ähnlichen Steuerungen mit größerem Kraftbedarf oder stärkerem Rückdruck auf die Hülse.

Die folgenden Tabellen geben die Verhältnisse dieser Regulatoren:

Regulatoren mit leichter Urne.

Nummer des Regulators

II

III

IV

Durchmesser des Dampfcylinders.....

Tourenzahl pro Minute........

Gesamthöhe des Reg. ohne Spindel. . . . Größte Breitendimension der ausschlagenden

Kugeln.............

Hülsenhub.............

Berstellungskraft in der Hülse......

Arbeitsvermögen des Reg. in kgmm . . . Gewicht des Reg. in kg........

100-200

120

380

390

40

0,5

20

200-300

100

470

500

50

1,0

50

37

I 24

Regulatoren mit schwerer Urne.

Nummer des Regulators

Ia

II a

lila

800-450

90

570

600

60

1,5

90

60

IVa

450—600

80

660

690

70

140

85

Va

Durchmesser des Dampfcylinders . 100-250 250-400 400 -500 500—600 600—700 Tourenzahl pro Minute ....

Gesamthöhe des Reg. ohne Spindel Größte Breitendimension der ausschlagenden Kugeln.....

Hülsenhub.........

Verstellungskraft in der Hülse .    .

Arbeitsvermögen des Reg. in kgmm Gewicht des Reg. in kg ...    .

Unter der in den Tabellen enthaltenen Bezeichnung „Verstellungskraft" hat man die Zug- bezw. Druckkraft zu verstehen, welche bei einer gewissen Ge-

145

130

115

107

420

445

55

1,3

71,5

40

470

510

65

2,0

130,0

54

570

615

75

2,5

187,5

85

660

700

80

3,4

272,0

120

120

660

700

60

4,3

344,0

103

schwindigkeitsänderung in der Hülse entsteht. Ein Maß für das Arbeitsvermögen des Regulators ist das Produkt aus Verstellungskraft und Hülsenweg. Die Größenauswahl des Regulators richtet sich nach dem Wege bezw. Drehwinkel des Regulier- oder Steuerungsorgans und nach der Kraft, welche für die Verstellung desselben notwendig ist. Das Produkt aus beiden Werten muß nahezu gleich dem Arbeitsvermögen des Regulators sein, welches in den Tabellen in Kilogrammillimeter (kgmm) angegeben ist. Ist eine größere Abweichung in der Tourenzahl der Maschine bis zu etwa 4% bei mittlerer Belastung und Schwankungen des Kraftbedarfs um 15% über und unter der normalen gestattet, so ist das Arbeitsvermögen halb so groß, im entgegengesetzten Falle doppelt so groß, zu wählen. Man erhält hiernach im ersteren Falle leichtere, im zweiten Falle schwerere Regulatoren.

■r»

Q,

Fig. 527.

Kosinus-Regulator von Fried. Krupp, Gruson-werk, Magdeburg-Buckau. Die Konstruktion dieses Regulators geht aus Fig. 527 u. 528 hervor. Die Hülse oder der Muff des Regulators ist als Hohlkörper ausgebildet nach oben fortgesetzt. In diesem Hohlkörper ist der Mechanismus des Regulators untergebracht.

\x

Der Muff wird durch die Regulatorachse, auf welcher er sich in der bekannten Weise verschieben kann, in Umdrehung versetzt. Zur Verwendung kommen, ähnlich wie beim Buß scheu Regulator, Winkelhebel. Diese Winkelhebel-Pendel sind in den aus den Figuren ersichtlichen Knieen durch je einen Querstift c mit dem Muff verbunden, während sie sich mittels einer kleinen Rolle k auf dem Quersteg e e der Spindel aussetzen. *3|ijj|

Zu jeder Seite der Regulatorachse liegt ein Pendelarm.

An den Winkelhebeln sind, wie beim Regulator von    >

Fig. 528.

Buß, besondere Gegengewichte angebracht. Um den unteren Armen der Pendel den nötigen Ausschlag zu ermöglichen, ist der Muss mit entsprechenden länglichen Ausschnitten versehen. Heben sich nun infolge der Centrifugalkralkraft bei der Drehung die beiden Schwungkugeln, so wird der Muff des Regulators durch die Stifte c mitgenommen, während die Rollen k auf dem Steg e e eine kleine seitliche Bewegung machen und dort ihr Gegenlager finden. Der Quersteg e e nimmt bei der Drehung der Regulatorachse die Muffe durch irgend eine besondere Verbindung mit. In Fig. 527 ist nur ein Pendelarm gezeichnet, während Fig. 528 beide Pendelarme zeigt.

Durch Verlegung der Achse der Rollen k hat man es bei diesem Regulator in der Hand, jeden gewünschten Unempfindlichkeitsgrad einzustellen, was als ein Hauptvorzug desselben anzusehen ist. Bei sehr geringer Bauhöhe sind große Mafien untergebracht.

Tafel 13.

Bertin-Anljattische Maschinenöau-Aktien-OefeLschast in Pessau.

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Tabelle der Kosinus-Regulatoren.

Nummer

Leistung der Dampfmaschine in

Pferdestärken......

Durchmesser der Drosselklappe mm Umdrehungszahl des Regulators

in der Minute.....

Druck des Muffs in der Ruhe

.    - kg

.    . mm

0—2    1-3    2—8 5-20 15-50 40 -150

0-20 15-25 20 -40 30-60 50-100 90-180

120-1000

150-450

465    416    370    330    298    270

246

nach unten . . .

Hub des Muffs . . Arbeitsvermögen, d. h. Produkt aus Energie und Hub bei 1% Geschwindigkeitsänderung kgmm

GrößterDurchmesserdes Apparats mm

Größte Höhe des Regulators „ Gewicht des Regulators . kg

2,75 5,5 11,5    22    41

30    38    48    60    74

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2. Die Feder-Regulatoren.

In neuerer Zeit finden die Federregulatoren außerordentlich große Verbreitung. Der Federregulator wird schon dadurch im Gebrauch handlicher als die Gewichtsregulatoren, daß bei ihm die schwere Gewichtsbelastung der Hülse fortfällt. Diese ist bei ihm durch eine Feder ersetzt. Die Pendelkugeln können kleiner werden. Die Federregulatoren haben eine große Energie, weshalb sie dort mit Vorteil zu verwenden sind, wo das Stellzeug einen großen Widerstand bietet. Ebenso empfehlen sie sich dort, wo es auf eine schnelle Einstellung eines neuen Gleichgewichtszustandes ankommt, der Empfindlichkeitsgrad also groß sein muß.

M. Tolle sagt in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1895: „Soll jedoch die Federbelastung den vollen Nutzen gewähren, so muß die Anwendung von Belastungsgewichten, auch wenn sich solche nebenher durch die Konstruktion des Regulators von selbst ergeben würde, vermieden oder, wenn gar nicht zu umgehen, auf das konstruktiv zulässige kleinste Maß beschränkt, keinesfalls aber gar absichtlich herbeigeführt werden. Ich spreche diesen eigentlich selbstverständlichen Satz deswegen aus, weil manche der neueren Federregulatoren neben der Federbelastung noch erhebliche Gewichtsbelastung haben, einige sogar gerade aus bekannten Konstruktionen durch solche Änderungen hervorgegangn sind, durch welche eine vorher nicht vorhanden gewesene Gewichtsbelastung hinzugefügt ist. Natürlich muß auch das Bestreben leitend sein, die unvermeidlichen Schwungmassen auf das kleinste Maß zurückzuführen."

„Ein zweiter Vorteil der Federregulatoren besteht darin, daß sich durch passende Wahl der Federabmessungen bei jedem System für die höchste und tiefste Muffenstellung die zugehörigen Umdrehzahlen nach Belieben einander genähert werden können. Freilich ist dabei mit Vorsicht zu verfahren."

„Als Nachteil muß der Umstand bezeichnet werden, daß der Charakter des Regulators vollkommen von dem Verhalten der Feder abhängig ist. Bloßes Anspannen oder Entlasten der Feder ändert den Charakter, so daß beim Zu-sammenbauen die vorgeschriebene Zusammenpressung und Länge der Feder genau eingehalten werden müssen."

„Dieser Unbequemlichkeit steht allerdings der Vorteil gegenüber, durch Spannen oder Entspannen der Feder, d. h. durch bloßes Anziehen einer Stellschraube, in der Lage zu sein, den Ungleichförmigkeitsgrad nach Bedarf abändern zu können, was überaus wünschenswert ist."

„Da man sonst gewöhnt ist, durch Änderung der Hülsenbelastung die Umlaufszahl eines Regulators im Bedarfsfälle zu verändern, so ist die Übertragung auf Federregulatoren, durch stärkeres oder geringeres Spannen der Feder die

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Umdrehzahl abändern zu wollen, jedenfalls naheliegend. Daß dies ganz und gar unzulässig ist, auch innerhalb sehr enger Grenzen, ist eine kennzeichnende Eigenschaft der Federbelastung; durch ein solches Verfahren würde eben der Charakter des Regulators vollkommen verändert werden."

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Fig. 529.

Federregulator von R. Trenck in Erfurt. Neben der Federbelastung wirkt auch noch das mit der Hülse aus einem Stück bestehende Regulatorgehäuse der Centrifugalkraft entgegen; auch ist neben der Federbelastung noch eine Gewichtsbelastung vorhanden. Fig. 529 zeigt den Regulator. Er besteht im wesentlichen aus den beiden zu Winkelhebeln ausgebildeten Pendeln, welche an dem einen Ende die Schwungkugeln tragen und sich mit dem anderen Ende unter Zuhilfenahme von Stelzen auf dem mit der Regulatorspindel festverschraubten Federteller stützen. Mit ihrem mittleren Drehpunkt sind dieselben mit dem lose verschiebbar auf der Spindel sitzenden Gehäuse verbunden, wodurch fast das ganze Eigengewicht des Regulators zur Arbeitsleistung nutzbar gemacht wird, da sowohl das Gewicht des Gehäuses als auch das der beiden Pendel mit Kugeln und der eingeschaltenen Spiralfeder der Centrifugalkraft entgegenwirkt. Zu dieser konstanten Belastung kommt noch der nach unten auf die Hülse wirkende Federdruck hinzu, welcher jedoch mit dem Kugelausschlag annähernd proportional wächst. Bei vollständig ausgeschlagenen Kugeln erhält das Gehäuse die oben angedeutete punktierte Lage. Da der Regulator sehr wenig Gelenke besitzt und auch die Mitnehmerkeile zwischen Spindel und Gehäuse an den Umfang des Federtellers verlegt sind, ist die Reibung sehr gering, so daß dadurch größte Empfindlichkeit erreicht wird.

Die Feder ist so im Gehäuse untergebracht, daß eine Verstellung derselben durch den Maschinisten nicht vorgenommen werden kann.

Da wir aus obigem wissen, daß die Umdrehzahl des Regulators nicht ohne weiteres durch Spannen der Feder geändert werden kann, ohne dadurch den Ungleichförmigkeitsgrad zu verändern, kann diese Änderung der Umdrehzahl nur durch Einsetzen einer anderen entsprechenden Feder erreicht werden.

Erweist sich jedoch eine Tourenverstellung während des Ganges der Maschine als erforderlich, so wird bei den Federregulatoren eine Zusatzfeder im Übertragungsgestänge untergebracht, welche je nach ihrer Stellung zum Hebeldrehpunkt einen größeren oder kleineren Zug an der die Hülse umgreifenden Regulatorenhülle nach unten ausübt und damit die Umdrehzahl in entsprechenden Grenzen verändert.

Tabelle der Trenck-Regulatoren.

Nummer

o I II III IV v VI VII VIII

Durchmesser des Dampfcylinders . . Umdrehungen pro Minute .... Verstellungskraft bei 2% Tourenveränderung Hub der Hülse ....

Arbeitsvermögen in kgmm Gewicht des Regulators .

. mm

mm

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800 1000 160 160 24,5 30,5 115 115 2818 3508 280 300

Federregulator 'von Zabel & Co. in Quedlinburg. Dieser Regulator unterscheidet sich von dem vorigen nur durch die Anordnung der Pendelarme (Fig. 530). Die Kugeln hängen an runden Pendelarmen, welche an besonderen Armen des Federgehäuses aufgehängt sind. Von hier aus sind die Pendelarme gegabelt und bogenförmig so ausgebildet, daß sie die Regulatorspindel zwischen sich lassen und auf der entgegengesetzten Seite der Spindel an Schwingen angreifen, die an einem Quersteg der Regulatorspindel angreifen. Das Gehäuse wird durch den Ausschlag der Pendelarme hochgehoben und die Feder dadurch zusammendrückt.

Die Gewichtsbelastung beträgt Vt bis Vio der Federspannung.

Durch die Wahl einer entsprechenden Anzahl Federwindungen kann jedem Regulator jeder gewünschte Ungleichförmigkeitsgrad gegeben werden.

Prakt. Maschinenbauer.

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Fig. 530.

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Tabelle der Federregulatoren von Zabel & Co. in Quedlinburg.

Muffenhub........

Nummer des Regulators . .

Umdrehungen in der Minute .

Mittlere. Verstellungskraft bei 2% Geschwindigkeits-Änderung Mittlere Energie Arbeitsvermögen

mm

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kg

kg

. kgmm

4,5 6,5 11    17    25    31

113 163 275 425 625 775 270 455 880 1615 2500 3100

Nummer des Regulators.......

Umdrehungen in der Minute......

Mittlere. Verstellungskraft bei 2% Geschwindigkeits-Änderung Mittlere Energie Arbeitsvermögen

kg

kg

18 28

260

38 48 240 220

58 68 78 7AS 200 180 160 150

4,2 6.6 9 13,7 21,2 29 36 105 165 225 342 530 725 900 210 396 630 1096 20142900 3600

. . kgmm

Nr. 1 6t§ 7 A Regulatoren mit kleineren Geschwindigkeiten.

Nr. 18 bis 7AS Regulatoren mit größeren Geschwindigkeiten.

Federregulator von Pröll,    Aus

führung Eisenwerk und Maschinenfabrik „Lauchhammer" (Fig.    531).

Die ganze Anordnung dieses Regulators ist dem Pröllschen Gewichtsregulator ähnlich. Die Pendelarme t, welche die Kugeln K tragen, greisen an der Hülse H an. Unterhalb derselben sind in den zur Achse der Stangen excentrisch liegenden Scharnieren C die wegen der Kugeln gekrümmten Hängearme L angeschlossen. Durch die Platte a übt die Feder F auf deren kürzeren Schenkel einen Druck aus. An dem Gehäuse A befinden sich die Zapfen Z und Zlf um welche sich die Hängearme L drehen. Beim Ausschlagen der Kugeln K wird die Hülse H gehoben, während die Platte a heruntergedrückt wird. Im Gegensatz zu den anderen Federregulatoren sitzt hier das Federgehäuse fest auf der Regulatorachse. Die Gelenkverbindung ist so getroffen, daß die Kugelmittelpunkte sehr angenähert in einer Ebene senkrecht zur Regulatorachse ausschlagen. Der Ungleichsörmigkeitsgrad beträgt 1 bis 2 °/o.

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Fig. 531.

Tabelle der Pröllschen Federregulatoren:

Nummer des Regulators

I II III IV V VI

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Federregulator, System Tolle. Ausführung: Theo-dorWiede's Maschinenfabrik, A.-G. in Chemnitz (Fig. 532 u. 533). Dieser Regulator bietet die Möglichkeit einer Änderung de» Ungleichförmigkeitsgrades zwecks Anpassen an die bestehenden Verhältnisse des Motors und die Möglichkeit der Änderung der Umlaufszahl behufs einer genauen Einstellung derselben. Die Pendel sind an der Regulatorspindel direkt ausgehängt. Die durch Umdr«" hung der Schwungkörper um die Regulatorspindel erzeugte Centrifugalkraft wird durch die Spannung der senkrecht zur Regulatorspindel gerichteten horizontalen Zugfeder im Gleichgewicht erhalten. Die Centrifugalkraft wirst der Federkraft fast direkt entgegen, wodurch die Gelenkbolzen beinahe entlastet werden. Der Unempfindlichkeitsgrad des Regulators wird dadurch äußerst gering.

Die vertikal angeordnete, in eine Schutzhülse eingeschlossene Druckfeder wirkt als Muffenbelastung. Da die Hülse nur aus Blech besteht, ist eine Gewichtsbelastung der Hülse hier nicht vorhanden. Spannt man diese vertikale Feder, so wird die Umlaufszahl und die Energie des Regulators ohne jede Änderung des Ungleichförmigkeits-

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Fig. 632.

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Fig. 533.

grades vergrößert. Spannt man dagegen die horizontale Hauptseder, so wird der Ungleichförmigkeitsgrad verringert und umgekehrt. Eine Veränderung der Spannung der horizontalen Hauptfeder zwecks Änderung des Ungleichförmigkeitsgrades bewirkt aber auch eine unbeabsichtigte Veränderung der Umlaufszahl. Um die bisherige Umlaufszahl wieder herbeizuführen, muß die Spannung der vertikalen Feder entsprechend geändert werden. Eine Spannungsveränderung der horizontalen Feder zwecks Änderung der Umlaufszahl ist unzulässig.

Der dargestellte Regulator ist für solche Motoren bestimmt, welche nur in einer bestimmten Umlaufszahl zu arbeiten haben. Ein genaues Einstellen dieser Umlaufszahl geschieht während des Stillstandes durch Spannungsveränderung der vertikalen Feder. Erfordern die Betriebsverhältnisse des Motors einen anderen Ungleichförmigkeitsgrad, so kann derselbe in der erwähnten Weise leicht eingestellt werden.

Tabelle der Federregulatoren System Tolle.

Nummer des Regulators

0    1    23456    789 10 11 12

Umdrehungen in der Minute. . 360 340 320 300 300 300 300 290 280 260 250 230 220 Mittlere Verstellungskraft bei 2%

Mittlere Energie . . Hülsenhub . . . .

Geschwindigkeitsänderung kg 1,26 2,14 3,2 48 5,2    6    7 8,48 10 12 16 23 30

. . . „ 31,5 53,6 80 12 130 151 175 212 252 296 394 576 750 mm 28 33 38 44 48 51 55 60| 66 72| 80|1G0110

In vielen Fällen wird eine Änderung der Umlaufszahl des Regulators während des Ganges gewünscht. Es wird dann die beim Regulator Fig. 532 innerhalb der Schutzhülse angeordnete Druckfeder für eine Tourenänderung innerhalb kleiner Grenzen bis 7,5 % durch eine neben der Regulatorsäule angebrachte Zugfeder ersetzt, welche an dem Stellhebel angreift, also ruhig steht und während des Ganges des Regulators leicht verstellt werden kann. Für größere Tourenänderungen während des Ganges bis zu 100 % werden zwei an die Hülse angreifende Federn neben der Regulatorsäule angeordnet.

Bei den bisher besprochenen Federregulatoren schlagen die Pendelgewichte in einer Ebene parallel zur Regulatorachse aus. Es sind aber auch Regulatoren konstruiert worden, bei denen die Gewichte in einer Ebene senkrecht zur Regu-lawrachse ausschlagen. Man bezeichnet diese Regulatoren als Flachregler. Man hat nun bei den Flachreglern vor allem darauf gesehen, daß die Eigenreibung derselben auf das kleinste Maß beschränkt wird, um eine große Empfindlichkeit zu erreichen, und daß die Ausgleichung einer Geschwindigkeitsänderung so schnell als möglich erfolgt. Bei den gewöhnlichen Federregulatoren mit Fliehgewichten hat die Centrifugalkraft alle Widerstände, welche der Regulator in seinem Gestänge und der Steuerung verursacht, allein zu überwinden. Da die Hülse noch durch ein Gewicht belastet ist, welches aus seiner Trägheitslage herausgebracht werden muß, wird natürlich die Empfindlichkeit des Regulators hauptsächlich für kleine Belastungsschwankungen ganz wesentlich herabgezogen. Man hat daher bei den Flachreglern die Fliehkräfte noch durch die Wirkung eines zweiten Gewichtes unterstützt, welches durch die lebendige Kraft seiner Trägheit ebenfalls auf Verstellung der Hülse einwirkt.

Fig. 534 u. 535 zeigt den Federregulator mit Beharrungsgewicht, Flach-regtet, von Zabel & Co. in Quedlinburg. Mit der Regulatorspindel fest verbunden sind zwei Führungsstangen, auf welchen durch Federn belastete Schwunggewichte radial nach außen gleiten.

Die Bewegungen der Schwunggewichte werden durch Winkelhebel auf die Stellmuffe übertragen. Zugstangen verbinden die Schwung- j gewichte mit einem auf der Spindel lose sitzenden Beharrungsgewicht.

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Alle rotierenden Teile, bis auf die Stellmuffe, sind von einem feststehenden, mit dem Regulator-bock verschraubten Gehäuse umschlossen; das Gehäuse nimmt also an der Drehung der Regulatorspindel nicht teil.

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Fig. 634'

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Durch die Centrifugalkraft gleiten die Schwunggewichte nach außen, heben die Stellmuffe und bringen durch die Zugstange das Beharrungsgewicht aus seiner Trägheitslage. Bei jeder eintretenden Belastungsschwankung der Maschine, also Änderung der Umlaufsgeschwindigkeit des Regulators wirkt außer der Centrifugalkraft die lebendige Kraft der Trägheit des Beharrungsgewichtes auf die Verstellung der Stellmuffe. Bei zunehmender Geschwindigkeit die Schwunggewichte nach außen, bei abnehmender Geschwindigkeit nach innen drängend, wird die Ver-    II {jki

stellungskrast erhöht und die Be-    ti|j|

Fig. 535.

Die Eigenreibung dieses Regulators ist sehr klein und wird durch die Wirkung des Beharrungsgewichtes bei eintretenden Geschwindigkeitsschwankungen aufgehoben.

Diese Regulatoren können sowohl senkrecht, wie Fig. 534 u. 535, als auch horizontal aufgestellt werden. In letzterem Falle können sie direkt von der Kurbelwelle stehender Maschinen angetrieben werden.

Tabelle der Federregulatoren mit Beharrungsgewicht von Zabel & Co.

in Quedlinburg.

Nummer

19    20

21 | 22

23    24    25 | 26

Tourenzahl pro Minute. . .

Muffenhub......mm

Mittlere Verstellungskraft bei 2% Geschwindigkeitsänderung kg Arbeitsvermögen . . . kgmm Mittlere Energie .... kg

300 260 30    40

5    6

150 240 125    150

260

50

450

225

240

240

240

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800

400

70

240

80

200

100

33

2310

825

43

3440

1075

50

5000

1250

Wie eben erwähnt, können auch die zuletzt besprochenen Flachregler direkt von der Kurbelwelle der stehenden Dampfmaschinen angetrieben werden, sie wirken aber stets durch ein Stellzeug auf Verstellung der Steuerung der Maschine ein.

Die sogenannten Achsenregulatoren oder Schwungradregulatoren ebenfalls auf der Kurbelwelle der Maschine direkt befestigt, indem sie meistens in das auf dem Ende derselben sitzende Schwungrad direkt eingebaut werden. Sie wirken aber

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durch Ausschlag ihrer Gewichte 2b\ O-'/ direkt auf eine Verstellung des Steuerexcenters ein, wodurch die Steuerungen früher oder später die Dampfkanäle abschließen. Auch bei diesen Regulatoren schlagen die Gewichte senkrecht zur Regulatorachse aus.

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Der Regulator von Westinghouse Fig. 536 u. 537 *) ist ein solcher. In Fig. 536 befinden sich die Gewichte im Zustande der Ruhe, welcher der normalen Geschwindigkeit der Maschine entspricht. Fig. 537 zeigt die Gewichte in ihren äußersten Stellungen. Das Gehäuse A des Regulators wird auf der Kurbelwelle 8 aufgekeilt oder an den Armen des Schwungrades befestigt. Das Excenter C ist mit dem Arme c durch den Zapfen d am Gehäuse befestigt, ferner ist dasselbe durch den Arm f mit einem der beiden Pendelgewichte B verbunden. Beide Pendelgewichte sind durch die Stange e miteinander verbunden,

*) Fig- 636 u. 537 sind dem im gleichen Verlage erschienenen Werk: Breslauer, „Der Maschinenbau", entnommen.

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so daß ihre Bewegung abhängig voneinander ist; sie schlagen am oie Zapfen b aus. Der Centrifugalkraft der Pendelgewichte wirken die Federn D entgegen. Bei einem Ausschlag der Pendelgewichte B wird das Excenter C durch den Arm f mitgenommen und verdreht, bezw. seine Excentrici-tät verstellt, wodurch das Steuerorgan schneller die Dampfkanäle abschließt. Das Excenter arbeitet dann mit kleinerer Excentricität. Dieser Zustand dauert so lange, bis die normale Geschwindigkeit wieder errreicht ist, wie Fig.

636 zeigt.

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Fig. 537.

Wie wir wissen, gestattete der Federregulator System Tolle durch Anordnung einer horizontalen Feder, die Umdrehungszahl des Regulators zu verändern. Dort wurde behufs Änderung der Umdrehungszahl während des Ganges die Hülsenfeder neben dem Regulatorständer angeordnet. Um nun auch bei jedem anderen Federregulator die Umdrehungszahl beliebig ändern zu können, ordnet man besondere Hilfsmittel an. Als ein solches gilt die Federwage. Ein Federregulator von Zabel & Co. in Quedlinburg ist in Verbindung mit einer solchen Federwage in Fig. 538 dargestellt. Die Federwage greift an dem Hebel für das Stellzeug an und belastet so indirekt den Regulator. In einem am Regulatorständer befestigten Gehäuse sind zwei oder mehrere Federn angeordnet. Durch ein Handrad werden die Federn herausgeschraubt, und es belastet zuerst die äußere Feder den Regulator. Zum Zwecke weiterer Tourenerhöhung werden die Federn weiter heraufgeführt, so daß auch die innere Feder den Regulator belastet und so fort.

Die Fabrik sagt: „Wir empfehlen für je 5 %

Fig. 538.

Der Regulatorständer. Der Regulator selbst wird in dem Regulatorständer gelagert, in welchem auch der Antrieb für denselben untergebracht ist. Der Regulatorständer wird entweder an der Maschine befestigt oder sonstwie be-

Tourenveränderung die Anordnung einer Zusatzfeder, also für 10% zwei, für 15% drei Zusatzfedern."

sonders neben der Maschine aufgestellt, wie wir das bei den Dampfmaschinen noch sehen werden. In Fig. 539 ist nur ein Trenckscher Federregulator mit Ständer dargestellt. Die Regulatorspindel 8 stützt sich unten in einem, im Ständer Gr eingelassenen Spurlager L, oben erhält sie nochmals durch eine Rotgußbüchse B Führung. Auf dem Ständer Gl ist oben der Arm A für den Stellhebel drehbar aufgesetzt. Der Stellhebel selbst ist gegabelt und umgreift schellenartig die Regulatorhülse. Der Antrieb der Regulatorspindel erfolgt durch die Riemscheibe B, und durch das Kegelräderpaar K. Die eingeschriebenen Maße gelten für den Regulator Nr. 8 von R. Trenck in Erfurt, siehe die Tabelle dieser Regulatoren.

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Fig. 639.

Je größer der Regulator - ist und je schwerer die in ihm enthaltenen Gewichtsmassen sind, desto mehr ist es nötig, ihn mit einer Ölbremse zu versehen, um sein unruhiges Schwanken um eine mittlere Gleichgewichtslage Folge der nicht zu umgehenden Trägheit der Massen — l/R zu verhindern. An dem verlängerten Stellhebel 8 des Regulators (Fig. 540), Regulator System Pröll von Eisenwerk und Maschinenfabrik „Lauchhammer", wird die Kolbenstange k der Ölbremse 0 drehbar angeschlossen, während sich diese am Boden um einen am Regulatorständer Gr gelagerten Zapfen Z drehen kann- Auf diese Weise kann die Ölbremse 0 dem Ausschlagbogen des Stellhebels 8 folgen. Ebenso wie der Arm A des Stellhebels 8 ist auch der Arm B für den Zapfen Z drehbar am Ständer Gr angeordnet.

Eine Ölbremse selbst zeigt Fig. 541. Beim Niedergang des Kolbens wird das Öl oder Glycerin durch zwei kleinere Öffnungen in demselben nach seiner oberen Seite übertreten. Beim Hochgehen des Kolbens fällt das Öl durch diese Öffnungen zurück. Die Öffnungen im Kolben können durch kleine Schräubchen reguliert werden, so daß das Öl größere und kleinere Öffnungen findet und

daher leichter oder schwerer übertritt, wodurch die Bremswirkung vergrößert oder verkleinert wird.

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Wie schon früher bemerkt, wirkt der Regulator entweder auf eine Drosselklappe, auf ein Absperrventil oder direkt auf die Steuerung der Maschine ein. Da die Anordnung des Regulator-Stellzeuges, wenn derselbe auf eine Drosselklappe oder auf die Steuerorgane der Maschine einwirkt, sich ganz nach dem Aufbau der Maschine richtet, kann hier nicht näher auf diese eingegangen werden. Bei den Dampfmaschinen werden wir derartigen Verbindungen begegnen. Häufig läßt man aber auch die Regulatoren auf Absperrventile einwirken. In diesem Fall wird gewöhnlich der Regulator direkt auf dem Gehäuse des Ventils aufgebaut, so daß derselbe mit dem Absperrventil ein Ganzes bildet.

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Fig. 540.

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Von den vielen verschiedenen Konstruktionen ist k in Fig. 542 der Regulator mit Absperrventil von Herm. Hartung Nachf. in Düsseldorf wiedergegeben. Der Regulator wirkt auf ein sogenanntes Drosselventil ein. Soll die Maschine arbeiten, so wird das Absperrventil V geöffnet. Der Dampf strömt durch A in den Schieberkasten der Maschine. Der Regulator wird von der Maschine, wie üblich, angetrieben und bethätigt dann durch das Stellzeug das Drosselventil. Der Dampf tritt in C ein, strömt durch das in zwei Teile geteilte Drosselventil D, durch das Ab-sperrventil V und durch A in den Schieberkasten. Nimmt die Ge- V schwindigkeit der Maschine zu, so wird das Drosselventil mehr ge-    II

A direkt auf einem Stutzen des Schieberkastens ausgeschraubt.

Fig. 541.

Justierung des Regulators. Ein jeder Regulator muß erst den bestehenden Verhältnissen der Kraftmaschine im Betriebe angepaßt werden, er muß justiert werden. Über die Justierung des Regulators schreibt Breslauer, „Der Maschinenbau II" *): „Der Unempfindlichkeitsgrad eines Regulators kann von vornherein mit Sicherheit nicht bestimmt werden, da er von Widerständen abhängig ist, die vor der Aufstellung des Regulators unbekannt sind. Er wird sich deshalb bei Inbetriebsetzung der Maschine in der Regel als zu groß oder zu klein herausstellen. Er ist nämlich zu groß, wenn die Maschine von ihrer normalen Geschwindigkeit zu sehr abweichen muß, ehe der

') Breslauer, „Der Maschinenbau", II. Band, im gleichen Verlage erschienen, behandelt ausführlich die Kraft- und Hebemaschinen. Preis geb. 18 Mk.

37

Prakt. Maschinenbauer.

Regulator in Bewegung kommt. Es ist dies ein Zeichen dafür, daß die Widerstände im Vergleich zu der treibenden Kraft des Regulators zu groß sind, und man müßte, um diese zu ändern, entweder die Widerstände verringern oder die treibende Kraft vergrößern. Die treibende Kraft des Regulators setzt sich aber zusammen aus den Pendelgewichten und der Hülsenbelastung. Beide müßten gleichzeitig vergrößert werden, wenn die Stellung des Regulators sich nicht ändern soll. In der Regel versucht man daher die Regulierung durch Herabminderung der Widerstände zu bewirken. Aus diesem Grunde wird das Stellzeug zunächst untersucht, ob nicht irgendwo zu große Reibungswiderstände auftreten, ob etwa die Stopfbüchsen und die Gelenke zu fest angezogen sind. Ist dies nicht der Fall und alles zur Beiseitiguug dieser Widerstände gethan, so muß die Übersetzung im Stellzeug verringert werden, und zwar so, daß die Regulatorhülse an einem kleineren Hebelarm angreifen kann."

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Ist der Unempfindlichkeitsgrad des Regulators zu klein, was der Fall ist, wenn er kleiner als der Ungleichförmigkeitsgrad des Schwungrades ist, so würde der Regulator zu viel arbeiten, also stets zucken. Die Übersetzung im Stellzeug muß dann vergrößert werden.

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Man trifft daher bei jedem Regulator die Einrichtung, daß irgend ein Hebelarm im Stellzeug leicht verlängert oder verringert werden kann. Es ist dies gewöhnlich der Hebelarm, welcher an dem Absperrorgan angreift.

Ingenieur Hummel in Zwickau sagt in seinen Vorträgen über „Regulatoren" weiter: „Im allgemeinen sind die Kraftschwankungen bei einer größeren Maschinenanlage während des ordnungsmäßigen Ganges sehr klein. Der Regulator braucht also auch nur verhältnismäßig kleine Ausschlagsänderungen anzunehmen. Den größten Schwankungen im Kraftverbrauche entspricht aber stets eine ganz bestimmte Verstellung des Regulierungsorgans und daher eine ganz bestimmte größte Bewegung des Regulators, die man allerdings nur beim Betriebe erkennen kann. Diese Ausschlagsbewegung entspricht aber dem wirklichen Ungleichförmigkeitsgrad des Regulators. Hat dabei der Regulator nicht zu große Bewegungen machen müssen, so ist er für die betreffende Maschine groß genug; ist aber der Ausschlag zu bedeutend, so ist er zu klein. Da die größten Kraftschwankungen im Betriebe nur selten eintreten, so genügt häufig ein kleinerer Regulator. Für die Größe des Regulators sind also vor allem die Arbeits-Maschinen maßgebend mit ihrem wechselnden Kraftverbrauch."

»Zeigt sich bei einem Betriebe, daß der Regulator bei normalem Gange der Maschine nicht seine mittlere Stellung annimmt, sondern etwa zu hoch steht,

ä—> gifl. 542.

so wäre dies ein Zeichen, daß die Centrifugalkraft im Verhältnis zur Hülsenbelastung zu groß wäre. Es mußte daher die Hülsenbelastung vergrößert oder das Pendelgewicht verkleinert werden. Im ersteren Falle würde der Regulator gleichzeitig etwas empfindlicher, im zweiten Falle unempfindlicher werden. Stände daher derselbe bei normalem Gange zu tief, so müßte entweder die Hülsenbelastung leichter oder das Pendelgewicht schwerer gemacht werden. Im ersteren Falle würde der Regulator unempfindlicher, im zweiten Falle empfindlicher sein. Sollte also die Empfindlichkeit ungeändert bleiben, so müßte sowohl die Hülsenbelastung als auch das Pendelgewicht vermehrt werden."

Die Veränderung der Hülsenbelastung oder des Pendelgewichtes bietet auch das einzige Mittel, um den Regulator für eine andere Tourenzahl einzustellen. Die Pendelkugeln müssen für diesen Fall leicht ausgewechselt werden können, und die Hülsenbelastung wird durch Auflegen von scheibenförmigen Gewichten vermehrt. Ein Laufgewicht auf irgend einem Hebel des Stellzeuges gestattet dann noch, feinere Einstellungen vornehmen zu können.

37*

II. dl [tiefmitt.

Die Kraftmaschinen oder Motoren.

Im vorigen Abschnitt, den Maschinen-Elementen, hatten wir nur einzelne Maschinenteile kennen gelernt, i). h. solche Teile, welche wir bei den jetzt zu besprechenden Kraftmaschinen an diesen mehr oder weniger angewendet finden. Wir können sagen, daß sich jede Kraftmaschine aus einzelnen Maschinen-Elementen zusammensetzt und so schließlich das Ganze die Maschine bildet. Wir haben es hier mit fertigen Maschinen zu thun, welche zum Betriebe ganzer gewerblicher Anlagen dienen. Diese Maschinen, welche zum Betriebe einer gewerblichen Anlage dienen, bezeichnet man als Kraftmaschinen im Gegensatz zu den Arbeitsmaschinen, welche ihren Antrieb von diesen Kraftmaschinen erhalten und zur Verrichtung specieller Arbeiten dienen, wie Drehen, Bohren, Fräsen und dergl. mehr.

Die Kraftmaschinen haben wir nun je nach dem treibenden Mittel zu unterscheiden, welches ihnen ihre Bewegung erteilt. Für uns kommen da folgende Arten in Betracht:

Der Betrieb erfolgt durch den Druck von Wasser; diese Motoren nennt man Wassermotoren oder hydraulische Motoren (vom griechischen Hydor— Wasser).

Der Betrieb erfolgt durch den Druck von Dampf, diese Motoren nennt man Dampfmaschinen, zu ihnen gehören die Dampferzeuger; die Dampfkessel.

Der Betrieb erfolgt durch den Druck eines Gases; diese Motoren nennt man Gasmotoren.

1. Die Wassermotoren.

Die Wassermotoren oder hydraulischen Motoren nutzen die Kraft des fließenden Wassers aus. Das Wasser fließt dabei denselben zu, passiert den Motor, wobei es seine Kraft zum möglichst großen Teil an ihn abgiebt, und verläßt denselben wieder. Je nach der Bauart dieser Motoren unterscheiden wir: Wasserräder und Turbinen.

Der Unterschied zwischen Wasserrädern und Turbinen ist im wesentlichen der, daß bei den Wasserrädern nur an einem verhältnißmäßig kleinen Teil des Umfanges Wasser in das Rad eintritt und an derselben Stelle auch wieder austritt. Die Achse der Wasserräder ist stets horizontal gelagert. Die Turbinen sind meist mit senkrechter Achse versehen. Das Wasser tritt an einem größeren Teil des Umfanges ein und verläßt auch die Turbine an einer anderen Stelle wieder. Während die Wasserräder nur eine sehr geringe Umdrehungsgeschwindigkeit haben, laufen die Turbinen schnell um.

Natürlich wird nun für die Größe der vom Motor abzugebenden Kraft in erster Linie die Menge des Wassers, des Aufschlagwassers, maßgebend sein, aber auch dessen Gefälle, d. h. der Unterschied zwischen dem Wasserspiegel zu Beginn des Wasserlaufes und an der Stelle des Motors. Mit der Menge des Aufschlagwassers und dem Gefälle wächst auch die Leistung der Wasserkraftanlage.

Breslauer, „Der Maschinenbau/' sagt: „Es wirkt dabei das Wasser entweder durch seine lebendige Kraft oder durch sein Gewicht, also durch seine Schwere. Die lebendige Kraft des fließenden Wassers wird in den Wassermotoren mit einem geringeren Nutzeffekt ausgenutzt als sein Gewicht. In letzterem Falle kommt die Menge des Aufschlagwassers, welches dem Motor zugeführt wird, und seine Fallhöhe, das sogenannte Gefälle, in Betracht. Obgleich auf den Nutzeffekt beide, sowohl die Menge des Wassers als auch seine Fallhöhe, den gleichen Einfluß haben, so ist es dennoch praktischer, Anlagen mit möglichst großer Fallhöhe und kleiner Wassermenge zu wählen."

„Bon dem Arbeitsvermögen, welches das Aufschlagwasser den Wassermotoren erteilt, kann nur ein Teil nutzbar gemacht werden. Gewisse Verluste dieses Arbeitsvermögens sind unvermeidlich.

1.    Der Verlust, welcher dadurch entsteht, daß nicht alles Wasser, welches den Wassermotoren zugeführt wird, zur Wirkung kommt, daß also ein Teil des zugeführten Wassers verloren geht.

2.    Der Verlust, welcher dadurch entsteht, daß die Maschinenteile dem einströmenden Wasser einen Widerstand entgegensetzen und seine Bewegung hemmen oder seinem Stoß entgegenwirken.

3.    Der Verlust, welcher dadurch entsteht, daß nicht die ganze lebendige Kraft in dem Wassermotor ausgenutzt werden kann, weil das Wasser auch noch beim Verlassen der Maschine eine gewisse lebendige Kraft haben niuß.

4.    Der Verlust, welcher durch die Reibung des Wassers innerhalb der Maschine verursacht und um so größer wird, je öfter das Wasser beim Durch-fließen durch die Maschine seine Richtung ändern oder Querschnitte von abweichender Form durchziehen muß.

5.    Der Verlust, welcher durch die Reibungswiderstände der Maschine selbst hervorgerufen wird, also durch den Widerstand, welchen die Luft der Bewegung der Maschinenteile entgegensetzt, und durch die Reibung der festen Maschinenteile gegeneinander."

Es wäre nun nicht möglich, den Wassermotor einfach in den Lauf des fließenden Wassers einzubauen, weil dasselbe bald höher bald tiefer steht, wodurch dann die Leistung des Motors ungleichmäßig würde. Es ist vielmehr erforderlich, den Wasserspiegel möglichst gleichmäßig auf derselben Höhe zu erhalten. Man leitet das Wasser durch einen besonderen Kanal dem Motor zu und leitet es auch durch einen besonderen Kanal wieder in seinen ursprünglichen Lauf hinein. Es machen sich also Kanal- und Wehrbauten erforderlich.

Denken wir uns in Fig. 543 einen Flußlauf A B. Bei F steht eine Fabrik, welche durch einen Wassermoior betrieben werden soll. Der Motor sei M. Das Wasser des Flußlaufes AB wird nun bei C durch ein Wehr angestaut und oberhalb des Wehres durch einen Kanal KK^ nach dem Motor geleitet. Der Kanal K, Kä führt das Wasser vom Motor wieder dem Flußlauf AB zu. Man bezeichnet den Kanal KK, als Oberwassergraben, den Kanal KjKj als Unterwassergraben. Gleich zu Anfang des Oberwassergrabens

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Fig. 543.

wird in diesen eine Einlaßschütze oder Schleuse 8 eingebaut, welche die Regulierung des Wassers gestattet, durch welche aber auch von M das ganze Wasser abgestellt werden kann. Kurz vor Eintritt des Wassers in den Motor M wird in dem Oberwassergraben ein Rechen R eingebaut, welcher alle Unreinigkeiten von dem Motor fernhalten soll. Es muß aber jetzt noch eine Einrichtung getroffen werden, welche gestattet, daß man das Wasser des Oberwassergrabens nicht durch den Motor zu leiten braucht, sondern dasselbe direkt in den Unterwassergraben führen kann. Diesem Zweck dient der sogenannte Freilauf oder Freifluter K, K₂, welcher vom Oberwassergraben abzweigt und in den Unterwassergraben mündet. Zu Anfang desselben ist die Freifallschütze, Freilaufschütze oder Fluterschütze Fx eingebaut, welche das Absperren dieses Kanals gestattet.

Die Wehre.

Wie wir aus obigem wissen, wird das Wasser des Flußlaufes, welches zum Betriebe eines Wassermotors dienen soll, durch einen besonderen Kanal dem Motor zugeführt. Damit der Wasserspiegel des Kanals nun möglichst seine Höhe stets beibehält, ordnet man direkt hinter dem abzweigenden Kanal ein Wehr an, durch welches das Wasser des Flußlaufes stets auf derselben Höhe gehalten wird, indem je nach dem Steigen oder Fallen des Wasserspiegels mehr oder weniger Wasser über das Wehr abfließt.

Die Wehre werden nun danach eingeteilt, wie ihre Oberkante oder Krone zum Wasserspiegel des Flußlaufes hinter dem Wehr liegt, d. h. zum Unterwasserspiegel.

Es ergeben sich: Überfallwehre oder vollkommene Wehre und Grundwehre oder unvollkommene Wehre.

Bei den Überfallwehren liegt die Krone höher als der Unterwasserspiegel, bei den Grundwehren liegt die Krone unter dem Unterwasserspiegel.

Ein weiteres Wehr ist noch das Schleusenwehr, welches meistens in Verbindung mit einem Überfallwehr zur Anwendung kommt, man bezeichnet es daher auch als Überfall-Schleusenwehr, auch wohl als bewegliches Wehr. Bei diesem Wehr kann das Wasser ohne weiteres über die Krone desselben nicht hinwegfließen, vielmehr muß erst eine Durchbrechung des ganzen Wehres von Hand hergestellt werden, indem man eine sogenannte Schütze aufzieht, welche dann eine Öffnung im Wehr freigiebt, durch welche das Wasser abfließen kann. Es heißt in Pechan, „Leitfaden des Maschinenbaues": „Darf bei steigendem Wasserzufluß der Wasserspiegel oberhalb des Wehres nicht höher werden, um Überschwemmungen zu verhüten oder den Benutzer der Wasserkraft ober dem Wehr nicht zu beeinträchtigen, so muß das Wehr mit einer Schleuse mit Stauschütze versehen sein, vermittelst welcher das Wasser in den natürlichen Wasserlauf abgelassen werden kann. Es heißt dann ein Überfall-Schleusenwehr, Durchlaßwehr, durchbrochenes Wehr, Wehr mit Einschnitten oder kombiniertes Wehr. Das überschüssige Wasser fließt bei gewöhnlichem Wasserzufluß über die Stauschütze wie über das Wehr, bei größerem Wasserzufluß hingegen wird die Schütze so hoch gehoben, daß durch die entstehende Schützenöffnung das überschüssige Wasser unter der Schütze abfließt und somit der Wasserspiegel über dem Wehr auf bestimmter Höhe bleibt. Die meisten Fälle der Praxis lassen ein Überfall-Schleusenwehr zur Anwendung angezeigt erscheinen."

Welche der drei Arten von Wehren nun von Fall zu Fall anzuwenden sind, kann hier nicht erörtert werden, da der höchste und der niedrigste Wasserstand hierfür vor allem maßgebend ist, der ja überall verschieden sein wird

gig. 545.

Flg. 544.

Man bestimmt nun die Länge oder die Richtung des Wehres zur Richtung des Wasserlaufes. Das Wehr, gleichgiltig welcher Art, kann ein gerades, ein schiefes, ein gekrümmtes oder ein gebrochenes sein.

Das gerade Wehr (Fig. 544) wird senkrecht zur Stromrichtung quer durch den Strom angelegt; es ist das kürzeste Wehr. Das schiefe, auch schräge Wehr genannt (Fig. 545), findet vielfache Anwendung; es verläuft schräg durch das Flußbett. Der abzweigende Kanal müßte oberhalb des Wehres an der Seite bei m liegen, da die Strömung hauptsächlich nach dort abgeleitet wird. Unterhalb des Wehres wird das Ufer bei n stark angegriffen, weil die Strömung hauptsächlich gegen dieses geleitet wird. Das gekrümmte Wehr (Fig. 546) bietet die Vorteile des schrägen Wehres, ohne den Nachteil desselben zu haben, das Ufer bei n auszuwaschen. Das gebrochene Wehr (Fig. 547) ist dem gekrümmten ähnlich. Es ist das längste Wehr und deshalb für große Schwankungen des Wasserspiegels zu empfehlen.

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Fig. 546.

Mg. 547.

Es ist nicht immer möglich, hauptsächlich bei breiten, schiffbaren Flüssen, die Wehre durch das ganze Flußbett gehen zu lassen. Man läßt dann das Wehr nur über einen Teil des Flußbettes gehen. Solche Wehre bezeichnet man im Gegensatz zu denjenigen, welche durch das ganze Flußbett hindurchgehen, den dichten Wehren, als leichte Wehre.

Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt weiter: „Mit der Stauung des Wassers durch die Wehre ist sowohl eine Erhöhung des Wasserspiegels, als eine Verminderung der Wassergeschwindigkeit oberhalb des Wehres verbunden. Es ist wichtig, festzustellen, bis auf welche Entfernung das Wasser rückwärts gestaut wird, und zwar nicht nur deshalb, weil durch solche Stauungen Überschwemmungen hervorgerufen werden können, sondern auch deswegen, weil durch eine übermäßige Stauung andere Wassermotoren, welche oberhalb des Wehres angelegt sind, durch Verlust an Gefälle in ihrer Arbeitsleistung geschädigt werden können."

Fig. 548.

Der Bau der Wehre erfordert nun besondere Befestigungen des Grundes, des Flußbettes und des Wehres überhaupt, damit dasselbe nicht unterwaschen oder gar vom Wasser seitlich umgangen werden kann. Hinter dem Wehr ist der Grund ebenfalls zu befestigen, da das Wasser dort durch wirbelnde Bewegung den Grund auswaschen würde.

Einer Darstellung aus Breslauer, „Der Maschinenbau," entnehme ich Fig. 548. Danach hat ein Wehr im allgemeinen die Form eines Fünfecks mit abgerundeten Ecken. Das Fünfeck ist ABCDE. Man bezeichnet nun die Strecke AB als die Sohle des Wehres, die Strecke BC als die Brust des Wehres, d. i. die Strecke, welche der Stromrichtung entgegengerichtet ist. Die Strecke CD ist die Vordecke, die Strecke DL die Abschlußdecke, die Strecke AE der Rücken des Wehres. Die oben senkrecht zur Stromrichtung verlaufende Kante bei D bezeichnet man als die Krone, Kappe, Überfallschwelle, Sattel oder Wehrbaum des Wehres.

Fig. 549 zeigt nun ein Grundwehr oder unvollkommenes Überfallwehr. Die Krone dieser Wehre liegt stets unter dem Unterwasserspiegel. Die ganze Sohle des Wehres wird durch Steine gebildet. Die Krone ist aus einer Pfahl-

reihe P zusammengesetzt, von welcher die einzelnen Pfähle wieder durch Spundwände 8 verbunden sind. Die Spundwände 8 werden durch starke Bretter gebildet, welche zwischen die Pfähle eingeschaltet werden. Sie verhindern das Durchdringen des Wassers unter das Wehr. Über die ganze Pfahlreihe ist als eigentliche Krone oder Wehrbaum der Balken B gelegt. Dort wo das Wasser hinter dem Wehr in den Unterwasserspiegel übergeht, sind zur Befestigung gegen das Ausspülen der Steine noch zwei Pfahlreihen Pt und P₂ eingerammt. Die Höhe

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Fig. 549.

des Wehres ist x, die Stauhöhe, d. h. der Unterschied zwischen Unterwasserspiegel und Oberwasserspiegel, ist hlr die Druckhöhe des Wehres über der Krone h, die Tiefe des Unterwassers a.

Fig. 550 stellt ein Überfallwehr oder vollkommenes Wehr dar. Es ist ein steinernes Wehr, auf einem Betonfundamente F aufgebaut. Vor und hinter dem Wehr sind Spundwände 8 und 8* angeordnet, damit das Wasser nicht unter das Wehr dringen kann.

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Es ist hier wieder x die Höhe des Wehres, die Stauhöhe (Unterschied zwischen Ober- und Unterwasserspiegel), h die Druckhöhe des Wassers über der Wehrkrone und a die Tiefe des Unterwassers.

Fig. 550.

Derartige steinerne Überfallwehre werden häufig anstatt auf einem Betoufundament auf einem Pfahlrost aufgebaut.

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Fig. 551.

Auch ganz aus Holz werden die Wehre hergestellt. Ein hölzernes Überfallwehr zeigt Fig. 551. Die Krone des Wehres wird durch einen Balken B gebildet, der sich auf eine Spundwand 8 legt. Die Brust und der Rücken des Wehres sind ebenfalls durch Spundwände S₄ und S₂ abgeschlossen. Vor

38

Kraft. Maschinenbauer.

der Brust und hinter dem Rücken sind Steinwürfe angeordnet. Die Vordecke und Abschlußdecke des Wehres werden durch Bohlen gebildet, welche auf Balken A befestigt sind, die sich wiederum auf Pfahlreihen P legen. Wie oben ist wiederum x die Höhe des Wehres, h₁ die Stauhöhe, h die Druckhöhe des Wassers über der Wehrkrone und a die Tiefe des Unterwassers.

Wie wir oben schon gesagt hatten, kommen die Schleusenwehre meist nur in Verbindung mit Überfallwehren zur Anwendung. Die Anordnung wird dann so getroffen, daß das Überfallwehr über den mittleren Teil des Flußbettes reicht, während zu einer oder zu beiden Seiten des Flußbettes Schleusenwehre angeordnet werden, durch welche somit eine Regulierung der Höhe des Wasserspiegels möglich ist. Ein solches Wehr zeigt Fig. 552 u. 553, und zwar ist in Fig. 552 dasselbe im Querschnitt und in Fig. 553 das Schleusenwehr und ein Teil des Überfallwehres von vorn gesehen gezeichnet. Die ganze Wehrkonstruktion ist in Holz in bekannter Weise ausgeführt. Bemerkenswert ist nur,

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Fig. 553.

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daß der Rücken des Schleusenwehres sowohl als auch des Überfallwehres steil abfällt, ohne mit Steinen ausgefüttert zu sein. Es sind hier seitlich des Überfallwehres W zwei Schützen für das Schleusenwehr angeordnet, welche die Breite b haben. Die Schützen 8 und 8^ bestehen aus Bohlen und führen sich an den senkrecht stehenden Holzfäulen H. Jede Schütze hängt an einer Schraubenspindel, mittels welcher sie durch irgend einen Antriebsmechanismus gehoben oder gesenkt werden kann, indem die Spindel auf- oder niedergeschraubt wird. Längs des Schleusenwehres ist für das Bedienungspersonal eine Laufgalerie geordnet, x ist die ganze Höhe des Überfallwehres, \ die Stauhöhe, h die Druckhöhe des Wassers über der Wehrkrone des Überfallwehres, a₀ die Öffnungshöhe der Schützen, H' die Druckhöhe des Wassers über der Schwelle der Schützenöffnung, a die Tiefe des Unterwassers.

Die Kanäle.

An Kanälen bezw. Leitungen für das erforderliche Betriebswasser kommen bei den Wassermotoren die Wasserzuleitung und die Wasserableitung in Betracht. Wir bezeichnen diese Wasserleitungen als Kanäle, wenn sie in den Erdboden

eingestochen oder in Mauerwerk ausgeführt werden, und als Gerinne, wenn sie aus Holz oder Eisen künstlich zusammengefügt werden. Die letzteren werden meist kleineren Querschnitts sein. Der Oberwassergraben führt das Wasser vom Flußlauf bis zum Motor, der Unterwassergraben vom Motor bis in den Flußlauf zurück. Der Oberwassergraben soll im allgemeinen, wenn möglich, kurz gemacht werden; der Unterwassergraben kann lang sein. Hieraus würde sich ergeben, den Wassermotor immer möglichst in der Nähe des Wehres aufzustellen, vorausgesetzt, daß die örtlichen Verhältnisse eine solche Anlage zulassen.

Von großem Wert ist bei den Kanälen die Geschwindigkeit des Wassers in denselben. Ist das Absetzen von leichtem Schlamm zu verhindern, so sei die Wassergeschwindigkeit etwa 0,2 m pro Sekunde, ist das Absetzen von Saud zu hindern, so sei die Wassergeschwindigkeit etwa 0,4 m pro Sekunde.

Pechan, „Leitfaden des Maschinenbaues," sagt weiter: „Damit das Bett nicht angegriffen wird, soll die mittlere Geschwindigkeit folgende Werte nicht überschreiten:

bei schlammigem Boden 0,075 m pro Sekunde „ thonigem „ sandigem „ kiesigem „ grobsteinigem „

„ Konglomerat- oder Schiefergestein-Boden 1,5 m pro Sekunde."

„Bei Zuflußkanälen aus Holz, Stein oder mit Mörtel hergestelltem Mauerwerk kann die Geschwindigkeit 0,6 m pro Sekunde betragen."

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Fig. 555.

Fig. 556.

»Der Abflußkanal erhält gewöhnlich eine etwas größere Wassergeschwindig. keit, also ein größeres Kanalgefälle, als der Zuflußkanal, um das vom Motor abfließende Wasser rascher abzuleiten. Wir nehmen hierfür gewöhnlich 0,9 m pro Sekunde."

Die in das Erdreich direkt eingeschnittenen Kanäle erhalten einen Querschnitt nach Fig. 554 mit einer Böschung der Seitenwände von 1:1 bei dichter Erde, von 2:1 bei Sand und lockerer Erde.

Fig. 555 zeigt einen aus Steinen gebildeten Kanal. Eine Böschung ist hier nicht nötig. Die dargestellten Kanäle waren oberirdische. Die Unter*

38*

Wassergraben werden häufig unterirdisch hergestellt und dann aus Steinen mit Mörtel nach Fig. 556 ausgeführt. Die nach unten gewölbte Sohle soll dem Auftrieb des Grundwassers widerstehen.

Die kleineren Kanäle, die wir Gerinne genannt hatten, werden meistens in Holz, selten in Eisen, ausgeführt. Fig. 557 u. 558 stellt den Querschnitt und den Längsschnitt durch ein hölzernes Gerinne dar. Der Boden und die beiden Seitenwände werden durch Bohlen gebildet, welche durch Nut und Feder mit-

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Fig. 557.

Flg. 558.

einander verbunden werden. Die drei Wände werden durch Holzrahmen aus Balken, den sogenannten Gevieren, zusammengehalten. Die Entfernung dieser Holzrahmen beträgt 1 bis 1,5 m.

Die eisernen Gerinne werden aus gußeisernen Platten gebildet, welche mit Flanschen versehen sind und durch Schrauben zusammengefügt werden.

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Fig. 559.

Zum Schluß kann das Wasser auch noch durch eine Rohrleitung dem Motor zugeführt werden, was nur für Turbinen in Betracht kommt (Fig. 559). Das Wasser wird hier gewöhnlich durch ein Gerinne in einen Sammelkasten geleitet, welcher von demselben durch eine Schütze abgeschlossen werden kann. Vor der Schütze ist noch ein Rechen in das Gerinne einzubauen, welcher die Unreinigkeiten, als Laub, Holzstückchen usw., von dem Eintritt in den Sammelkasten fernhält. Ein solcher Rechen besteht einfach aus mit Zwischenraum nebeneinandergesetzten Flacheisenstäben, die mit ihrer breiten Seite in die Stromrichtung fallen. Die Rohrleitung schließt dann mit einem trichterförmigen Stück an den Sammelkasten an und ist, je nach ihrer Lage und Richtung, aus geraden Röhren und Formstücken zusammengesetzt. Die Formstücke werden häufig mit Füßen versehen, mit denen sie sich auf Fundamentsockel stützen. Ein Kompensations-Rohr, welches meist, hauptsächlich bei langen Rohrleitungen, eingeschaltet wird, gestattet die Ausdehnung der Rohrleitung. Die geraden

Die Wassermotoren hatten wir nun in zwei Arten eingeteilt, und zwar in

Röhren werden aus Blech hergestellt, während die Formstücke aus Gußeisen bestehen.

A.    Wasserräder und

B.    Turbinen.

A. Die Wasserräder.

Um das Wasser in einem Wasserrad zur Wirkung zu bringen, ist der Umfang desselben mit Schaufeln, Zellen oder Kübeln versehen, wonach wir Schaufelräder und Zellenräder oder Kübelräder erhalten. Bei den Schaufelrädern sind die Schaufeln an dem Radkranz befestigt, es ist nur ein Boden vorhanden, während bei den Zellen- oder Kübelrädern auch noch die Schaufeln rundherum durch Seitenwände eingeschlossen sind, so daß Zellen oder Kübel zur Aufnahme des Wassers entstehen. Es ergiebt sich eigentlich hieraus schon, daß bei den Schaufelrädern das Wasser nur durch seine lebendige Kraft wirken kann, indem es gegen die Schaufeln drückt, während bei den Zellenrädern die einzelnen Zellen mit Wasser angefüllt werden, so daß es durch sein Gewicht das Rad in Umdrehung versetzt.

Man teilt die Wasserräder, abweichend hiervon, meist nach der Höhenlage des Wassereintrittes in das Rad ein und erhält so: oberschlächtige, rücken-schlüchtige, mittelschlächtige und unterschlächtige Wasserräder.

Die oberschlächtigen und die rückenschlächtigen Wasserräder werden als Zellen- oder Kübelräder, die mittelschlächtigen und unterschlächtigen dagegen als Schaufelräder ausgeführt.

Den oberschlächtigen Rädern wird das Wasser durch eine Spannschütze, den rückenschlächtigen Rädern durch einen Coulisseneinlauf zugeführt. Das Wasser wirkt bei beiden durch sein Gewicht. Zu den mittelschlächtigen Rädern gehören das Schaufelrad mit Coulisseneinlauf, mit Überfalleinlauf, das Sagebienrad, das Zuppingerrad und das Kropfrad mit Spannschütze. Auch bei ihnen wirkt das Wasser durch sein Gewicht. Zu den unterschlächtigen Rädern endlich gehört das unterschlächtige Rad und das Ponceletrad. Bei ihnen kommt die lebendige Kraft des Wassers zur Wirkung.

Die oberschlächtigen Wasserräder.

Wie wir eben gesehen haben, haben wir es hier mit Zellenrädern zu thun. Der Oberwasserkanal liegt über dem Rade selbst, und das Wasser strömt nahe beim Radscheitel in die Zellen ein. Die Räder sind stets freihängend, d. h. ihr tiefster Punkt liegt noch etwas über dem Unterwasserspiegel.

Ein oberschlächtiges Wasserrad, aus Holz hergestellt, giebt Fig. 560 u. 561 von der Merseburger Maschinenfabrik und Eisengießerei B. Herrich & Co. in Merseburg wieder. Der über dem Rade liegende Oberwasserkanal, der

hier als ein Holzgerinne hergestellt ist, ist mit einem besonderen Auslauf versehen dessen Boden man vorteilhaft etwas nach einem Parabelbogen krümmt. Um die Stärke des einströmenden Wasserstrahles regulieren zu können, wird über dem Radscheitel oder etwas weiter rückwärts die Spannschütze angeordnet. Durch letztere kann durch Aufstauen des Oberwassers auch die Geschwindigkeit des einströmenden Wasserstrahles reguliert werden, von welcher wiederum die Geschwindigkeit des Wasserrades abhängig ist. Den Einlauf ordnet man so an, daß das Wasser im Radscheitel oder aber nahe demselben in die Zellen einströmt.

'Lueger, „Lexikon der gesamten Technik," sagt weiter: „Da hier die Bewegungsrichtung des Radumfanges mit der des Oberwassers übereinstimmt, kann dieses fast tangierend eingeleitet werden, und der Winkel, unter dem die Wasserschaufeln

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Fig. 561.

dem Radumfange begegnen, wird dann so spitz, daß sie das Wasser bei dem geringen Füllungsgrade von etwa V«, den man hier anzuwenden pflegt, lang genug in den Zellen zurückhalten, um das kostspielige Kreisgerinne, welches rückenschlächtige Räder erfordern, entbehrlich zu machen. Der Füllungsgrad muß auch um deswillen klein sein, weil die Zellen hier nicht ventiliert werden können. Der Wasserstrahl muß deshalb eine etwas geringere Breite haben als die Zellen, und seine Dicke darf nur halb so groß sein, als die Weite von deren engster Stelle (dem Schluck), damit die Luft ungehindert aus ihr entweichen kann."

Die Bewegung der Schütze erfolgt durch irgend eine Vorrichtung von einer geeigneten Stelle aus.

Die Räder selbst können nun ganz aus Holz oder teilweise aus Holz und teilweise aus Eisen hergestellt werden. Das dargestellte Rad ist aus Holz hergestellt und zeigt im oberen linken Mertel Eisenschaufeln und im unteren linken

Viertel Holzschaufeln. Die Blechschaufeln werden auf Winkeleisen befestigt, welche wiederum an den hölzernen Seitenwänden angeschraubt sind. Die hölzernen Schaufeln werden auf kleinen Leisten ausgeschraubt. Die Wasserradwelle ist viereckig mit eingesetzten Zapfen. Zwei Armsterne sind je einer zu beiden Seiten angeordnet, die an den Seitenwänden der Zellen angeschraubt sind. P. Gengelbach, i. Fa. Gengelbach & Naumann in Wittenberg, sagt: „Die beste und dauerhafteste Ausführung ist jedoch solche mit eisernen Kränzen und Schaufeln, eisernen oder eichenen Armen und kiefernen Boden; solches Rad wird leichter als solches mit Holzkränzen und ist bei guter Anstricherhaltung unverwüstlich."

Hölzerne Wasserräder wendet man bis zu etwa 12 m Durchmesser und 400 Liter pro Sekunde an.

Die Geschwindigkeit des eintretenden Wassers bei oberschlächtigen Rädern muß, um die vorhandene Wasserkraft vollkommen auszunutzen und die verlangte Umdrehungszahl sicher zu erreichen, etwas größer sein als die Umfangsgeschwindigkeit des Rades. Diese Geschwindigkeit erreicht man durch Einstellen der Schützen bezw. Aufstauen des Oberwasserspiegels.    *

Oberschlächtige Wasserräder eignen sich vorteilhaft für Gefälle von 3 bis 12 m bei 100 bis 1200 Liter in der Sekunde und geben bei solchen, sagt Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", weiter, von 3 bis 5 m 50 bis 60%, bei größeren Gefällen aber 70 bis 80°/₀ Wirkungsgrad, da die Verluste durch Stoß beim Eintritte und durch Entweichen des Wassers im Verhältnis zu seiner Wirkung durch das Gewicht hier sehr klein sind. Dieser hohe Wirkungsgrad vermindert sich auch bei geringerem Wasserzuflusse nicht, so daß oberschlächtige Räder für veränderliche Wassermengen sehr geeignet sind. Nur ist, da die untersten Radzellen sich meist in der dem Abflusse des Unterwassers entgegengesetzten Richtung bewegen, alsdann das „Waten" in diesem nachteilig, weshalb man, wenn Rückstau des Unterwassers zu gewärtigen ist, die Räder bei gewöhnlichem Wasserstande freihängend anordnet, was einen kleinen Gefällverlust zur Folge hat." Gewöhnlich hängt man die Räder so viel über dem tiefsten Unterwasserspicgel auf, daß der tiefste Punkt derselben den Unterwasserspiegel im höchsten Stand gerade berührt.

Das in Fig. 562 u. 563 wiedergegebene Wasserrad der Merseburger Maschinenfabrik und Eisengießerei B. Herrich & Co. in Merseburg ist ganz aus Eisen hergestellt. Die Wasserradwelle besteht bei eisernen Rädern meistens aus Stahl. Die Armsterne, deren hier wieder zwei vorhanden sind, sind an Rosetten und seitlich am Radkranz befestigt. Besondere Diagonalstangen versteifen den Radkranz nach den Nabenrosetten hin. Bei dem dargestellten Rad ist auch das Gerinne für das Oberwasser und der Einlauf aus Blech hergestellt. Die Fabrik sagt: „Dieses Rad samt Anschlußgerinne, nur aus Eisen und Stahl hergestellt, findet Anwendung für 100 bis 1200 Liter Wasser pro Sekunde und für Gefälle bis 15 m."

„Mit Nutzen werden diese Räder von großem Durchmesser dort angewendet, wo es sich hauptsächlich um den Betrieb von Zuckerrohrmühlen und großer

Pumpwerke handelt, in welchen Fällen nur eine kleine und sehr oft gar keine Räderübersetzung nötig ist."

Bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit der oberschlächtigen Wasserräder sei bemerkt, daß diese nicht zu groß werden darf, da sonst leicht Wasser aus den Zellen geschleudert werden könnte. Man giebt:

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größeren Rädern mit normalem Gefälle 1,50 bis 1,80 m Umfangsgeschwindigkeit, kleineren

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Fig. 563.

Bei kleineren Rädern geht man jedoch auch mit der Umfangsgeschwindigkeit bis auf 0,75 in pro Sekunde herab, während man bei großen Rädern mit derselben bis zu 3 m pro Sekunde gehen kann.

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Man muß den Fassungsraum des Rades, d. i. der Raum des Rades, welcher mit Wasser gefüllt wird, größer machen, als die Aufschlagwassermenge . erfordert. Die Gründe hierfür sind: Die in den Zellen befindliche Lust muß Raum genug haben, beim Eintritt des Wassers entweichen zu können, weshalb man die Zellen etwas breiter macht, als dies der eintretende Wasserstrahl fordert. Andererseits können die Zellen selbstverständlich nicht ganz mit Wasser angefüllt werden, weil es sonst frühzeitig anfinge auszutreten. Man giebt dem oberschlächtigen Rade deshalb einen Füllungsgrad von ¹U bis ¹ja.

Damit das Wasser nicht ftühzeitig austrete, überdeckt man auch die Schaufeln,

d. h. man läßt den vorderen Rand jeder Schaufel etwas über den Rücken der vorhergehenden Schaufel hinwegreichen. Diese Überdeckung macht man gewöhnlich 7* der Schaufelteilung. Die Schaufelteilung wird am äußeren Radumfang gemessen-.

Bei Anwendung von hölzernen Schaufeln erhalten diese gewöhnlich die gerade Form, wie Fig. 564 erkennen läßt. Die ganze Radtiefe ist a. Auf Vs a werden die Schaufeln gebrochen und durch ein Stück gebildet, welches nach dem Radmittelpunkt verläuft, e ist die Schaufelteilung, folglich ¹ji e die Überdeckung. Man bezeichnet noch als die Schluckweite s den lichten Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaufeln. Diese soll, um den Wassereintritt und den Luftaustritt nicht zu behindern, doppelt so groß sein, als die Dicke des eintretenden Wasserstrahles.

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Fig. 565.

Fig. 564.

Bei kleineren Rädern mit hölzernen Schaufeln wird der obere Teil wohl auch schwach gekrümmt ausgeführt.

Blechschaufeln werden entweder ebenso ausgeführt wie die hölzernen Schaufeln mit schwach gekrümmtem oberen Teil und gebrochener Ecke oder nach Fig. 565 mit ganz gekrümmtem Rücken. Die Bezeichnungen sind dieselben wie bei Fig. 564. Bei der Krümmung der Schaufeln sollten alle scharfen Ecken vermieden werden, weshalb es vorteilhaft ist, nur eiserne Schaufeln zu verwenden, weil nur mit solchen eine richtig gekrümmte Schaufelform zu erzielen ist.

Der Auslauf und die Höhe der Sohle des Gerinnes über dem Rade muß so angeordnet werden, daß der eintretende Wasserstrahl in der Richtung des Schaufelrückens in das Rad eintritt.

Die rückenschlächtigen Wasserräder.

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Bei den rückenschlächtigen Wasserrädern wird das Wasser oberhalb der Achse, etwa 60° von Radscheitel entfernt, in die Zellen geführt. Wie beim ober-schlächtigen Rad wirkt auch hier das Wasser durch sein Gewicht. Die Zuführung des Wassers aus dem Oberwassergraben in die Radzellen geschieht hier durch einzelne Kanäle, die sogenannten Coulissen, welche hauptsächlich für stark schwankenden Wasserspiegel von Vorteil sind, indem bei Anordnung von gewöhnlich drei Kanälen, die Einrichtung so getroffen wird, daß erstens bei kleinem Wasser nur der oberste Kanal, zweitens bei normalem Wasser der oberste und mittelste Kanal, drittens bei großem Wasser auch der unterste Kanal durch die Schütze geöffnet wird. Man hat also, um den Wasserspiegel in bestimmter Höhe zu

39

Vrakt. Maschinenbauer.

halten, bei größerer Wassermenge die Schütze nach abwärts und bei kleinerer Wassermenge nach aufwärts zu bewegen.

Die rückenschlächtigen Räder werden mit einem Kropf versehen, welcher ein Verspritzen des Wassers beim Eintritt desselben in das Rad verhindern soll. Es ist dies ein hölzerner oder aus Beton ausgeführter Mantel, welcher den Radkranz am Umfange zu beiden Seiten bis zum Unterwasser mit geringem Zwischenraum umschließt.

Nach Ausführungen der Merseburger Maschinenfabrik und Eisengießerei B. Herrich & Co. in Merseburg ist ein rückenschlüchtiges Wasserrad in Fig. 566 u. 567 dargestellt. Das ganz in Eisen hergestellte Rad besitzt wieder zwei Armsterne, die seitlich am Kranz befestigt sind. Der geneigt

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Fig. 567.

Fig. 566.

gegen das Rad stehende Leitschaufelapparat ist aus Holz gefertigt, nur die Leitschaufeln bestehen aus Blech. In der Fig. 566 sind sämtliche drei Kanäle geöffnet, die Schütze steht dann ganz unten. Der Bewegungsmechanismus der Schütze kann ein ganz beliebiger sein. Bis zum Unterwasser ist das Rad von dem gemauerten Kropf umgeben. Das Rad taucht etwas in das Unterwasser ein, was keinen Nachteil für den Wirkungsgrad hat, weil das Unterwasser in der Drehrichtung des Rades abfließt. Es ist nur darauf zu achten, daß die Schaufeln senkrecht aus dem Unterwasser ziehen, damit von ihnen kein Wasser mit hochgenommen wird. Stauwasser kann dann so leicht keinen Einfluß auf die Leistung des Rades ausüben.

Die Zellen dieser Räder werden ventiliert, d. h. sie müssen einen Spalt freilassen, der das Austreten der in den Zellen befindlichen Luft beim Wassereintritt gestattet. Man sieht diesen Spalt im Boden des Radkranzes vor.

Der Wirkungsgrad rückenschlächtiger Räder betrügt 65 bis 70%.

Obige Fabrik sagt: „Das rückenschlächtige Zellenrad mit Coulisseneinlauf findet dort Anwendung, wo das Gefälle mit einem obcrschlächtigen Rad nicht

„Die Ausführung erfolgt ganz in Eisen, in Holz mit eisernen Schaufeln, mit Holzwelle und Holzkränzen, alles übrige von Eisen."

mehr rationell ausgenutzt wird, also für Gefälle von 2,5 bis 3,8 m und für Wassermengen von 100 bis 800 Liter pro Sekunde. In Fällen, wo es die Umgangsrichtung des Rades wünschenswert erscheinen läßt, wird das rücken-schlächtige Rad auch für wesentlich höhere Gefälle ausgeführt. In den meisten Fällen erhält aber schon bei 4 m Gefälle das oberschlächtige Rad den Vorzug."

Die Umfangsgeschwindigkeit wählt man zwischen 1,5 bis 1,7 m und läßt das Aufschlagwasser mit etwa 3 m Geschwindigkeit in das Rad einströmen. Der Füllungsgrad der Zellen ist auch hier wieder ¹U bis ¹/g.

Die hölzernen Schaufeln für rückenschlächtige Räder werden aus drei Teilen zusammengesetzt (Fig. 568). Die Bodenschaufeln bilden einen sehr spitzen Winkel mit dem inneren Radumfang und überdecken sich gegenseitig so weit, daß nur ein schmaler Ventilationsspalt zwischen ihnen verbleibt. An diese Bodenschaufeln schließen sich die Riegelschaufeln, welche nach dem Radmittelpunkte verlaufen, an.

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Fig. 568.

Fig. 569.

Den Abschluß bilden die Wasserschaufeln, die mit dem äußeren Radumfang einen spitzen Winkel bilden. Das Aufschlagwasser muß in der Richtung dieser Wasserschaufeln in die Zellen eintreten. Von der ganzen Radtiefe a + V* a nehmen die Bodenschaufeln ⁸/s a, die Riegelschaufeln ⁸/₈ a und die Wasserschaufeln V₈ a ein. Die Wasserschaufeln schneiden den Radumfang in der Verlängerung der Riegelschaufeln der vorhergehenden Zellen.

Blechschaufeln erhalten meistens die Form nach Fig. 569. Auch ähnlich wie in Fig. 565 werden die Schaufeln gekrümmt, natürlich ohne Überdeckung und mit Ventilationsspalt im Kranzboden.

Bemerkt sei hier, daß man auch den oberschlächtigen Rädern Blechschaufeln nach Fig. 569 giebt, natürlich mit Schaufelteilung Überdeckung und ohne Ventilationsspalt.

Die Coulissenschaufeln bestehen stets aus Eisenblech und sind an vorstehenden Rippen der eisernen Seitenschilder befestigt; vor ihnen bewegt sich die Schütze. Die Schaufeln müssen so gekrümmt sein, daß das Wasser mit der verlangten Geschwindigkeit in der Richtung der Wasserschaufeln des Rades in dieses einströmt. Der unterste Endpunkt im Radmantel der obersten Schaufel wird 300 mm unter den Oberwasserspiegel gelegt und nun die Konstruktion der Schaufel durchgeführt.

39*

Die inittelschlächtigen Wasserräder.

Das Wasser tritt bei den mittelschlächtigen Rädern etwas unterhalb der Radachse in das Rad ein. Es sind stets Schaufelräder, die mit einem Kropf versehen werden. Das Wasser wirkt durch sein Gewicht. Wie wir bereits wissen, gehören zu den mittelschlächtigen Wasserrädern das Rad mit Coulissen einlauf, mit Überfalleinlauf, das Rad mit Spannschütze, das Sagebienrad und das Zuppingerrad.

Die mittelschlächtigen Räder müssen ebenfalls ventiliert werden, da das eintretende Wasser fast den ganzen Schaufelraum ausfüllen soll.

Das Wasserrad mit Spannschütze findet man nur selten angewendet.

Das mittelschlächtige Schaufelrad mit Coulisseneinlauf ist nach Ausführungen der Merseburger Maschinenfabrik und Eisengießerei B- Herrich & Go. in Merseburg in Fig. 520 dargestellt. Das Rad ist ganz in Eisen ausgeführt.

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Fig. 570.

Die Schaufeln sind auch hier mit Seitenwänden verkleidet, so daß eigentlich Zellen entstehen. Das Wasser wird durch einen den Radumfang umschließenden Kropf auf den Schaufeln gehalten. Ebenso wie bei dem rückenschlächtigen Wasserrad mit Coulisseneinlauf hat auch hier der Coulissenapparat 3 Leitschaufeln. Er besteht ganz aus Eisen. Genannte Fabrik sagt: „Dasselbe kommt zur Anwendung für Gefälle von 2,5 bis 4,5 m und für Wassermengen von 300 bis 2400 Liter pro Sekunde. Wird das Rad statt mit einem Coulisseneinlauf nur mit einer Überfallschütze ausgestattet, so eignet sich dasselbe ebenfalls für eine Wassermenge bis zu 2400 Litern pro Sekunde, aber nur bis

2,5 m Gefälle. Außerdem wird mit dem Coulisseneinlauf ein um etwa 5% höherer Nutzeffekt erzielt."

„Das Rad wird ganz und auch nur zum Teil in Eisen ausgeführt, die Schaufeln müssen jedoch immer von Eisen sein."

Ein mittelschlächtiges Wasserrad mit Überfallschütze zeigt nach Ausführungen der Maschinenfabrik für Mühlenbau vorm. C. G. W. Kapier in

Berlin Fig. 571. Das dargestellte Rad ist mit Holzwelle und Holzarmen versehen, alles übrige besteht aus Eisen. Die Eisenblechschaufeln werden auf zwei seitlich liegenden Winkeleisen ausgeschraubt, welche wiederum an schmiedeeisernen Ringen befestigt sind. Die Ringe sind gegenseitig durch Flacheisenstäbe in kleinen Zwischenräumen verbunden. Die einzelnen Winkeleisen der Schaufeln sind gegenseitig durch Flacheisen abgestützt. Das Rad läuft in einem Kropf. Der Überfalleinlauf wird dadurch gebildet, daß die Schütze oben mit einem über Holzleisten gebogenen Blech armiert ist, welches den Schaufeln das Wasser unter einem bestimmten Winkel zuführt. Während bei hohem Wasserspiegel die

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Überfallschütze in der tiefsten Stellung stehen muß, muß sie bei eintretendem Kleinwasser gehoben werden, um den Wasserspiegel stets in derselben Höhe zu halten.

Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt: „Die Umfangsgeschwindigkeit entspricht der Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers, und es ist: bei mittelschlächtigen Wasserrädern mit Spannschütze letztere ls/₄ bis 2 mal so

groß als erstere,

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n    „    ,,    „    Coulisseneinlauf    IV* mal    so groß."

„Von der Umfangsgeschwindigkeit der Rüder hängen auch die Schaufelräume ab. Ihren Füllungsgrad pflegt man bei allen mittelschlächtigen Rädern V* zu nehmen."

Wir haben auch hier wieder zwischen hölzernen und eisernen Schaufeln zu unterscheiden. Die Konstruktion der hölzernen Schaufeln für mittelschlächtige

Schaufelräder ist in Fig. 572 wiedergegeben. Es heißt in Pechan, „Leitfaden des Maschinenbaues": „Die hölzernen Schaufeln werden gewöhnlich außen auf ¹U oder V# und manchmal auf 7a der Radtiefe a geknickt, derart, daß selbe im letzten Viertel vertikal aus dem Unterwasser austreten, um nicht zu großen Effektverlust durch das Auswerfen des Wassers zu erhalten, oder sie sind gerade und so schief gestellt, daß sie im letzten Viertel vertikal aus dem Unterwasser austreten."

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„Der Unterwasserspiegel wird hierbei so hoch gelegt, daß die Schaufeln in ihrer tiefsten Lage beim höchsten Stand des Unterwassers bis zur halben Radtiefe a in das Unterwasser tauchen. Erhält der Abflußkanal ein solches Gefälle, daß das Wasser in demselben mit der Geschwindigkeit gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Rades abfließt, so kann sich die Kanalsohle gleich an das Kreisgerinne (Kropf) anschließen, anderenfalls ist ein Abfall der Kanalsohle notwendig, wie in Fig. 572."

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Bei der dargestellten Schaufelkonstruktion sind die hölzernen Schaufeln außen auf 7« der Radtiefe a geknickt. Es ist OQ = R der äußere Radhalbmesser, QM = a die Radtiefe. Der Unterwasserspiegel soll durch Punkt N gehen, so daß QN = MN = 7* a ist. Man macht jetzt

Fig. 572.

Unterwasserspiegel in Punkt 8 schneidet. Das äußere Schaufelstück 8 T wird nun senkrecht durch Punkt 8 gezogen. Verlängert man ST bis Punkt K und schlägt den Hilsskreis OK, so kann man die äußeren Stücke der übrigen Schaufeln tangierend an

dieseit ziehen, nachdem man die Schaufelteilung e aufgetragen hat. Das innere Schaufelstück SU wird radial nach dem Radmittelpunkt O gezogen.

I Der Ventilationsspalt ist vorzusehen.

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Fig. 57S.

/Y' Fig. 573 zeigt die Konstruktion der eisernen V-Yj Schaufeln für mittelschlächtige Schaufelräder. Pechan, „Leitfaden des Maschinenbaues", giebt j an: „Die Schaufeln sind nach einem Kreisbogen ; gekrümmt, dessen Krümmungshalbmesser r so be-r™U stimmt ist, daß die Schaufel im äußeren Viertel ■* von a eine Evolvente an den Kreis vom Halbmesser ON bildet, welcher den Unterwasserspiegel berührt, und sonach in jedem Punkte des äußeren Viertels der Schaufel die Tangente an die Schaufelkurve vertikal auf dem Wasserspiegel steht, um das Auswerfen des Wassers durch die aus demselben emporgehende Schaufel thunlichst zu vermeiden."

Das Sagebien-Rad. Dieses Rad ist stets mit Überfalleinlauf versehen und vorteilhaft für kleinere Gefälle bei großen Wassermengen. Eigentümlich ist diesem Rad die große Kranzbreite bezw. die große Tiefe der Schaufeln und die Steigung der Schaufeln gegen die Radmitte. Einmal wirkt das Wasser bei seinem Eintritt in das Rad durch seine lebendige Kraft, es steigt dabei auf den schrägen Schaufeln in die Höhe; bis zum Austritt des Wassers aus dem Rade wirkt es dann das andere Mal durch sein Gewicht, indem es durch einen Kropf in den Schaufeln zurückgehalten wird. Das Wasser tritt mit geringer Geschwindigkcii in die Schaufeln ein, weshalb die Räder sehr langsam laufen, große Übersetzungen erfordern und infolgedessen teuer werden.    ¹

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Fig. 574

Ein Sagebien-Rad nach Ausführungen der Merseburger Maschinenfabrik und Eisengießerei B. Herrich & Co. in Merseburg ist in Fig. 574 dargestellt. Das Rad ist ganz aus Eisen hergestellt und mit hölzernen Schaufeln versehen, welche aus einzelnen Brettchen gebildet werden, die auf die Winkeleisen (Schaufelstiele) aufgeschraubt werden. Es sind zur Befestigung der Schaufelstiele drei Flacheisenringe vorhanden. Die Räder erfordern meistens eine große Breite und werden dann mit 3 bis 4 Armsternen versehen.

Anwendung finden die Sagebien-Räder bei 0.3 bis 2,5 m Gefälle und Wassermengen von 0,5 bis 6 cbm pro Sekunde. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt weiter: „Seinen Durchmesser macht man gleich dem 3- bis 5-sachen Gefälle, die Breite 1,2 bis 6 m, die Umfangsgeschwindigkeit 0,6 bis 1 m, die Zahl der Schaufeln 60 bis 80. Der Wirkungsgrad kann bis zu 75% erreichen. Um die Räder bequemer auseiscn zu können, läßt man sie meist an den Seiten offen."

Während beim Sagebien-Rad die Schaufeln so gekrümmt sind, daß das mit geringer Geschwindigkeit in die Schaufeln eintretende Wasser ohne Stoß in das Rad eintritt, sind die Schaufeln des Zuppinger-Rades so gekrümmt, daß das mit großer Geschwindigkeit in die Schaufeln eintretende Wasser ohne Stoß in das Rad eintritt.

Das Zuppinger-Rad. Auch dieses Rad ist für kleinere Gefälle bei großen Wassermengen bestimmt und mit ähnlichen Schaufeln wie das vorige Rad versehen. Das Wasser kommt auch ebenso wie bei diesem zur Wirkung. Da das

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Fig. 575.

Wasser hier mit größerer Geschwindigkeit in das Rad eintritt, kann dieses Rad schneller laufen, wird leichter und billiger als das Sagebien-Rad. Auch das Zuppinger-Rad ist meist mit einem Übersalleinlaus versehen. Nach Ausführungen der Maschinenfabrik für Mühlenbau vorm. C. G. W. Kapler in Berlin zeigt ein Zuppinger-Rad Fig. 575. Herstellung des Rades ganz aus Eisen mit hölzernen oder eisernen Schaufeln. Zur Befestigung der Schaufelstiele sind hier zwei Flacheisenringe vorhanden. Die Schaufelstiele sind nahe an ihrem Ende gegenseitig durch Flacheisen abgestützt. Das Zuppinger-Rad kommt für dieselben Gefälle und Wassermengen wie das Sagebien-Rad zur Anwendung. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", giebt weiter an: „Der Raddurchmesser ist bei billigen Anlagen 2 mal, bei besseren 2»/* bis 3^ mal so groß als das Gefälle. Der großen Höhe des eintretenden Wasserstrahles wegen müssen, radial gemessen, die Schaufel- und Kranzbreite sehr groß sein, die Schaufel-

Tafel 13.

Hengelbach & Waumann in Wittenberg (Mez. Kalle).

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Sagebien-Rad.

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Oberschlachtiges Wasserrad.

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teilung ist 0,3 bis 0,4 m, die Umfangsgeschwindigkeit etwa l m, der Füllungsgrad ²/g bis ⁸/v Die Räder tauchen bis zu Vs ihrer Höhe ins Unterwasser, ihr Wirkungsgrad ist etwa 60 bis 68%.

Das Sagebien- und das Zuppinger-Rad sind hinten ganz offen. Die Schaufeln beider Räder werden gegen die Achse soweit nach oben geführt, daß sie mit ihrer inneren Kante über dem Oberwasserspiegel stehen, wenn ihre äußere Kante den Wasserspiegel im Einlaus berührt.

Die unterschlächtigen Wasserräder.

Wie schon der Name sagt, fließt das Wasser diesen Nädern am unteren Teil ihres Umfanges zu. Es sind Schaufelräder, meist mit einem Kropfgerinne. Das Wasser wirkt hier nur durch seine lebendige Kraft, indem die Schaufeln

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Fig. 576.

von dem fließenden Wasser getroffen werden; der Oberwasserspiegel liegt in Vio bis Vs der Radhöhe. Die Zuführung des Wassers aus dem Oberwassergraben zu dem Rade erfolgt fast stets durch eine Spannschütze bezw. Druckschütze.

Nach Ausführungen der Merseburger Maschinenfabrik und Eisengießerei B. Herrich & Co. in Merseburg zeigt ein unterschlächtiges Wasserrad mit Kropfgerinne Fig. 576. Das Rad ist ganz aus Holz hergestellt, nur die Schaufeln sind aus Blech (die Schaufelstiele sind ebenfalls Holz). Das Kropfgerinne ist ebenfalls in Holz ausgeführt. Durch eine Spannschütze kann der Oberwasserspiegel reguliert werden. Je nach der Breite des Rades erhält dasselbe wieder 2 bis 4 Armsterne. Das Rad eignet sich für Gefälle von 0,3 bis 1,2 m und für Wassermengen von 0,3 bis 5 cbm pro Sekunde. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", bemerkt noch: „Das Kropfrad, Fig. 576, ist ein Schaufelrad, dessen Durchmesser dem 3- bis 5-fachen Gefälle gleich ist, und dessen Gerinne sich so an das Rad schmiegt, daß es beinahe bis zur Gefälls-

höhe die Zwischenräume der Schaufeln, sowohl nach außen als auch nach den Seiten hin, bis auf einen Spielraum von 15 bis 20 mm Breite abschließt. Damit die Luft aus den Zwischenräumen der Schaufeln besser entweichen kann, werden im Radboden an ihren höchsten Stellen Schlitze von etwa 20 mm Breite angebracht. Von einer dicht vor dem Rade angebrachten Spannschütze aus fließt das Wasser auf konvex gekrümmter oder schräger Gerinnsohle in das Rad. Der Füllungsgrad soll Vs nicht übersteigen. Das Wasser wirkt beim Eintritte durch Stoß und dann bis zum tiefsten Punkte herab durch sein Gewicht." Der Wirkungsgrad ist 40 bis 50«/,. Dadurch, daß das Wasser durch Stoß wirkt, ist ein ziemlich bedeutender Effektverlust bedingt, woher der geringe Wirkungsgrad kommt.

Die unterschlächtigen Wasserräder erhalten im allgemeinen dieselbe Schaufel-konstruktion als die mittelschlächtigen Schaufelräder. Sie müssen jedenfalls so gestellt bezw. gekrümmt sein, daß sie senkrecht aus dem Unterwasser heben.

Rühlmann giebt folgende Schaufelzahlen an:

Durchmesser des Rades.    4    5    |    6    7    8 m

Schaufelzahl.....j 28 j 32 | 36 | 40 | 45

Das Poncelet-Nad ist eine besondere Art unterschlächtiger Wasserräder und giebt infolge seiner eigenartigen Schaufelkonstruktion einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad. Die Schaufeln dieses Rades sind so gekrümmt, daß das Wasser in ihrer Krümmungsrichtung in dieselben einströmt, an ihnen hochsteigt und wieder zurückfüllt. Der Stoß beim Wassereintritt wird dadurch ganz vermieden, und das Wasser wirkt nur durch seine lebendige Kraft.

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Schematisch ist ein Poncelet-Rad in Fig. 577 dargestellt. Diese .

Fig. 577.

Räder werden fast ausschließlich ganz in Eisen hergestellt und mit Seitenwänden versehen. Sie laufen in einem Kropfgerinne, und läßt man dieses etwas hinter der Mittelachse des Rades nach dem Unterwasser hin steil abfallen, damit etwaiger Rückstau des Unterwassers keinen Einfluß auf den Gang des Rades ausübt, indem es gegen den Rücken der Schaufeln schlägt. Die Spannschütze ist unten schnabelförmig gekrümmt und wird durch Zugstangen in ganz bestimmter Richtung gegen das Rad geführt, so daß der Eintritt des Wassers in das Rad ohne Stoß erfolgt. Radial gemessen haben diese Räder eine große Radtiefe a. Gewöhnlich erhalten die Poucelet-Räder 30 bis 40 Schaufeln, die man mit einem Radius gleich 0,7 des Gefälles krümmt. Sie werden in bekannter Weise auf Winkeleisen be-

festigt, die an den Seitenwänden angeschraubt sind. Hinten bleibt das Rad offen. Wird die Radbreite groß, so versteift man die Schaufeln gegenseitig durch Stehbolzen. Das Kropfgerinne soll sich mit 15 bis 20 mm Spielraum an dem Radumfang anschmiegen und nach dem Unterwasser hin um 250 mm steil abfallen. Der Wirkungsgrad beträgt 60 bis 68°/». Für Wasserläuse, die im Winter viel Eis mit sich führen, sind die Poneelet-Räder nicht zu verwenden, weil der Spielraum zwischen Radumfang und Gerinne zu gering und die Schaufelteilung zu klein ist. Das Gefälle kann 0,5 bis 1,5 m betragen.

Die Konstruktion und Berechnung der Wasserräder.

Bauart der Wasserräder. Wenn wir die Wasserräder nach ihrer Bauart unterscheiden, so ist dabei die Art der Kraftübertragung auf die Transmissionswelle gemeint.

1. Das Zahnrad ist auf der verlängerten Wasserradwelle aufgekeilt (Fig. 578, schematische Darstellung). Diese Räder sind mit sogenannten starren Armen versehen. Gewöhnlich erhält die Wasserradwelle drei Lagerstellen L. Der von

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den Schaufeln aufgenommene Effekt N wird mit -j von jedem der Armsysteme aufgenommen und auf die Wasserradwelle und das Zahnrad Z übertragen. Die

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Fig. 579.

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Fig 578.

Verteilung der Kraftübertragung ist bei Fig. 578 und den folgenden eingeschrieben. Sind 3 Armsysteme vorhanden, so ist die Verteilung des Effektes genau so. Es überträgt dann jedes Armsystem Vs N.

2.    Der Zahnkranz ist mit einem der Armsysteme oder mit dem Radkranze verbunden. In Fig. 579 ist der Zahnkranz Z mit dem Armsystem A, in Flg- 580 mit dem Radkranz verbunden. Die halbe Arbeit wird hierbei unmittelbar, während die andere Hälfte durch das freie Armsystem und die Wasserradwelle auf den Zahnkranz Z übertragen wird. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß bei ihnen eine Verdrehung der beiden Armsysteme gegeneinander stattfindet. Sind 3 Armsysteme vorhanden, so ist wiederum die Verteilung des Effektes ähnlich. Jedes Armsystem überträgt Vs N.

Die Räder dieser beiden Bauarten werden auch häufig noch mit Diagonalstangen versehen, welche zur seitlichen Versteifung dienen, indem sie seitliche Schwankungen aufnehmen, siehe auch die folgende dritte Bauart.

3.    Das Suspensionsrad. Der Zahnkranz ist am Radkranz befestigt; es

ist ein System schwacher Arme vorhanden. Die Kraft N wird hier direkt vom Radkranz auf den Zahnkranz übertragen, so daß die Arme und die Wasserradwelle gar nicht zur Kraftübertragung benutzt werden. Die Wasserradwelle wird daher nur durch das Radgewicht auf Biegung und nicht wie bei den anderen Bauarten auf Verdrehung beansprucht. Fig. 581 zeigt eine solche Bauart. Die Armsysteme sind A₁ und A₂; sie bestehen aus radialen Zugstangen (Radialstangen) und dienen dazu, das Gewicht von Radkranz und Zahnkranz zu tragen. D sind Diagonalstangen, welche, wie schon bemerkt, zur seitlichen Versteifung dienen. Diese wechseln am Umfang mit den Radialstangen ab. Die Umfangsstangen U verbinden den Radkranz mit dem Zahnkranz in schräger Richtung, und zwar, geht meistens jede Umfangsstange von einer Diagonalstange auf der einen Radseite schräg nach der nächsten Diagonalstange auf der anderen Seite.

Eine vierte Bauart, nur für sehr breite Räder zu verwenden, besitzt in der Mitte einen Zahnkranz.

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Fig. 581.

Fig. 580.

Eine fünfte Bauart besitzt an beiden Kranzseiten je einen Zahnkranz Diese Bauart kommt nur für große Kraftübertragungen zur Verwendung.

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A. Nowak sagt in seinen Vorträgen über Wasserräder: „Die Bauart 1 ist die einfachste und sicherste, doch da die Achse auf Verdrehung beansprucht wird, wird sie schwer. Bei der Bauart 2 findet leicht eine Verdrehung der beiden Seitenkränze gegeneinander statt, wodurch die zur Verbindung der einzelnen Teile dienenden Schrauben und Keile locker werden können. Die Bauart 3, welche sonst vorzüglich ist, hat bei schnellerem Gang den Nachteil, daß infolge der leichten Konstruktion ein oft ziemlich bedeutendes Vibrieren stattfindet. Bei der Bauart 5 müssen die Zahnkränze genau übereinstimmen, wodurch die Konstruktion teuer wird. Alle Bauarten, ausgenommen die erste, haben den Nachteil, daß der Zahnkranz in das Unterwasser eintaucht oder wenigstens von Spritzwasser getroffen wird, was eine sehr rasche Abnutzung der Zähne zur Folge hat. Man kann die Abnutzung verringern, wenn man breite Zähne anwendet, weil dann der specifische Flächendruck geringer wird. Wenn man den Zahnkranz nicht Radkranz, sondern an den Armen befestigt, ist die Sache schon besser."

Wirkungsgrad. Bei Besprechung der einzelnen Wasserräder-Arten hatten wir schon Werte für den Wirkungsgrad angegeben. Pechan, „Leitfaden des Maschinenbaues", giebt noch folgende Tabelle des Wirkungsgrades an:

Oberschlächtiges Wasserrad . . . |    ^5

Rückenschlächtiges Wasserrad. .

Schaufelrad mit Coulisseneinlauf Schaufelrad mit Überfalleinlauf

Sagebienrad.......

Zuppingerrad.......

Kropfrad mit Spannschütze . .

Ponceletrad.......

Ünterschlächtiges Wasserrad . .

2,5

2,5

1,5

0,7

0,5

0,5

0,5

0,3

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0,5 bis 0,7 0,05 „ 0,7

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„ 1,3 „ 2,4

0,12 „ 3,0 0,7 „ 3,0 0,12 „ 6,0 0,12 „ 3,5 0,12 „ 5,0 0,12 „ 5,0

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Art des Wasserrades

Gefälle H in m

Wassermenge Q in cbm

Wirkungsgrad V in o/₀

Die Werte dieser Tabelle weichen etwas von den früher angegebenen ab. Die Tabelle giebt aber zugleich die Grenzwerte für das Gefälle H und die Wassermenge Q an, für welche im allgemeinen die Anwendung des betreffendeu Wasserrades angezeigt erscheint.

Umfangsgeschwindigkeit und Halbmesser. Gute Verhältnisse geben folgende Werte:

Art des Wasserrades

Gefälle H

Umfangsgeschwindig- Halbmesser K beS feit v in m

Rades in m

Oberschlächtiges Wasserrad . . . |

Rückenschlächtiges Wasserrad. . . Schaufelrad mit Coulisseneinlauf . Schaufelrad mit Überfalleinlauf .

Sagebienrad........

Zuppingerrad .......

Kropfrad.........

Ponceletrad........

Unterschlächtiges Wasserrad ...

3 bis 5 über 5 2,5 bis 8

1.3 bis 1,5

1,5

1,5 bis 2

2,5

4,6

1,6

1,5

2,5

1,4

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R=H

R=1,25H bis

1.5    H

R=1,25H bis

2.5    H

R=H bis 1,5 H R=l,5 H bis 2,5 H

0,5 bis 0,75

1,0 bis 1,25 1,5 „ 2,0

0,55j/2gl    R=2H

0,4yr2gH    R—2 bis 4 m

In dieser Tabelle bedeutet c die absolute Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers ins Rad in m, g = 9,81 m.

Schaufelzahl bezw. Schaufelteilung. Die Anzahl der Schaufeln wird so gewählt, daß sie durch die Anzahl der Radarme teilbar ist. (Die folgenden Werte sind Pechan, „Leitfaden des Maschinenbaues", entnommen.)

Es bezeichnet e die Schaufelteilung im Bogenmaß am äußeren Radumfang gemessen, i die Anzahl der Schaufeln und A die Anzahl der Arme in einem Armsystem. Es ist A = 2 (R-f-1) und weiter

für das Ponceletrad i — 36 bis 48,

,,    ,, Zuppingerrad e = 0,3 bis 0,5 m,

„    „ Sagebienrad e = 0,25 „ 0,35 m,

„    „ oberschlächtige Wasserrad e = a bis 1,25 a,

a.

„ die übrigen Wasserräder-Arten « — 0,75 a bis

Ai = 2 für b ^ 2,5 m At F 3 „ b72,5

„Die Anzahl der Armsysteme richtet sich nach der Breite des Rades. Be-zeichnet A* die Anzahl der Armsysteme und b die Radbreite, so kann man nehmen:

Sollen die Schaufeln aus Eisenblech hergestellt werden, so ist zu deren Versteifung ein Mittelkranz schon anzubringen, sobald die Radbreite größer wird als 1,5 m."

Es erübrigt nun noch, Werte für die Radbreite b und die Radtiefe a zu geben. Diese beiden Faktoren hängen natürlich in erster Linie von der Wassermenge Q, dann aber von den früher angegebenen Füllungsgraden m ab.

Prof. Bach giebt dem oberschlächti-

gen Wasserrad ein a= ¹/aV H bis V<V H und den Wasserrädern mit Coulissen- und

Überfalleinlauf ein a — 0,4j/^5 bis

Cu

zahl so ab, daß sie durch die Armzahl teilbar ist, so ergiebt sich

2 5T R

Nach Wahl von e ergiebt sich i

. Rundet man nun die Schaufel-

2 re R i

0,51/^Für das unterschlächtigeWasser-

* H

rad ist a = 0,5H. Hiernach findet man

m. a. v

dann b aus b

. Es ist ferner

noch: für das Sagebienrad ä=¹/sRbiä Is R, für das Zuppingerrad a—1/zR bis ²/g R und für das Ponceletrad ²/s H.

R,

ji

%V-o^3 3 nve-rv^ crv    . pc-- Sit'-

ijstg. 582.

Wahl des Wasserrades. Redten-bacher fand für das Anwendungsgebiet der Wasserräder durch Vergleichung des Nutzeffektes und der Anlagekosten das in Fig. 582 gezeichnete Diagramm. In dieses Diagramm sind das Sagebien-und das Zuppingerrad nicht mitauf-genommen. Es bedeuten die auf der senkrechten Linie abgetragenen Teilungen die Gefälle in m und die auf der horizontalen Linie abgetragenen Teilungen die Wassermengen in cbm pro Sekunde. Man findet dann das Anwendungs-gebiet eines bestimmten Wasserrades in dem mit römischer Ziffer bezeichneten

V. Ein Kropfrad mit Spannschütze, VI. „    „ oder ein Ponceletrad,

Feld, welch letzteres durch die geraden und krummen Linien begrenzt ist. Es crgiebt ein Punkt des Feldes I. Ein oberschlächtiges Wasserrad,

II.    „ rückenschlächtiges    „

III.    „ Schaufelrad mit    Coulissen- VII. „ Ponceletrad oder ein unter»

schlächtiges Wasserrad.

einlauf,

IV. „ Schaufelrad mit Überfalleinlauf,

Es ergiebt z. B. ein Gefälle von 5,5 m und eine Wassermenge von 0,8 cbm pro Sekunde ein rückenschlächtiges Wasserrad. Man geht auf der senkrechten Linie bis zu 5,5 m in die Höhe und auf der horizontalen Linie bis zu 0,8 cbm herüber. Verfolgt man diese beiden Punkte in wagerechter und vertikaler Richtung bis zu ihrem Schnittpunkt, so findet man das betreffende Feld für das anzuwendende Rad, hier Feld II.

Die Kurve AB bildet die Grenze für die durch ein einziges Wasserrad auszunützende Größe der Wasserräder. Würde man einen Punkt finden, der außerhalb dieser Kurve liegt, so sind zwei oder mehrere Wasserräder zur Ausnutzung der Wasserkraft anzuwenden.

B. Die Turbinen.

Während die Wasserräder stets horizontal gelagert sind, find die Turbinen meistens mit vertikaler Achse versehen. Bei den Wasserrädern strömte das Wasser in die Zellen bezw. Schaufelräume hinein und verblieb in diesen bis zu 1 einem Austritt. Bei den Turbinen fließt das Wasser dagegen in ununterbrochenem Strome durch die Schaufeln hindurch, wobei es seinen Effekt an diese abgiebt und das Rad in Drehung versetzt.

Der Turbinenbau ist heute auf einer sehr hohen Stufe angelangt und ist es möglich, die Wasserkräfte mit Turbinen in fast allen Fällen bis zu 70 bis 75% auszunutzen. Die Wasserräder sind daher von den Turbinen sehr verdrängt worden und ihrem Anwendungsgebiet werden immer engere Grenzen

gezogen.

Bevor wir zur Besprechung der Turbinen übergehen, sollen einige Angaben über die Wahl des Wassermotors, ob Wasserad oder Turbine anzuwenden ist, gemacht werden.

Die Firma Ganz & Co. in Ratibor sagt:

„Die allgemeinen Vorzüge der Turbinen, gegenüber den Wasserrädern, lassen sich kurz in folgendem zusammenfassen:

a.    Durch Wasserräder werden in der Regel nur 30 bis 60% der vorhandenen rohen Wasserkraft ausgenützt, und nur bei größeren Gefällen, die jedoch selten vorkommen, wird mit oberschlächtigen Rädern ein höherer Prozentsatz erzielt. Bei einer richtig konstruierten und gut ausgeführten Turbine hingegen, die den lokalen Verhältnissen angepaßt ist, können im mittleren Durchschnitt 75°|„ der vorhandenen Wasserkraft, aber auch noch mehr, nutzbar gemacht werden.

b.    Da die Turbinen bei denselben Gefällen bedeutend größere Umdrehungszahlen erhalten, als die Wasserräder, so werden die nötigen Zwischentransmissionen bei der Turbinenanlage einfacher, leichter und billiger als bei den Wasserrädern. Es werden somit die Herstellungskosten der Fundamente für die Turbine und ihre Transmissionen einfacher und billiger als bei den Wasserrädern. Auch werden bei den Turbinen durch Reibung weit geringere Effektverluste verzeichnet.

c.    Während Wasserräder außerordentlich viel an Leistung verlieren, sobald sie im Stauwasser gehen müssen, lassen sich die Turbinen so konstruieren, daß ihre Leistung durch Stauwasser wenig oder gar nicht beeinträchtigt wird.

41

Prakt. Maschinenbauer.

d.    Die Turbine wird ganz in Eisen ausgeführt, ist demnach eine viel solidere Konstruktion, die bei halbwegs verständiger Wartung fast gar keine Reparaturkosten verursacht und von beinahe unbegrenzter Dauer ist, während die hölzernen Wasserräder häufig repariert und nach einer verhältnismäßig kurzen Reihe von Jahren erneuert werden müssen.

e.    Eis ist zwar mitunter auch für den Gang der Turbine störend, jedoch in den seltensten Fällen in dem Maße, wie für den Gang der Wasserräder.

f.    Unter gleichen Gefällsverhältnissen sind die Wasser- und Gerinnbauten für Turbinen, namentlich bei niederen Gefällen, in der Regel geringer als für Wasserräder.

g.    Bei neuen Anlagen sind die Kosten der Turbinen in der Regel geringer als die der kompletten Wasserradanlagen."

Die Merseburger Maschinenfabrik und Eisengießerei B. Herrich & Co. in Merseburg bemerkt weiter:

„Wir raten im allgemeinen für alle Wasserverhältnisse Turbinen anzuwenden mit Ausnahme da, wo:

1.    das Gefälle weniger als 1 m beträgt,

2.    die Wassermenge sehr klein ist (10 bis 40 1 pro Sekunde) und ein oberschlächtiges Wasserrad angebracht werden kann,

3.    das Wasser sehr viel Unreinigkeiten mit sich führt,

4.    bei großen Wasserrädern geringe Umdrehungszahlen der Transmission verlangt werden. (Bei Rohrzuckerfabriken zum Antriebe der Quetschwerke.)

Doch ist jeder einzelne Fall gewissenhaft zu prüfen und danach die Wahl zwischen Turbine oder Wasserad zu treffen."

Breslauer, „Der Maschinenbau", giebt noch folgende Fälle an, in denen ein Wasserrad zur Anwendung kommt:

1.    „Wenn es sich um einfachen Ersatz baufällig gewordener Wasserräder und um möglichste Beibehaltung der vorhandenen Gerinne handelt,

2.    wenn bei schwierigen Transportverhältnissen der Bau eines Wasserrades an Ort und Stelle mit vorhandenem Material und mit niedrigen Arbeitslöhnen vorgenommen werden kann,

3.    wenn es sich nur um vorübergehende oder um untergeordnete Anlagen handelt."

Redtenbacher giebt die Tabelle auf der folgenden Seite für die Wahl, ob Wasserrad oder Turbine.

man

Das Wasser durchströmt nun die Schaufeln des Turbinenrades, welche hier Kanäle nennt, mit gleichmäßiger oder beschleunigter Geschwindigkeit, ohne zur Ruhe zu gelangen und wirkt hierbei allein durch Druck oder durch seine lebendige Kraft. Die Turbinenräder sind deshalb mit stetig gekrümmten Schaufeln versehen. Das Wasser muß den Schaufeln bezw. Kanälen des Turbinenrades (Laufrades) so zugeführt werden, daß es mit der Richtung der einlaufenden Schaufel, also tangential, in diese eintritt.

Zu dem Zwecke wird das Wasser durch einen besonderen Leitapparat dem

Laufrade zugeführt. Über bezw. vor dem Laufrad ist das Leitrad angeordnet, welches genau den Durchmesser als das Laufrad hat. An der Dkehung nimmt natürlich das Leitrad nicht teil. Zwischen Leit- und Laufrad verbleibt ein Spielraum von 3 bis 4 mm, der sogenannte Spalt.

Ist

so soll gewählt werden

das Gefälle die Menge des Wassers | des Wassers

ein hölzernes Wasserrad

ein eisernes Wasserrad

eine Turbine

nicht über 2 m,

klein oder groß,

bei kleinem Baukapital,

bei großem Baukapital, wenn das Gefälle und die Menge des Wassers nicht veränderlich und die Wasserkraft wesentlich größer ist, als der Betrieb erfordert,

bei großem Baukapital, wenn das Gefälle und die Menge des Wassers veränderlich sind,

bei großem Baukapital. wenn das Gefälle und die Menge des Wassers nicht veränderlich sind und die Wasserkraft bei vorteilhafter Benutzung ausreicht,

zwischen 2 und 6 m,

nicht groß. als 2 cbm,

bei kleinem Baukapital,

bei großem Baukapital,

niemals¹),

zwischen 2 und 6 m,

größer als 0,3 cbm,

oder

zwischen 6 und 12 m,

klein oder groß.

bei kleinem Baukapital, und wenn die Wasserkraft bei vorteilhafter Benutzung ausreicht,

bei großem Baukapital, ltnb wenn die Wasserkraft bei vorteilhafter Benutzung ausreicht,

bei großem Baukapital, und wenn die Wasserkraft wesentlich größer ist, als der Betrieb erfordert,

klein oder groß,

²) Heute würde man für diesen Fall eine Partialturbine verwenden.

Man kann nun die Turbinen nach verschiedenen Gesichtspunkten einteilen. Man unterscheidet

1.    Nach der Wirkung des Wassers:

Aktions- oder Druckturbinen, bei welchen das Wasser nur durch seine lebendige Kraft wirkt und

Reaktions- oder Überdruckturbinen, bei welchen das Wasser auch noch durch den Rückstoß beim Durchfließen der Kanäle wirkt.

2.    Nach der Art der Beaufschlagung:

Axialturbinen, bei denen das Wasser die Kanäle in der Richtung der Turbinenachse durchströmt und

Radialturbinen, bei denen das Wasser die Kanäle radial, also entweder von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmt.

3.    Nach dem Umfange der Beaufschlagung:

Vollturbinen, bei denen sämtliche Kanäle des Laufrades gleichzeitig

Wasser durchströmt werden und Partialturbinen, bei denen nur ein Teil der Laufradkanäle an einer oder an zwei gegenüberliegenden Stellen des Laufrades vom Wasser gleichzeitig durchströmt wird.

größer als 11 m,

niemals,

niemals,

stets.

von

41*

4. Nach der Höhe des Gefälles:

Niederdruckturbinen, bei denen das Gefälle kleiner als 4 m ist und Hochdruckturbinen, bei denen das Gefälle größer als 4 m ist.

Das Wasser wirkt bei den Turbinen ohne Stoß, weshalb es mit großer Geschwindigkeit in das Rad eintreten kann. Soll nun die Kraft des einströmenden Wassers vollständig ausgenutzt werden, so muß die Umfangsgeschwindigkeit gleich, aber entgegengesetzt der Austrittsgeschwindigkeit des Wassers aus dem Rade sein. Die Turbinen erhalten daher eine hohe Umdrehungszahl des Laufrades und damit der Turbinenwelle.

Es heißt in Breslauer, „Der Maschinenbau": „Bei den Druck-Turbinen wird das Wasser den Turbinen mit der vollen Geschwindigkeit, welche dem vorhandenen Gefälle entspricht, zugeführt. Wenn dabei gleichzeitig das Wasser unter einem solchen Winkel in die Schaufeln eingeleitet wird, daß die Zuführung ohne Stoß erfolgt, so wird die Turbine ausschließlich durch den Druck des Wassers in Drehung versetzt. Das Wasser wirkt dann nur durch seine lebendige Kraft. Derartige Turbinen können sowohl als Vollturbinen wie auch als Partialturbinen ausgeführt werden."

„Bei den Überdruckturbinen wird die Geschwindigkeit des einströmenden Wassers kleiner gewählt, als das vorhandene Gefälle es zuläßt. Es wirkt dann das Wasser nur zum Teil mit seiner lebendigen Kraft, zum großen Teil aber durch die Pressung, welche es erleidet. Das gepreßte Wasser wird nämlich innerhalb der Laufradkanäle auf diese zurückwirken und sie treibend beeinflussen müssen. Diese Wirkung der Turbinen wird für jeden Laufradkanal, der an einem Arme oder geschlossenem Leitradkanal vorübergeführt wird, aufhören, weil der Zusammenhang mit dem Oberwasserspiegel unterbrochen ist. Es sind deshalb die Überdruck-Turbinen nur als Vollturbinen brauchbar."

1. Die Vollturbinen.

Die einzelnen Turbinenarten werden gewöhnlich nach ihrem Erfinder benannt.

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k. Die Axialturbinen.

Wie wir bereits wissen, strömt bei den Vollturbinen das Aufschlagwasser zugleich durch sämtliche Kanäle des Leitrades und bei den Axialturbinen in der Richtung der Achse.

Die Henschel-Jonval-Turbincn sind Reaktionsturbinen, welche stets volle Beaufschlagung erfordern, wenn sie den günstigsten Nutzeffekt geben sollen, denn dieser sinkt bedeutend herab, wenn ein Teil der Leitradkanäle wegen ungenügender Wassermenge zugedeckt und unbeaufschlagt bleiben muß. Dagegen verlieren diese Turbinen nichts von ihrem Nutzeffekt, wenn das Laufrad beliebig tief im Unterwasser arbeitet. Die Wassermenge muß für diese Turbinen meistens gleich groß oder doch nur wenig veränderlich sein. Bei größeren veränderlichen Wasser-mengen ordnet man zwei oder drei Schaufelkränze nebeneinander an und schließt bei abnehmender Wassermenge ganze Schaufelkränze ab.

Fig. 583 giebt eine Henschel-Jonval-Turbine wieder, welche für kleinere Gefälle geeignet ist. Das Leitrad L ist fest gelagert und über dem Laufrad L, angeordnet, welches auf der Turbinenwelle W aufgekeilt ist. Das Wasser gelangt, nachdem es das Leit- und Laufrad passiert hat, durch das sogenannte Saugrohr 8 in das Unterwasser. Das Saugrohr 8 stützt sich auf Füßen F. Die Turbinenwelle W stützt sich mit ihrem Spurzapfen ans eine Traverse T, welche in das Saugrohr eingebaut ist und hängt drehbar an einem Oberwasserzapfen Z (so genannt, weil er über betn Oberwasserspiegel angeordnet ist). Das Leitrad L schließt sich mit Haube und Rohr R an die Turbinenwelle W an, so daß das Wasser nicht unbenutzt durch das Laufrad fließen kann. Oben ist die Turbinenwelle mit Zahnrädern versehen, welche die Kraft auf die Transmission übertragen. Zur Abstellung und Regulierung der Turbine ist das Saugrohr 8 an seinem unteren Teil mit einer sogenannten Ringschütze A versehen; es ist dies ein auf- und niederzulassender Ring, welcher den Umfang des Saugrohres um-giebt. Diese Ringschütze sann durch Stangen und einem beliebigen Windwerk von dem Turbinenboden aus gehoben oder gesenkt werden. Ist die Schütze ganz heruntergelassen, geschlossen, so ist die Turbine abgestellt. Der Gang der Turbine kann durch diese Schütze reguliert werden, indem je nach ihrer Stellung mehr oder weniger Wasser in das Unterwasser abfließen kann. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt bezüglich dieser Regulierung durch Ringschützen ^ „Zur Regulierung bei geringerer Wassermenge eignen sich diese Vorrichtungen sehr wenig, weil sie die Wassergeschwindigkeit in den Radzellen verringern, wenn sie mehr geschlossen werden, die lebendige Kraft des Wassers aber nicht nur seiner Masse, sondern auch dem Quadrate seiner Geschwindigkeit nach proportional abnimmt. Geht bei gleichbleibendem Gesamtquerschnitte der Radzellen z. B- die halbe Wassermenge mit halber Geschwindigkeit hindurch, so ist die Arbeitsfähigkeit ein Achtel, der Wirkungsgrad sinkt also auf den vierten Teil herab. Erfolgt dagegen die Regulierung durch Schließung eines Teiles der Leitradzellen, so bleibt die Geschwindigkeit des Wassers in den offenen Radzellen die gleiche und daher auch der Wirkungsgrad nahezu derselbe." Ist das Saugrohr hoch genug, so reguliert man auch durch eine Drosselklappe. Man bezeichnet die Aufstellung der Turbine nach Fig. 583 als die Aufstellung im Saugrohr. Sie eignet sich für Gefälle von 4 bis 8 m.

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Flg. 583.

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Im Gegensatz hierzu steht die Aufstellung der Turbinen in offenen Wasser-kasten, welche für Gefälle von l¹^ bis höchstens 4 m und größere Wasser-mengen angewendet wird. Das Laufrad wird hierbei direkt über oder im Unterwasser angeordnet. Nach Ausführungen der Merseburger Maschinenfabrik und Eisengießerei B. Herrich & Co. in Merseburg ist eine solche Turbine mit zwei nebeneinander liegenden Schaufelkränzen in Fig. 584 dargestellt. Die beiden Schaufelkränze liegen dicht nebeneinander und sind nur durch eine Zwischenwand voneinander getrennt, an welcher die Schaufeln beiderseitig befestigt werden. Das Leitrad ist auf Säulen gelagert und schließt mit seinem

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oberen Rand den Boden des Wasser-kastens für das Aufschlagwasser ab. Das Laufrad liegt im Unterwasser so, daß dessen obere Kante mit dem Unterwasserspiegel in einer Ebene liegt. Die Turbinenwelle stützt sich wieder in einem Spurlager und ist in einem Oberwasserzapfen aufgehängt. Eine Regulierung dieser Turbine ist nur insofern möglich, als der innere Schaufelkranz durch einen Bollring, der durch Stangen und Windwerk gehoben und gesenkt werden kann, vollständig abgedeckt werden kann, so daß nur der äußere Schaufelkranz beaufschlagt wird.

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Fig. 584.

Eine feinere Regulierung gestatten Schieber, von denen für jede Radzelle einer vorhanden ist und so in die Radzellen des inneren Kranzes eingeschoben wird, daß von jedem Schieber ein Leitradkanal abgeschlossen wird. Die Schieber werden vom Turbinenboden aus ebenfalls durch eine geeignete Vorrichtung gehoben oder gesenkt. Je nach der Höhe des Oberwasserspiegels werden mehr oder weniger Kanäle abgeschlossen, so daß die Tourenzahl der Turbinenwelle immer dieselbe bleibt.

Diese Turbinen mit zwei Radkränzen kommen für große Wassermengen von 10 cbm pro Sekunde zur Anwendung. Die dargestellten beiden Turbinen waren Niederdruckturbinen. Die Hochdruckturbinen stellt man gern in geschloffenen Wasserkasten mit oder ohne Saugrohr auf. Siehe derartige Turbinen bei den Girard-Turbinen weiter unten. Natürlich können auch die Niederdruckturbinen in gleicher Weise aufgestellt werden.

Bei den mit vertikaler Turbinenwelle versehenen Turbinen sind meistens zur Kraftübertragung auf die Transmission schwere Kegelräder erforderlich. Man wendet deshalb gern zur Vereinfachung der Transmission Turbinen mit horizontaler Welle an, von welcher direkt auf die Transmission mit Riemen,

Seil oder dergl. getrieben werden kann. Fig. 585 *) zeigt die Aufstellung einer solchen Zwillingsturbine. Da das Leit- und Laufrad hier vertikal stehen, müßten die oberen Schaufeln mit weniger Gefälle arbeiten als die unteren. Es müssen deshalb diese Turbinen stets mit Saugrohr, das immer mit Wasser angefüllt ist, versehen sein. Bei der dargestellten Turbine sind auf einer Welle W zwei Turbinen angeordnet mit den Leiträdern L und den Laufrädern Lt (Zwillingsturbinen). Die ganze Turbine ist in einem geschlossenen Rohr untergebracht, welches auf Trägern gelagert ist. Zwischen beiden Turbinen mündet das Druckrohr R (Zu-    m

führungsrohr des Aufschlag-    jSsSg—g''

Wassers) in das Turbinenrohr.    I||p£§g§

Die Saugrohre 8 münden hinter    JSifSgg^

Fig. 585.

den Laufrädern von dem Turbinenrohr ab. Die Welle W geht durch die Stirnwände des Turbinenrohres hindurch und muß hier durch Stopfbüchsen abgedichtet sein. Bei Anordnung zweier Turbinen auf einer gemeinschaftlichen Welle ergiebt

Fig. 586.

sich natürlich bei größerer Wassermenge ein kleinerer Laufraddurchmesser und damit eine größere Umdrehungszahl. Der Horizontalschub des Wassers, welcher hervorgerufen wird, wenn das Wasser durch die Radkanäle strömt und auf die Welle wirkt, wird durch die Zwillingsanordnung ebenfalls aufgehoben. Im Druckrohr R ist eine Drosselklappe D zur Regulierung angeordnet. Die Saugrohre sind zur Inbetriebsetzung ebenfalls mit Drosselklappen zu versehen (in der Fig. 585 sind diese fortgelassen). Es eignen sich derartige Zwillingsturbinen für größere Wassermengen und hohe Gefälle, zum direkten Antrieb von Walzenstraßen und Dynamos und solchen Anlagen, wo Räderübersetzungen möglichst vermieden werden sollen. Bevor wir zur Besprechung der Girard-Turbinen oder Aktionsturbinen übergehen, muß erst einiges über die Schaufelung der Reaktionsturbinen und Aktionsturbinen gesagt werden. In Fig. 586 ist ein Schaufelplan einer Jonvalturbine gezeichnet. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", schreibt dazu: „Da bei Aktionsturbinen das Wasser während seines Durchganges durch das Laufrad seine relative Geschwindigkeit nicht ändert, muß der Wasserstrahl auf diesem Wege dieselbe Größe des Querschnittes beibehalten. Bei dem Schaufelplan, Fig. 586, sind aber die Kanäle bei b beträchtlich weiter als am Anfange und am Ende. Der Wasserstrahl kann daher bei b den Zellenraum nicht ausfüllen. Befindet

') Die Fig. 585 ist dem Katalog der Merseburger Maschinenfabrik u. Eisengießerei B. Herrich &> Co. in Merseburg entnommen.

sich das Laufrad über dem Uuterwasserspiegel, so bildet sich dort ein lufterfüllter Raum, während der Wasserstrahl auf die gegenüberliegende konkave Schaufelfläche drückt, was seine Bewegung nicht beinflußt. Taucht dagegen das Laufrad ins Unterwasser, so füllt sich auch jener Raum bei b mit Wasser und es entsteht dort ein kraftverzehrender Wasserwirbel, der den Wirkungsgrad der Turbine beträchtlich vermindert. Aktionsturbinen ohne besondere Vorkehrung gegen den Eintritt des Wassers in die Zellenerweiterungen dürfen daher nicht in das Unterwasser tauchen. Bei den Reaktionsturbinen füllt dagegen das Wasser zufolge der in den Zellen herrschenden hydraulischen Pressung diese ganz aus, die beschriebenen Wasserwirbel können sich nicht bilden und daher können Reaktionsturbinen auch beim Eintauchen ins Unterwasser richtig arbeiten. Nimmt die Betriebswassermenge durch Witterungsverhältnisse ab, so muß man sich auf partielle Beaufschlagung der Turbine beschränken, indem man einen Teil der Leitradzellen

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Fig. .587.

verschließt. Dies ist aber bei den Reaktionsturbinen, ohne bedeutenden Esfektverlust nicht möglich, weil die hydraulische Pressung in den Zellenräumen verloren geht, sobald sie unter verschlossene Leitradzellen treten und ihr Zusammenhang mit der darüberstehenden Wassersäule aufgehoben ist. Bei Aktionsturbinen, wo eine hydraulische Pressung in den Zellen nicht besteht, tritt ein solcher Effektverlust nicht ein, zumal wenn die Leitradzellen während der Abdeckung ventilieren, d. h. mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung gesetzt werden, so daß das in der darunter befindlichen Laufradzelle enthaltene Wasser ungehindert abfließen kann. Aktionsturbinen mit gewöhnlicher Schaufelung sind daher für konstantes Gefälle, namentlich konstanten Unterwasserstand und veränderlicher Wassermenge, Reaktionsturbinen dagegen für konstante Waffermenge und veränderliches Gefälle geeignet."

Da aber oft Wasserkräfte benutzt werden müssen, bei denen beides veränderlich ist, war man bestrebt, die Aktionsturbinen auch hierfür geeignet zu machen. Auf eine sehr einfache Weise geschieht dies durch sogenannte Rück-schauseln (Fig. 587), indem man die Laufradschaufeln an den weiteren Stellen der Zellen dicker macht oder verdoppelt, so daß die Zellenräume durchaus nahezu gleich großen Querschnitt erhalten. Die konkave Schaufelseite, welche den Wasserstrahl leitet, läßt man hierbei unverändert; die konvexe Seite aber, welcher der Strahl doch nicht folgt, wird entsprechend umgestaltet und damit die Wirbelbewegung in den Zellen ausgeschlossen.

Die Girard-Turbinen sind Aktionsturbinen, bei denen die Lauftadkanäle, radial gemessen, unten weiter sind als oben, damit die nötige Größe der Austrittsöffnung erreicht wird und mit ihr die Geschwindigkeit des austretenden

Wasserstrahles klein genug wird. Wie wir wissen, sind auch die Zellen des Laufrades an den Stellen, wo die Rückschaufeln angebracht werden, am äußeren Umfang durchbrochen, ventiliert, damit durch diese Öffnungen und den Spalt so viel Luft in die Zellen eintritt, daß der Wasserstrahl da, wo er nicht gegen die Schaufelflächen drückt, von Luft umgeben ist. Die Laufräder müssen über dem Unterwasser arbeiten, das Ge-fülle muß konstant sein, und das Unterwasser darf sich nicht --stauen. Die Girard-Turbinen sind heute die verbreitetsten. -Fig. 588 zeigt eine Girard-Turbinein geschlossenem eisernem Gehäuse nach Ausführungen von H. Queva & Co. in Erfurt.

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Das Laufrad ist nach unten hin beträchtlich erweitert und an seinem äußeren Kranz mit Ventilationsöffnungen versehen.

Fig. 588.

Es ist auf der hohlen Turbinenwelle aufgekeilt. Diese hohle Turbinenwelle hängt an einem Oberwasserzapfen, welcher durch eine massive Welle, die durch die hohle Turbinenwelle hindurchgeht, gestützt wird.

Die massive Welle ist unten in einem, auf dem Fundament ausgeschraubten Fuß festgekeilt. Es dreht sich hier also nur die hohle Turbinenwelle mit dem Laufrad.

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Unten umgiebt diese Welle die massive Tragsäule mit einer Rotgußbüchse zu ihrer Führung. Das Leitrad ist auf Trägern gelagert und ist dessen Öffnung ■ nach außen gerichtet. Die Leitradzellen    J§

werden durch einzelne Schieber ver-    J I    Ip

schlossen, die durch eine Hubkurve be-    '

Fig. 589.

wegt werden (siehe weiter unten). Sonst z-zz²?™ ist die Turbine mit einem geschlossenen Blechgehäuse umgeben, in welches das Aufschlagwasser einströmt. An einem

42

Prakt. Maschinenbauer.

Stutzen dieses Gehäuses wird die Zuleitung für das Aufschlagwasser angeschlossen.

Bei der Regulierung ist darauf zu achten, daß das Gleichgewicht des Laufrades erhalten bleibt, weshalb immer zwei diametral gegenüberliegende Kanäle gleichzeitig zu schließen sind.

Turbinen, wie die dargestellte, eignen sich für Gefälle von 1 bis 4,5 m und für Wassermengen von 1 bis 5 cbm pro Sekunde.

Als Hochdruckturbine mit Blechrohr für das Aufschlagwasser ist in Fig. 589 eine Girard-Turbine nach Ausführungen der obigen Fabrik dargestellt. Zwischen

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Turbine und Zuflußrohr wird häufig zur Abstellung der ersteren eine ' Drosselklappe in den Rohrstutzen eingeschaltet.

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Fig. 590.

Ebenso wie die Henschel-Jonval-Turbine kann natürlich auch die J Girard-Turbine mit zwei oder drei nebeneinander-liegenden Radkränzen versehen werden.

Wir hatten weiter oben gesehen, daß man die Girard-Turbinen mit sogenannten Rückschaufeln versieht, damit der nicht vom Wasser erfüllte Raum der Laufradkanäle vollständig ausgefüllt und die Bildung schädlicher Wasserwirbel vermieden wird. Auf andere Weise erreichen H. Queva & Co. in Erfurt

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Fig. 591.

eine vollständige Ausfüllung der Lausradkanäle mit Wasser durch eine Kranzeinschnürung nach Fig. 590. Jede Laufradzelle wird durch ein in s dieselbe einspringendes Stück f verengt. Die Firma baut ihre Turbinen, Patent Lehmann, entweder nur mit einer derartigen Kranzeinschnürung an Stelle der Rückschaufeln oder mit Kranzeinschnürung und mit Rückschaufeln.

Die Lehmannsche Turbine zeigt aber noch eine besondere Ausführung der Ventilation der Laufradzellen (Fig. 591). Das Laufrad L wird von einem Hohlring H umgeben, welcher mit den Laufradzellen durch Öffnungen in Verbindung steht. Gleichmäßig auf dem Umfang dieses Hohlringes verteilt, sind einige Röhren R mit Lustventilen angeordnet. Diese führen die Luft in den Hohlring H, von wo aus dieselbe in die Laufradzellen gelangt. Die Röhren R sind am Leitrad Lx befestigt.

Eine so ausgeführte Turbine zeigt Fig. 592, sie wird von der Fabrik als Kombinationsturbine bezeichnet. Ihre Konstruktion geht aus der Figur hervor. Die Leitradzellen sind zur Hälfte oben offen, zur anderen Hälfte ist ihre Öffnung nach innen gerichtet. Diese nach innen gerichteten Leitradzellen können durch

Tafel 14.

Ganz & Ko. in Budapest und Batiöor.

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m Gefälle der hydraulisch-elektrischen Anlage in Morbegno (Italien).

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Francis-SpiralLurbine von 2000 Pferdestärken bei 28

42*

einen Halbringschieber abgeschlossen bezw. reguliert werden. Die Fabrik rühmt diesen Turbinen folgende Vorzüge nach:

1.    Sie arbeiten bei jedem Beaufschlagungsgrad mit hohem Nutzeffekt.

2.    Sie behalten diesen hohen Nutzeffekt bei, sowohl bei Überwaffergang des Laufrades als bei Staugang.

3.    Sie nutzen das Gefälle vollständig aus, da sie auf dem tiefsten Unter-wasserspiegel eingebaut werden können.

4.    Ihr Gang ist sowohl bei verschiedener Beaufschlagung als auch bei Überoder Unterwaffergang des Laufrades ein sehr gleichförmiger.

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Fig. 592.

B. Die Radialturbinen.

Die Girard-Turbinen werden häufig auch als Radialturbinen ausgeführt d. h. als Turbinen, bei denen das Wasser das Leit- und Laufrad radial, und zwar von innen nach außen, durchströmt. Eine solche Turbine, von Ganz & So.

in- Ratibor ausgeführt, giebt Fig. 593 u. 594 wieder. Ein Rohr R, welches das innenliegende Leitrad L angeschlossen ist, führt diesem das Wasser aus dem Sammelkasten 8 zu. Es durchströmt das Leitrad L und darauf das außenliegeude Laufrad L„. Die Regulierung erfolgt durch sogenannte Drehschieber (siehe weiter unten).

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Es giebt nun aber auch einige Turbinenarten, welche überhaupt nur radial beaufschlagt werden können. Die Hauptvertreterin dieser Gruppe ist die Francis-Turbine. Das Wasser tritt bei dieser Turbine von außen nach innen durch dieselbe. Das Leitrad liegt demzufolge außen, das Laufrad innen. Die Ausführung erfolgt stets mit Saugrvhr, so daß das volle Gefälle ganz ausgenutzt werden kaun. Die Aufstellung der Francis-Turbinen erfolgt mit vertikaler und horizontaler Welle je nach den örtlichen Verhältnissen.

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Fig. 593.

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Eine Francis-Turbine mit vertikaler Welle ist nach Ausführungen von I. M. Vo ith in Heidenheim a. Brenz, Württbg. in Fig. 595 u. 596 wiedergegeben. Das außenliegende Leitrad stützt sich auf ein Betongewölbe, während das innen liegende Laufrad auf der hohlen gußeisernen Turbinenwelle aufgekeilt ist. Das Leitrad ist mit einer gewölbten Haube versehen, mit der es das Laufrad überdeckt, so daß das Wasser nicht innen durch dasselbe hindurchtreten kann- An das Laufrad schließt sich nach unten das Saugrohr an, welches bis in das Unterwasser reicht und unten ganz offen ist. Die Lausradkanäle sind so nach unten gebogen, daß das Wasser allmählich ins Saugrohr übergeführt wird. Die Tragsäule für den Oberwasserzapfeu ruht in einer in das Saugrohr eingebauten Traverse. Zur Regulierung der Turbine sind die Leitschaufeln drehbar geordnet, so daß die Leitradkanäle durch Drehung der Schaufeln verengt oder erweitert werden können, so daß mehr oder weniger Wasser hindurchströmen kann. Die Drehung dieser Schaufeln erfolgt durch Handrad oder durch einen besonderen Regulator automatisch. In der Figur ist Handregulierung angedeutet.

Die drehbaren Leitschaufeln können ganz geschlossen werden, so daß die Turbinen für jeden Wasserverbrauch zwischen ganz zu und voller Beaufschlagung jederzeit während des Ganges beliebig eingestellt werden können. Ebenso leicht läßt sich durch diese drehbaren Schaufeln die Geschwindigkeit der Turbine gleichmäßig

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erhalten. Ein Vorteil dieser Regulierung ist auch, daß die einzelnen Leitkanäle alle zugleich verengt werden, ohne daß der Wasserfaden abgerissen würde.

Die Francis-Turbine bietet noch die große Annehmlichkeit, daß ihre Kanäle leicht zugänglich gemacht werden können behufs Reinigung. Durch im Wasser befindliche Unreinigkeiten werden die Leit- und Laufradkanäle schließlich doch einmal verstopft, so daß der Nutzeffekt der Turbine herabsinkt. Die Kanäle müssen dann gereinigt werden. Zu dem Zwecke hat man bei der Francis-Turbine weiter nichts zu thun, als das Oberwasser durch die Schütze abzusperren und das Laufrad hochzuzichen, wie Fig. 596 zeigt, wodurch alle Kanäle leicht

zugänglich sind. Zum Zwecke des Hochziehens des Laufrades wird von Anfang im Turbinenhaus über der Turbine eine geeignete Hebevorrichtung vorgefehen. Bei Turbinen z. B-, die im Unterwasser laufen, muß zum Reinigen der Kanäle das Unterwasser abgesperrt werden, was stets umständlich ist.

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Fig. 596.

Obengenannte Fabrik äußert sich: „Da die Radkanäle der Francis-Turbinen stets vollständig mit Wasser gefüllt sind, so ist der schädliche Einfluß des Rückstaues auf die Arbeit des Wassers im Laufrad nur sehr gering." Durch das Saugrohr wird eben stets das volle vorhandene Gefälle ausgenutzt.

Franeis-Turbinen geben durchschnittlich einen Wirkungsgrad von 80%, der bei ³/₄ Beaufschlagung eintritt. Bei voller Beaufschlagung geht etwa 1%, bei halber 4% verloren. Die Aufstellung mit stehender Welle eignet sich für Gefälle von 0,75 bis gegen 5 m hin.

Gerade die Francis-Turbinen werden sehr häufln mit Horstontaler Welle

ausgeführt, und zwar als einfache, Zwillings- und Doppel-Zwillings-Francis-Turbinen und eignen sich dann für Gefälle von 2,5 bis gegen 10 bis 12 in. Fig. 597 zeigt zwei einfache Turbinen mit horizontaler Welle, welche von demselben Oberwasserspiegel gespeist werden. Ausführung von I. M. Voith in Heidenheim a. Brenz, Württbg. Das Wasser tritt auf dem ganzen Umfang des Leitrades ein, wie bei der stehenden Welle auch, und entfernt sich nach Durchströmen des Laufrades durch den Saugrohrkrümmer und das senkrechte Saugrohr in den Unterwasserkanal. Die massive Turbinenwelle hat ein Lager im Leitrad-

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Fig. 597.

decket, welches durch eine Schutzkappe gegen das äußere Wasser abgedichtet ist und dem die Schmierung (konsistentes Fett) vom Hausinnern aus durch ein be-onderes Röhrchen zugeleitet wird. Das Hauptlager sitzt seitlich am Krümmer und ist mit Ringschmierung versehen, die Welle wird zum Ankuppeln oder Aufstecken von Riem- und Seilscheiben eingerichtet. Weil die Stopfbüchse nur gegen die äußere Luft zu dichten hat, braucht sie bloß ganz wenig angezogen zu sein. Etwaiger Verschleiß oder Undichtwerden der Packung verursachen keine Betriebsstörung, sondern höchstens eine kleine Verminderung der Leistung. Die Packung, die sehr lange anhält, kann während des Betriebes erneuert werden, da nie Wasser aus-, sondern höchstens Lust eintritt.

Die Zwillings-Turbinen sind ebenso angeordnet, wie die Zwillings-Anordnung der Jonval-Turbine, Fig. 585. Diese kommen für diejenigen Verhältnisse zur Anwendung, in denen die einfache Francis-Turbine nicht die erwünschte Umdrehungszahl erreichen würde, während doch die direkte Kupplung mit Trans-

Mission oder Dynamo verlangt ivird. Durch die Anordnung zweier kleinerer Turbinen auf der gleichen Welle, welche zusammen die ganze Wassermenge verbrauchen, erreicht man die erwünschte Umdrehungszahl.

Ist die Geschwindigkeit, welche durch zwei Teilturbinen erzielt wird, noch nicht genügend, so teilt man die Wassermenge

in vier Teile und nimmt zwei Zwillingsturbinen miteinander gekuppelt (Doppel-Zwillingsturbine).

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Fig. 699.

Für Gefälle von 10 bis 60 m und mehr    IJT¹' 1;

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läßt sich das Wasser nicht mehr gut durch offene Schächte den Turbinen zuführen. Diese werden zu teuer und nicht solide genug. Man leitet dann das Aufschlagwasser durch besondere Rohrleitungen in die Turbine, die mit einem Spiralgehäuse umgeben wird und <o zur Spiralturbine wird. Diese Turbinen sind mit horizontaler Achse versehen. Das Wasser wird durch ein Rohr, welches das Leitrad ganz umschließt und nach seinem Ausgangspunkt hin immer enger wird, also spiralförmig das Leitrad umgiebt, in dieses und durch das Laufrad geführt, von wo es durch ein mit Krümmer anschließendes Saugrohr in das Unterwasser abfließt. Fig. 598 und 599 zeigt eine Turbinenanlage von I. M.    , ,

Flg. 598.

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Voith in Heidenheun a. Brenz mit Spiral-turbinen. Eine Rohrleitung R führt das Wasser in das Spiralgehäuse der Turbinen T, welches jedes durch einen Stutzen an dieselbe angeschlossen ist. Das Wasser umkreist das Leitrad und fließt gleichzeitig durch alle Kanüle. Die I Saugrohre S schließen sich seitlich an die Turbinengehäuse an. Durch einen Schieber kann jede Turbine von der Rohrleitung R abgesperrt werden.

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Die Regulierung dieser Spiralturbinen erfolgt ebenfalls durch Drehung der Leitschaufelu. Zum Nachsehen der Turbinen genügt es, den Deckel vom Leitrad wegzunehmen, wodurch sämtliche i Leitschaufeln freigelegt sind. Jede Leitschaufel kann einzeln herausgenommen werden; nach Wegnahme von zwei oder drei Leitschaufeln ist das Laufrad auch freigelegt. Die Welle tritt durch die Stopfbüchse aus dem Saugrohrkrümmer heraus und ebenso durch den Deckel des Leitrades. Beide Stopfbüchsen münden in den Saugraum, weshalb für beide das schon oben Gesagte gilt.

Die Spiralturbinen haben in neuerer Zeit ausgedehnte Anwendung zum direkten Ankuppeln von Dynamomaschinen gefunden und sind bis zu den größten

Leistungen ausgeführt worden. Meist wird das aus dem Krünimer tretende Wellenende zum Abtrieb oder Ankuppeln benutzt, damit die Deckelseite des Gehäuses freibleibt.

Die Firma Briegleb, Hansen & Co. in Gotha führt eine Art Francis-Turbinen aus, welche sich durch die Art der Regulierung von den besprochenen Turbinen dieser Gattung unterscheiden und nach ihrem Erfinder Zodel-

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Fig. 600.

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Turbinen genannt werden. Die Firma schreibt in ihrem Katalog: Fig. 600 stellt eine solche Turbine axial geschnitten und Fig. 601 in einem senkrecht zur Achse mitten durch das Leitrad geführten Schnitt dar. Wie ersichtlich, sind die Leitschaufeln b b nicht bis zum Laufrad durchgeführt, aber den hierdurch entstehenden Zwischenraum auszufüllen, hat der Erfinder einen konzentrisch zur Turbinenachse drehbaren Ringschieber aa a, a, (Fig. 600) angeordnet. Dieser Ringschieber aber ist mit den gewissermaßen die Fortsetzung der unbeweglichen Leitschaufeln -bb bildenden Schaufelstücken a₁ ax (Fig. 601) versehen. Diese Schaufelstücke bilden mit dem Ringschieber ein Ganzes, so daß sie an jeder Bewegung des Ringschiebers teilnehmen müssen. Diese Anordnung hat zur Folge, daß bei jeder Linksdrehung des Ringschiebers eine Verkleinerung sämtlicher Leitzellenquerschnitte bis zum vollen Schluß und bei jeder Rechtsdrehung eine Vergrößerung dieser Querschnitte bis zur vollen Öffnung bewirkt werden kann, ohne eine größere als den Abstand zweier Leitschaufeln voneinander entsprechende Winkelbewegung ausführen zu müssen. Diese Bewegung wird vermittelt durch ein Getriebe, welches in ein am Schieber befestigtes kurzes Zahnsegment eingreift.

Um aber in den verschiedenen Schieberstellungen eine gute Wasserführung zu erhalten, sind an den festen Leitschaufeln, die Fortsetzung der inneren Flächen derselben bildend, Zungen von dünnem Stahlblech cc, Fig. 601, befestigt, welche bis an das Laufrad heranreichen.

Zur Orientierung des Lesers sind in Fig. 601 drei verschiedene Schieber-stellungen dargestellt und zwar wird man bemerken, daß einige Leitzellen voll, einige ungefähr halb geöffnet und einige ganz geschlossen sind. Daß aber gleichzeitig verschiedene Schieberstellungen in Wirklichkeit nicht vorkommen können, bedarf einer weiteren Auseinandersetzung nicht.

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Sig. 602.

Neben ihrer Einfachheit bietet diese Regulierung den Vorteil, daß der Regulierschieber nur sehr wenig bewegt zu werden braucht.

Die Zodel-Turbinen können in allen Aufstellungsarten Anwendung finden. Fig. 602 zeigt dieselbe als Spiralturbine im Schnitt.

2. Die Partialturbinen.

Wir haben oben schon erfahren, daß die Partialturbinen im Gegensatz zu den Vollturbinen nur an einer oder zwei einander gegenüberliegenden Stellen ihres Umfanges beaufschlagt werden. Die Partialturbinen sind hauptsächlich für kleine Waffermengen und hohe Gefälle geeignet. Eine Vollturbine, welche man für solche Verhältnisse benutzen wollte, bekäme sehr kleine Abmessungen und demzufolge eine sehr hohe Umdrehungszahl. Das Laufrad erhält deshalb größere Abmessungen und wird an einem Teil seines Umfanges beaufschlagt. Wir wissen auch, daß sich nur die Aktionsturbinen zu Partialturbinen eignen. Es können sowohl Axial- als Radialturbinen sein. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt weiter: „Die Wasserzuführung erfolgt durch eine Rohrleitung, bei der plötzliche Querschnitts- und Richtungsänderungen zu vermeiden sind. Im Leitapparate müssen die Leitflächen der großen Wassergeschwindigkeit wegen geglättet sein. Dieser und der Laufkranz werden am besten aus Kanonenmetall gefertigt. Um die Rückschaufeln zu ersparen, läßt man Partialturbinen stets in freier Luft gehen. Das Laufrad erhält eine solche Größe, daß es bei voller Beaufschlagung die vier- bis achtfache Wassermenge aufnehmen könnte. Die Schaufelteilung macht man klein, so daß das Rad 40 bis 100 Schaufeln erhält."

Da Partialturbinen Mtionsturbinen sind, haben sie die Girard-Schaufelung. Die Aufstellung dieser Turbinen kann sowohl mit stehender als auch mit liegender Welle geschehen. Die Anordnung mit horizontaler Welle ist sehr beliebt geworden (Fig. 603). Ausführung von H. Queva & Co. in Erfurt, auch Rohrturbine genannt. Die ganze Turbine ist in einem Gehäuse untergebracht, in welches das Druckrohr oben, das Saugrohr unten einmündet. Der Leitapparat ist, je nach der Größe der Aufschlagwassermenge, mit einigen Zuflußkauälen versehen. Das Bemerkenswerte ist die Regulierung. Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Leitrad nur am unteren Teil offen, während es am oberen durch eine Platte

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Fig. 6U3.

verdeckt ist. Das Leitrad ist an einem Teil seines Umfanges verzahnt, so daß es durch den Eingriff einer Schnecke in diese Verzahnung auf einer Hülse, die auf der Turbinenwelle sitzt, um seine Achse gedreht werden kann, wodurch mehr oder weniger Leitkanäle freigelegt werden, indem sie mehr oder weniger von der Deckplatte abgedeckt werden. Stopfbüchsen dichten die durch das Gehäuse tretende Welle ab. Diese Turbine eignet sich gut für kleinere Kraftleistungen.

Die Radialturbinen mit partieller Beaufschlagung werden auch nach ihrem Erfinder Schwamkrug-Turbinen genannt. Auf Tafel 15 ist eine Partialturbine mit radialer Durchströmung von 24 Pferdestärken nach Ausführungen von Ganz & Co. in Ratibor dargestellt. Das Wasser wird durch eine Rohrleitung zu vier Leitschaufeln geführt, welche am unteren inneren Teil des Laufrades liegen. Von da aus strömt es durch das Laufrad, welches über dem Unterwasserkanal aufgehängt und ringsherum mit einem Mantel umgeben ist, damit das Wasser nicht verspritzen kann. Die Regulierung erfolgt durch einen kreisförmigen Schieber, der vor die Leitradöffnungen gebracht werden kann. Die Turbinenwelle ist zum Abtrieb mit einer Riemscheibe versehen, kann aber auch ebensogut mit einer Dynamomaschine direkt gekuppelt werden.

Derartige Turbinen führt man auch als Zwillingsturbinen aus, indem zwei einfache Turbinen auf einer gemeinsamen Welle nebeneinander untergebracht werden. Das Wasser wird dann jeder der beiden Turbinen durch eine besondere Rohrleitung, die von einer Hauptrohrleitung abzweigt, zugeführt.

Zu den Partiallurbinen ist auch das in neuerer Zeit sehr zur Aufnahme gekommene Pelton-Rad zu rechnen, so genannt nach seinem amerikanischen Erfinder Pelton (sprich: Pelten). Es ist eine Druckturbine mit horizontaler Welle, partieller äußerer und radialer Beaufschlagung. Der Pelton-Motor eignet sich hauptsächlich für diejenigen Verhältnisse, unter welchen mit den bisherigen Turbinensystemen verhältnismäßig schlechte Nutzeffekte erzielt wurden, also für

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Tafel 15.

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Partial-Girardturbine von 24 Pferdestärken.

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kleine Wassermengen bei hohen Gefällen. Er unterscheidet sich von den anderen Turbinen durch seine eigenartige Schaufelform, welche den eintretenden Wasserstrahl in zwei seitlich abtretende Teile zerlegt. Nach Ausführungen der Maschinen-und    Armaturenfabrik    vorm.    H.    Breuer    &    Co. in Höchst a.    M. ist in

Fig.    604    u.    605    ein    Pelton-Motor    dargestellt.    Der Wasserstrahl    trifft    das

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einen kreisförmigen Querschnitt. Er wird durch eine Düse den Schaufeln zugeführt. Die Schaufeln haben die in Fig. 606 ver-sl zeichnete Gestalt. Der —I Strahl 8 wird durch die «*** J Schaufeln a geteilt, beide \    ^ Hälften folgen den Schaufel-

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Fig. 604.

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Rad die richtige Geschwindigkeit angenommen hat, in der Richtung der Pfeile, also ungefähr parallel zur Radachse, aus dem Rade aus. Es heißt in der „Deutschen Techniker-Zeitung" 1901, Nr. 32, weiter: „Ist die Wassermenge sehr wechselnd, oder sind größere Leistungen zu erzielen, so werden

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Fig. 605.

—    mehrere Düsen angeordnet, die am Radumfange verteilt werden. Die Anwendung mehrerer Düsen ist auch ein sehr bequemes Regulierungsmittel, da sich bei Anwendung von zwei und drei Düsen

die Kraft verdoppelt bezw. verdreifacht; man braucht also bei wechselndem Kraftverbrauch nur eine entsprechende Anzahl von Düsen zu öffnen oder zu schließen, um die Kraftleistung des Motors zu erhöhen oder zu vermindern. Für die Schaufelteilung ist die Rücksicht maßgebend, daß der austretende Wasserstrahl noch genügend Platz hat, um ungehindert an der folgenden Schaufel vorbeizukommen."

„Die Schaufeln sind meist aus Bronze und innen glatt poliert, um dem Wasser wenig Reibungswiderstand zu bieten, da der Wirkungsgrad des Motors wesentlich hiervon abhängt. Die Befestigung der Schaufeln am Radkranz erfolgt entweder durch Anschrauben jeder einzelnen Schaufel an demselben oder auch dadurch, daß der Radkörper aus zwei Teilen angefertigt wird, zwischen welche

die mit ankerartigen Ansätzen versehenen Schaufeln festgeklemmt werden. Bei letzterer Anordnung ist entweder jede Schaufel mit einer Schraube befestigt, oder es sind nur einige Schrauben angeordnet, um mittels des zweiteiligen Radkörpers die dazwischen befindlichen Schaufeln festzuklemmen."

„Das den Radkörper umgebende Gehäuse muß vom Rade so weit abstehen, daß das aus den Schaufeln austretende Wasser nicht wieder an das Rad zurückprallt."

„Die Lagerung der Radwelle muß derart sein, daß das Rad genau in die Mitte des Strahles eingestellt werden kann. Axiale Kräfte treten bei richtig montiertem Rade nicht auf, da sich das Wasser durch die Schneide gleichmäßig nach rechts und links verteilt."

„Die Schaufelbreite soll nicht zu klein sein; bei rundem Strahl sei dieselbe b = 5 — 8 d, wenn d der Durchmesser des Wasserstrahles ist. Die Breite der Schaufel in der anderen Richtung und die Tiefe derselben sind dadurch bestimmt,

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Fig. 606.

daß der Wasserstrahl möglichst allmählich, unter Vermeidung scharfer Übergänge und Krümmungen abgelenkt werden soll. Die Schneide der Schaufeln soll vo.n Wasserstrahle möglichst senkrecht getroffen werden."

„Die Pelton-Motoren amerikanischen Ursprungs haben meist runde Düsen. Die Regulierung erfolgt hierbei durch einen von hinten eingeführten, mit Spindel und Handrad versehenen Dorn. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß durch den Dorn Wirbelungen und Kontraktionen entstehen, welche den Ausstußkoefficienten ungünstig beeinflussen. Wesentlich günstiger ist die Anordnung mit rechteckigem Ausflußquerschnitt, der durch eine bewegliche Zunge automatisch reguliert wird."

„Der Wirkungsgrad des Pelton-Motors wächst mit dem Gefälle; die untere Grenze für einen günstigen Wirkungsgrad bildet ein Gefälle von 18 bis 20 m; die obere Grenze ist durch die Radgeschwindigkeit bedingt. Anlagen mit über 500 m Gefälle sind ausgeführt. Bei solch hohen Drucken (50 Atmosphären in der Rohrleitung) ist die Konstruktion natürlich sehr sorgfältig auszuführen, insbesondere ist zu beachten, daß die Materialspannungen im Radkranz nicht zu

groß werden (durch Kleinhalten der Umfangsgeschwindigkeit). Sorgfältige Ausbalancierung ist hierbei von größter Wichtigkeit."

Der Wirkungsgrad des Pelton-Motors stellt sich nach Versuchen auf 80 bis 85°|₀. Der kleinste Motor, den obengenannte Fabrik baut, ist für den Anschluß an städtische Wasserleitungen bestimmt.

Die Aktiengesellschaft der Maschinenfabriken von Esch er, Wyß<^ Cie.

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Fig. 607.

m Zürich bauen Pelton-Motoren in Größen von 150 bis 5000 mm Durchmesser je nach der Höhe des vorhandenen Gefälles und der verlangten Tourenzahl.

Die Ausführung eines Pelton-Motors von Briegleb, Hansen & Co. in Gotha giebt Fig. 607 wieder. Der ganze Motor ist in einem Gehäuse untergebracht. Der vordere Teil desselben ist in der Figur weggenommen. Die Schaufeln oder auch 4-töge sind auf das Rad ausgeschraubt. Die Fortleitung des Unterwassers erfolgt durch einen Kanal unterhalb des Motors.

Es kann

In Specialfällen führt man diese Turbinen auch als Doppelturbinen aus. d. h. mit zwei Turbinenrädern auf ein und derselben Welle, mit zwei Leit-avparaten und mit gemeinschaftlichem Regulator für beide Räder.

durch diese Bauart die Leistung der Turbine in vielen Fällen und je nach der Tourenzahl beinahe verdoppelt werden. In die Rohrleitung schaltet man einen Absperrschieber ein. Wo es vorteilhaft erscheint, können die Turbinen mit teilweisem Sauggefälle arbeiten. In dieseni Falle wird, um ein Eintauchen des Turbinenrades zu verhindern, ein automatisch reguliertes Quantum Luft in das Turbinengehäuse eingeführt, so daß der Unterwasserspiegel eine gewisse Höhe nicht übersteigen kann.

Die Konstruktion und Berechnung der Turbinen. Schaufelkonstruktion. Im folgenden soll die Konstruktion der Schaufeln für Axialturbinen wiedergegeben werden. In Fig. 608 ist die Schaufelung der Jonval-Turbinen, in Fig. 609 die Schaufelung der Girard-Turbinen dargestellt. Pechan, „Leitfaden des gesamten Maschinenbaues", giebt an: „Man erhält

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Fig. 609.

Fig. 608.

den Mittelpunkt des Krümmuugskreises 0 für das Schaufelstück CD, wenn man mit den eingeschriebenen Bezeichnungen, wobei Winkel OCD = <p gesetzt und AB = e die Schaufelteilung an der Austrittsstelle ist, cp = */, (3 + 4 macht und auf die dadurch erhaltene Sehne CD des Kreisbogens in ihrem Halbierungspunkte E eine Senkrechte errichtet. Es besteht mithin die Schaufelform aus den geraden Linien AC und dem sich daran im Punkte C tangierend anschließenden Kreisbogen CD. Beim Leitapparat fällt Ox tu die Radebene, wie ebenfalls in Fig. 608 u. 609 zu ersehen, ip welcher Ax B, — ex (Schaufelteilung); Bx Cx senkrecht A, C, und 0₁D₁ = 0₁C, der Krümmungshalbmesser ist. Zu dieser so erhaltenen Schaufelkurve wird in der Umdrehungsrichtung in der Entfernung gleich der Schaufeldicke s eine Parallele gezogen und die Schaufel an der Eintrittsstelle am Rücken zugespitzt."

Man erhält nach Pechan gute Verhältnisse, wenn man die Winkel «, ß, 6 innerhalb folgender Grenzen nimmt, und zwar:

Für Reaktionsturbinen

Gefällhöhe H = 0,75 bis 12 m und Wassermenge Q^l cbm « — 15 bis 24° ß = 90 „ 120“ d = 13 „ 24«

wobei für größere Gefälle und kleinere Wassermengen die kleineren Werte für a und d gelten und umgekehrt.

Für Aktionsturbinen IT = 0,75 bis 14 m und Qzl cbm « = 15 bis 30« ß — 2a

3=13 bis 28«.

Für Axialturbinen (Girard-Turbinen)

H = 5 bis 100 m und 1 cbm «=13 bis 20« ß = 2a

3 = 12 bis 28».

Für radiale Partialturbinen mit innerer Beaufschlagung (Schwamkrug-Turbinen)

« = 22 bis 30°

ß — 2a

3 = 12 bis 18».

Die Jonval-Turbinen erhalten je nach der Größe 16 bis 20 Leitschaufeln bei 24 bis 30 Laufradschaufeln; die Girard-Turbinen bei voller Beaufschlagung 20 bis 30 Leitschaufeln bei 30 bis 40 Laufradschaufeln; die Francis-Turbinen 24 bis 30 Leitschaufeln bei 30 bis 36 Laufradschaufeln. Im allgemeinen kann Man dem Laufrad eine Schaufel mehr geben als dem Leitrad.

Die Schaufelteilung läßt sich dann nach der Anzahl der Schaufeln be

stimmen.

Halslager des Leitrades. Die Turbinenwelle muß an der Stelle, an welcher sie durch das Leitrad hindurchgeht, mit einem besonderen Halslager umgeben werden, durch welches sie zugleich eine Führung erhält. Bei dem Halslager Fig. 610 von H. Queva & Co. in Erfurt kommen Pockholzklötze als

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Fig. 611.

Fig. 610.

Lagerschalen zur Verwendung, die durch Keile nachgestellt werden können. Das Halslager Fig. 611 derselben Fabrik ist ebenfalls mit Pockholzschalen versehen. Dieselben werden hier mittels Druckschrauben nachgestellt.

Spurzapfen. Die Spurzapfen der Turbiuenwelle haben das Gewicht der ganzen Turbine zu stützen bezw. zu tragen; sie müssen deshalb sehr sorgfältig ausgeführt und mit guten Schmiervorrichtungen versehen werden. Wir unterscheiden in der Hauptsache die Unterwasserzapfen und die Oberwasserzapfen; je nachdem dieselben unter oder über Wasser liegen. Es sei vorausgeschickt, daß die Zapfen sämtlich mit einer Nachstellvorrichtung versehen sein müssen,

welche gestattet, die Turbinenwelle mit dem Laufrade etwas anzuheben, um die Höhe des Spaltes zwischen Leit- und Laufrad einstellen zu können.

Die Unterwasserzapfen. Die Unterwasserzapfen haben den Nachteil, daß man sie schlecht warten kann. Sie finden sich daher heute nur noch selten. Einen Pockholzzapfen giebt Fig. 612 wieder. Die massive Turbinenwelle ist unten mit einem besonderen angesetzten Zapfen versehen, der auf einem Pockholzzapfen mit halbkugelförmiger Abrundung läuft.

Der Pockholzzapfen wird durch Keile in dem Lagerfuß gesichert. Durch ein Schmierrohr wird der Lauffläche des Zapfens das Schmiermaterial zugeführt. Dieser Zapfen läuft unter Wasser.

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Fig. 612.

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Es giebt aber auch noch sogenannte Überwasser-Unterzapfen, welche zur Anwendung kommen, wenn die Turbinenwelle nicht bis auf den Boden des Unterwassers reicht, sondern das Zapfenlager direkt unter dem Laufrad angeordnet und durch einen Bock unterstützt ist. Einen solchen Zapfen derselben Fabrik zeigt Fig. 613. Das Laufrad ist auf der Welle aufgekeilt, und seine Nabe überdeckt das Zapfenlager. In die Turbinenwelle ist ein besonderer Spurzapfen eingesetzt, der auf Stahlpfannen läuft. Das Lager ist mit einer Rotgußbüchse ausgefüttert. Das untere abgesetzte Ende der Turbinenwelle erhält nochmals Führung in einer aus zwei Teilen bestehenden Rotgußbüchse, die durch Schrauben nachgestellt werden kann. Das ganze Lager ist auf einem Bock auf-

geschraubt.

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Fig. 613.

Die Oberwasserzupfen. Diese Zapfen liegen oben über der Turbine und kommen mit Wasser nicht in Berührung. Man hat zu unterscheiden, ob das Laufrad auf einer massiven Welle oder auf einer Hohlwelle sitzt, I im ersteren Falle ruht die Zapfenbelastung auf dem oberen Gebälk, und die Welle hängt unterhalb der Turbine frei; im anderen Falle stützt sich die Hohlwelle mit ihrem ^AjjS Zapfen auf einer massiven feststehenden Welle, die ihr ijf“*1 als Tragsäule dient. Die Zapfen mit massiver Welle ff werden heute fast nur noch als Ringspurzapfen aus-

geführt.

Einen Ringspurzapfen derselben Fabrik giebt Fig. 614 wieder. Auf Flachgewinde am oberen Teile der Turbinenwelle sitzt eine Mutter, welche mit den ringförmigen Laufflächen des Spurzapfens versehen ist. In dem die Welle umgebenden gußeisernen Gehäuse ist in kugelförmigem Boden die Spurpfanne gelagert. Der Lagerkörper des Spurlagers stützt sich auf ein Halslager, welches auf den Trägern der Turbinenkammer ruht. Durch Drehen der auf dem Flachgewinde sitzenden Mutter kann die Turbinenwelle und mit ihr das Laufrad gehoben oder gesenkt werden. Eine Sicherung verhindert selbstthätiges Drehen

dieser Mutter. Eine Haube deckt den ganzen Zapfen ab, welcher vollständig von Öl umgeben wird.

Die Oberwasserzapfen mit hohler Welle auf massiver Welle als Tragsäule kommen heute am meisten zur Anwendung. Man bezeichnet diese Zapfen auch

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nach ihrem Erfinder Fontainesche Oberzapfen. Wir haben hier zu unterscheiden Endzapfen und Mittelzapfen. Die Endzapfen sitzen am Ende der Welle, das Abtriebs-Kegelrad ist dann unter dem Zapfen auf der hohlen Welle aufgekeilt, die Mittelzapfen haben eine nach oben verlängerte Hohlwelle, das Kegelrad sitzt über dem j| Zapfen auf dieser Welle.

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gig. 614.

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Ein Endzapfen von H. Queva LCo. in Erfurt ist in Fig. 615 gezeichnet. An der hohlen Turbinenwelle ist oben eine Mutter befestigt, welche das Ende der Hohlwelle übergreift. Die Verbindungsschrauben für beide Teile sind in die Hohlwelle eingelassen. In dieser Mutter sitzt mit Flachgewinde der Tragzapfen, in welchem unten der eigentliche Zapfen eingesetzt ist. Die Tragsäule erhält ^ ebenfalls einen besonderen Zapfen W eingesetzt. Die Lauffläche beider «M | Zapfen ist kugelförmig gestaltet. W Als Spurpfanne liegt zwischen den beiden Zapfen ein nach beiden . Seiten kugelförmig gestaltetes Stahl-M stück. Eine Stopfbüchse mit Futter Ws dichtet zwischen Hohlwelle und Trag-1 faule ab. Die Mutter ist seitlich '

gig. 615

Ähnlich ist der Mittclzapfen Fig. 616 derselben Fabrik konstruiert. Mittels Flanschverschraubung istdie nachoben alsHohlwelleverlängerteMutter mit der hohlen Turbinenwelle verbunden. Die Zapfen sind hier mit geraden Laufflächen versehen.

Reguliervorrichtungen. Die Reguliervorrichtungen, welche hier in Betracht kommen, dienen zur Regulierung der Umdrehungszahl der Turbinenwelle. Selbstverständlich ist, daß diese letztere möglichst gleichbleibt. Wir hatten oben schon gesehen, daß man auch für rohere Regulierung der Waffermenge Schützen und Drosselklappen benutzt. Diese Regulierung ist aber zu umständlich und

Fig. 616.

■ an einer Stelle zur Schmierung | des Zapfens offen. Die Hohlwelle mit dem Laufrad kann durch Drehung des Tragzapfens gehoben oder gesenkt werden.

erfordert zu viel Zeit. Schützen und Drosselklappen sind am besten nur zur vollständigen Abstellung des Wassers zu benutzen, also zur In- und Außerbetriebsetzung der Turbinen. Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt: „Die eigentliche Reguliervorrichtung aber muß so wirken, daß auch bei geringerem Wasserzufluß die Nutzwirkung der Turbinen die gleiche bleibt. Für die Reguliervorrichtung wird deshalb bestimmend sein müssen, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers stets dieselbe bleibt. Eine Änderung der Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers führt zu einer Änderung der Umfangsgeschwindigkeit. Da nun die Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers in das Laufrad von dem Querschnitt der

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Fig. 617.

Leitkanäle abhängt, so muß die Reguliervorrichtung so eingerichtet sein, daß sie den Querschnitt der Leitradkanäle nach Belieben ändert. Zweckmäßig läßt sich • eine Reguliervorrichtung nur bei Druckturbinen anwenden, bei Überdruckturbinen kommen sie selten zur Anwendung, weil bei ihnen der Wirkungsgrad beträchtlich sinkt, wenn man den Querschnitt der Leitradkanäle ändert, den der Lausradkanäle aber nicht."

Eine Reguliervorrichtung, bei der für jede Leitradzelle ein Schieber zur Anwendung kommt, ist diejenige durch Hubkurve (Fig. 617), Ausführung H. Oueva L Co. in Erfurt. Je drei Schieber für drei aufeinanderfolgende Zellen hängen an einem gemeinschaftlichen Querstück und einer gemeinschaftlichen Stange

Diese Schieberstangen hängen mit einem Zapfen in Nuten einer Trommel, der sogenannten Hubkurve. Die Nuten verlaufen schraubenförmig, und zwar so, daß eine halbe Umdrehung die Schieber von geschlossen bis offen verstellt, so daß die bisher geschlossenen Schieber, die in den untersten Nuten hingen, nach einer halben Umdrehung in den obersten Nuten hängen. Die Trommel läuft mit Rollen auf einer auf dem Boden der Turbinenkammer montierten Platte. Diese Platte ist auch mit Augen zur Führung der Schieberstangen versehen. Die

Drehung der Trommel erfolgt durch einen Zahnradtrieb entweder von Hand E oder automatisch durch einen Regu-K I lator. Die Schieberstangen und das Querstück sind hohl, die Schieber selbst % an der Stelle, wo die Stangen an demselben angreifen, durchbrochen, so daß die in den Zellen befindliche Luft beim Schließen entweichen kann.

Fig. 618.

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Bei dieser Reguliervorrichtung ist eine große Anzahl Schieber erforderlich. Man wendet deshalb gern die sogenannten Ringschieber an, welche um die Turbinenwelle gedreht werden, wenn die Leitradzellen zu schließen sind. Ein solcher Ringschieber ist gewöhnlich für die Hälfte der Leitradzellen ein*

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I gerichtet, so daß für jede Turbine zwei ' Ringschieber erforderlich sind, wenn sämtliche Kanäle geschloffen werden sollen.

Fig. 618 u. 619 zeigt die Regu-gulierung mittels flacher Ringschieber obiger Fabrik. Die Öffnungen der Leitradkanäle liegen zur einen Hälfte in einem größeren Halbmesser als zur anderen Hälfte, so daß die Lettradkanäle mit dem kleineren Halbmesser nach innen gezogen werden müssen. Für jede Hälfte ist nun ein flacher ringförmiger Schieber vorgesehen, der genau auf die Öffnungen der Zellen paßt. Jeder dieser Schieber hängt mit drei Armen an der Turbinenwelle, um welche sie drehbar sind. Außen tragen die Schieber einen Zahnkranz, so daß sie mittels Zahnrad gedreht werden können. Je nachdem man nun den einen oder anderen Schieber oder beide zu gleicher Zeit um die Turbinenachse dreht, werden mehr oder weniger Leitradzellen abgeschlossen. In den Figuren sind die Zellen im geöffneten Zustand gezeichnet. Der größere Schieber hängt mittels Stangen noch an der Turbinenwelle, damit der Wasserdruck denselben nicht zu fest auf das Leitrad drückt.

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Fig. 619.

Nur ein Halbringschieber kommt bei Fig. 620 u. 621 (H. Queva & So. in Erfurt) zur Verwendung, und zwar ein konischer Halbringschieber. Die Öffnungen der Hälfte der Leitradzellen sind nach innen gerichtet. Ein Schieber kann vor diese Öffnungen gedreht werden. Die andere Hälfte der Zellen bleibt stets offen.

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Fig. 620.

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Fig. 622.

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Fig. 623.

Fig- 621.

Die Regulierung mittels Rollschützen zeigt Fig. 622 u. 623 (H. Queva & Co. in Erfurt). Geeignet für Heine Gefälle. Über die Öffnungen der Leitradzellen laufen zwei einander gegenüberstehende konische Walzen, auf welche ein Band von Kaut-    Jj I

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ist, dessen Enden am Leitrad befestigt sind. Durch Drehung der Walzen, welche mittels Armen an der Turbinenwelle hängen und um diese drehbar sind, legt sich das Band auf die Leitradzellen, indem es sich von den Walzen abwickelt.

Fig. 624.

Die Regulierung von Radiallurbinen erfolgt zweckmäßig durch cylindrische Rundschützen (Fig. 624, H. Queva & So. in Erfurt). Angenommen ist eine von innen beaufschlagte Radialturbine. Die beiden Hälften der Leitradöffnungen liegen in

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verschiedenen Höhen, so daß dieselben durch eine im Leitradmantel drehbare cylindrische Rundschütze geschlossen oder geöffnet werden können. Vollständiger Schluß erfolgt nach einer Drehung des Rundschiebers von 180°. Die Drehung selbst erfolgt durch Zahnkranz und Zahnrad.

Selbstthätig wirkende Regulierapparate. Es kommt bei verschiedenen Betrieben vor, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Ganggeschwindigkeit des Motors die Bedienung des Regulierapparates mittels Hand nicht genügt. Namentlich ist dies der Fall, wenn durch öfter und stark wechselnde Belastung der Arbeitsmaschinen oder durch Ein- und Ausrücken von letzteren die Leistung des Motors in großer Verschiedenheit in Anspruch genommen wird. In solchem Falle läßt man zuweilen die Regulierung durch einen eigens hierfür angestellten Arbeiter vornehmen; aber auch hier ist nicht immer und zwar dann keine Gewähr für genügende Gleichförmigkeit des Ganges des Motors gegeben, wenn jene Umstände so stark auftreten, daß die Handregulierung nicht schnell genug zu ermöglichen ist, abgesehen davon, daß die Regulierung von der Fähigkeit und dem Willen des Arbeiters abhängig ist.

Wo es daher auf möglichst gleichförmigen Gang ankommt, läßt man die Bethätigung der Reguliervorrichtungen durch selbstthätige Apparate bewirken. Man bedient sich dazu stets des Centrifugal-Regulators. Nach ihrer Wirkungsweise unterscheiden sich die selbstthätig wirkenden Regulierapparate in zwei verschiedene Systeme, von denen das eine die motorische Leistung durch Veränderung der Wassermenge reguliert, das andere System bei gleichbleibender Wassermenge, also gleichbleibender Leistung der Turbine, die überschüssig werdende Leistung der letzteren vernichtet; es kann auch eine Verbindung beider Systeme in einem Apparate stattfinden. Das erstere System arbeitet ökonomisch mit der Wassermenge, das zweite nicht.

Nach anderen Gesichtspunkten unterscheidet man: Regulierung mittels Transmissionsbewegung, Regulierung mittels hydraulischer Wirkung und Regulierung mittels Kraftvernichtung.

Die dritte Art der Regulierapparate mittels Kraftvernichtung findet nur selten Verwendung, da Wasseranlagen mit überschüssiger Betriebskraft sehr selten sind.

Regulierung mittels Transmissionsbewegung. I. M. Voith in Heidenheim a. Brenz (Wttbg.) baut den Regulator mit Hemmwerk nach Fig. 625.

Von der durch Riemen angetriebenen oberen Welle A wird mittels Zahnrädern die Tachometerspindel B (Tachometer-Tourenmesser) sowie die Daumenwelle C bethätigt, und außerdem ist auf derselben die Riemscheibe D zum Antrieb des Wendegetriebes aufgekeilt.

Das Tachometer ist ein Feder-Tachometer, bei welchem die inneren Reibungswiderstände auf ein Minimum vermindert sind. Die bewegliche Hülse E desselben vermittelt durch das Hebelpaar F die Verschiebung der Daumenhülse G, während die letztere und die mit derselben fest verbundene Daumenscheibe durch die Daumenwelle C in drehender Bewegung erhalten wird.

Die Anschlagrollen H und I sind am Stellschlitten K bezw. an dessen

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Prakt. Maschinenbauer.

drehbarem Teile L angebracht, welch letzterer die Riemenführgabel trägt. Die Anschlagrollen haben zweierlei Durchmesser, so daß, wenn die Daumenscheibe

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die kleineren berührt, der Riemen in Mittelstellung ist, die Berührung eines der größeren Durchmesser aber die Riemenverschiebung durch Ausschlag des dreh-baren Teiles L bewerkstelligt. Hierdurch wird der fortwährend laufende Riemen M aus seiner Mittelstellung — Leerscheibe N — auf die eine oder andere Festscheibe O, P des Wendegetriebes geleitet.

Drei konische Räder, welche im Gehäuse Q angeordnet sind, versetzen die Arbeitswelle R vor- oder rückwärts in Drehung, wodurch das Öffnen oder Schließen des Turbinenleitapparates bewirkt wird. Mittels eines Stirnräderpaares wird vom Wendegetriebe aus die Spindel 8 der Stellhemmung bethätigt, welche den Stellschlitten K entsprechend auf- oder abbewegt und für jede Tachometerstellung, also auch in den Endstellungen, die Selbst- Jjjk auslösung herbeiführt.    «/]X

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Fig- 627.

Das Hemmwerk T ersetzt die w j 1 Ölbremse und hat dieser gegenüber \ / den Vorzug, daß die leichte Beweg-lichkeit des Tachometers in keiner Weise gehemmt wird, und daß die Geschwindigkeit für Auf- und Niedergang des Tachometers durch Verstellen der Reibrolle U gegenüber der Mitte der Mitnehmerscheiben der Tachometerhülse E den Verhältnissen entsprechend genau eingestellt werden kann.

Fig. 626.

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Unter dem Tachometer befindet sich die sogenannte Handeinstellung, d. h. eine mittels Spindel verstellbare Hülse V, durch welche der Hub des Tachometers, und somit auch die größte Schaufelöffnung, von Hand beliebig verkleinert werden kann, ohne daß dabei der Regulator bei plötzlicher Entlastung der Turbine Schließen des Leitapparates gehindert wird.

An den Hebeln F befinden sich außen die Justiergewichte W, mittels welchen die Umdrehungszahl der Turbine innerhalb gewisser Grenzen verändert werden kann.

Regulierung mittels hydraulischer Wirkung. Der in Fig. 626 u. 627 dargestellte Apparat wird von H. Queva & Co. in Erfurt gebaut. Er besteht aus einem Cylinder mit Steuerapparat und Kolben, letzterer in Verbindung mit der Reguliervorrichtung am Leitapparate oder an einem anderen Regulierorgan der Turbine, z. B. einer Drosselklappe oder dergl. Der Kolben wird durch das, mittels des Steuerapparates vor oder hinter dem Kolben

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Regulierung mittels Kraftvernichtung. Die Kraftvernichtung bethätigenden Apparate besitzen den Vorzug sehr schnell zu wirken. Es sind zwei Wirkungsprinzipe zur Anwendung gekommen, und zwar das Prinzip der Reibungsbremse, mit welcher die überschüssige Kraft vernichtet wird, und das Prinzip des in einer Flüssigkeit erzeugten Durchflußwiderstandes, welcher der Größe der überschüssigen Kraft entsprechenden Widerstand erzeugt. Zu diesen Apparaten gehört der selbstthätig wirkende hydraulische Bremsregulator von I. Schröder, welcher von H. Queva L Co. in Erfurt gebaut wird. Das Konstruktionsprinzip dieses Apparates besteht darin, daß durch eine mit zwei Zahnwalzen arbeitende Kapselpumpe Wasser angesaugt und wieder fließen gelassen wird. Das aus der Pumpe tretende Wasser muß durch ein in seiner Durchgangsöffnung veränderliches Regulierorgan treten; mit einer Verkleinerung der Durchgangsöffnung wird das Wasser zwischen den Zahnwalzen und genanntem Organ in Spannung versetzt, welche der Bewegung der von der Transmission betriebenen Zahnwalzen Widerstand entgegensetzt; letzterer wirkt durch den Transmissionsriemen auf einen Teil der in der Betriebswelle vorhandenen Krastleistung vernichtend.

geleitete Druckwasser in der einen oder der anderen Richtung geschoben. Der Steuerkolben Fig. 627 wird durch einen Centrifugal-Regulator gehoben oder gesenkt und öffnet je nach der kleineren oder größeren Muffenbewegung des Regulators die Kanäle des Steuercylinders langsam oder schnell. Bei langsamer, also kleiner Öffnung verliert, das Wasser an Druck und bewegt den Kolben somit langsamer, als wenn das Wasser durch weitere Öffnung plötzlich eintreten und mit ungeschwächtem Dmck auf den Kolben wirken kann. Der Centrifugal-Regulator wird in irgend einer Weise von der Turbinenwelle angetrieben.

Dieser Apparat hat sich hauptsächlich bei elektrischen Anlagen, bei denen plötzliche Aus- und Einschaltungen (Kurzschluß) eintreten, bewährt. Er wirkt als Regulierung allerdings nicht ökonomisch, denn er erfordert stets das konstante Vorhandensein der größten Krastleistung, von welcher er den nicht gebrauchten Teil vernichtet. Da der Motor also immer dieselbe Wassermenge, gleichviel ob hiermit die volle Kraft oder nur ein Teil derselben erzeugt wird, verbraucht, so ist es selbstverständlich, daß bei Anwendung des Apparates die genügende Wassermenge stets vorhanden sein muß.

2. Die Wärmemotoren.

Wir haben zur Hauptsache zwei Arten von Wärmemotoren zu unterscheiden, und zwar die Dampfmaschinen und die Gaskraftmaschinen. Petroleum-maschinen u. bergt. Diese beiden Arten sind durch die in ihnen zur Wirkung kommende Flüssigkeit charakterisiert. Bei den Dampfmaschinen ist die die Arbeit verrichtende Flüssigkeit das Wasser, welches zu Wasserdampf verwandelt ist, bei den Gaskraftmaschinen ein Gemisch von Luft mit den Gasen von Brennstoffen, die zur Erwärmung benutzt werden. Bei den Dampfmaschinen ist es also nötig, zuvor das Wasser in Wasserdampf zu verwandeln. Hierzu dienen die Dampfkessel. Mit der Dampfmaschine sind daher immer die Dampfkessel verbunden. Anders bei den Gaskraftmaschinen, bei ihnen erfolgt die Verbrennung des Gasgemisches in der Maschine selbst.

Das Wasser kommt in drei verschiedenen Zuständen vor, und zwar als Eis, Wasser und Dampf. Wollen wir jetzt z. B. das Wasser zu Dampf verwandeln, so müssen wir demselben Wärme zuführen, andererseits, wenn wir Dampf in Wasser verwandeln wollen, müssen wir dem Dampf Wärme entziehen. Beide Verwandlungsarten kommen für uns hier in Betracht. Wenn wir Wasser von 0° C in Dampf verwandeln wollen, so müssen wir demselben Wärme zuführen. Die Temperatur des Wassers erhöht sich dann bis auf 100° C., der sogenannten Siedetemperatur, bei welcher die Dampsbildung beginnt. Unter weiterer Wärmezufuhr wird nun das ganze Wasser zu Dampf verwandelt, indem die Temperatur des Wassers sich nicht mehr erhöht. Es wird also die ganze zugeführte Wärmemenge zur Dampfbildung verwendet.

Wird einer Flüssigkeit, auf deren Oberfläche ein beweglicher Kolben den gleichbleibenden Druck p ausübt, Wärme zugeführt, so beginnt die Verdampfung, sobald die Temperatur t erreicht ist. Wird die Wärmezufuhr fortgesetzt, so dauert auch die Verdampfung fort, bis keine Flüssigkeit mehr vorhanden ist, wobei sich der Kolben fortwährend aufwärts bewegt. Während dieser ganzen Zeit ist trotz fortdauernder Wärmezufuhr und Volumenzunahme des Gemisches von Dampf und Flüssigkeit die Temperatur dieselbe geblieben. Hätte man den Kolben von vornherein etwas über die Oberfläche gestellt, so würde er einige Zeit an seiner Stelle geblieben sein, dann aber bei genügender Dampferzeugung ebenfalls die Aufwärtsbewegung begonnen haben. Von dem gleichen Zeitpunkte

an würde der Druck gewachsen sein, wenn man den Kolben festgehalten hätte. Dies zeigt, daß ein bestimmter Raum bei gleichbleibendem Druck und Temperatur nur ein gewisses Dampfgewicht aufnehmen kaun, welches, wenn die Verdampfung andauert, erreicht werden muß. Man nennt daher diesen über der Flüssigkeit angesammelten Dampf von größter Dichtigkeit gesättigten Dampf. Die Temperatur des gesättigten Dampfes ist gleich der Siedetemperatur. Führt man nun noch mehr Wärme unter gleichbleibendem Druck p zu, so nimmt nicht nur das Volumen sondern auch der Druck zu. Der Dampf heißt dann aber überhitzter Dampf. Überhitzter Dampf hat also bei gleichem Druck eine höhere Temperatur als gesättigter.

Man bezeichnet nun noch als nassen Dampf solchen Dampf, der bei seiner Entwicklung und Fortführung Wasserteilchen mit sich reißt. Nasser Dampf ist aber so viel wie möglich zu vermeiden, da durch denselben der Nutzeffekt der Dampfmaschine nicht unwesentlich herabgezogen wird, indem sich die Wasserteilchen an den Cylinderwandungen absetzen. Es heißt in der Broschüre „Dampf" der deutschen Babcock & Wilcox-Dampfkessel-Werke, A.-G. in Oberhausen: „Prof. I. E. Denton hat bewiesen, daß Dampfstrahlen aus einer Öffnung in einem Dampfkessel oder Dampfbehälter dem bloßen Auge einen wirklichen Unterschied zeigen, wenn der Dampf weniger als 1% von dem Sättigungspunkt in die Richtung der Übersättigung oder der Überhitzung variiert. Tritt ein Dampfstrahl aus einem Dampfkessel unter Umständen in die Luft daß sehr wenig Wärmeverlust durch Ausstrahlung usw. stattfindest und ist der Strahl nahe der Öffnung durchsichtig oder von grauweißer Farbe, so darf man annehmen, daß der Dampf in dem Maße trocken ist, daß man mit einem Kalorimeter nicht im stände sein wird, das mitgerissene Wasser zu messen. Wenn der Strahl stark weiß aussteht, kann man den Wassergehalt ungefähr bis 2% abschätzen, aber mehr kann nur durch Kalorimeter festgestellt werden. Mit etwas Erfahrung kann jedermann durch diese Methode die Qualität des Dampfes zwischen den oben erwähnten Grenzen bestimmen. Ein gewöhnlicher Probierhahn von Messing kann als Ausflußhahn benutzt werden. Derselbe sollte jedoch, wenn möglich, an dem Oberkessel und unter keinen Umständen weiter davon entfernt als 1,2 m angebracht werden. Die Verbindungsröhre muß sehr gut isoliert sein, denn ein sehr kurzer Weg des trockenen Dampfes durch eine nackte Röhre genügt, um denselben sichtbar naß zu machen. Dampf, der nicht mehr als 3% Wasser enthält, darf in der Praxis trocken genannt werden."

„Der nasse Dampf kann in unreinem Wasser, in der zu großen Quantität des Wassers oder in den unrichtigen Verhältnissen des Kessels seinen Grund haben."

A. Die Dampfkessel.

Die Dampfkessel dienen zur Erzeugung des zum Betriebe von Dampfmaschinen erforderlichen Dampfes. Da, wie wir wissen, zur Erzeugung von Dampf, dem im Kessel befindlichen Wasser Wärme zugeführt werden muß, müssen

die Dampfkessel mit einer Feuerung versehen sein. Es muß nun vor allem darnach gestrebt werden, daß die Heizgase der Feuerung auf das höchste Maß ausgenutzt werden, da eine tägliche kleine Ersparnis an Brennmaterial die Betriebskosten sehr verringern kann. Die Ausgabe für den Dampfkessel ist nur eine einmalige, während die Brennmaterialkosten sich täglich wiederholen. Eine Dampfkesselanlage muß daher ökonomisch arbeiten.

Die Dampfkessel sind nun schmiedeeiserne, aus einzelnen Blechen hergestellte Behälter, welche sowohl das in Dampf zu verwandelnde Wasser, das Speisewasser, als auch den Dampf aufnehmen müssen. Wir haben deshalb zwei Teile bei einem jeden Dampfkessel zu unterscheiden, und zwar den Dampfraum und den Wasserraum. Je nach dem Verhältnis des Wasserraumes zum Dampfraum unterscheidet man Groß- und Kleinwasserraumkessel.'

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Im allgemeinen soll der Wasserraum des Kessels groß sein. Diesbezüglich sagt Ingenieur Pohlhausen in seinen Vorträgen: „Der Wasserraum des Kessels muß groß sein, wenn der Dampfverbrauch ein sehr veränderlicher ist, so daß bei Änderungen des letzteren die Druckschwankungen nicht zu stark ausfallen. Steigt nämlich der Dampfverbrauch über das Mittel hinaus, so wird, die Druckverminderung, welche er im Gefolge hat, eine um so unbedeutendere sein, je mehr Wasser im Kessel ist und durch die Druckentlastung an der Dampfentwicklung beteiligt wird. Sinkt andererseits der Dampfverbrauch unter einen mittleren hinaus, so wird ein schnelles Hinaufgehen der Dampfspannung um so mehr verhindert, je größer die Wassermenge ist, welche dieser Temperaturerhöhung folgen muß. Der Wasserraum muß aber klein sein für alle die Fälle, wo es, wie z. B. bei der Feuerspritze, auf eine schnelle Verdampfung ankommt. Je weniger Wasser in einem Kessel ist, desto schneller kann es bis zur Siedetemperatur hitzt und Dampf erzeugt werden. Der Wasserraum darf ein sehr kleiner sein, wenn der Dampfverbrauch ein sehr gleichförmiger ist."

Der während des Betriebes mit Dampf gefüllte Raum eines Kessels ist der Dampfraum. Wie wir wissen, reißt der Dampf bei seiner Entwicklung stets Wasser mit sich fort. Es muß also dem Dampf im Dampftaum Zeit gelassen werden, sich von dem mitgerissenen Wasser zu befreien. Ein großer Dampftaum bietet hierzu aber mehr Gelegenheit als ein kleiner. Auch wird der Dampf in seinen obersten Schichten am trockensten sein, weshalb auch der Dampf dem Kessel an den obersten Stellen entnommen wird. Um den Dampf noch mehr zu trocknen, als im großen Dampftaum des Kessels selbst möglich ist, setzt man noch einen besonderen Dampfsammler, den Dampfdom, auf den Kessel auf, welcher mit dem Dampfraum des Kessels mit einer kleineren Öffnung in Verbindung steht. Da die Dome vom Wasserspiegel am entferntesten liegen, wird in ihnen der Dampf auch am trockensten sein. Der Dampf wird von dem Dampfdom dann dem Kessel entnommen. Der Dampftaum ist im allgemeinen gleich Vs von dem gesamten Kesselraum.

Der Wasserspiegel trennt den Wasserraum von dem Dampfraum. Je größer diese Trennungsfläche ist, desto trockener wird der erzeugte Dampf, weil die Dampfentwicklung dann unter weniger starkem Wallen der Wasseroberfläche vor

sich geht. Da die Kessel immer cylindrisch sind, wird der größte Wasserspiegel in der Mitte derselben liegen. Die Höhe des Wasserspiegels wird ja stets etwas schwanken. Erstens ist die Dampfentnahme keine stets gleichbleibende, so daß der auf dem Wasserspiegel lastende Druck wechselt, dann aber erfolgt auch die Speisung des Kessels mit Wasser immer nur Periodenweise. Gesetzlich darf aber der tiefste Wasserspiegel nicht über eine gewisse Tiefe hinausgehen. Das Gesetz schreibt vor, daß der tiefste Wasserstand 100 mm über der höchsten Stelle der von den Heizgasen durchzogenen Heizkanäle liegen muß. Zur Erkennung des jeweiligen Wasserstandes im Kessel müssen außen an demselben besondere Vorrichtungen angebracht werden.

Der Speiseraum des Kessels ist derjenige Raum, welcher zwischen dem tiefsten und höchsten Wasserstand liegt. v. Reiche, „Anlage und Betrieb der Dampfkessel", sagt: „Ein großer Speiseraum, welcher uns also befähigt, dem Kessel viel Wasser zuzuführen, wenn wenig Dampf konsumiert wird, ist das allerwirksamste Mittel, um den Gang des Kessels zu regulieren, und daher in all den Fällen zu empfehlen, in denen die Dampfkonsumtion in längeren Perioden sehr verschieden ist."

„Dagegen ist ein großer Speiseraum unumgänglich notwendig, wenn man die Eigenschaften eines großen Wasserraumes ausbeuten will, weil im anderen Falle durch die rasche und massenhafte, durch Druckverminderung erzeugte Dampfentwicklung der Wasserspiegel unter seinen zulässig tiefsten Stand sinken müßte."

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Die Heizfläche des Kessels ist derjenige Teil der Kesselwandungen, welcher einerseits von den Heizgasen, andererseits vom Wasser umspült wird. Die Größe eines Kessels wird stets nach der Heizfläche desselben bestimmt, weil nur von der Heizfläche die Verdampfungsfähigkeit des Kessels abhängig ist. Wir bezeichnen nun als direkte Heizfläche des Kessels denjenigen Teil der Heizfläche, welcher direkt über der Feuerung liegt, also von der Flamme direkt bestrichen wird. Die Heizgase werden nun durch die Heizkanäle um den Kessel herum zum Schornstein geleitet. Es ist klar, daß mehr Wärme den Heizgasen durch die Kesselwandungen entzogen wird, je größer der Temperaturunterschied zwischen Wässer und Heizgasen ist. Je schneller also das Wasser im Kessel cirkuliert, um so schneller wird es erwärmt werden. Die Heizgase dürfen den Dampfraum des Kessels nur höchstens dann noch bestreichen, wenn genügende Garantie vorhanden ist, daß sie so abgekühlt sind, daß ein Erglühen der Kesselwandungen wegen der schlechten Wärmeleitungsfähigkeit des Dampfes ausgeschlossen ist. Als Heizfläche wird aber diese von den Heizgasen bestrichene Fläche des Dampf-raumes nicht mehr bezeichnet. Wir wissen, daß der tiefste Wasserstand 100 über der höchsten Stelle der Heizkanäle liegen muß. Die Heizfläche muß aber sowohl von innen als auch von außen reingehalten werden, weil sonst die Verdampfungsfähigkeit beträchtlich sinkt und die Bleche leicht durchbrennen. Innen muß der Kessel ab und zu von Schlamm und Kesselstein, außen von Flugasche gereinigt werden.

Die Verdampfungsfähigkeit eines Kessels ist die Leistung desselben für jeden Quadratmeter Heizfläche. Die Verdampfungsfähigkeit hängt natürlich

auch davon ab, ob stark oder schwach gefeuert wird, ökonomisch ist die Dampfkesselanlage aber nur dann, wenn die Heizgase mit einer niedrigsten Temperatur in den Schornstein gelangen.

Die Feuergase werden durch die Heizkanäle entweder durch den Kessel hindurch und um denselben herum oder nur um denselben herum geleitet und zuletzt durch den sogenannten Fuchs zum Schornstein geführt. Der Fuchs ist mit dem Rauchschieber versehen, durch welchen derselbe mehr oder weniger geöffnet werden kann, so daß der Schornstein einen stärkeren oder schwächeren Zug ausübt. Die außenliegenden Heizkanäle werden meistens in Mauerwerk ausgeführt.

Es seien hier die für die Berechnung und Konstruktion von Dampfkesseln maßgebenden Gesichtspunkte vorausgeschickt, wie sie Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", angiebt: „Richtiges Verhältnis zwischen Wasser- und Dampfraum, rationelle Ausnutzung der Feuergase, dauerhafte Konstruktion, möglichste Vermeidung der Ablagerung kesselsteinbildender Substanzen, bequeme innere und äußere Reinigung, möglichst hohe Dampferzeugung bei geringstem Aufwand von Brennmaterial und Bedienungsarbeit, einfache und leichte Reparatur. Eine Kesfelanlage muß den örtlichen Verhältnissen hinsichtlich der Eigenschaften des Brennmaterials und des Speisewassers angepaßt werden; außerdem nimmt die erforderliche Betriebsdampfspannung maßgebenden Einfluß auf die Wahl des Kesselsystems."

Die Feuerungen der Dampfkeffel.

Die Feuerungen dienen dazu, die zur Dampferzeugung nötige Wärme zu erzeugen. Die Feuerungen richten sich hauptsächlich nach der Art des zur Verbrennung kommenden Brennmaterials. Man kann Feuerungen für stückige, staubförmige, flüssige und gasförmige Materialien unterscheiden.

Bevor wir zur Besprechung der einzelnen Arten von Feuerungen übergehen, sei noch einiges über die Brennmaterialien selbst bemerkt. Als Brennmaterialien kann man alle Substanzen verwenden, welche, durch Entzündung auf eine gewisse Temperatur gebracht, in der atmosphärischen Luft weiter fortbrennen und dabei eine fühlbare Wärme erzeugen. Wir haben im allgemeinen feste, pulverförmige, flüssige und gasförmige Brennmaterialien zu unterscheiden. Zu den festen Brennmaterialien zählen Anthracit, Steinkohle, Braunkohle, Torf, Koks, Holz, Holzkohle und Stroh. Zu den pulverförmigen die durch Vermahlung pulverisierten festen Brennmaterialien, wie Steinkohle und Braunkohle, zu den flüssigen das Petroleum mit seinen Nebenprodukten, zu den gasförmigen das Steinkohlengas und die Hochofengase. Alle diese Brennmaterialien setzen sich mehr oder weniger aus den folgenden Substanzen zusammen, aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Asche. Die Asche bleibt als unverbrennbares Produkt bei der Verbrennung zurück.

Die Steinkohle und die Braunkohle finden die ausgedehnteste Anwendung für Dampfkesselfeuerungen.

Man unterscheidet folgende Steinkohlenarten. Die Glanzkohle oder

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Prakt. Maschinenbauer.

Pechkohle hat eine tiefschwarze Farbe mit lebhaftem Glasglanz, sie ist sehr spröde und vollkommen spaltbar, sie bildet den Anthracit. Diese Kohle hinterläßt am wenigsten Asche und hat den höchsten Kohlenstoffgehalt. Der Anthracit ist schwer entzündlich und verbrennt nur bei starkem Zug mit kurzer, rauchloser Flamme.

Die Mattkohle hat eine grauschwarze bis bräunlichgraue Farbe, ist glanzlos, hat einen ebenen bis flachmuscheligen Bruch und geringe Sprödigkeit, sie ist ärmer an Kohlenstoff als die Glanzkohle, enthält viel Wasserstoff, wenig Sauerstoff. Sie entzündet sich leicht und verbrennt mit langer leuchtender Flamme.

Nach dem Verhalten im Feuer unterscheidet man: Die Sandkohle oder magere Kohle ist mattglänzend und hat einen streifigen Bruch, sie verbrennt mit kurzer Flamme ganz zu Asche.

Die Backkohle oder fette Kohle bläht sich im Feuerraum auf und bäckt zu Kuchen zusammen, entwickelt viel Gase und große Hitze und brennt mit langer, weißer Flamme. Während die Sandkohle beim Heizen leicht zu behandeln ist, ist die Backkohle sehr schwer zu behandeln, indem sie den Rost ganz verbackt. Backkohle ist glänzend und hat einen würfeligen Bruch.

Die Sinter- oder halbfetten Kohlen liegen zwischen den beiden vorgenannten Sorten. Als Heizmaterial sind sie am besten.

Die Gaskohlen stehen bald den einen, bald den anderen näher und zeichnen sich dadurch aus, daß sie bei der Destillation reichliche Mengen Leuchtgas liefern.

Bei der Braunkohle unterscheidet man solche mit muscheligem und solche mit schieferigem Bruch. Die Braunkohle brennt mit langer, qualmender Flamme.

Je nach der Korngröße teilt man die Steinkohlen und die Braunkohlen noch in folgende Gruppen ein: In Grobkohle mit Stückgröße von Mannsfaustgröße aufwärts, in Würfelkohle mit Stückgröße von Mannsfaustgröße bis Kindsfaustgröße, in Nußkohle mit Stückgröße von Kindsfaustgröße bis Walnußgröße, in Grus- und Staubkohle mit kleinerer Stückgröße als die übrigen oder solchen Stücken, die durch ein Sieb von 20 mm Maschenweite fallen, in Kleinkohle, ein Gemenge der Würfel-, Nuß- und Gruskohlen, und endlich in Förderkohle, ein Gemenge aller vorhergenannten Kohlensorten, wie sie die Gruben gerade liefern.

Die Brennmaterialien entwickeln beim Verbrennen Wärme, und zwar geschieht dies durch ihren Gehalt an Kohlenstoff und Wasserstoff. Das Brennmaterial brennt bei genügendem Luftzutritt weiter, sobald es auf seine Entzündungstemperatur gebracht, woraus sich ergiebt, daß, wenn die Verbrennung aufhören soll, entweder die Temperatur unter die Entzündungstemperatur gebracht oder der Luftzutritt abgeschnitten werden muß. Wir lesen in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", weiter: „Je nach der relativen Menge von Luft, mit welcher der kohlenstoffhaltende Brennstoff in Wechselwirkung tritt, unterscheidet man verschiedene Grade der Verbrennung. Wenn die letztere unter solchen Bedingungen erfolgt, daß als ausschließliche Produkte Kohlensäure bezw. Kohlensäure und Wasser entstehen, so wird die Verbrennung als eine vollkommene bezeichnet; eine unvollkommene Verbrennung findet dagegen statt, wenn der Kohlenstoff ganz oder teilweise in Kohlenoxyd übergeht."

„In Bezug auf die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Verbrennungsakt vollzieht, unterscheidet man die langsame, die lebhafte und die rapide Verbrennung."

Bei einer vollkommenen Verbrennnng darf fast gar kein Rauch den Schornstein verlassen. Dazu heißt es in der Broschüre „Dampf" der deutschen Babcock & Wilcox-Dampfkessel-Werke, A.-G. in Oberhausen: „Kohle, in einem geschlossenen Raum erhitzt, wird bei geringem Luftzutritt nicht verbrennen, sondern nur destillieren, es bilden sich ätherische Öle und Kohlenwasserstoff-Verbindungen aller Art, die nur in Rotglut kommen und wegen Mangels an Luft nicht verbrennen, sondern Kohlenstoff ausscheiden."

„Diesen Prozeß kann man bei jeder schlecht konstruierten Heizanlage beobachten, wo nämlich nicht genug Luft zu der brennenden Kohle gelangen kann; der sich ausscheidende Kohlenstoff setzt sich zu einem kleineren Teile in den Feuerungszügen als Ruß ab, während der größere Teil als mehr oder weniger dicker Rauch durch die Esse unbenutzt entweicht."

„Eine geringe Rauchbildung ist selbst bei der am besten eingerichteten Feuerungsanlage immer vorhanden, denn bei dem Auflegen von frischem Brennmaterial auf die erhitzte Kohlenschicht bilden sich sofort Kohlenwasserstoffgase, die, weil im ersten Moment durch das Nachtragen des frischen kalten Brennmaterials die Temperatur im Verbrennungsraume bedeutend abgekühlt wird, und wohl auch die zu ihrer Verbrennung erforderliche große Luftmenge nicht sofort vorhanden ist, als Rauch abziehen. Erst nach und nach mengt sich die Luft mit den Gasen, und die Rauchbildung hört auf. Diesen Zeitraum muß man so viel als möglich abkürzen, und dies ist nur dadurch möglich, daß man die alte Brennmaterialschicht ziemlich hoch läßt und die neue Schicht dünn und öfters bei geschlossenen Rauchschiebern aufträgt, besonders bei gasreichen Kohlen."

„Es mag jedoch erwähnt werden, daß, während die Produktion von Rauch stets ein Zeichen unvollkommener Verbrennung ist, das Fehlen desselben nicht immer den Beweis einer vollständigen Verbrennung liefert, denn durch einen Überschuß von zugeführter Luft werden die Gase soweit verdünnt, daß die Rauch-bildung nicht mehr wahrnehmbar ist."

Die Verbrennungswärme, der theoretische Heizeffekt oder Heizwert eines Brennmaterials, ist diejenige Menge von Wärme, welche bei seiner Verbrennung unter theoretisch korrekten Bedingungen hervorgebracht wird; das Maß dafür ist die Wärmeeinheit (W. E.). Als Wärmeeinheit ist die Kalorie angenommen, d. i. diejenige Wärmemenge, welche erforderlich ist, um die Temperatur von 1 kg Wasser um 1° C. zu erhöhen.

Die Temperatur des Feuers ist unter denselben Bedingungen für fast alle Brennstoffe beinahe die gleiche. Man kann annähernd auch die Temperatur des Feuers nach den für alle Körper gleichen Glühfarben bestimmen. Pouiller giebt folgende Glühfarben an:

46*

Feuerungen für stückige Brennstoffe.

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. Bei diesen Feuerungen lagert das Brennmaterial auf einem sogenannten Rost, das ist eine aus einzelnen Stäben zusammengesetzte Fläche, welche Durchbrechungen frei läßt, so daß Luft durch diese Durchbrechungen und durch das Brennmaterial streichen kann. Über dem Rost liegt der Verbrennungsraum, unter ihm der Aschenraum. Die Asche fällt durch die Durchbrechungen in den Aschenraum. Die einzelnen Stäbe, welche sich auf besonderen eisernen Balken auflegen, heißen Roststäbe. Diese sind so geformt, daß zwischen je zwei Stäben ein Spalt bleibt, welcher sich nach unten etwas erweitert, wodurch ein Festklemmen von Schlacke oder Kohle vermieden wird. Die freie Rostfläche ist die Summe aller Spalten, während man die ganze Fläche des Rostes als die totale Rostfläche bezeichnet. Liegt nun eine solche

-    Rostfläche nahezu wagerecht, so

Fig 629.

—    heißt die Feuerung eine Planrostfeuerung, während bei der Treppenrostfeuerung die einzelnen Roststäbe stufenartig übereinanderliegeu, so daß eine Treppenform entsteht. Die Steigung dieser Roste Beträgt

30 bis 60». Liegt die Feuerung vor dem Kessel, so ist es eine Vorfeuerung, liegt sie unter demselben, eine Unterfeuerung, und liegt sie in dem Kessel, eine Jnnenfeuerung.

Die Planrostfeuerungen.

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Weißglut Helle Weißglut Blendende Weißglut 1500°.

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1400».

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700». Gelbglut 1100».

850».

Ebenso wie wir die Brennmaterialien in stückige, staubförmige, flüssige und gasförmige eingeteilt hatten, wollen wir auch die Feuerungen darnach unterscheiden.

Beginnende Rotglut 525». Dunkle Kirsch-

Wir wollen an der in Fig. 628 u. 629 dargestellten Vorfeuerung für einen Zweistammrohrkessel die Teile einer Feuerung überhaupt kennen lernen. Die beiden Flammrohre des Kessels sind F. Entsprechend den zwei Flammrohren sind auch zwei getrennte Planrostfeuerungen, vor jedem Flammrohr je eine, geordnet, welche jede durch eine besondere Feuerthür verschließbar ist. Die

Feuerung wird in Mauerwerk hergestellt, die Wände sind mit Chamottemauer-werk verkleidet. Diese Chamottefütterung reicht auch ein Stück in die Flammrohre hinein, damit das Feuer nicht direkt an die Verbindung der Flammrohre mit dem Kesselboden schlagen und diese zerstören kann. Das Mauerwerk wird durch Anker und Eisenschienen zusammengehalten. Der obere Teil des Verbrennungsraumes ist überwölbt, der Verbrennungsraum selbst darf nicht zu hoch gehalten werden, damit die aufsteigenden Gase sich schnell über dem Brennmaterial erwärmen können. Der Planrost selbst ist nach hinten etwas geneigt angeordnet, und jede Feuerung besteht aus hintereinander angeordneten Reihen von Roststäben. Die Roststäbe legen sich mit ihren Enden auf besondere Roststabträger Ii bis I₄. Die Roststäbe der ersten Reihe legen sich vorn auf die Schürplatte auf, welche mit dem Feuerg eschränk aus einem Stück besteht. Als Feuergeschränk wird die Feuerthür mit allem Zubehör bezeichnet. Der Aschenraum ist vorn ebenfalls mit einer Thür verschließbar. Hinter dem Rost bemerken wir eine in Chamottemauerwerk aufgebaute — ^    ...    ^ _

Fig 630.

Erhöhung, welche den Querschnitt der Flammrohr- Ijr7 Öffnung verengt. Man bezeichnet diese Erhöhung als Feuerbrücke. Die Heizgase werden durch diese zusammengepreßt, so daß sie sich gegenseitig leichter erwärmen können, wodurch der noch unverbrannte Kohlenstoff zur Verbrennung gelangt. Hinter der Feuerbrücke lagert sich auch die meiste mitgerissene Flugasche ab.

Der vordere Roststabträger wird auch häufig gleich als Schürplatte (Vorplatte) konstruiert. Größe der Schürplatte bei Außenfeuerungen 400 mm breit, bei Jnnenfeuerungen 200 mm. Hinterer Roststabträger gleichzeitig mit Auflage und Rückwand für die Feuerbrücke ausgerüstet.

Die Roststabträger sind bei Jnnenfeuerungen unter sich durch Distanzschrauben zu verbinden.

Die Wanddicke derartiger Feuerungen kann 40 bis 60 cm Betragen, so daß Gewähr vorhanden ist, daß möglichst wenig Wärme durch die Wandungen entweicht.

Die Vorfeuerungen haben infolge ihrer großen Mauerwerksflächen sehr große Verluste durch Abkühlung.

Roststäbe, wie sie bei der dargestellten Feuerung verwendet sind, giebt Fig. 630 wieder. Die einzelnen Roststäbe sind an ihren Enden nicht so hoch als in der Mitte, ein solcher Stab zieht sich nicht so leicht krumm, wenn er heiß wird, man macht sie aber auch deshalb möglichst hoch, damit die Wärme besser von oben nach unten geleitet und mehr Berührungsfläche mit der kalten Luft geboten wird, wodurch sie sich besser abkühlen. Die Stäbe sind aber auch an den Enden und in der Mitte stärker gehalten als in ihren übrigen Teilen, so daß, wenn man derartige Stäbe nebeneinanderlegt, durch die zusammenstoßenden Verstärkungen je zweier Roststäbe Spalten zwischen ihnen gebildet werden, durch welche die Luft zum Brennmaterial gelangt. Durch diese Spalten wird die freie Rostfläche gebildet. Die verstärkten Enden der Roststäbe legen

sich auf die Roststabträger der Feuerung. Werden mehrere solcher Roststabreihen hintereinander angeordnet, so muß dafür gesorgt werden, daß sich die Roststäbe frei ausdehnen können. Zwischen jeder Reihe muß daher ein Spalt bleiben, die einzelnen Reihen dürfen also mit ihren Enden nicht zusammenstoßen. Immerhin können sich diese Spalten durch Asche- oder Kohlenstückchen zusetzen, und der Roststab kann sich nicht ausdehnen, infolgedessen er sich dann krumm zieht. Diesen Übelstand hat man dadurch beseitigt, daß man das eine Ende des Roststabes hakenförmig den Roststabträger übergreifen läßt, während das andere Ende auf einer schrägen Fläche des anderen Roststabträgers ruht, so daß sich der Roststab immer frei ausdehnen kann, indem er sich auf der schrägen Fläche verschiebt.

Bezüglich des Materials für Roststäbe äußert sich Breslauer, „Der Maschinenbau": „Graues Gießereieisen eignet sich als Roststabmaterial nur dort, wo kein starker Betrieb ist. Es ist jedenfalls zu empfehlen, dem Gußeisen solche Zusätze zu geben, durch welche es einen höheren Schmelzpunkt erhält. Es kann

dies durch Zusätze von Schmiedeeisen oder k von- weißem Eisen erreicht werden. Man gH macht aber auch Roststäbe von Stahlguß.

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Fig. 681.

] Ein anderes Mittel, um gußeiserne Roststäbe an ihrer Oberfläche zu härten und durch Erhöhung ihres Schmelzpunktes weniger empfindlich gegen den Einfluß des glühenden Brennmaterials zu machen, besteht in der Herstellung aus Hartguß. Die Härtung des gußeisernen Materials wird dabei mit Hilfe einer Metallform erzielt, in welcher flüssiges Gußeisen

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Fig. 632.

stets schneller erstarrt, als in Sandformen. Hierdurch bildet sich an den Berührungsstellen des Gußeisens mit der Metallform eine harte Oberfläche. Derartige Roststäbe haben auch den Vorzug, daß ihre Oberfläche glätter und dadurch das Schüren erleichtert wird. Aus letzterem Grunde sollten alle in Sandform gegossenen Roststäbe an der Oberfläche abgeschliffen werden."

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Diese gewöhnlichen Roststäbe, wie in Fig. 630 dargestellt, erhalten meistens eine obere Stärke von 10 bis 17 mm; jedenfalls sind sie nicht unter 10 dick zu machen. Besser ist es natürlich, wenn man die Roststäbe oben 20 bis 25 mm stark macht; dann müssen aber Querschlitze angeordnet werden, weil die Längsspalten allein nicht genug freie Rostfläche bilden. Durch die Querschlitze wird auch das Krummwerden der Roststäbe sehr verhütet, wenn die Stäbe oben entlang einmal heißer werden sollten als unten. In Fig. 631 sind einige solcher Roststäbe dargestellt. Die Roststäbe werden durch die Querschlitze oben würfelförmig zerschnitten, und zwar wird die Anordnung so getroffen, daß die

Querschlitze nebeneinanderliegender Roststäbe gegeneinander versetzt liegen. Auch diese Querschlitze müssen sich nach unten erweitern. Man bezeichnet diese Roststäbe als Sparroststäbe. Die Querschlitze erschweren das Abschlacken des Rostes nicht unwesentlich, auch eignen sich diese Roststäbe nur für nicht backende Steinkohle, Braunkohle, Torf u. dergl. Brennmaterialien.

F>g. 634.

633.

Eine leichtere Bedienung bietet der Rost nach Fig. 632, der Schlangenrost. Die Längsspalten verlaufen hier schlangenförmig.

48

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Fig. 635.

Den Sparrosten mit Querschlitzen hat man nun die mannigfachsten Formen der Oberfläche gegeben. Fig. 633 u. 634 zeigen noch zwei andere Formen solcher Sparroste. Den Rost nach Fig. 633 bezeichnet man als Polygonrost?)

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Fig. 636.

Das Grusonwerk in Magdeburg-Buckau stellt den Ludwigschen Plan-Roststab her. Die Fig. 635 u. 636 zeigen denselben.

System Ludwig, besteht aus einem 10

Seiten schwächere Rippen unter einem Winkel von 78° zur Horizontalen gebracht sind, und zwar bei den normalen Roststäben mit Zwischenräumen 6 mm, in besonderen Fällen von 3 mm

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Der Plan-Roststab, starken Steg, an dessen beiden

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und für Holzfeuerung von 10 bis 20 mm. In den 60 mm breiten Köpfen des Stabes und in dem Stege sind Aussparungen angebracht, welche der abkühlenden Luft den Durchzug gestatten.

0 Die Fig. 631 bis 634 sind dem Katalog von Otto Th oft in Zwickau entnommen.

Durch die seitlichen Rippen ist zunächst der Stab in einer Weise versteift, welche stärkere Abmessungen des Steges überflüssig macht, und zwar hat die schräge Lage derselben den Zweck, der Esse die Luft direkt in schräger Richtung zuzuführen.

Die benachbarten Stäbe berühren sich nur an den fünf mit a bezeichneten Stellen, so daß im übrigen zwischen je zwei Stäben noch Luftspalten von 6 mm verbleiben, während nichtsdestoweniger ein seitliches Verbiegen derselben unmöglich ist.

Die Roststäbe müssen so eingelegt werden, daß die Neigung der schrägen Rippen der Zugrichtung zugekehrt ist, und die Köpfe seitlich ohne Spielraum dicht aneinanderschließen. Verbleibt seitlich ein Zwischenraum, für welchen der letzte Stab zu breit ist, so muß dort ein toter Stab (ein Stück Flacheisen) eingelegt werden, welcher diesen Raum vollkommen ausfüllt. Für die Längen-Ausdehnung der Stäbe genügt es, wenn zwischen zwei Kopfreihen

etwa 10 mm frei bleiben. Die sich bildende Schlacke wird am besten mittels eines Stoßeisens gelöst, dessen Form und An-wendungFig.635zeigt, gleichzeitig wird auch mittels desselben das Brennmaterial locker

erhalten.

Das Brennmate

Fig. 637.

rial, besonders Staubkohle, soll in nicht zu dicken Lagen aufgetragen werden. Infolge der großen freien Rostfläche kann man die gesamte um reichlich V« verkleinern, was am besten durch Vermauern mit Ziegeln geschieht.

Den Roststäben giebt man eine Länge von 500 bis 800 mm. Bei einer längeren Rostfläche ordnet man mehrere Roststabreihen hintereinander an, wie bei der Feuerung Fig. 628 u. 629. Die Höhe der Roststäbe beträgt 90 bis 110 mm. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", giebt weiter an: „Die Rostspalten dürfen bei ganz feinstückigen Kohlen nicht weiter sein als 3 mm; aber auch für großstückige empfiehlt sich nicht mehr als 5 mm. Nur bei stark schlackenden und backenden Kohlen ist bis 8 mm Spaltweite zulässig. Die Feuerbrücke wird 120 bis 150 mm hoch, und die Feuerluke, d. i. die über der Feuerbrücke befindliche Öffnung für die durchstreichenden Heizgase, bei kleineren Schornsteinen Ve, bei größeren Schornsteinen bis etwa x/io der totalen Rostfläche gemacht; sie wird möglichst quadratisch oder kreisrund gestaltet.

Die Jnnenfeuerungen nun kommen außer für die stehenden Kessel nur für Flammrohrkessel in Betracht. Eine Jnnenfeuerung zeigt Fig. 637. Es ist dies

die sogenannte Thostsche Heißluft-Feuerung von Otto Thost in Zwickau. Der Boden des Kessels ist zur Aufnahme der Flammrohre umgebördelt, um die letzteren an demselben annieten zu können. Mit dem Feuergeschränk, wie man die Feuerthür mit ihrem Zubehör bezeichnet, ist die Schür- oder Feuerplatte aus einem Stück hergestellt. Es sind dann zwei Reihen Roststäbe bei der dargestellten Feuerung angenommen, die sich, wie bei der Vorfeuerung, auf die im Flammrohr eingebauten Roststabträger und hinten auf die Feuerbrücke auflegen. Das Neue der gezeichneten Feuerung ist, daß die bisher gemauerte Feuerbrücke durch besonders konstruierte Roststäbe gebildet wird. Diese Roststäbe b sitzen auf einer als Lustkammer B ausgebildeten Feuerbrücke auf, und diese Luftkammer ist mit einer regulierbaren Klappe 6 versehen. Die Feuerbrücken-Roststäbe bilden einen halben Hohlkörper. Zwei derartige Roststäbe aneinandergelegt, bilden einen Hohlkörper, welcher nach unten in Gestalt eines Rohres oder Kanales F endet. Die durch die Klappe C der Luftkammer B regulierbare Luftmenge zieht in die aus feuer-    —

beständigem Guß hergestellten    j|||j|||gw

Fig. 638.

Roststäbe ein, und da diese Stäbe während des Betriebes sehr heiß bezw. glühend werden, so überhitzt sich die Lust bedeutend und tritt als überhitzte Luft bei D aus. Diese mischt sich innig mit den über die Feuerbrücken-Roststäbe hinziehenden Feuergasen und wirbelt dieselben so ineinander, daß infolge der Mischung und infolge der hohen Temperatur der überhitzten Luft sich der größte Teil der Rauchgase entzündet.

Die durch die Feuerbrücken-Roststäbe durchziehende Luft kann auf verschiedene Weise reguliert werden. Die Luftklappe C kann mit der Aschenfallthür verbunden werden, so daß sich jene um so weiter öffnet, je weiter die letztere geöffnet wird. Bei der Fig. 637 erfolgt die Regulierung automatisch. Beim Öffnen der Feuerthür öffnet sich die Luftklappe durch einen Automaten, und derselbe schließt die Klappe nach und nach bis auf einen kleinen Spalt, welcher immer offen sein muß, um die nötige Kühlung der Feuerbrücken-Roststäbe zu erzielen.

Durch diese Feuerung soll nach Angaben der Fabrik nahezu eine vollkommene Rauchverbrennung erzielt werden-

Es ist selbstverständlich, daß auch jede andere Feuerbrücken-Konstruktion für Jnnenfeuerungen angewendet werden kann. Eine gemauerte Feuerbrücke wird meistens auf einem besonderen eisernen Feuerbrückenträger ausgemauert.

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Die genannte Fabrik liefert auch gewöhnliche Schlangenroststäbe mit gegossener Heißluft-Feuerbrücke, welche in jede beliebige Feuerung eingesetzt werden können, wenn aus dem einen oder anderen Grunde von der Anlage einer ganzen Feuerungsanlage nach Fig. 637 abgesehen werden muß. Mehrere solcher zu einem Rost zusammengesetzte Stäbe zeigt Fig. 638. Die Wirkungsweise dieser Roststäbe ist dieselbe wie die der Heißluft-Feuerbrücke der Fig. 637.

47

Prakt. Maschinenbauer.

Es soll hier gleich ein Feuergeschränk für ein Flammrohr dargestellt werden (Fig. 639 bis 641). Die Feuergeschränke werden wohl meistens aus Gußeisen, nur selten aus Schmiedeeisen, hergestellt. Sie sind je nach der Größe des Flammrohres mit einfachen oder Doppelthüren versehen. Die Anbringung der Feuergeschränke selbst an den Kesseln erfolgt auf sehr verschiedene Art.

In Fig. 639 bis 641 ist das Flammrohr über den Boden des Kessels hinaus verlängert, auf diese Verlängerung ist das halbmondförmige Feuergeschränk R ausgeschraubt. Die einflügelige Feuerthür T hängt in Angeln und ist etwas schräg gestellt, damit sie sich durch ihr Gewicht von selbst wieder schließt, wenn sie aus Versehen offen gelassen werden sollte. Das Auflassen der Thür bedeutet immer eine ganz beträchtliche Abkühlung des Brennmaterials durch die einströmende kalte Luft. Damit die Wärme nicht direkt gegen die Feuerthür T schlägt und diese stark erhitzt, wird immer in einer Entfernung von 80 bis 100 mm von derselben eine schmiedeeiserne Platte 8 vorgenietet, welche die erste Hitze aufnimmt. Den Zwischenraum zwischen Thür T und

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Big. 639.

Fig. 640.

Platte 8 füllt man mit Chamottemörtel aus. Die Aschenfallthür B, aus Blech hergestellt, hängt an dem Feuergeschränk in zwei Angeln. Diese kann durch ein halbkreisförmiges verzahntes Eisen E in ihrer jeweils geöffneten Stellung festgehalten werden, indem die Zähne dieses Eisens E hinter den vorstehenden Flammrohrrand gebracht werden. Einflügelige Thüren sind gewöhnlich 300 bis 375 mm breit und 250 bis 350 mm hoch;

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► zweiflügelige Thüren 450 bis 550 breit, 300 bis 350 mm hoch.

Fig. 641.

Bezüglich der Größe und Leistung eines Rostes giebt Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", folgende Angaben: „Die Leistung einer Feuerung der Menge nach ist abhängig von der Größe der Rostfläche, der Stärke des Zuges und der Art des Brennstoffes. Unter gewöhnlicher guter Zugstärke verbrennen stündlich auf der Rostflächeneinheit von 1 qm rund 80 kg Koks, 100 kg schwere Steinkohle, bis 140 kg leicht brennbare Steinkohle, 180 kg böhmische Braunkohle, 300 kg erdige Braunkohle. Im großen Durchschnitt kann man also mit jeder Kohle auf 1 qm Rostfläche stündlich 750000 Wärmeeinheiten entwickeln. Die Länge eines Rostes soll der Bedienung wegen 2 m nicht überschreiten, die für eine Feuerthür zulässige Breite ist 1 m. Die Höhe des Rostes über dem Fußboden ist am bequemsten 0,7 m, nicht unter 0,6 und nicht über 0,8 m. Die Höhe des Verbrennungsraumes über dem Rost wählt man bei kleinstückiger Kohle 0,4 m, bei großstückiger Kohle 0,5 m. Die Feuerthür macht man 0,4 m breit und 0,3 m hoch.

Diese Planrostfeuerungen gewöhnlicher Konstruktion bieten neben mancherlei Vorteilen auch große Nachteile. Eine wirkliche vollkommene Ausnutzung des Brennmaterials wird durch sie nicht zu erreichen sein, weil sie zu sehr von der Beschickung des Rostes mit Brenmnaterial durch den Heizer abhängt. Eine Hanptbedingung wäre, wenn eine rauchschwache Verbrennung erzielt werden sollte, daß die Brennstoffschicht stets gleich hoch liegt.

Ist z. B. zuviel frisches Brennmaterial ans die glühende Kohlenschicht geworfen worden, so kann die Luft nicht genügend hindurchtreten, es mangelt an Luft, infolgedessen die Rauchgase nicht verbrennen können und dem Schornstein ein starker Rauch entsteigt. Ist wiederum die Kohle zu stark heruntergebrannt, so tritt ein Überschuß an Luft ein, die Flamme wird dann zu schwach, um genügende Wärme an den Kessel abgeben zu können. Durch das Öffnen der Heizthür beim jedesmaligen Aufgeben frischen Brennmaterials streicht stets kalte Luft in den Feuerraum hinein, wodurch die Temperatur in demselben bedeutend herabgezogen wird.

Wollte man kleine griesige Kohle auf einem Planrost verbrennen, so würde zu viel durch die Spalten verloren gehen. Andererseits hat die Planrostfenerung den Vorteil, daß sie äußerst einfach ist und ihre Leistung gegenüber anderen Feuerungseinrichtungen wohl kaum zurückbleibt. Es läßt sich auch fast jedes Brennmaterial auf einem Planrost verbrennen.

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Um diese Nachteile der Planrostfeuerung zu vermeiden, hat man nun Einrichtungen getroffen, welche den Rost selbstthätig mit Brennmaterial beschicken, stets eine gleich hohe Kohlenschicht auf dem Rost zu haben. Ich entnahm der „Deutschen Techniker-Zeitung" 1901 folgendes: „Für Deutschland trat das Bedürfnis der mechanischen selbstthätigen Rostbeschickung spät ein, die allgemeine Einführung der selbstthätigen Rostbeschickungsapparate mußte durch das stetige Steigen der Kohlenpreise, welches zu einem sparsamen Betriebe zwingt, unterstützt werden. Einen nicht unbedeutenden fördernden Einstuß haben in dieser Beziehung auch die verschärften behördlichen Vorschriften über die Rauchentwicklung der Feuerungen ausgeübt. Man trifft daher, besonders in größeren neueren Kesselanlagen, jetzt die vielfach mechanische Beschickungsart als vorherrschend an. Der allgemeinen Einführung steht allerdings ein sehr gewichtiger Umstand entgegen. Die üblichen mechanischen Beschickungsvorrichtungen eignen sich nur für Brennstoffe von bestimmter Korngröße."

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„Der Kesselbesitzer ist daher in der Auswahl der Kohlensorte entsprechend beschränkt, was auch auf die Preislage einen gewissen Einfluß ausüben kann. Besonders unangenehm kann aber die Notwendigkeit, bestimmte Kohlensorten wenden zu müssen, dann werden, wenn es infolge unzureichender Kohlenförderung überhaupt knapp an Kohlen wird. Man muß dann entweder Brechwerke benutzen, um jede beliebige Kohle entsprechend vorbereiten und verwenden zu können, oder man muß vorübergehend zur Handfeuerung zurückkehren."

„Ein weiterer, wenn auch weniger wichtiger Hinderungsgrund für die allgemeine Einführung der selbstthätigen Beschickungsapparate besteht darin, daß ein mechanischer Betrieb notwendig ist, der nicht in jedem Kesselhause vorhanden

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Alle diese Beschickungsapparate ahmen mehr oder weniger die Beschickung durch die ' Schaufel nach, indem sie als Wurf-und Schleudervorrichtungen ausgebildet sind.

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Im folgenden soll der mechanische Rostbeschickungs-i apparatvonMünck-ner & Co. in Bautzen besprochen werden, der in Fig. 642 bis 645 für die Doppelfeuerung eines Wasserrohrkessels dargestellt ist. Ein über dem Verteilungskörper 8 geordneter Schüttkasten wird mit Kohlen angefüllt, welche vermöge ihrer Schwere bis in den Verteilungskörper B rutschen. Dieser ist über den beiden Wurfkasten F angebracht und hat beiden Enden verstellbare Öffnungen. Das abwechselnde Herausfallen der Kohlen aus diesen Öffnungen wird durch einen Verteilungsschieber C bewirkt, welcher durch

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einen Hebel P hin und her bewegt wird. Letzterer sitzt auf einer Welle W, welche durch einen zweiten Hebel D vermittelst der am Antriebsmechanismus befindlichen Kurbelscheibe E ihre Bewegung erhält. Die Kurbelscheibe bezw. Excenterscheibe E kann durch eine verstellbare Schlitzvvrrichtung mehr oder weniger Hub erhalten, wodurch die zuzuführende Kohlenmeuge beliebig reguliert wird. Ferner dienen zur Regulierung der Kohlenmenge auch noch zwei Regulierklappen. X, durch welche die Durchgangsquerschnitte an den Enden des Verteilungskörpers B nach Bedarf verändert werden j= können und somit mehr oder weniger Kohle in die Wurfkasten F fällt. Die Wurfkastcu mit Schaufeln Gr dienen zum Zerstreuen der Kohle über der Rostfläche. Sie bestehen aus entsprechend geformten Kasten mit Thüren H und durchgehenden Wellen R und Rlf auf denen Wurfschaufeln U aus Blech befestigt sind. Letztere    i=

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Fig. 646.

Die Federn L werden dabei gespannt und bewirken beim Loslassen ein kräftiges Schleudern der Wurfschaufeln Gr, wodurch die indenWurfkastenF heruntergefallene Kohle auf den Rost geschlendert wird, und zwar abwechselnd durch die verschiedene Höhe der Knaggen n,, n₂ und n₃ einmal auf den vorderen Teil des Rostes, dann mehr nach der

Tafel 17.

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Sieder-Kessel-Batterie mit Tenbrink - Feuerung.

Mitte und bei höchster Federspannung durch die Knaggen nach dem Hinteren Teil des Rostes. Die Knaggen des Knaggenrades sind so eingestellt, daß dieser Vorgang abwechselnd in beiden Wurfkasten eintritt. Die Aufeinanderfolge der Vorgänge, also die Zahl der Würfe, wird durch eine Stufenschnurscheibe 8 reguliert, welche auf der Antriebswelle K sitzt. Der Antrieb der stehenden Welle f für die Excenterscheibe E und das Knaggenrad t erfolgt von der Welle K aus durch Schnecke und Schneckenrad, während der Antrieb der Excenterscheibe und des Knaggenrades selbst durch Kegelräder erfolgt. Durch eine Zahnkupplung Z kann der ganze Apparat ausgerückt werden.

Das Schüren sowie das Herausziehen der Schlacken kann durch die unter den Wurfkasten angebrachten Schürthüren H bequem geschehen. Durch diese Thüren kann auch die Bedienung des Rostes von Hand erfolgen, wenn am Apparat irgend etwas in Unordnung oder sonstwie sich ein Stillsetzen des Apparates ergiebt. Die Asche wird durch die Thüren V entfernt.

Die Welle K soll im Mittel etwa 70 Touren pro Minute machen.

Die bildliche Darstellung eines solchen Apparates für einen Siederkessel giebt Fig. 646 wieder.

Die Ausbreitung des Brennstoffes auf dem Rost hat man auch noch durch andere Anordnung des Planrostes bewirkt. Man hat den Planrost schräg gestellt, damit die frischen Kohlen durch ihr Gewicht ununterbrochen aus einem Fülltrichter selbstthätig nachfallen, und zwar in dem Maße, in welchem sie unten verbrennen. Diese Feuerungen bezeichnet man als

Schrägrost- oder Schüttrost-Feucrungen.

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Fig. 647.

Fig. 648.

Otto Thost in Zwickau legt bei seiner Schrägrost-Feuerung ähnlich wir die Planroststübe konstruierte Schrägroststäbe, einfach unter einem Winkel von 30 bis 35° geneigt. Fig- 647 u. 648 läßt diese Feuerung für einen Zweiflammrohrkessel erkennen, sie ist als Vorfeuerung ausgebildet. Wie ersichtlich, liegen die einzelnen Roststäbe mit einem hakenartigen Ansatz auf dem Roststabträger auf. Oben hängen sie in der Feuerplatte des Feuergeschränkes. Sie stehen unter einem dem Böschungswinkel des Brennstoffes entsprechenden Winkel schräg. Unten schließt ein eingebauter Planrost den Verbrennungsraum ab. Das Brennmaterial wird in einen Trichter geworfen, von dem aus es auf die Feuerplatte und auf den oberen Teil des Rostes fällt. Auf dem Planrost liegt fast nur noch Asche, während auf dem unteren Teil des Schrägrostes die Kohlen in richtiger Verbrennung sind. Weiter nach oben hin glühen die Kohlen nur, und dort werden die Gase ausgetrieben, welche dann emporsteigen und dabei durch die von den brennenden Kohlen hochschlagenden Flammen entzündet werden. Die Öffnung des Trichters kann durch eine Klappe mehr oder weniger geöffnet werden, so daß je nach der Verbrennung mehr oder weniger frische Kohlen nachfallen können. Durch eine verschließbare Öffnung kann der Rost geschürt werden.

Fig. 649.

Auf seiner unteren Seite ist der Schrägrost und der Planrost durch eine Thür zugänglich. , Der untere Planrost, auch Schieberost genannt, kann behufs Ab-schlackens herausgezogen werden. Die Verbrennungsluft gelangt durch Öffnungen in der Aschenthür zu dem Brennstoff; da diese aber sehr häufig nicht genügt, um das Brennmaterial ganz zu durchdringen, so daß die oberen Kohlenschichten nicht gut verbrennen, führt Th oft durch besondere Luftkanäle hochüberhitzte Luft durch die oberen Gewölbe auf die Oberfläche des brennenden Brennmaterials.

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Nach Angaben des Fabrikanten eignet sich diese Feuerung vorzüglich für das „ geringwertigste Brennmaterial, wie Lohe, Sägemehl, Klarkohle usw. Es tritt eine vollständige Rauchverbrennung ein. Zur Bedienung der Feuerung ist also bei ^HH dieser Feuerungsanlage das Öffnen der Feuerthür nicht nötig.

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Mehrere zusammengelegte Roststäbe einer solchen Feuerung zeigt, als Polygonrost ausgebildet, Fig. 649.

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Fig. 650.

gegenüberliegender Wand abgeschlossen ist.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Ein prinzipieller Nachteil liegt in dem Umstande, daß die glühende Kohle allmählich nach unten zusammengeschoben wird und die frische von oben her nachschurrt. Letztere findet aber durch die von ihr abgewandte Flamme nur wenig Gelegenheit zur Entzündung, und sie brennt deshalb im allgemeinen langsam an."

Die Tenbrink-Feuerung beseitigt diesen Übelstand. Diese Feuerung in Fig. 650 nach Ausführungen der Maschinenfabrik Eßlingen in Eßlingen

Bei anderen Schrägrost-Feuerungen fällt der untere Planrost weg. Es wird der Verbrennungsraum durch die abfallende Asche abgeschlossen, von der jeweilig nur soviel entfernt wird, daß stets der Zwischenraum zwischen Rostspitze und

dargestellt, ist vollständig im Dampfkessel eingebaut. Meistens liegt die Feuerung in einem besonderen, unter dem eigentlichen Kessel liegenden Querkessel, der durch Stutzen mit dem Oberkessel verbunden ist. Dieser Querkessel ist je nach Anzahl der Feuerungen mit schräg eingesetzten Rohren durchbrochen, in denen die Feuerung liegt. Die Roststäbe liegen wieder schräg und stützen sich unten auf den Roststabträger a, oben auf die Feuerplatte. Durch die Öffnung c und den Trichter d wird das Brennmaterial eingebracht. Die Trennung des Verbrennungsraumes von dem Aschenraum geschieht durch einen Aschenhaufen bei a—a. Bei h befindet sich noch eine kleine Öffnung, die durch eine Klappe e mehr oder weniger verschließbar ist. Durch diese Öffnung tritt zu den sich vergasenden oberen Brennstoffen die nötige Verbrennungsluft, so daß diese durch die aufsteigenden Flammen der unten liegenden Brennstoffe entzündet werden und rauchfrei verbrennen. Durch die eigentümliche Anordnung des Rostes im Rohr werden die aufsteigenden Feuergase gezwungen, über die ihnen entgegenrutschenden frischen

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Fig- 652.

Fig- 651.

Brennstoffe zu streichen und die auftretenden Gase zu entzünden. Zufolge dieser Führung der Feuergase, entgegen dem nachrutschenden Brennmaterial, bezeichnet man diese Feuerung auch als Gegenfeuerung. Der Rost ist oben mit kleinen Querstegen versehen, so daß kleine Kohlenstücke nicht durchfallen können, unten sind dagegen Längsspalten vorhanden. Die Entfernung der Asche geschieht durch die Thür i.

Die Teubrink-Feuerung liefert die rauchschwachste Verbrennung und eignet sich fast für jedes Brennmaterial, auch des geringwertigsten.

Andere Fabriken legen auch diese Feuerungen nach außen hin, so daß der Querkessel nicht durchbrochen zu werden braucht, wieder andere bauen sie bei Flammrohrkesseln in das vorn erweiterte Flammrohr ein, welches mit einem Querrohr durchbrochen ist.

Eine andere Schrägrost-Feuerung abweichender Konstruktion ist die Cario-feuerung (Fig. 651 u. 652). Die Roststäbe sind hier nach zwei Seiten schräg angeordnet, so daß die Feuerung ein Dach bildet. Die Figuren zeigen hier die Cariofeuerung ausgerüstet mit der früher beschriebenen Thostschen Heißluft-Feuerbrücke.

Den Feuerungen nach diesem System ist vor anderen der Vorteil eigen, daß durch seitliche Neigung des Rostes diesem eine größere Breite gegeben wird.

48

Prakt. Maschinenbauer.

Der Neigungswinkel ist dem Böschungswinkel des Brennstoffes angepaßt, so daß letzterer in gleichmäßiger Schicht auf dem ganzen Roste verteilt wird, sobald auf der oberen Kante eine Ausschüttung erfolgt. Der ganze Rost besteht aus einer Reihe Stäbe F, welche auf zwei starken Röhren E ruhen, die ihrerseits in der Stirnwand A, dem Rostbock H und in den Öffnungen der Feuerbrücke Q Lagerung finden. Für besonders lange Rostflächen werden außerdem zur Unterstützung der als Rostbalken dienenden Röhren E noch Zwischenböcke angeordnet. Bei der Beschickung bedient man sich einer muldenförmigen Schaufel K. Diese wird nach Füllung mit ihrer Spitze gegen die Mitte der zweiteiligen Thür B gestoßen, deren, um einen gemeinsamen oberen Zapfen pendelnde Hälften seitlich ausweichen und der Schaufel die Öffnung freigeben. Indem man mit der Spitze der Schaufel auf den First des Rostes entlang stößt, entfernt man die dort lagernde Kohle nach den beiden abfallenden Flächen; durch Wenden der Schaufel, je nach Bedarf nach rechts oder nach links, wird diese geleert. Nach Herausziehen der letzteren aus der Thüröffnung fallen beide Hälften B wieder aneinander.

Für die Beobachtung des Feuers sind in den Schlackenthüren D zwei Glasscheiben C angebracht. Ferner sind in den Schlackenthüren D vertikale Schlitze vorgesehen, die breit genug sind, um mit einem Schürhaken bei verschlossener Thür die Rostfläche bearbeiten zu können. Es wird somit jedes unnütze Öffnen der Feuerungsthüren vermieden und die Zuführung schädlicher Mengen kalter Luft auf das geringste Maß herabgemindert.

Indem sodann der frische Brennstoff nicht auf die Glut, sondern dazwischen fällt, entsteht eine regelmäßige Vergasung, für welche ein Luftmangel leicht zu vermeiden ist; auch ist die Helle Glut zur Rauchentzündung stets gewahrt. Dadurch wird auf natürlichem Wege die Rauch- und Rußverbrennung erzielt, welche noch intensiver dadurch wird, daß durch die Rohre E, welche mit einer Regulierschraube J versehen sind, und durch die Klappe 0 Luft in die eiserne Feucrbrücke Q einzieht, welche aus den uns bekannten Heißluft-Roststäben gebildet ist.

Die Cariofeuerung kann natürlich auch als Vor- oder Unterfeuerung ausgebildet werden. Sie eignet sich für fast jedes Brennmaterial.

Die Schrägrost-Feuerungen haben vor den mechanisch beschickten Feuerungen den Vorteil ihrer Einfachheit und der leichteren Abschlackung voraus; sie sind auch nicht wie diese an die Stückgröße des Brennmaterials gebunden. Sie haben aber den Nachteil, daß sie nur für Kohlen brauchbar sind, die nicht backen, wie Braunkohlen, leichte nicht backende Steinkohlen mit trockener nicht schmelzender Schlacke. Grieskohle fällt leicht durch die Spalten. Backende Kohle würde sich oben zu einem Klumpen zusammenbacken und das Nachrutschen frischen Brennmaterials aufhalten. Erst wenn sie ausgebrannt ist, geht sie auseinander, und das frische Brennmaterial überschüttet nun den ganzen Rost, so daß auch hier die Brennmaterialschicht das Feuer ersticken würde, wie dies beim Planrost, der ungeschickt beschüttet wird, der Fall ist.

Die Treppcnrostfeucrungen.

Diese Roste ähneln den Schrägrosten, indem sie ebenfalls wie diese, zwecks Nachrutschens des Brennmaterials, schräg gestellt sind. Sie werden aber nicht aus einzelnen längsliegendcn Roststäben, sondern querliegenden Platten gebildet, die stufenförmig Übereinanderliegen, so daß der ganze Rost die Gestalt einer Treppe zeigt. Durch diese Querspalten kann dann auch die feinste Kohle nicht hindurchfallen, so daß die Treppenroste sich hauptsächlich für minderwertige Kohlen, wie erdige Braunkohlen, eignen. Es bleibt zwischen den einzelnen Spalten beim Nachrutschen des frischen Brennstoffes stets Glut liegen, so daß der frische Brennstoff schnell entzündet wird. Hierin unterscheidet sich der Treppenrost auch vom Schrägrost, bei dem unten das glühende Brennmaterial lag und die Feuergase über die obenliegenden frischen Brennstoffe streichen. Nachteilig für die Roststäbe der Treppenroste ist es, daß dieselben stets im Feuer liegen, weshalb sie auch schnell durchbrennen.

Fig. 653.

Fig. 653 zeigt einige übereinander-gelegte Roststäbe von Otto Thost in Zwickau. Die Rostplatten sind vorn geschlitzt, um die Verbrennungsluft zu der auf ihrem vorderen Teil liegenden Glut zu führen. Sie werden auch häufig hinten noch gitterförmig durchbrochen. Diese Platten liegen auf Leisten, die an schrägliegenden Roststabträgern angegossen sind. Die Platten erhalten eine Länge von 400 bis 600 mm. Dem ganzen Rost giebt man eine ganze Länge von 2 m und macht ihn nicht schmäler als 1,5 m.

Ebenso wie die Schrägroste schließt auch der Treppenrost unten mit einem Planrost ab. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt weiter: „Die Neigung des Rostes ist abhängig von verschiedenen Umständen, zunächst vom Böschungswinkel der Kohle, welcher nahezu 38° beträgt. Damit aber die Kohlenschicht oben höher liegt als unten, weil sie dort weniger verbrennen als vergasen soll, so legt man den Rost flacher, und zwar bewährt sich am besten eine Neigung von 32 bis 33°. Um diese Lage herum schwankt aber die richtigste Neigung noch je nach verschiedenen Nebenumständen, wie Trockenheitsgrad der Kohle, Feinheit des Kornes, Schlackengehalt, Zugstärke und bergt, sie wird deshalb auch einstellbar eingerichtet."

Für einen Einflammrohrkessel ist eine Treppenrostfeuerung nach Ausführungen von H. Paucksch, A.-G. in Landsberg a. W., in Fig. 654 bis 657 dargestellt. Die Feuerungen sind Vor- oder Unterfeuerungen. Hier ist es eine Vorfeuerung. Die einzelnen einfach durch schwarze Striche markierten Rostplatten sind auf die schrägliegenden Roststabträger, Schilder genannt, aufgelegt. Die Rostplatten selbst sind in Fig. 657 wiedergegeben. Die Schilder, von denen hier nur zwei Seitenschilder vorhanden sind, da die Breite der Feuerung durch eine Reihe Rostplatten gebildet wird, stützen sich unten auf einem eingemauerten eisernen Nahmen, der den Planrost trägt. Oben stützen sie sich auf Stell-

48*

schrauben, durch welche die Neigung des Rostes verändert werden kann. Sind z. B. zur Breite des Rostes mehrere Rostplatten erforderlich, so müssen noch Mittelschilder angeordnet werden. Die Feuerung ist hier weiter so angelegt, daß der Schürraum vor dem Kessel überwölbt ist. Die Kohle wird oben angefahren und in den Fülltrichter geworfen, dessen Ausslußöffnung durch einen Schieber reguliert werden kann- Nach vorn, nach dem Schürraum hin, bleibt die Feuerung ganz offen. Das Abschlacken des Rostes geschieht dadurch, daß

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Fig. 654.

Fig. 655.

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Fig. 686.

Fig. 657.

mit dem Schüreisen stößt. Der Planrost besteht aus zwei übereinanderliegenden Schiebern, von denen der obere, den eigentlichen Rost bildende, durchbrochen ist. Hat sich auf dem Planrost Asche und schlacke gebildet, so zieht man diesen heraus, wobei aber der untere Schieber eingeschoben sein muß. Die Asche und Schlacke fällt nun auf den unteren Schieber. Jetzt schließt man den oberen Schieber und kann nun durch Ziehen des unteren Schiebers die Asche und Schlacke in den Aschenraum fallen lasten. Durch die Anwendung dieser beiden Schieber soll verhindert werden, daß beim Abschlacken zuviel kalte Luft in die Feuerung strömt.

der Heizer zwischen die einzelnen Platten

Man hat die Feuerungen, insbesondere die Planrostfeuerungen, auch mit künstlichem Zuge versehen. Feinkörniges Brennmaterial legt sich so fest auf den Rost, daß nicht genügend Luft durch dasselbe hindurchstreichen kann. Der Zug des Schornsteins reicht gewöhnlich nicht aus zur Erzeugung der nötigen Verbrennungsluft. Man hat daher die Feuerungen für ein derartiges feinkörniges Brennmaterial mit künstlichem Zuge versehen, indem man mittels eines besonderen Gebläses die Luft unter den Rost und durch die Brennmaterialschicht hindurchdrückt. Man benutzt zu derartigen Gebläsen gewöhnlich Dampf, welchen man dem Kessel direkt entnimmt. Diese Dampfstrahl-Gebläse gebrauchen daher stets Dampf, welcher erst mit ihrer Hilfe erzeugt wurde. Die Nutzleistung der Feuerung wird natürlich dadurch herabgezogen.

Feuerungen für staubförmige Brennstoffe.

Das Material, welches in diesen Feuerungen zur Verbrennung kommt, wird durch Mahlen von Kohlenstücken hergestellt, es ist ein Kohlenstaub, der durch ein Sieb von 900 Maschen auf 1 qcm ohne Rückstand hindurch geht, also ein Material, das auf einem Rost überhaupt nicht zu verbrennen ist. Dieser Kohlenstaub verbrennt aber sofort, wenn er in einen glühenden Verbrennungsraum gebracht wird und in der Luft schwebt. Hieraus ergießt sich nun auch schon die Einrichtung einer Kohlenstaubfeuerung. Es ist ein glühender Verbrennungsraum erforderlich und ein Apparat, der den Kohlenstaub in diesen hinein wirft. Die erforderliche Verbrennungsluft muß eingeleitet und mit dem Kohlenstaub gut vermischt werden. Der Schornstein führt auch hier die Verbrennungsgase ab und sorgt für die nötige Verbrennungsluft.

Der erforderliche Kohlenstaub muß auf besonderen Mühlen durch Zermahlen von Kohlenstücken hergestellt werden. Der Verbrennungsraum muß mit einem besonders feuerfestem Material verkleidet werden, da die Wände bei derartigen Feuerungen außerordentlich heiß werden. Vor der Ingangsetzung des Feuerungsapparates muß der Verbrennungsraum durch ein Holzfeuer soweit vorgewärmt werden, daß eine Entzündung des Kohlenstaubes stattfindet.

Lueger „Lexikon der gesamten Technik" giebt folgende Vor- und Nachteile der Kohlenstaubfeuerungen an. „Die Vorteile sind:

1. Wegfall, des Rostes und aller damit zusammenhängenden Schwierigkeiten, wie Abschlacken, Verschlacken, Backen der Kohlen, Schüren derselben, Beschickung am Herd, offene Feuerthüren, Schwankungen im Lustüberschuß und Luftmangel.

Die Regulierung der Verbrennung, auf Menge sowohl wie auf Güte, läßt sich sehr leicht erzielen, und mit Sicherheit ist eine Verbrennung dauernd aufrecht zu erhalten, die der theoretischen sehr nahe kommt. Es ist deshalb eine vollkominencre und ideellere Feuerung nicht denkbar.

3.    Die Verbrennung ist mit Sicherheit und ohne jeden Nachteil vollkommen rauchfrei zu führen.

4.    Volle Verwertbarkeit jeder beliebigen kleinen, griesigen, abfallenden und geringwertigen Kohle, die schon bis zu 40°/₀ Aschegehalt mit Vorteil verwendet worden ist."

„Die Nachteile sind:

Das Mahlen der Kohle, nicht sowohl die entstehenden Kosten, als die Abhängigkeit des Betriebes von der Müllerei, und die Abhängigkeit dieser von dem Feuchtigkeitszustande der Kohle.

In dem Verbrennungsraum bleibt nur wenig, dafür entsprechend mehr Asche in den Zug- und Heizkanälen liegen; das ist für manche Fälle der Anwendung nachteilig, dürste aber zu überwinden sein."

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Sobald die Kohlengruben anfangen werden, Kohlenstaub zu liefern, führen sich die Feuerungen dazu wahrscheinlich sofort ein.

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Wohl die einfachste Kohlenstaubfeuerung ist die von Rich. Schwartzkopff in Berlin, welche in Fig. 658 im Querschnitt dargestellt ist.

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Fig. 658

Der Trichter a nimmt die Staubkohle auf. Derselbe ist nach unten durch ein mittels der Schraube b stellbares, gebogenes, federndes Blech c und durch die federnde Klappe d. geschlossen. Ein festes Blech e entlastet die federnde Klappe d- von dem Druck des Kohlenstaubes, f ist eine Bürste, deren Borsten aus flachem Stahldraht bestehen, welche in der Mitte den Hammer g trägt, der bei jeder Umdrehung der Bürste gegen die Nase h der federnden Stahlklappe d schlägt und diese um ein Gewisses von dem gebogenen Blech c entfernt. Da dieses letztere durch die Schraube b in seiner Lage festgehalten wird, so entsteht zwischen c und d bei jeder Bürstendrehung ein über die ganze Breite der Bürste reichender Spalt, durch welchen die Staubkohle der Bürste zufällt. Erstere wird dann von den Stahldrahtborsten erfaßt und in die Ver-brennungskammer k geschleudert.

Sobald der Hammer g die Nase h passiert hat, schlägt die Klappe d infolge ihrer Spannung wieder gegen das Blech c. Hierdurch wird der Trichterinhalt erschüttert, und durch diese Erschütterung ein absolut regelmäßiges Nach-

rutschen des Kohlenstaubes, auch wenn derselbe feucht sein sollte, im Trichter a gewährleistet.

Die Verbrennungskammer k wird, beispielsweise in einem Flammrohrkessel, einfach durch Ausmauern des vorderen Flammrohrteiles p auf etwa 1,5 bis 3 m Länge mit feuerfestem Material gebildet und hinten durch eine gemauerte Feuerbrücke abgeschlossen. Die gemauerten Wandungen q nehmen sehr bald nach Inbetriebsetzung der Feuerung die zur fortgesetzten Entzündung des Kohlenstaubes erforderliche Temperatur an. Die erste Entzündung wird durch ein kleines Holzfeuer oder durch einige mit Petroleum getränkte Putzlappen bewirkt und bietet gar keine Schwierigkeit. Bei einem Kessel, welcher nur nachts außer Betrieb war, hat man schon in etwa 5 Minuten helle Glut.

Die erforderliche Luftmenge wird der Feuerung auf den durch die Pfeile 1, m und n bezeichneten Wegen zugeführt. . Eine Regulierung derselben kann an allen drei Stellen vorgenommen werden, jedoch genügt es vollkommen, bei n durch den Schieber o zu regulieren. Die Kohlenstaubmenge wird während des Betriebes durch die Schraube b reguliert. Je weiter die Schraube b hineingedreht wird, desto weiter wird das Blech c zurückgedrängt, und desto breiter wird der zwischen c und d beim jedesmaligen Anschlag des Hammers entstehende Spalt.

Da man sich während des Betriebes auf die Regulierung durch den Schieber o und die Schraube b beschränken kann, und die einzige sonst noch erforderliche Arbeit für den Heizer darin besteht, durchschnittlich nach lOstündigem Betrieb die auf dem unteren Teil der Verbrennungskammer abgesonderte Schlacke durch die Luftöffnung bei n mittels einer Krücke zu entfernen, so ist es einleuchtend, daß ein Mann im stände ist, eine ganze Kesselbatterie bis zu 12 Kesseln und mehr zu bedienen.

Zum Antrieb der Feuerung ist mechanische Kraft erforderlich, und zwar für jeden Apparat etwa Vio Pferdestärke.

Feuerungen für flüssige und gasförmige Brennstoffe

Da diese Feuerungen nur sehr selten zur Anwendung kommen und auf ganz bestimmte Betriebe beschränkt sind, können dieselben hier übergangen werden.

Der Schornstein.

Dieser kann als zur Feuerung gehörig betrachtet werden, weshalb hier einiges über denselben gesagt werden soll. Wie wir bereits wissen, dient der Schornstein erstens dazu, die Verbrennungsgase abzuführen, zweitens dazu, dem Brennmaterial die notwendige Luft zuzuführen oder Zug zu erzeugen. Zur Abführung der Verbrennungsgase muß derselbe einen gewissen Querschnitt, zur Erzeugung des nötigen Zuges eine gewisse Höhe haben. Die Zugstärke eines Schornsteines wird nun durch den Temperaturunterschied der Heizgase unten am Schornstein und der Temperatur der Luft oben an demselben gebildet. Die Zugstärke wird um so größer, je heißer die Heizgase unten und je niedriger die Temperatur oben an demselben ist. Da man nun die Heizgase mit möglichst niedriger Tem-

peratur in den Schornstein entweichen läßt, ergiebt sich, daß man dem Schornstein eine gewisse Höhe geben muß, um die ersorderliche Zugstärke zu erhalten. Jedes Brennmaterial erfordert eine andere Zugstärke, so ist z. B. zur Verbrennung von Holz am wenigsten und zur Verbrennung von kleinen Kohlen oder Grus am meisten Zug nötig.

Da geringwertige Brennstoffe nicht gut mit einem Schornstein unter 30 m Höhe verbrannt werden können, so nimmt man diese Höhe als kleinste an. Ein runder Schornstein ist dem viereckigen stets vorzuziehen. Dient für mehrere Feuerungen ein Schornstein, so muß dessen oberer lichter Querschnitt gleich der Summe der für die einzelnen Feuerungen erforderlichen Querschnitte sein, und seine Höhe muß gleich sein der des höchsten Schornsteines, der sich für eine der Einzelfeuerungen ergeben würde.

Die Schornsteine werden aus gelochten Radialsteinen ausgemauert. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik" sagt: „Mit dem Kesselhaus hängt der Schornstein durch einen Kanal, den sogenannten Fuchs, zusammen, welcher zur Vermeidung von Rissen erst auszuführen ist, wenn der Schornstein fertig ist und sich gesetzt hat. Die Schornsteinsohle legt man 60 bis 80 cm tiefer als die des Fuchses, damit sich eine Vertiefung zur Ansammlung der Flugasche und des Rußes bildet, daneben ist eine gewöhnlich mit Ziegeln in Lehm versetzte Zugangsöffnung herzustellen, welche ein zeitweises Entfernen des angesammelten Rußes gestattet."

Für die Höhe eines Schornsteines geben nun Alp ho ns Custo dis, A.-G. in Düsseldorf, folgende Formeln an:

bei kleinen Anlagen h = 6 Heizfläche

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„ mittleren „

h = 5,5 ]fHeizfläche

h = 5 /Heizfläche.

„ größeren „

Der Ausströmungsquerschnitt sei gleich ¹jl bis Vs der Rostfläche für gute Steinkohle, und zwar

bei kleineren Anlagen V₄ der Rostfläche,

„ mittleren „ y₄ + V₅ der Rostfläche,

„ größeren „ Vs der Rostfläche.

Bei Braunkohlen kann man den Querschnitt noch etwas verringern.

Diese Faustformeln geben stets Dimensionen, welche größer sind, als absolut notwendig; dies ist jedoch kein Fehler, denn man kann den Zug mittels des vorhandenen Schiebers verringern, während eine Verstärkung nicht so leicht möglich ist. Beeinträchtigungen durch hohe Gebäude, Berge usw. müssen entsprechend berücksichtigt werden.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik" giebt weiter an: Der Standfähigkeit wegen macht man den unteren lichten Durchmesser d₁ =d +0,02 h (d — oberer lichter Duchmesser) oder größer. Schornsteine, die ohne Gerüst von innen heraus gebaut werden, erhalten oben mindestens 0,6 m lichte Weite. Als

weitere Faustformel gilt auch, sobald die Rostfläche (R in qm) ^ 15 qm ist: h: ä —25 bis 30 und für Steinkohlenfeuerung d — 0,06 B (B = die pro Stunde verbrannte Brennstoffmenge in kg). Bei Gasfabriken beträgt der Querschnitt des Schornsteines 0,3 bis 0,5 R, die Höhe 20 bis 40 m."

Für die eigentliche Konstruktion des Schornsteines ist der Winddruck zu berücksichtigen. Nach ministerieller Vorschrift ist für den Winddruck 125 bis 250 kg pro qm Fläche zu nehmen, welche sich winkelrecht zur Windrichtung befindet.

Alphons Custodis, A.-G., Düsseldorf schreiben nun weiter: „Dementsprechend gestalten sich die Wandstärken und Absatzhöhen verschieden, wenn man als Grenzen für die Belastung von

Klinkermauerwerk mit Cementmörtel

14 kg

„    „    „ verlängertem Mörtel 9 „

gewöhnlichem Mauerwerk mit Kalkmörtel 7 „ betrachtet, was den allgemeinen Vorschriften für Mauerwerk entspricht."

„Kleine Schornsteine endigen gewöhnlich mit 15 cm Wandstärke, größere mit 20 cm (über 50 m Höhe). Nimmt man gleich hohe Absätze von 3 bis 5 m an, so wird man bei Schornsteinen mittlerer und größerer Weite und bei entsprechender Höhe ziemlich sicher gehen, wenn man für jeden Absatz nach unten eine Zunahme der Wandstärke um 5 bis 6 cm berechnet, bei etwa 20 mm Anlauf auf jeder Außenseite. Bei kleineren Schornsteinen, bezw. bei solchen Schornsteinen, welche einen kleinen Ausströmungsquerschnitt bei verhältnismäßig großer Höhe haben, werden die Absätze kleiner und zahlreicher, somit die Wandstärken, gegenüber größeren Schornsteinen, größer. Das läßt sich aber nicht vermeiden, da die Standsicherheit des Schornsteines wesentlich von seinem Eigengewicht abhängt."

Nach H. R. Heinicke in Chemnitz stellt sich der Preis eines gemauerten Schornsteines einschließlich Fundament unter normalen Verhältnissen auf etwa: Kosten (in Mark) — 125h.d.

Die Tabelle auf Seite 387 giebt die Schornsteindimensionen und dazu passenden Kesselheizflächen in qm der deutschen Babcock & Wilcox-Dampf kesselwerke, A.-G. in Oberhausen.

Eiserne Schornsteine finden besonders auf Hüttenwerken, bei schlechtem Baugrunde, beschränkter Bauzeit oder vorübergehender Anlage Aufstellung. Sie werden aus einzelnen Schüssen zusammengenietet, wobei der obere Schuß über dem unteren greift. Die zuletztgenannte Firma sagt in ihrer Broschüre „Dampf": „Die Blechdicke sei 0,00025 h + 3 mm, also mit dem größer werdenden h (in m) von oben nach unten, und zwar in Abstufungen, zunehmend. Für gewöhnlich macht man den obersten Schuß 3 bis 5 mm und den untersten 6 bis 8 mm stark, je nach Durchmesser und Höhe des Schornsteines."

an.

Eiserne Schornsteine sind mit einem Anstrich von Teer oder Mennige zu versehen, der alle zwei Jahre M erneuern ist. Die Schornsteine werden mit Ketten oder Seilen an den umstehenden Gebäuden verankert. Diese Ketten oder Seile greifen zweckmäßig in % Höhe an dem Schornstein

49

Prakt. Maschinenbauer.

Tafel 18.

Aktiengesellschaft der Maschinenfabriken von Ascher, Myß & Kie. in Zürich und "Ravensburg.

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Kombinierte Flammrohr-und Heizröhrcnkestel von je 180 gm Heizfläche der Beicuchlungs-Centrale

der Stadt Zürich (Letten).

Man kann auch durch künstliche Mittel den Zug eines Schornsteines erhöhen, wenn sich der Schornstein als zu niedrig erweist. Alle diese Apparate brauchen aber zu ihrem Betriebe Dampf, der dem Kessel direkt entnommen wird, erfordern somit stets erhöhte Betriebskosten, weshalb sich diese Apparate nur im höchsten Notfall zur Anwendung empfehlen. Es sind meistens Dampfstrahlgebläse.

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Höhe des Schornsteins in Metern

fl! 15 117.5 1 20 | 25 | 30 | 35 1 40 1 45 | 50

IO

iO

Quadratmeter Kesselheizfläche

Effektiver Querschnitt in Quadratmetern

Wirklicher Querschnitt in Quadratmetern

Seite des Quadrats vom gleichen Querschnitt in

Metern, ca.

0.45

0.50

0-55

0.60

0.65

0.70

61 66

27

37

0.75

80

95

86    96 105

0.80

102

116

124

142

134

154

0.85

0.90

1.00

1.10

132 150 165 170 187 193 210 267 292

178

202

190

228

215

1.20

355

317

385

240

340

00 o

273

1.30

420

455

410

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380

397

1.40

530

517

460

483

1.50

625

605

550

2.00

1150

1230

710

640

570

1300

750

670

2.50

1830 1980 2080

1380

2200

785

1420

2300

0 40

0.43

0.48

0.53

0.57

0.61

0.66

0.70

0.75

0.80

0 88

0.97

1.06

1.14

1.24

1.32

1.77

2.21

Die Kesselarten.

Die Dampfkessel lassen sich nach ihrer Konstruktion in die folgenden Arten

einteilen:

1.    Cylinderkessel mit Außenfeuerung,

2.    Flammrohrkessel,

3.    Rauchröhren- oder Heizröhrenkessel,

4.    Kombinierte Flammrohr-, Rauchrohr- und Feuerbüchsenkessel,

5.    Wasserrohrkessel.

1 Die Cylindcrkcffel mit Außenfeuerung.

von

Der einfache Cylinderkessel, auch Walzenkessel oder Wattscher Kessel genannt, besteht aus einem einfachen Cylinder mit Unterfeuerung und einem Feuerzug. Er eignet sich höchstens für sehr kleine Kesselanlagen, die Heizgasausnutzung ist sehr gering. Für Anlagen über 25 qm Heizfläche würde ein solcher Kessel einen viel zu großen Raum beanspruchen. Man hat daher den einfachen Cylinderkessel mit einem oder uiehreren Unterkesseln ausgerüstet und erhält so die zusammengesetzten Cylinderkessel, Sieder- oder Bouilleurkessel. Diese Kessel erhalten nun die mannigfachste Anordnung in Ober- und Unterkesseln. Die Feuerung liegt meistens unter betn Oberkessel. Die Unterkessel werden den Heizgasen bestrichen. Die Siederkessel werden häufig nach dem Gegenstrom-

49*

Prinzip angelegt, d. h. während das Speisewasser in die Unterkessel eingeführt wird und nach oben steigt, bestreichen die Heizgase die Kessel dieser Strömung entgegengesetzt. Wo also das Wasser am heißesten ist, treffen auch die heißesten Gase an den Kessel, wo es am kältesten ist, aber die am meisten abgekühlten. Hierzu sagt Jacques Piedboeuf in Aachen: „Es ist unbestreitbar, daß diese entgegengesetzte Bewegung günstig auf die Ausnutzung der Kessel wirkt, ebenso nachteilig ist für dieselben aber der Umstand, daß die in den Heizungen enthaltenen Wasserdämpfe sich an den kälteren Oberflächen der Unterkessel kondensieren und ein Verrosten dieser Teile in kurzer Zeit bewirken. Der größere Nutzeffekt wird also durch die Zerstörung der Unterkessel aufgehoben, und deshalb bauen wir diese Kessel auch nur auf speciellen Wunsch."

Nach Ausführungen von Jacques Piedboeuf in Aachen zeigt Fig. 659 u. 660

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Fig. 660.

Fig. 659.

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einen zusammengesetzten Cylinderkessel. Unter dem Oberkessel A liegen zwei Unterkessel B, welche nach hinten geneigt sind. Dieselben sind vorn und hinten durch Stutzen C mit dem Oberkessel A verbunden. Die Feuerung liegt unter dem Oberkessel und ist hier als Treppenrostfeuerung angenommen. Die Führung der Heizgase erfolgt so, daß dieselben zuerst den Oberkessel treffen. Sie werden dann weiter schlangenförmig um die Unterkessel und den Oberkessel geführt, was durch die Wände W erreicht wird, welche abwechselnd unten und oben Öffnungen in drei Abteilungen, wie aus Fig. 659 ersichtlich, für die Heizgase freilassen. Hinter der letzten Wand ziehen sie in den Fuchs F ab. Der Oberkessel stützt sich durch seitliche Lappen L, die Unterkessel durch Füße D auf das Mauerwerk bezw. Fundament. Der Oberkessel ist mit einem Dampfdom E ausgerüstet, welchem oben das Sicherheitsventil 8 und das Dampfentnahmeventil V sitzen. Die Speisung erfolgt im Oberkessel durch das Speiseventil T. Das Speisewasser wird durch ein anschließendes Rohr bis ziemlich auf den Boden des Oberkessels geführt. Durch die geneigte Lage der Unterkessel werden sich der Schlamm und dergl. Unreinigkeiten des Speisewassers an den tiefsten Stellen derselben absetzen. Das Ventil T, dient zum Ablassen des Schlammes und zum Abblasen des ganzen Kessels, d. h. zum Entleeren desselben. Vorn am Kessel sind das Wasserstandsglas und das Manometer vorgesehen. Durch die

Mannlöcher H, eins auf dem Dampfdom, je eins hinten an den Unterkesseln, ist der Kessel behufs Reinigung begehbar.

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Fig- 662.

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Diese Kessel haben auch den Nachteil, daß die Unterkessel infolge ihrer geringen Erwärmung und langsamen Dampfentwickelung einer baldigen Verrostung ausgesetzt sind. Das Mauerwerk erhält eine große Außenfläche, so daß ziemlich hohe Wärme-ausstrablungs-Verluste eintreten. Das Brennmaterial wird also durch derartige Kessel nicht voll ausgenutzt.

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Solcher Kessel werden nun häufig mehrere zusammengesetzt und zu ganzen Kesselbatterien miteinander verbunden. Sie eignen sich für große Heizflächen und infolge ihres großen Wasserraumes besonders für wechselnden Betrieb.

Die Maschinenfabrik Eßlingen in Eßlingen baut solche mehrfachen Cylinderkessel mit ihrer Tenbrinkfeuerung, und zwar in solcher Ausführung der Feuerung, wie in Fig. 650 dargestellt war, oder nach Fig. 661 u. 662. Es giebt Fälle, in denen die Anwendung der normalen Tenbrinkfeuerung nicht möglich ist. Solche Fälle sind hauptsächlich:

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b.    Wenn eine hohe Dampfspannung (9 bis 15 Atmosphären) vorgeschrieben ist und gute Steinkohle verbrannt werden soll;

c.    Wenn eine große Heizfläche verlangt wird.

Da Rücksichten in der Ausführung und der Festigkeit den Abmessungen des normalen Tenbrink-

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Fig 661.

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Feuerungsapparates gewisse Grenzen ziehen, so zwar, daß die den schrägen Rost aufnehmenden Feuerrohre eine gewisse größte Länge und Weite nicht überschreiten dürfen, so muß in den erwähnten Fällen auf die normale Tenbrinkfeuerung verzichtet werden. Statt dessen werden kurze, flaschenförmig gestaltete Cylinder, sogenannte Heizkörper, in annähernd gleicher Schräge, wie sie der Rost hat, so letzterem gegenüber gelegt und mittels Stutzen mit den Ober- und Unterkesseln verbunden, daß dadurch eine neue ihren Zweck erfüllende Kesselform entsteht.

Für Fall a werden die seitlichen Wände der Feuerung vom Mauerwerk

gebildet.

Für Fall b erhalten die Kessel, entsprechend Fig. 661 u. 662, zu beiden Seiten des Rostes je einen weiteren geneigt liegenden Heizkörper, der mit dem Oberkessel und dem Nächstliegenden Heizkörper durch Stutzen verbunden ist. Bei der dargestellten Kesselanlage sind drei Oberkessel mit je zwei Unterkesseln und je einem Heizrohr, ausschließlich der seitlichen Heizröhren, verbunden. Ein gemeinschaftlicher Dampfsammler liegt quer über den Oberkesseln. Derartige Kessel werden bis 250 qm Heizfläche für 15 Atmosphären Druck ausgeführt.

2. Die Flammrohrkessel.

Die Cylinderkessel nehmen für größere Heizflächen einen ungemein großen Raum ein, sie entwickeln aber auch schwer Dampf. Man hat deshalb den Cylinderkessel mit ein, zwei, auch drei Flammrohren versehen, welche durch die ganze Länge des Kessels hindurchgehen und meistens die Feuerung aufnehmen oder aber die ersten Feuerzüge bei Vorfeuerungen bilden. Gegenüber dem Cylinderkessel wird der Flammrohrkessel sehr viel komplizierter und kostspieliger, er hat aber einen kleineren Wasserraum als der erstere, weshalb er schneller Dampf entwickelt als dieser. Die Einmauerung des Flammrohrkessels ist einfach, die Leistungsfähigkeit ist ziemlich groß, da infolge der Jnnenfeuerung und des wenig vorhandenen Mauerwerks die Wärmeausstrahlung gering ist. Die Flammrohrkessel sind aber ziemlich schwer zugänglich. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt weiter: „Bei der Konstruktion der Flammrohrkessel muß auf die verschiedenartige Ausdehnung der einzelnen Kesselteile besonders Rücksicht genommen werden, da namentlich die Flammrohre wesentlich höheren Heizgastemperaturen ausgesetzt sind als der Kesselmantel, und dieser selbst noch bei mehrfachen Feuerzügen verschieden stark erwärmt wird. Als empfindliche Schattenseite der Flammrohrkessel wird die Beanspruchung der Flammrohre auf äußeren Druck betrachtet. Die einzelnen Flammrohrschüsse werden daher stets durch Winkelringe oder Umbörtelung der Ränder versteift. Größeren Widerstand gegen äußeren Druck als die glatten Flammrohre bieten die Wellrohre. Eine sehr wirksame Versteifung glatter Flammrohre läßt sich noch durch die sogenannten Gallowaystutzen, welche als konische Röhren in die Flammrohre eingesetzt und mit diesen vernietet werden, erzielen. Außerdem wird durch die Wellrohre und die Querstutzen eine Vergrößerung der direkten Heizfläche sowie eine bessere Ausnutzung der Heizgase insofern erreicht, als letztere beim Durchstreichen der

Flammrohre m Wirbelungen geraten bezw. der Kern der Heizgase durch die Querstutzen ebenso ausgenutzt wird als der am Flammrohrmantel vorbeistreichende Teil."

Die Flammrohrkessel nennt man auch Cornwallkessel, sie werden als Ein-, Zwei- und Dreiflammrohrkessel ausgeführt.

Fig. 663 bis 665 zeigen einen Einflammrohrkessel von H. Paucksch, A.-G. in Landsberg a. W. Der Kessel A wird in seiner ganzen Länge von einem etwas seitlich liegenden Flammrohr F durchzogen. Dieses Flammrohr muß so angelegt werden, daß seine obere Linie noch 100 mm unter dem niedrigsten Wasserstand liegt. Das Flammrohr ist in die Kesselboden eingesetzt und setzt sich aus einzelnen Rohrschüssen zusammen. Kommt eine Jnnenfenerung zur Verwendung, was bei Flammrohrkesseln meistens der Fall ist, so liegt im vorderen Teil des Flammrohrs die Feuerung, welche natürlich nur eine Planrostfeuerung sein kann. Flammrohrkessel erhalten aber auch Vorfeuerungen, wie z. B. eine solche in Fig. 654 dargestellt war. Das Flammrohr bildet somit den ersten Feuerzug. Die Einmauerung ist bei dem dargestellten Kessel dann weiter so getroffen worden, daß die Heizgase auf der linken Seite des Kessels, Fig. 663, nach vorn und an der rechten Seite desselben von vorn nach hinten ziehen, wo sie in den Fuchs B gelangen. Das Flammrohr bildet also den ersten Heizkanal, die linke Seite den zweiten, die rechte den dritten. Die beiden letzteren Züge sind durch eine gemauerte Zunge voneinander getrennt, diese

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Fig. 665.

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Fig. 684.

Fig. 663.

dient zugleich als Unterstützung für den Kessel. Die Führung der Heizgase geschieht auch noch auf die verschiedensten Arten und hat darin jede Fabrik ihre Specialitäten. Wir bemerken im Fuchs B den Rauchschieber B zum Abstellen des Schornsteins und der Feuerung. Wir sehen auch ferner, daß die oberste Kante der seitlichen Heizkanäle noch 100 mm unter dem niedrigsten Wasserstand liegt. Auf dem Kessel sitzt weiter der Dampfdom D, welcher den Dampf durch ein siebartiges Rohr C dem Kessel entnimmt. Hierdurch soll erreicht werden, daß nicht soviel Wasser mit dem Dampf in den Dom gelaugt. Das Rohr dient also zur Abscheidung des Wassers vom Dampf. Die Speisung des Kessels erfolgt durch das Speiseventil V, die Dampfentnahme am höchsten Punkt des Dampfdoms durch das Ventil W. 8 ist das Sicherheitsventil. Durch das Mannloch L kann man in den Kessel gelangen. Am vorderen Kesselboden sitzen die Apparate zur Erkennung des Wasserstandes und des Druckes im Kessel.

Diese Kessel, System Paucksch, zeigen noch eine besondere Konstruktion der Flammrohre selbst. Die letzteren sind nämlich aus stufenförmig versetzten Schüssen zusammengenietet, deren Durchmesser nach hinten abnimmt. Das Flammrohr wird von der Feuerbrücke ab aus kurzen 400 bis 500 mm langen geschweißten und im Durchmesser um 50 mm verschiedenen Schüssen zusammengesetzt. Diese sind mittels nach außen gekehrter Börtelungen und zwischen gelegter Versteifungsringe so miteinander hydraulisch vernietet, daß ihre untere Linie in einer Flucht liegt, während nach oben hin sichelförmige Vorsprünge sich bilden. Am Scheitel sind dieselben am größten und verlaufen allmählich nach den Seiten. Diese Anordnung bewirkt, daß kein Niet im Feuer liegt. Die so günstigen Resultate dieser Konstruktion erklären sich dadurch, daß die freie Flammenentwickelung durch keine hindernden Röhreneinbauten beeinflußt wird, während weiterhin die Vorsprünge an den einzelnen Schüssen Wirbel in dem Gasstrom erzeugen, welche fortwährend die inneren heißen Teile desselben gegen die Rohrwand, behufs Abgabe ihrer Wärme, führen. Diese Wirbel führen ferner eine innige Mischung der Gase herbei und wirken somit auch in dieser Beziehung auf die Ausnutzung des Brennniaterials und die Rauchverbrennung.

Diese Flammrohrkessel werden von der genannten Fabrik in den folgenden Dimensionen gebaut (f. Tabellen Seite 393).

Für größere Heizflächen und hohe Drucke (9 bis 15 Atmosphären Überdruck) legt die genannte Fabrik zwei Einflammrohrkessel nebeneinander und mauert sie gemeinschaftlich ein. Sie bezeichnet diese Anordnung als Zwillings-Dampfkessel.

Geschieht die Einmauerung eines Kessels so, daß der zweite Zug auf der einen, der dritte Zug aber auf der anderen Seite desselben liegt, so wird der Kessel vielfach auf eine gemauerte Zunge gelegt, wie das auch in Fig. 663 bis 665 der Fall war. An dieser Auflagerfläche rostet der Kessel infolge des Niederschlags der Dämpfe, welche die Heizgase mit sich führen, und der Feuchtigkeit, welche das Mauerwerk anzieht. Man hilft sich zur Vermeidung dieses Übelstandes nun so, daß man den Kessel nicht direkt auf diese Zunge, sondern auf eine besondere zwischengelegte Stange von beliebigem Profileisen legt, wie wir das bei

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Heizfläche.....

Länge des Kessels . . Durchmesser ... .

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Prakt. Maschinenbauer-

Länge des Mauerwerkes .

§ Breite des Mauerwerkes .

Höhe des Mauerwerkes . Anzahl der Ziegel . . . Anzahl der Chamottesteine . .

Wie wir bereits aus obigem wissen, hat man die Flammrohre, um sie widerstandsfähiger gegen äußeren Druck zu machen, aus Wellrohren hergestellt. Derartigen Flammrohren kann man infolge ihrer großen Widerstandsfähigkeit einen größeren Durchmesser geben, wodurch man aber wiederum eine größere Rostfläche in dasselbe einbauen kann. Derartige Kessel mit gewelltem Flammrohr werden stets als Einflammrohrkessel ausgeführt; man bezeichnet sie auch als Seitrohrkessel, weil das Flammrohr etwas seitlich in den Kessel eingebaut ist. Das Flammrohr wird ebenfalls aus einzelnen Schüssen zusammengenietet. Das Blechwalzwerk Schulz Knaudt, A.-G. in Essen, führt derartige Kessel als Specialität aus. Fig. 666 bis 669. Wir bemerken an dem dargestellten Seitrohrkessel das Wellrohr von größerem Durchmesser, das seitlich in den Kessel eingebaut ist. Es bildet den ersten Feuerzug. Der zweite Feuerzug wird auf der Seite der kleinsten Wassermenge nach vorn, der dritte auf der Seite der größten Wassermenge nach hinten in den Fuchs geführt. Die Führung der Heizgase ist durch Pfeile eingezeichnet. Eine gemauerte Zunge teilt den zweiten und dritten Feuerzug. Der Kessel ruht vermittelst eines zwischengelegten Profileisens auf dieser Zunge. Er stützt sich aber auch noch auf besondere Kesselstühle. Der Kessel zeigt im übrigen die gewöhnliche Anordnung aller anderen Kessel.

dem nächstfolgenden Kessel sehen werden, Ein Anrosten des Kessels ist dadurch vermieden.

Die Vergrößerung der Heizfläche durch die Wellen ist das etwa 1,14-fache des glatten Flammrohres. Die Wellenform macht weitere Versteifung des Flammrohrs unnötig und gestattet die Anwendung geringerer Blechstärken bezw. größerer Durchmesser bei mäßigen Blechstärken.

Derartige Kessel baut die Dampfkessel- und Gasometerfabrik vorm. A. Wilke & Co. in Braunschweig in folgenden Größen:

Heizfläche des ganzen Kessels . . . qm Durchmesser des Kessels.....mm

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Gewicht des ganzen Kessels bei 6 Atm. kg

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2200

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1350

10800

18000

Das Blechwalzwerk Schulz Knaudt, A.-G. in Essen, liefert diese Wellrohre in folgenden Abmessungen:

Bei dem Durchmesser

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wiegt 1 lfd. Meter in normaler Blechdicke von . . . genügend für einen Betriebsdruck von

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mm

435

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11 11,5 mm

Atmosph.

' Sie erwähnen noch: Die Heizfläche der Wellrohre wird berechnet wie diejenige glatter Rohre, indem man den mittleren Durchmesser zu Grunde legt

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und zu dem Resultat 14 % oder ¹/₁ addiert. Die Blechstärke der Wellrohre für äußeren Druck wird berechnet wie diejenige glatter Rohre für inneren Druck.

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Das genannte Werk liefert auch fertige gewölbte Kessel-Stirnböden mit ausgezogener Rohröffnung für das Wellrohr.

Für größere Heizflächen, etwa von 35 bis 120 qm, baut man den Zweiflammrohrkessel. Ein solcher Kessel wird von zwei nebeneinanderliegenden Flammrohren durchzogen. Die Zwei-flammrohrkessel haben unstreitig die allgemeinste Verbreitung gefunden. Jedes Flammrohr erhält eine besondere Feuerung eingebaut, wenn Jnnenfeuerung vorgesehen ist. Die Zweiflammrohrkessel führt man aber auch vielfach mit Vorfeuerungen aus. Jeder Kessel erhält dann nur eine Feuerung.

Einen Zweiflammrohrkessel mit Vorfeuerung von Jacques Piedboeuf in Aachen giebt Fig. 670 u. 671 wieder. Diese Kessel zeigen im wesentlichen dieselbe Anordnung wie die Einflammrohrkessel. Die beiden Flammrohre liegen etwas unter der Kesselmitte; sie werden aus einzelnen Schüssen zusammengeflanscht, indem ein hoher Flacheisenring zwischen die Flanschen zur Versteifung gebracht wird. Die Vorfeuerung ist als Treppenrost ausgebildet. Die Kohle wird durch einen Trichter aufgefüllt. Die Heizgase durchziehen zuerst die beiden Flammrohre, teilen sich dann hinten und ziehen in den beiden Seitenzügen nach vorn, in einem unter dem Kessel liegenden Zug ziehen sie dann nach hinten in den Fuchs ab. Des durch die Feuerung bedingten Vorbaues wegen muß der Wasserstand entweder seitlich an einem besonderen vorragenden Stutzen oder vermittelst langer Röhren an die hintere Stirnwand angeschraubt werden. Der Kessel stützt sich durch Lappen auf das Trennungsmauerwerk der Seitenzüge und des Unterzuges.

H. Paucksch, A.-G., führt Zweiflammrohrkessel mit ihren konischen Stufen-Flammrohren nach folgender Tabelle für 4 bis 9 Atmosphären Überdruck bis 120 qm Heizfläche aus.

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Anzahl der Ziegel . 15500 17000 17500 AnzahlderChamotte-steine . . .

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3500

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1850 1900 1900 1900 2000 2000 2100 2100

Die Verwendung eines gewellten Flammrohres bei den Seitrohrkesseln wurde zur Versteifung des Flammrohres gegen äußeren Druck angewendet. Wir hatten oben aber auch schon erwähnt, daß die sogenannten Galloway-Röhren zur Versteifung der Flammrohre dienen. In Fig. 672 u. 673 ist ein Zweiflammrohr-

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Fig. 672.

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feffel mit Galloway-Nöhren der Friedrich Wilhelmshütte in Mülheim (Rhein) wiedergegeben. Die Flammrohre sind durch sich kreuzende konische Röhren durchzogen. Diese Röhren werden mit ihrem schwachen Ende durch die Löcher für das weite Ende hindurchgesteckt und dann mit dem schwachen Ende innen dem starken Ende aber außen an die Flammrohre angenietet. Sie bilden so eine sichere Versteifung der Flammrohre gegen äußeren Druck, bieten aber auch noch den Vorteil, daß die Heizfläche durch sie nicht unwesentlich vergrößert wird Die Wassercirkulation wird durch sie gefördert. Das Aufsteigen der Dampfbläschen ist durch ihre nach oben erweiterte Form erleichtert. Breslauer „DerMaschinenbau«, sagt: „Die Galloway-Röhren können nicht einen so großen Durchmesser haben, daß sie gründlich von Kesselstein befreit werden könnten Da -d-- ihr- Wind- st-i- m -un-hmid s.ul--ch,„ Richlun, «„lauf™, f„ ist d>e Gefahr, daß sich Kesselstein an ihnen ansetzt, keine große«

Die Einmauerung des dargestellten Kessels ist so gewühlt, daß die Heizgase zuerst die Flammrohre, dann rings um den seitlichen und den unteren Teil des Kessels nach vorn ziehen, wo wo aus sie nach oben ziehen und den oberen

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Kesselumfang bestreichen und in den Fuchs gelangen- Der dritte Zug bestreicht somit den \    Dampfraum des Kes-

JlflEjfl sels, was angängig ist, da die Heizgase in ihm schon ziemlich abgekühlt sind. Der Dampf aber wird dadurch noch getrocknet bezw. überhitzt.

Kessel von 85 qm Heizflächeerhaltenz B. 12 Galloway-Röhren von 267 mm größtem und 140 mm kleinstem Durchmesser, Kessel von 95qrnHeizfläche16 und Kessel von lOSqm 20 Galloway-Röhren gleichen Durchmessers.

3. Die Rauchröhrenoder Heizröhrenkcssel.

Bei den Heiz-röhreukesseln sind die Flammrohre der Flammrohrkessel durch viele einzelne Rauchröhren ersetzt, welche den Kessel in seiner ganzen Länge durchziehen, natürlich im Wasserraum derselben liegen und von den Heizgasen durchzogen werden. Hierdurch er« j-i giebt sich eine sehr große Heizfläche bei kleinen Kesseldimensionen. Die Dampfbildung geht schneller vor sich, weil das

Wasser durch die vielen einzelnen Heizgasströme in allen seinen Teilen mehr mit denselben in Berührung kommt.

Die ausgedehnteste Anwendung haben diese Heizröhrenkessel für die Lokomobilen und Lokomotiven gefunden, zu denen überhaupt keine andere Kesselart verwendet wird.

Ein Heizröhrcnkessel von H.P au cksch, A.-G. in Landsberg o. SB., giebt Fig. 674 bis 676 wieder. Der Kessel ist seiner ganzen Länge nach von vielen Röhren geringen Durchmessers durchzogen, welche in zwei seitlichen Bündeln an-    ||

geordnet sind. Es bleibt zwischen den beiden    |

Fig. 678.

Bündeln genügend Platz, ^.8 umdurch dieselben zwecks Reinigung des Kessels hindurchzukriechen. Die Röhren werden in den Kesselböden meistens eingewalzt. Die genannte Fabrik stellt diese Verbindung wie folgt her:    Die    schmiede

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eisernen, gezogenen Röhren werden an ihren beiden Enden durch hart aufgelötete Ringe verstärkt, alsdann abgedreht und nach derselben    K*,

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Fig 677.

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Richtung mit einer ge- ;V ringen Konicität Verse en. Die Löcher in den beiden Endböden sind gebohrt und erhalten genau die gleiche Konicität. Loch und Konus werden sorgfältig ausgeschliffen.

Mit einer einfachen Schraubenvorrichtung werden die Röhren eingezogen. Die Rohrdichtung macht jedes Verstemmen oder Vernieten unnötig. Die

Feuerung ist als Unterfeuerung ausgebildet. Die Heizgase ziehen unter dem Kessel nach hinten, von da durch die einzelnen Heizrohre nach vorn, wo sie sich in zwei Seitenzüge teilen und nach hinten in den Fuchs abziehen. Wir bemerken sonst an dem Kessel die bekannten Apparate: den Dampfdom mit dem Dampfventil, das Speiseventil, das Sicherheitsventil, Wasserstandsanzeiger und Ablaßhahn. Born ist der Kessel mit einer eisernen Platte armiert, welche die Feuerthür und Aschenthür und weiter noch zwei Thüren enthält, die vor den beiden Röhrenbündeln liegen. Nach Öffnen dieser Thüren sind die Röhren frei und können behufs Reinigens von Flugasche durchstoßen werden.

Als Feuerung kann sowohl eine Planrost- als auch eine Treppenrostfeuerung benutzt werden.

Die Heizröhren haben einen Durchmesser von 55 bis 90 mm und eine Wandstärke von etwa 3 mm. Die Länge der Heizröhrenkessel soll höchstens 5 m betragen, da bei größerer Länge die Röhren sehr schwer infolge ihrer Längenänderungen bei den verschiedenen Temperaturen dicht zu halten sind.

v. Reiche giebt an, daß man bei stationären Kesseln mit weiten Röhren bis zu einer Länge derselben gleich 45 D (D ---- innerer Durchmesser der Röhren) gehen kann.

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und gelangen durch einen über dem Kessel liegenden Zug in den Fuchs. Genannte Fabrik hebt hervor, daß diese Kessel gutes, steinfreies Speisewasser oder die Aufstellung eines Wasserreinigers erfordern.

4. Kombinierte Flammrohr-, Rauchrohr- und Feuerbüchsenkcssel.

Die Heizröhrenkessel allein benutzt man in der Regel nur für kleinere Heizflächen. Sind aber große Heizflächen erforderlich, und ist zur Aufstellung von Flammrohrkesseln oder dergl. kein Platz vorhanden, weil diese ziemlich lang werden, so setzt man einen Flammrohrkessel mit einem Heizröhrenkessel meist so zusammen, daß der Heizröhrenkessel über dem Flammrohrkessel liegt. Beide Kessel verbindet man dann durch Stutzen miteinander. Gewöhnlich kombiniert

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man diese beiden Kessel dann so, daß sie beide, jeder für sich, einen Wasser-und einen Dampfraum haben. Selten giebt man nur dem Heizröhrenkessel den Dampfraum allein. Der Dampf wird in diesem Fall sehr naß, weil der Weg, den die Dampfbläschen aus dem Unterkessel zum Dampfraum des Oberkessels zu nehmen haben, zu lang ist.

Diese kombinierten Flammrohr- und Rauchröhrenkessel haben heute eine sehr ausgedehnte Anwendung gefunden.

Jacques Piedboeuf in Aachen löst die Frage des doppelten Dampfraumes durch eine Anordnung nach Fig. 679 u. 680. Ober- und Unterkessel sind durch einen 600 bis 700 mm weiten, aus einem Stück geschweißten Stutzen 8 am hinteren Ende verbunden. Vor diesem Stutzen ist im Scheitel des Unterkessels A an dessen Mantel eine Querwand W dampfdicht angenietet, deren Unterkante mindestens 200 mm vom höchsten Punkte der beiden Flammrohre F absteht. Der sich nach dem Anheizen im Unterkessel bildende Dampf, durch die Querwand W am Entweichen nach oben verhindert, sammelt sich am Scheitel des Unterkessels und drückt mit seinem rasch zunehmenden Volumen den Wasser-

Prakt. Maschinenbauer.    51

Tafel 19.

Deutsche WaöcockL Wilcor Dampfkessekwcrke, A.-H. in Höerhauseu, Hlhld.

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Kessel der Zentrale der Budapester elektrischen Straßenbahn, ausgerüstet mit Treppenrost zur Braunkohlen Verbrennung.

spiegel so lange herunter, bis er einen Ausweg findet. Dieser wird ihm, bevor er die Unterkante der Querwand W erreicht und unter dieser her durch den Stutzen 8 aufsteigen samt, vermittels folgenden einfachen Apparates verschafft, bestehend aus einem sich frei bewegenden Schwimmer M mit Mantel und Rohr R, welcher die Ableitung des Dampfes selbstthätig bewirkt und reguliert. Sobald der Wasserspiegel auf dem festgesetzten Niveau angekommen ist, hebt der Schwimmer 8 mittels eines Hebels und der auf diesem stehenden Stange das auf letzterer sitzende Ventil, unter Mitwirkung des Druckes der Wassersäule zwischen dem oberen und unteren Wasserspiegel, welcher bei einem Höhenunterschied von 2 m = 0,2 Atm. beträgt.

Der im Unterkessel A erzeugte Dampf strömt nun ungehindert durch das auf dem Stutzen der Stirnwand sitzende weite Rohr R direkt in den Dampfraum des Oberkessels B. Bei Bildung des unteren Dampfraumes steigt das Wasser im Oberkessel von der Marke „Niedrigster Wasserstand" auf die Marke „Normal" und geht wieder auf erstere zurück, sobald die Dampfentnahme unterbrochen oder der Kessel außer Betrieb gesetzt wird. Der Heizer hat also nur zu beachten, daß beim Anfeuern das Wasser im Oberkessel auf der niedrigsten, beim Abstellen des Dampfes auf der normalen Marke steht. Es genügt das zwischen beiden Marken liegende Wasserquantum zum Ausfüllen des unteren Dampfraumes, während über dem höchsten, von den Feuergasen berührten Punkte der Siederöhren immer mindestens 100 mm Wasser stehen bleiben. Ebenso ist nur eine Speisung V zu bedienen, die beliebig in den Ober- oder Unterkessel geschehen kann. Das Speisen in den Unterkessel ist vorzuziehen, weil in diesem Falle die Ausscheidungen zum größten Teile im Unterkessel bleiben, der ebenso leicht zu befahren und zu reinigen ist wie jeder Cornwallkessel, während in den Oberkessel nur gekochtes, d. h. von seinen hauptsächlichen Beimengungen befreites Wasser steigt, infolgedessen in diesem die Niederschläge nicht von Belang sein können.

Die hinter der Querwand liegende Abteilung des Unterkessels ist stets mit Wasser gefüllt, eine Überhitzung der Hinteren Stirnwand durch die den Feuerröhren entsteigenden Feuergase mithin unmöglich. Bei der hohen Wassersäule über den Feuerröhren kann fast niemals gefährlicher Wassermangel eintreten, da zuvor diese ganze hohe Wassersäule verdampft sein müßte.

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Eine etwas andere Konstruktion zeigt der Kessel, Fig. 681, von Petry-Dereux, G. nt. b. H., in Düren. Unter- und Oberkessel sind wiederum durch einen Stutzen miteinander verbunden; dieser Stutzen verbindet hier aber die beiden Dampfräume, und zwar durch ein auf dem Stutzen aufgesetztes Rohr, das durch den Oberkessel bis in dessen Dampfraum hineinreicht. Der int Unterkessel sich bildende Dampf steigt durch dieses Rohr in den Dampfraum des Oberkessels. Da der Oberkessel gespeist wird, muß das Speisewasser durch ein besonderes Rohr in den Unterkessel geführt werden. Hierzu dient das durch das erwähnte Dampfrohr und den Stutzen hindurchgehende schwächere Rohr, welches beide Wasserräume miteinander verbindet. Wir bemerken im übrigen an betn dargestellten Kessel die bekannten Vorrichtungen.

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Es kann hier die Anordnung auch so getroffen werden, daß zwei 33er* bindungsstutzen vorhanden sind, von denen der eine das Dampfsteigrohr, der andere das Speiserohr aufnimmt. Selbstverständlich ist, daß bei derartigen Kesseln die Stutzen oben nur so weit offen sein dürfen, als das durchgehende Rohr erfordert.

Es können nun noch die mannigfaltigsten Kombinationen derartiger Kessel getroffen werden, z. B. zwei Flammrohrkessel übereinander, der Heizröhren--

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kessel liegt unter dem Flammrohrkessel, Heizröhrenkessel mit unter ihnen liegenden Siedern und dergl.

Es gehören weiter hierher die Feuerbüchsenkessel, zu denen die Lokomobil-und Lokomotivkessel zu rechnen sind, wie sie für Lokomobilen und Lokomotiven gebraucht werden. Diese Kessel erhalten in der Regel keine Einmauerung und werden im Gegensatz zu den eingemauerten Kesseln, den stationären, als transportable Kessel bezeichnet. Sie sind so gebaut, daß sie leicht von einem Ort zum anderen geschafft werden können, indem sie auf Rädern ruhen oder nur schnell anfzustellende Tragfüße erhalten. Sie sind mit der Dampfmaschine meist direkt verbunden, wie wir das bei den Lokomobilen und Lokomotiven kennen und weiter unten sehen werden. Aber derartige Kessel werden auch zum Einmauern geliefert. Die Abführung der Rauchgase geschieht bei den nicht eingemauerten Kesseln durch einen aufgesetzten Blechschornstein, bei den eingemauerten kann ein Blechrohransatz in einen gemauerten Fuchs reichen.

von welchem aus die Rauchgase in einen gemauerten Schornstein gehen. Für nicht zu umfangreiche Betriebe haben sich derartige Kessel in neuerer Zeit ein großes Feld erobert.

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Fig. 682.

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Fig. 683.

Die Lokomobilkessel werden ausnahmslos mit ausziehbarem Nvhrensystem hergestellt. Die Fig. 682 u. 683 zeigen einen solchen Kessel, welcher zur Erzeugung von Dampf für eine von ihm unabhängige Dampfmaschine dient. R. Wolf in Magdeburg-Buckau führt derartige Kessel aus. Fig. 682 zeigt den

fertig zusammengesetzten Kessel, während bei Fig. 683 das Röhrensystem etwas herausgezogen gezeichnet ist. Die einzelnen Heizröhren reichen von der Rückwand der sogenannten Feuerbüchse bis zu dem Kesselboden vorn, an dem sich die Rauchkammer anschließt, auf der der Blechschornstein sitzt. Eine Klappe in diesem letzteren dient zur Regulierung des Zuges. Die Feuerbüchse nimmt den Planrost auf und ist vorn mit dem Feuergeschränk versehen. Die Vorderwand dieser Feuerbüchse wird an eine Umbördelung des Kesselmantels geschraubt, während ebenso die Verbindung des Röhrensystems mit der Rauchkammerwand hergestellt wird. Nachdem nun diese Schrauben gelöst sind, kann die Feuerbüchse mit den Heizröhren aus dem Kessel herausgezogen werden, so daß ein leichtes Reinigen der letzteren möglich ist. Die dargestellten Kessel, die für eine besondere Dampfmaschine gebaut sind, erhalten einen Dampfdom aufgesetzt. Auf einem Stutzen wird das Speiseventil befestigt; am hinteren unteren Ende

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Fig. 685.

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gig. 684.

sitzt das Ablaßventil. Der ganze Kessel ruht auf Tragfüßen, die auf ein Fundament gesetzt werden.

Der Lokomotivkessel kommt außer bei den Lokomotiven selbst auch als Kessel für stationäre Dampfmaschinen wie der vorige Kessel zur Anwendung. Fig. 684 u. 685 zeigt einen solchen Kessel nach Ausführungen von Heinrich Lanz in Mannheim. Die Feuerbüchse ist an diesem Kessel das unterscheidende Merkmal von den Lokomobilkcsseln. Sie bildet einen viereckigen Kasten, der unten den Planrost aufnimmt und mit der Feuerthür versehen ist. Diese Feuerbüchse wird mit dem Außenmantel des Kessels durch Stehbolzen stark verankert, außerdem ist sie noch durch vier Zugstangen mit der Wand der Rauchkammer verbunden. In die Rückwand und die Rauchkammerwand sind die Heizröhren, welche etwas geneigt liegen, eingesetzt. An die Rauchkammer schließt sich wieder der Schornstein an. Die Kessel ruhen mit der Feuerbüchse auf einer Fundamentplatte, während der Langkessel durch einen Untersatz getragen wird. Genannte Fabrik sagt: „Die Lokomotivkessel ergeben durch ihre geräumige Feuerbüchse eine größere, vom Feuer direkt berührte Heizfläche, lassen sich daher schneller anheizen und entwickeln rascher Dampf. Zur vorteilhaften Ausnutzung geringer Heizmaterialien, wie Sägespäne mit Holzabfällen gemischt, Torf, Braunkohle usw., eignen sie sich ganz besonders." Behufs Reinigung der Röhren müssen diese herausgenommen

werden. Die Reinigung der Feuerbüchswandungen geschieht durch besondere im Kesselmantel vorgesehene Reinigungsluken. Der Kessel wird ebenfalls mit einem schlechten Wärmeleiter umhüllt.

Die fahrbaren, auch in manchen Fällen die auf Tragfüßen ruhenden Lokomobilen und die Lokomotiven werden, da in der Regel ein hoher Schornstein zur Erzeugung des nötigen Zuges nicht angewendet werden kann, mit einem künstlichen Zug, dem sogenannten Blasrohr, ausgerüstet. Bei den Lokomobilen ist dieses mit dem Funkenfänger, welcher verhindert, daß glühende Asche-und Kohlenstückchen aus dem Schornstein entweichen, verbunden. Nach Ausführungen von R. Wolf in Magdeburg-Buckau ist dieser Apparat in Fig. 686 wiedergegeben.

......

Fig. 686.

Wie ersichtlich, wird der Funkenfänger durch den ein Stück in die Rauchkammer hineinragenden Schornsteinstutzen sowie eine darunter angebrachte tellerartige Schale gebildet. Die Wirkung des Funkenfängers beruht auf der von ihm verursachten scharfen Ablenkung der Rauchgase von der m geradlinigen Bewegung, der die Funken, sofern l sie noch einiges Gewicht und eine gewisse Träg- » heit haben, nicht folgen können; sie kommen da- ^ durch aus dem Bereiche der größten Luftströmung, 1 prallen gegen den Teller, fallen zu Boden und j bleiben in dem unteren Teil der Rauchkammer 1 liegen, von wo sie nach Ansammlung größerer 1 Mengen von Zeit zu Zeit entfernt werden. Die 1 um die tellerartige Schale nach oben gelangenden I Kohlenstückchen -schlagen gegen den oberen Teil § der Rauchkammer, wo sie von dem in letztere I hineinragenden Schornsteinstutzen an ihrer weiteren Aufwärtsbewegung gehindert werden. Durch die Anordnung des Funkenfängers in der Rauchkammer wird eine bequeme Zugänglichkeit zum Zwecke der Revision sowie eine leichte Beseitigung der ausgeschiedenen Funken erzielt. Es sei noch bemerkt, daß bei allen diesen dargestellten Kesseln die vordere Wand der Rauchkammer entfernt werden kann.

Das Blasrohr ist im Schornsteinstutzen über der Rauchklappe angeordnet. Es bläst durch eine Düse bezw. kleine Löcher Dampf aus, so daß durch die Ausströmgeschwindigkeit die Zugstärke erhöht wird. Entweder wird durch das weite Rohr mit Düse der Abstoßdampf der Maschine verwendet oder, wenn dieser nicht ausreicht, durch das kleinere Rohr dem Kessel direkt Dampf entnommen und durch kleine Löcher in denselben ausgeblasen.

Es sei noch bemerkt, daß man die von der Dampfmaschine unabhängigen Lokomobilkessel auch mit einem Flammrohr und um dasselbe gruppierten Heizröhren versieht. Die Rauchgase durchziehen das Flammrohr, ziehen durch die Heizröhren nach vorn und gelangen dann in den Schornstein.

Als weitere Gruppe der Feuerbüchsenkessel kann man die vertikalen Kessel ansehen, welche bei sehr beschränkten Raumverhältnissen und kleinen Heizflächen zur Anwendung kommen. Die vertikalen Kessel werden entweder mit Heizröhren oder mit Siederöhren gebaut. Ein stehender, vertikaler Heizröhrenkesfel mit

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Fig 687.

Feuerbüchse ist in Fig 687 von Jacques Pied-boeuf in Aachen wiedergegeben. In dem unteren Teil des Kessels ist eine Feuerbüchse F eingebaut, welche den Planrost P aufnimmt. H ist die Heizthür. Die Heizröhren R sind in der Decke der Feuerbüchse F und in dem oberen Boden des Kesselmantels eingewalzt. Auf den oberen Kesselbodeu setzt sich der Schornstein direkt auf. Der Kesselmantel besteht aus zwei Teilen, so daß behufs Reinigung des Kessels der obere Teil hochgehoben werden kann. Genannte Fabrik sagt: „Eine sehr verbreitete, aber wenig zu ein« H pfehlende Art von Heizröhrenkesseln stellt die Fig. 687 dar. Ein besonderer Nachteil ist es, daß die Röhren R mit ihrem oberen Teil durch Pj den Dampfraum reichen und in der Wasserlinie P** leicht durchbrennen. Die Kessel entwickeln zwar rasch und reichlich Dampf, sind aber sehr leicht reparaturbedürftig."

E. Willmann in Dortmund fertigt diese Kessel in folgenden Größen:

Heizfläche d.Kessels, totale in q.u Höhed.Keffelsohne Kaminuntersatz in mm Durchmesser d.Kessels in mm Anzahl der Heizröhren Durchm. der Heizröhren in mm Durchmesser d. Kamins in mm Gewicht des Kessels mit Kaminunters.

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Ein vertikaler Kessel mit Siederöhren ist in Fig. 688 (Jacques Pied-boeuf in Aachen) dargestellt. Derselbe wird nur für kleine Heizflächen bei sehr beschränkten Raumverhältnissen sowie für wechselnde Gebrauchsstellen benutzt. Die hohe Feuerbüchse F trägt unten den Rost P und ist durch drei Querröhren R größeren Durchmessers, ähnlich den Gallowayröhren. durchzogen. Ter Schornstein 8 setzt sich direkt auf die Feuerbüchse auf. Die Reinigung eines solchen Kessels ist schwierig, weshalb sehr gutes, steinfreies Speisewasser zu

5. Die Wasserriihrenkessel.

Ganz allgemein bezeichnet man die bisher besprochenen Dampfkessel mit größerem Wasserraum als Großwasserraumkcssel. Diesen stehen die Kleinwasser-raumkessel gegenüber. Da man in neuerer Zeit die Dampfmaschinen für immer höhere Dampfspannungen baut, mußten auch Kesselformen gefunden werden, welche diesen hohen Dampfspannungen widerstehen. Wollte man einen Großwasserraumkessel, z. B. einen Flammrohrkessel, für höhere Dampfspannungen bauen, so würden sich so außerordentlich starke Blechstärken ergeben, daß ein sicheres Dichthalten der Fugen so leicht nicht zu erreichen ist, die Dampfspannung wirkt eben auf einen viel zu großen Umfang des Kessels. Es wächst demzufolge mit der Erhöhung der Dampfspannung auch die Explosionsgefahr des Kessels. Findet aber der Dampf oder das Wasser aus einem Großwasserraumkessel einen Ausweg, so ist die Gefahr für die Bedienungsmannschaften eine außerordentlich große, da mit einem Mal die ganze Menge Wasser bezw. Dampf frei wird. Es ist nun ohne weiteres klar, daß diese genannten Übelstände vermindert werden, wenn man den Wasserraum des Kessels in viele einzelne Teile zerlegt,

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Flg. 688.

toetiben ist. Gegenüber jedem Querrohre sind Reinigungsverschlüsse V im Kesselmantel vorgesehen.

H. Paucksch,A--G.,in Landsberg, baut diese Kessel mit Gallo-wayröhren für 6 bis 12 Atmosphären Überdruck in nebenstehenden Größen:

Prakt. Maschinenbauer

da dann bei einem Undichtwerden irgend einer Stelle nur wenig Wasser ausströmen kann. Die Explosionsgefahr wird also dadurch sehr eingeschränkt. Diese Grundgedanken führten zur Konstruktion der Wasserröhrenkessel, bei welchen der Wasserraum aus einem Röhrenbündel besteht, durch welches ununterbrochen das im ganzen Kessel befindliche Wasser umläuft, cirkuliert, so daß stets das zu Dampf verwandelte Wasser durch frisches ersetzt wird. Da sich infolge des kleineren Durchmessers dieser Wasserröhren für größere Drucke kleinere Wandstärken ergeben, kann die Dampfspannung eines solchen Kessels wesentlich erhöht werden. Man erreicht aber auch drrrch die Teilung des Wasserraumes in viele kleine Teile eine außerordentlich große Heizfläche. Die Wasserröhrenkessel erhalten daher für die gleiche Dampfproduktion viel kleinere Größen als die Großwasserraumkessel. Dagegen haben die Wasserröhrenkessel den Nachteil, daß sie für plötzlich größere Dampfentnahme und wechselnden Betrieb infolge ihres kleineren Wasserraumes nicht geeignet sind.

Im allgemeinen ist ein Wasserröhrenkessel viel komplizierter als z. B. ein Flammrohrkessel und besitzt viel mehr Dichtungsstellen, die undicht werden können, als dieser. In der Herstellung ist er fast immer einfacher als ein Großwasserraumkessel.

Es giebt nun heute eine so außerordentlich große Anzahl verschiedener Wasserröhrenkessel, daß hier nur die Hauptvertreter derselben erwähnt werden können.

In der Konstruktion unterscheiden sich diese einzelnen Arten in der Verbindungsweise der einzelnen Röhren untereinander und mit dem Dampfsammler.

Wir unterscheiden danach:

Wasserröhrenkcssel, bei denen die einzelnen Röhren durch eine oder zwei Dampfkammern miteinander verbunden sind, und

Wasserröhrenkessel, bei denen die einzelnen Rohrreihen unter sich durch Kammern miteinander verbunden sind.

Wasserröhrenkessel, bei denen die einzelnen Röhren durch eine oder zwei Dämpfkammern miteinander verbunden sind.

Von den zu dieser Gruppe gehörigen Kesseln wollen wir zuerst diejenigen besprechen, bei denen die einzelnen Röhren durch zwei Dampfkammern miteinander verbunden sind. Der Hauptvertreter ist von diesen Kesseln der Wasserröhrenkessel von L- & C. Steinmüller in Gummersbach (Rhld.), kurz Steinmüllerkessel genannt. Fig. 689 u. 690 zeigt diesen Kessel. Der Steinmüllerkessel besteht im wesentlichen aus dem eigentlichen Dampferzeuger, zusammengesetzt aus einem, vorn und hinten in schmiedeeisernen Wasserkammern eingewalzten, schrägliegenden Röhrenbündel und dem mit den Wasserkammern durch kurze Stutzen direkt verbundenen, darüberliegenden Oberkessel. Lediglich dieses Röhrenbündel wird zur Dampfbildung benutzt, so daß nur glatte, schmiedeeiserne Röhren von den heißen Gasen umspült werden; sämtliche übrigen Teile und Verbindungen, wie Stutzen, Oberkessel usw. liegen außerhalb des Mauer-Werkes. Es liegt auf der Hand, daß die Betriebssicherheit dadurch eine bedeutend größere sein muß als bei den Kesseln, bei welchen Oberkessel, Niet-

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Verbindungen usw. im Feuer liegen. Der Oberkessel hat den Zweck, einen genügend großen Wasserraum zu schaffen, den natürlichen, stoßfreien Wasserumlauf zu ermöglichen und endlich den in den Röhren entwickelten Dampf von dem mitgerissenen Wasser vollständig zu trennen, was durch die im Inneren des Oberkessels liegenden Vorrichtungen behufs Trennung des Wassers von Dampf stattfindet.

Der Vorgang im Kessel ist folgender: Nachdem derselbe bis zur Mitte des Oberkessels mit Wasser gefüllt ist, wird auf dem unter dem Röhrenbündel liegenden Roste das Feuer entzündet. Das in den Röhren befindliche Wasser wird erwärmt und dadurch leichter als das kalte und steigt infolgedessen durch die vordere Wasserkammer in den Oberkessel, während aus letzterem durch die Hintere Wasserkammer das kältere und schwerere Wasser den Röhren zufließt. Dadurch entsteht ein natürlicher Kreislauf des Wassers, der bedeutend kräftiger wird, sobald alles Wasser diejenige Temperatur angenommen hat, bei welcher die Dampfbildung stattfindet und Dampf erzeugt wird. Sobald sich Dampfbläschen bilden, die sofort durch den Wasserstrom aus den Röhren in die vordere Wasserkammer gerissen werden, wird die Differenz zwischen dem Gewicht der Flüssigkeitssäulen in der vorderen bezw. Hinteren Wasserkammer bedeutend größer und da die Geschwindigkeit des Wassers durch diese Gewichtsdifferenz hervorgerufen wird, so erhöht sich die Umlaufsgeschwindigkeit wesentlich. Die genannte Firma bezeichnet gerade dies als besonderen Unterschied zwischen ihrem Kessel und den übrigen Systemen von Wasserröhrenkesseln, daß beim erstgenannten ein kräftiger, natürlicher, unbehinderter Wasserumlauf stattfindet, dem Dampfe aber Zeit und Gelegenheit geboten wird, sich vollständig vom Wasser zu trennen und den Röhren dampffreies Wasser zufließt.

Von dem in den Oberkessel aus der vorderen Wasserkammer eintretenden Dampf- und Wassergemisch fließt ein großer Teil des Wassers durch ein nahe am Boden des Oberkessels angebrachtes Rohr sofort in die Hintere Wasserkammer zurück. Der Dampf mit dem Rest des Wassers wird dagegen in einen langen, horizontalen, im Oberkeffel befindlichen Kasten, dessen Boden eine Anzahl Querschlitze besitzt, geleitet. In diesem Kasten trennen sich die Wassertropfen vom Dampf, fallen vermöge ihrer Schwere aus den Boden desselben und vereinigen sich zu einer ruhig fließenden Verdampfungsfläche, aus welcher der Rest des Dampfes, ohne Wasser mitreißen zu können, entweicht, während das dampffreie Wasser durch die Schlitze der Kasten auf den Wasserspiegel des Oberkessels zurückfällt und zusammen mit dem Speisewasser durch den Hinteren Verbindungsstutzen den Röhren zufließt. Durch diese Einrichtung wird technisch trockener Dampf erzielt. Der Dampf selbst wird dem Dampfraum des Oberkessels noch durch ein siebartig durchlöchertes Rohr entnommen.

Das Speisewasser wird dem Oberkessel da zugeführt, wo das heißeste, direkt aus den Röhren kommende Wasser ausströmt und vermischt sich mit diesem. Die dadurch erzielte plötzliche Erwärmung des Speisewassers bewirkt eine Ausscheidung der meisten Kesselsteinbildner, die sich dann in dem am Oberkessel hinten angebrachten Schlammsammler absetzen. Wir bemerken das Speiseventil an der Seite des Kessels in Fig. 690.

Die Heizgase werden durch eingelegte schmiedeeiserne Platten und ausgemauerte Wände in den Pfeilrichtungen durch das Röhrenbündel geführt.

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Die Einmauernng des Kessels ist aus den Figuren ersichtlich.

Die Röhren werden in den Wänden der Wasserkammern eingewalzt. Damit man behufs Reinigung der Röhren durch dieselben hindurchstoßen kann, müssen in der den Rohröffnungen gegenüberliegenden Wand der Wasserkammern verschließbare Öffnungen vorgesehen werden. Diese Verschlüsse bilden ein Hauptelement bei den Wasserröhrenkesseln, weil durch sie leicht Undichtheiten entstehen.

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Bei dem Steinmüllerkessel werden die drei in Fig. 691 bis 693 dargestellten Wasserkammerverschlüffe angewendet. Bei dem Verschluß Fig. 691 werden die Deckel je zweier Öffnungen durch eine Platte überdeckt, welche durch eine Schraube fest auf dieselben gepreßt werden kann, so daß auch die Deckel fest auf die Öffnungen gedrückt werden. Bei den Verschlüssen, Fig. 692 u. 693, liegen die Verschlußdeckel innen und werden durch Schrauben mit Gegendeckeln auf die Rohröffnungen aufgepreßt.

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Fig. 693.

Tafel 20.

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6 Dürrkessel von zusammen 762 qm Heizfläche für die Kesselanlage im Königl. Feuerwerks-Laboratorium in Siegburg.

Die Steinmüllerkessel haben eine außerordentlich große Verbreitung gefunden und geben einen sparsamen Betrieb.

Petry-Dereux, G. m. b. H. in Düren bauen ebenfalls Zweikammerkessel, welche sich von dem eben beschriebenen Steinmüllerkessel nur durch die Anordnung der hinteren Wasserkammer und durch den Dampftrockner unterscheiden. Uns interessiert hier nur die Anordnung der hinteren Wasserkammer. Die Firma sagt: „Die Mängel anderer Wasserröhrenkessel bestehen in dem mehr oder minder häufig auftretenden Überhitzen und Krummwerden der unteren Rohre. Im Verhältnis zu der stattfindenden heftigen Verdampfung bezw. Wärmeaufnahme der unteren Rohre ist nämlich die Wasserzuführung zu denselben unzureichend, trotzdem diese unteren Rohre einer erheblich größeren Kühlung bedürfen als die weniger beanspruchten oberen Rohre." Die im Umlauf befindliche Wassermasse wird naturgemäß den kürzesten Weg, d. h. den durch die oberen Rohrreihen nehmen, so daß die unteren weniger Wasser bekommen. Die genannte Fabrik baut nun zur Beseitigung dieses Übelstandes eine Scheidewand W (Fig. 694) oder einen Kanal in die Hinteren Wasserkammern ein. Vermittels derselben wird das aus

dem Oberkessel zurückströmende Wasser den unteren Rohrreihen in erster Linie zugeführt. Gegenüber jedem Rohr befindet sich in der Scheidewand W eine Öffnung, welche mit einem Deckel D mit Bajonettverschluß geschlossen wird. Dieser Deckel kann durch das gegenüberliegende Kammcrloch L gebracht werden, da er im Durchmesser kleiner ist.

Ein anderer Zweikammerkessel ist derjenige der Rather Dampfkesselfabrik vorm. H. Gehre, A.-G. in Rath bei Düsseldorf (Fig. 695 u. 696).

Fig. 694.

Das Eigentümliche an diesem Kessel ist die Konstruktion der vorderen Wasserkammer, durch die das Hindernis der Dampsstauung, welche in den Röhren und zum Teil auch in den Wasserkammern stattfindet, beseitigt werden soll. Man kann eigentlich sagen, daß im allgemeinen die Wassercirkulation, wenn sie heftig genug ist, hinreicht, um Dampfstauungen zu vermeiden. Fig. 697 u. 698 zeigt diese Wasserkammer in größerem Maßstab. Die vordere Wasscrkamm'er ist durch eingenietete !.>-Eisen E je nach der Anzahl der übereinander angeordneten Rohrreihen in horizontale Eiuzelkammern (Sektionen) geteilt, welche unter sich und mit den Dampfräumen des Oberkessels 0 durch Steigröhren R in Verbindung stehen, derart, daß aus der oberen Sektion der gesamte Dampf durch weite, in den Oberkessel O hineinragende Rohre A abgeführt wird. Es besteht also eine unmittelbare Verbindung jeder einzelnen Sektion mit dem Dampfraum des Oberkessels, so daß der in den Röhren erzeugte Dampf dem Wasser Platz

Fig. 695.

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¹ passieren. Auf den Überhitzer, der sich nur bei bestimmten Kesseln vorfindet, kommen wir weiter unten noch zu sprechen.

Durch die eingezeichneten Pfeile sind die Dampfwege zur Genüge gekennzeichnet.

Der Oberkessel ist der Heizfläche entsprechendreichlich groß bemessen ; bei Kesseln von größerer Heiz-

stäche, sowie bei unregelmäßiger Dampfentnahme werben zwei Oberkessel angeordnet. Von dem Steinmüllerkessel unterscheidet sich der Gehre-Kessel auch dadurch, daß der Oberkessel von den Heizgasen bespült wird.

Das Speisewasser wird durch das an der vorderen Stirnwand angebrachte Speiseventil durch ein langes Rohr bis zum hinteren Teil des Kessels geführt.

Zu den Einkammerkesseln gehört der Wasserröhrenkessel der Düsseldorf-Ratinger Röhrenkesselfabrik vorm. Dürr & (So. in Ratingen bei Düssel-

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Fig. 697.

Längsschnitt. Fig, 698.

dorf (Fig. 699 u. 700). Bei diesem Kessel ist nur eine vordere Wasserkammer vorhanden. Der Kessel besitzt je nach der Größe und Art des Fabrikbetriebes einen oder zwei Oberkessel, welche durch geschweißte Stutzen mit der sogenannten Trennungskammer in Verbindung stehen. Letztere dient zur Aufnahme der Siederöhren    und zu der diesem System    eigentümlichen Trennung    des zu    verdampfenden    Wassers. Diese Trennung    geschieht einerseits durch    die in    die

Trennungskammer eingesetzten Scheidewände, andererseits durch das in jedes einzelne Siederohr eingesetzte Speiserohr. Die Trennungswand, welche die Kammer in    zwei Hälften (eine vordere    und eine hintere) teilt,    besteht    aus

einzelnen Stücken, die zwischen je zwei Rohrreihen umlegbar sind, um die

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Prakt. Maschinenbauer.

Röhren herausziehen, insbesondere aber, um die Hintere Hälfte der Kammer reinigen zu können. Durch diese Anordnung der Trennungskammer soll die freie, ungehinderte Wassercirkulation erreicht werden.

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Die Einführung des Wassers geschieht vorn in den rechten Oberkessel, in welchen auch vorn die aufsteigenden Dämpfe und das dampfführende Wasser

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In den Siederöhren beginnt die eigentliche Dampfentwicklung. DieDämpfe steigen in dem Hinteren Teil der Kammer nach dem Oberkessel, in welchen das Speisewasser eingeführt ist, durchziehen denselben bis zu dem gemeinschaftlichen Verbindungsstutzen nach demzweiten Oberkessel und von hier nach dem Dom.

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Bei diesem langen Weg und dem infolge der Neigung stets wachsenden Querschnitt des Dampfraumes im zweitenOberkessel wird die Geschwind igkeit des

Dampfes bedeutend herabgemindert und die im Dampf haftenden Wasserteile ausgeschieden und somit der Dampf getrocknet.

Das aus dem Dampf ausgeschiedene Wasser tritt mit dem Spcisewasser

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auf dem vorher beschriebenen Wege wieder nach den Siederöhren. Die Ablagerung von Schlamm bezw. Kesselsteinbildnern findet in erster Linie in den Oberkesseln statt und zwar hauptsächlich in dem Hinteren Teile derselben, de diese Hinteren Teile außerhalb der Cirkulation liegen und dadurch zwei natürliche Schlammsäcke bilden. Am tiefsten Punkte der Oberkessel, außerhalb des Mauerwerks, befinden sich zwei Ablaßstutzen, welche das Ablassen des Schlammes jederzeit und ohne Betriebsstörung gestatten. Bei Ausführung mit einem Oberkessel wird in demselben eine Scheidewand eingesetzt, wodurch dieselbe Cirkulation wie bei zwei Oberkesseln erreicht wird.

Die Siederöhren sind an ihrem vorderen Ende mit einem aufgeschweißten, konisch abgedrehten Ring versehen und mit demselben in die Hintere Wand der

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Trennungskammer frei von Hand, ohne gerollt oder gewalzt zu werden, eingesetzt und werden durch den Wasser- bezw. Dampfdruck abgedichtet. DasIrei-liegen der hinteren Rohrenden ermöglicht ein ungehindertes Ausdehnen der einzelnen Röhren, wodurch das Krummwerden derselben vermieden ist.

Fig 702.

Die Verschlüsse der Trennungskammer - Löcher sind aus der Zusammenstellung in Fig. 701 zu erkennen. Diese sind so eingerichtet, daß sie lediglich unter Einwirkung des Wasser- bezw. Dampfdruckes abdichten.

Auch bei diesem Kessel liegen die Oberkessel im Feuer. Die Führung der . Heizgase ist durch Pfeile gekennzeichnet.

E. Willmaun in Dortmund, der sowohl Zweikammerkessel, ähnlich dem Steinmüllerkessel, als auch Einkammerkessel baut, legt den Wasserraum der Trennungskammer nach der dem Feuer zugekehrten Seite derselben, also nach den Röhren hin, den Dampfraum dagegen nach der außen gerichteten Seite. Es soll hierdurch ein besonderer Schutz gegen ein Verbrennen der hinteren, den Feuergasen ausgesetzten Wasserkammer-Wand gebildet werden.

Wasserröhrenkessel, bei denen die einzelnen Rohrreihen unter sich durch Kammern miteinander verbunden sind.

Der Wasserröhrenkessel der Deutschen Babcock und Wilcox Dampfkessel-Werke, A.-G. in Oberhausen, gehört hierher. Er ist in Fig. 702 wiedergegeben. Bei diesem Kessel sind die etwas gegeneinander versetzten Röhren, welche nebeneinander liegen, unabhängig von der nächsten Rohrreihe vorn und hinten in vertikale, schlangenförmig gekrümmte Kammern (Fig. 703 u. 704) eingewalzt. Gegenüber jedem Rohrende befindet sich in der Kammer ein Handloch,

das betreffende Rohr reinigen bezw. durch ein neues ersetzen zu können. Die Handlöcher werden durch innere und äußere Deckel geschlossen, welche, Metall auf Metall, einen dichten Verschluß bilden. Jedes vertikale Röhrenbündel mit

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seinen beiden Endkammern ist einzeln mit dem Oberkessel vorn und hinten durch kurze Rohrstücke verbunden, wodurch die Cirkulation des Wassers eine freie und ungehemmte wird. An die hinteren Kammern schließt ein Schlammsammler der mit diesen einzeln durch kurze Rohrstücke verbunden und mit Reinigungs-öffnungen und Stutzen für das Abblaserohr versehen ist. Das Wasser- und

Dampfgemisch steigt wieder in den vorderen Kammern in den Oberkessel, wo sich der Dampf von dem Wasser abscheidet; das Wasser fällt zusammen mit dem kälteren Speisewasser in die Hinteren Kammern nieder und geht durch die Röhren, um denselben Weg von neuem zurückzulegen.

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Durch die Konstruktion und freie Aufhängung des Kessels können sich alle Teile desselben ungehindert ausdehnen, so daß ein Krummwerden der Röhren fast gar nicht eintreten kann. Es wird nämlich der ganze Kessel mittels Stahlbändern an schmiedeeisernen Querträgern, welche auf schmiedeeisernen Säulen ruhen, aufgehängt, so daß er sich nach allen Richtungen, ohne seine Einmauerung zu stören, ausdehnen kann.

Der Oberkessel wird in seinem unteren Teil ebenfalls von den Heizgasen bestrichen. Die Einmauerung des Kessels ist sehr einfach, da das Röhrenbündel nur vorn und hinten leichte Unterstützungen erhält.

Das ganze Feuergeschränk nebst der Verschlußthür vor den Röhren wird in Schmiedeeisen ausgeführt.

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Diese Kessel haben bis jetzt in Amerika und England und in neuerer Zeit auch in Deutschland eine außerordentlich große Verbreitung gefunden.

Fig. 704.

Wie wir bei den oben besprochenen Arten von Wasserröhrenkesseln bemerkt haben, sind fast alle die verschiedenen Konstruktionen dadurch entstanden, daß die Wassercirkulation im Kessel vergrößert werde. Durch eine lebhafte Wassercirkulation wird die Leistungsfähigkeit des Kessels nicht unwesentlich erhöht. Denn es ist ohne weiteres klar, daß mehr Dampf von jedem Quadratmeter Heizfläche erzeugt wird, je mehr Wasser mit demselben in Berührung kommt, d. h. je schneller ein Wasserteilchen den Raum einer eben aufsteigenden Dampfblase wieder ausfüllt, in je lebhafterer Bewegung das ganze Wasser sich also im Kessel befindet. Je schneller aber z. B. bei Wasserröhrenkesseln das kältere Wasser dem wärmeren folgt, so daß immer kälteres Wasser durch die einzelnen Röhren streicht, desto größer ist auch die Betriebssicherheit des Kessels und desto größer ist damit seine Leistungsfähigkeit. Es hat sich bei vielen Kesseln gezeigt, daß Betriebsstörungen nur durch die mangelhafte Wassercirkulation im Kessel hervorgerufen wurden. Je größer auch die Wassercirkulation ist, desto schwerer können sich kesselsteinbildende Substanzen an den Kesselwandungen festsetzen. Man hat daher der.Wassercirknlation immer mehr Beachtung geschenkt und hat schließlich eine zwangsweise Cirkulation angeordnet.

Dubiau führte nun eine Einrichtung ein, welche dem Kreislauf des Wassers in einem beliebigen Kessel eine ganz bestimmte zwangsweise Richtung gab. Der Erfindung liegt folgender Gedanke zu Grunde. Wenn in eine gerade und beiderseits offene Röhre, die vertikal oder geneigt so ins Wasser gesenkt ist, daß das obere Ende der Röhre noch ein kleines Stück über dem Wasserspiegel hervorragt, am unteren Ende Lust- oder Gasblasen eingeleitet werden, so findet eine

Förderung des im Rohre befindlichen Wassers oder bei fortgesetzter Einleitung der Gasblasen ein andauernder Strom des Wassers von unten nach oben durch die Röhre statt.

Dubiau hat dieses Prinzip für die Herbeiführung der Bewegung des Wassers im Inneren eines Dampfkessels verwertet. Zu diesem Zweck wird unterhalb des Hauptwasserspiegels (Fig. 705) eine dampfdichte Glocke angeordnet, welche von Röhren durchdrungen wird, die am unteren Ende schräg abgeschnitten sind, während das obere gerade Ende bis über den Wasserspiegel reicht.

Der von der Heizfläche aufsteigende Dampf sammelt sich unterhalb der Glocke und drückt den Wasserspiegel soweit herunter, bis die untere Mündung der Röhren für den Abfluß des Dampfes in den Hauptdampfraum teilweise frei wird. Indem Dampfblasen ___________

am unteren Ende in die mit Wasser gefüllten Röhren eintreten rufen sie die beabsichtigte Strömung des

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Fig. 705.

Das Wasser wird also gezwungen, in gleichmäßigem Strom im Kessel zu cirkulieren. Der zur Erzeugung dieser Bewegung erforderliche Apparat ist aus Teilen zusammengesetzt, die keinerlei Bewegungsart haben, alle Bestandteile desselben stehen fest. Die zu einzelnen Bündeln vereinigten Röhren des Apparates, die als solche die sogenannte Rohrpumpe bilden, werden in dem Wasserraum des Kessels angebracht, sind also vor der Berührung mit den Flammen geschützt. Diese Anordnung sowie die große Schnelligkeit, mit der das Wasser hindurchströmt, hindern den Kesselstein, sich an diesen Röhren festzusetzen und sie zu verstopfen.

Die Dubiausche Rohrpumpe ist bei fast allen Kesselsystemen anzubringen und bietet je nach Art der letzteren mehr oder weniger wesentliche Vorteile. Besonders wertvoll erscheint sie aber für Wasserröhrenkessel, bei welchen eine lebhafte Wassercirkulation für rationellen Betrieb ein Hauptfordernis ist.

Die Firma E. Leinhaas in Freiberg rüstet ihre Wasserröhrenkessel mit Dubiauschen Rohrpumpen aus und erzielt dadurch eine lebhafte Wassercirkulation in denselben. Fig- 706 zeigt einen derartigen Kessel. Die Rohrpumpe R wird in dem Oberkessel A über der vorderen Wasserkammer B angeordnet. Größe und Leistung der Rohrpumpe wird der geforderten Leistung des Kessels angepaßt und derart bestimmt, daß in der untersten Rohrlage, welche das erste Feuer erhält und in welcher die stärkste Dampferzeugung stattfindet, auch die stärkste Wassercirkulation vorhanden ist. Das Rücklaufrohr Cf führt das durch die Rohrpumpe in den Oberkessel gehobene Wasser in den unterhalb der Hinteren Wasserkammer D angebrachten Querkessel E zurück. Aus diesem Querkessel tritt das Wasser teils in die direkt an ihm befestigten unteren Wasserrohre ff und teils nach oben in die Hintere Wasserkammer D. Durch entsprechende Quer-schnittsbestimmung wird diese Teilung des Wasserstromes genau abgemessen, so daß stets die eine Hälfte des Wassers durch die Röhren ff, die andere in die hintere Wasserkammer D gelangt. Von letzterer aus erhalten die übrigen Röhren ihr Wasser; die vorher geteilten Wasserströme vereinigen sich in der vorderen Wasserkammer B und gelangen von da aus mit den in den Röhren erzeugten Dampfblasen unter die im Oberkessel A angebrachte Glocke des Rohrbündels, wo die Trennung des Dampfes vom Wasser stattfindet und, sobald das Dampfpolster sich gebildet hat, die Rohrpumpe in der obenbeschriebenen Weise in Thätigkeit tritt.

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Der Kessel ist noch mit einem Überhitzer U versehen, auf dessen Wirkung wir weiter unten noch zu sprechen kommen. Es soll nur hier gleich hervorgehoben werden, daß durch einfache Klappenstellungen die Heizgase entweder so geleitet werden können, daß sie den Überhitzer bestreichen oder ohne ihn zu bestreichen, in den Fuchs gelangen. Die Klappen K werden dementsprechend von außen eingestellt. In den gezeichneten Klappenstellungen bestreichen die Heizgase den Überhitzer U und nehmen den Weg der ausgezeichneten Pfeile. Stellt man die Klappen K aber in die punktierten Stellungen, so ist der Überhitzer ausgeschaltet, die Heizgase bestreichen nur die Wasserröhren und gelangen in den Fuchs. Dieser Weg ist durch einen punktiert gezeichneten Pfeil gedeutet

Um die Vorzüge der Grotzwasserraum-Kessel mit denjenigen der Wasserröhrenkessel zu vereinigen, hat man diese beiden Kesselsysteme zu einem neuen System vereinigt. Als eine solche Vereinigung ist der Mac-Nicol-Kessel anzusehen. Er bildet eine besonders günstige Dampfanlage für Betriebe, bei denen Wert auf eine große Dampfreserve bei schneller Dampfentwickelung gelegt wird. Fig. 707 zeigt die Ausführung dieses Kessels von Petry-Dereux, G. nt. b. H. in Düren. Die vordere Wasserkammer des Röhrensystems steht mit dem Oberkessel in Verbindung, während die hintere Wasserkammer das vordere Kopfstück der Unterkessel bildet. Letztere, von denen einer oder zwei vorhanden sind, sind an ihrem hinteren Ende durch weite Verbindungsstutze"

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mit dem Oberkessel verbunden. Eine weitere Verbindung besteht zwischen der hinteren Wasserkammer und dem Oberkessel, diese ist bis in den Dampfraum des Oberkessels geführt und hat den Zweck, den sich in den Unterkesseln bildenden Dampf abzuführen. Je nach der Größe werden die Kessel auch mit zwei Oberkesseln ausgeführt. Das Wasser steigt durch die vordere Wasserkammer in den Oberkessel, wobei die Röhren aus den an die hintere Wasserkammer anschließenden Unterkesseln weiteres Wasser ansaugen. Den Unterkesseln fließt aus dem Oberkessel wieder Wasser zu, so daß eine fortwährende Wassercirkulation stattfindet. Damit die aus der vorderen Wasserkammer aufsteigenden Dampfblasen den Wasserspiegel im Oberkessel nicht beunruhigen, ist über der Eintrittsstelle im Oberkessel ein Apparat angebracht. Derselbe besteht in einem weiten Blechkaften, der nur in der Richtung des Wasserweges offen ist. In der Höhe des Wasserspiegels sind in demselben Stege angebracht, welche etwas in das Wasser hineintauchen und etwaige Wasserwallungen eindämmen.

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Die Heizgase nehmen den durch Pfeile gekennzeichneten Weg, wobei sie auch einen auf dem Kessel befindlichen Überhitzer bestreichen.

Dieses Kesselsystem ist bereits für 350 qm Heizfläche ausgeführt worden.

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Es heißt in der in der Anmerkung genannten Abhandlung: „Trotz der gegenwärtigen hohen Vollkommenheit der Dampfmaschine ist aber die Ausnutzung der in der Kohle oder anderem Brennstoff enthaltenen Energie doch nur eine sehr geringe. Die besten und größten Dampfmaschinen, die für eine effektive Pferdestärke in einer Stunde etwa 0,7 kg gute Steinkohle verbrauchen, nutzen nur etwa 12 bis 13% dieser Energie aus, während 88 bezw. 87°/» unaus-genutzt bleiben."

„Es ist natürlich, daß man während der langen Entwicklung des Dampf-maschinenbaues eifrig bestrebt war, diese ungünstigen Verhältnisse besser zu gestalten. Man verbesserte die Feuerungsanlagen, die Kesselkonstruktion, erhöhte die Dampfspannung, steigerte die Kolbengeschwindigkeit der Maschine, sorgte für eine zweckmäßige Dampfverteilung, verminderte durch Einführung des Dampfmantels und der Verbundwirkung die Abkühlungsverluste in der Maschine und kam auf diesem Wege schließlich zu der heute in der Entwicklung am höchsten stehenden, mit hochgespanntem Dampf arbeitenden Dreisachexpansions-Maschine."

„In den letzten zehn Jahren ist nun ein neues Mittel zur Erhöhung der Ökonomie mehr und mehr in Aufnahme gekommen, nämlich die Anwendung überhitzten Dampfes an Stelle des gesättigten."

„Wird Wasser, das sich in einem geschlossenen Gesäß befindet, erhitzt, so tritt die Dampfbildung erst ein, wenn die Temperatur eine bestimmte Höhe erreicht hat. Diese Verdampfungstemperatur ist nun von dem Druck abhängig, unter dem das Wasser steht. Der entwickelte Dampf besitzt dabei eine Temperatur, die gleich der Verdampfungstemperatur ist. Diesen Dampf nennt man gesättigten Dampf. Derselbe befindet sich an der Grenze zwischen dem tropfbarflüssigen und dem gasförmigen Zustande. Die geringste Wärmeentziehung würde sofort eine Kondensation veranlassen. Der in den Dampfkesseln gewöhnlicher Konstruktion erzeugte Dampf ist stets gesättigt."

„Den überhitzten Dampf herzustellen, muß man gesättigten Dampf, der nicht mehr mit Wasser in Berührung stehen darf, durch Wärmezuführung auf höhere Temperatur bringen. Würde der gesättigte Dampf noch unmittelbar mit Wasser in Verbindung stehen, so könnte sich kein überhitzter Dampf bilden, weil die Wärmezuführung nur die Bildung von neuem gesättigten Dampf veranlassen würde, ohne daß bei gleichbleibendem Drucke eine Temperatursteigerung einträte."

„Hiernach wäre als überhitzter Dampf derjenige zu bezeichnen, der bei

*) Die folgenden Ausführungen sind einem Aufsatz in der deutschen Techniker-Zeitung 1899, „Der überhitzte Dampf", von Ingenieur und Lehrer O. Herre entnommen.

einem bestimmten Druck eine höhere Temperatur als die dem Drucke entsprechende Verdampfungstemperatur hat. Dampf von der Verdampsungstemperatur ist dagegen gesättigt."

„Zur Überhitzung des Dampfes ist natürlich eine gewisse Wärmemenge notwendig. Hieraus folgt aber, daß dem überhitzten Dampf stets eine bestimmte Wärmemenge, nämlich die Überhitzungswärme, entzogen werden kann, ehe der Sättigungszustand eintritt und die Kondensation beginnt."

„Wird während der Überhitzung die Spannung konstant gehalten, so steigt das Volumen mit dem Grade der Überhitzung; die Dichte nimmt dementsprechend ab. Würde man dagegen das Volumen konstant halten, so würde die Spannung mit der Temperaturerhöhung steigen."

„Die üblichen Überhitzungsapparate sind so eingerichtet, daß bei der Überhitzung die Spannung konstant bleibt. Ta der überhitzte Dampf dann ein größeres Volumen einnimmt, so erfordert der Betrieb der Dampfmaschine bei gleicher Füllung ein kleineres Dampfgewicht."

„Gesättigter Dampf kondensiert sofort, wenn er aus dem Kessel austritt, also auch in der Maschine selbst; da nun dagegen dem überhitzten Dampf bis zu seiner Kondensation eine gewisse Wärmemenge entzogen werden kann, ergiebt der überhitzte Dampf ein wirksames Mittel zur Vermeidung der Kondensation im Cylinder.

„In diesem Falle müßte aber die Überhitzung noch bedeutend sein. Will man den Dampf bis zum Ende der Füllung überhitzt oder doch gut trocken halten, so ist hierzu eine Überhitzung von 70 bis 100" beim Eintritt in die Maschine erforderlich. Während der Expansion geht dann der Dampf gewöhnlich sehr schnell in den Sättigungszustand über. Selbst wenn keine Wärmeentziehung durch Abkühlung vorhanden wäre, würde die Erhaltung des überhitzten Zustandes bis zum Ende der Expansion bei höheren Dampfspannungen unmöglich sein. Nur bei hoher Überhitzung bis 350° wäre es für kleinere Spannungen theoretisch möglich, den Abdampf überhitzt abzuführen. Die Kondensationsverluste werden daher im allgemeinen nicht ganz beseitigt, aber doch stark eingeschränkt werden können."

„Diese Beseitigung bezw. Verminderung der Niederschläge im Cylinder bildet den Hauptvorteil, welchen die Anwendung des überhitzten Dampfes bietet; er ist aber nur dann bedeutend, wenn die Überhitzung auch eine genügend hohe ist, denn bei geringer Überhitzung tritt entweder schon in der Zuleitung oder bestimmt während der Füllung der Sättigungszustand ein."

O. Herre teilt die Überhitzer in die folgenden zwei Arten:

1.    Anlagen mit mäßiger Überhitzung, bei welchen die zur Verwendung kommende Temperatur eine konstruktive Änderung der üblichen Ausführung der Dampfmaschine nicht erfordert;

2.    Heißdampfanlagen mit hoher Überhitzung, bei denen die Konstruktion der Dampfmaschine den hohen Temperaturen angepaßt werden muß.

In dem erwähnten Aufsatz heißt es weiter: „Die Anlagen der ersten Gruppe sind naturgemäß viel häufiger als diejenigen der zweiten Gruppe. Bei

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Deutsche Makcok und IZßilcox Dampfkessek-Werke A.-K. in Hberhausen- Whld.

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3 Kessel je 68 qm Heizfläche mit Überhitzern für die elektrische Zentrale Niederbronn-Reichshofen. (Ets.).

den ersteren können alte Anlagen, die bisher mit gesättigtem Dampf arbeiteten, ohne weiteres mit Überhitzungsapparaten versehen werden., Die Überhitzung wird dann soweit getrieben, wie es ein störungsfreier Betrieb der vorhandenen Maschine zuläßt. In einem solchen Falle ist es daher nur notwendig, die Kesselanlage einer Veränderung durch Einbau des Überhitzers zu unterziehen, während die Maschine unberührt bleibt, höchstens, daß die vorhandenen Hanfpackungen der Stopfbüchsen durch Metallpackungen ersetzt und die Schmiervorrichtungen vermehrt bezw. verbessert werden."

„Bei Heißdampfanlagen kann es sich dagegen nur um Neuanlagen handeln."

„Die zur Überhitzung dienenden Apparate bestehen aus einer Gruppe geheizter Rohrelemente, in welche der gesättigte Dampf, der in üblicher Weise erzeugt wird, eintritt, hier Wärme aufnimmt und als überhitzter Dampf der Maschine zuströmt. Die Überhitzer werden entweder mit eigener Feuerung versehen oder in die Feuerzüge des Dampfkessels eingebaut. Die zweite Ausführungsart ist die gebräuchlichere."

„Die Überhitzer mit besonderer Feuerung kommen gewöhnlich dort zur Verwendung, wo für die Unterbringung von Kesselüberhitzern nicht genügend Raum vorhanden ist, da erstere an jedem beliebigen Ort aufgestellt werden können."

„Das Material der Überhitzer ist Gußeisen oder Schmiedeeisen."

„Die einzelnen Rohrelemente werden entweder sämtlich hintereinander oder sämtlich parallel oder auch in Gruppen hintereinander geschaltet."

„Bei der ersten Anordnung durchströmt der Dampf alle Rohre hintereinander; der Rohrquerschnitt muß verhältnismäßig groß sein, ebenso fällt die Dampfgeschwindigkeit groß aus."

„Bei der zweiten Anordnung teilt sich der Dampfstrom in ebensoviel Zweige, als Rohrelemente vorhanden sind. Infolgedessen ergiebt sich für das einzelne Element nur ein geringer Rohrquerschnitt, wenn auch der Gesamtquerschnitt aller Elemente bedeutend und daher die Dampfgeschwindigkeit gering ist."

„Die dritte Anordnung ist eine Zusammenstellung der beiden ersten. Einzelne Rohrelemente sind parallel geschaltet und zu einer Gruppe zusammengefaßt. Die einzelnen Gruppen sind dann hintereinandergeschaltet."

„Sowohl der Rohrquerschnitt als auch die Dampfgeschwindigkeit beeinflußt die Wirkungsweise des Überhitzers nicht unwesentlich. Je kleiner der Rohrquerschnitt ist, um so gleichmäßiger wird die Überhitzung ausfallen. Bei großen Querschnitten überhitzt sich nur der Umfang der Dampfmasse, der Kern bleibt gesättigt, wenn keine Durchwirbelung erfolgt, denn überhitzter Dampf leitet die Wärme sehr schlecht. Darum ist auch von einer Konstruktion, bei welcher die Heizgase im letzten Zuge den Überhitzer umspülen, höchstens ein oberflächlich getrockneter, niemals aber überhitzter Dampf zu erwarten."

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Fast sämtliche Kesselfabriken bauen heute Überhitzer. Wir wollen hier einige besprechen. Ein Steinmüllerkcssel mit Überhitzer von L. & C. Steinmüller in Gummersbach ist in Fig. 708 wiedergegeben. Der Überhitzer ist über einem Gewölbe, welches über den Röhren liegt, eingebaut und wird

den Heizgasen bestrichen. Der Überhitzer kann jedoch auch ausgeschaltet werden, zu welchem Zwecke sich an der Eintrittsstelle der Heizgase ein verstellbarer Schieber, an der Austrittsstelle eine durch zwei Ketten von außen zu schließende Klappe befindet. Der Überhitzer selbst besteht aus einer, durch eine oder mehrere Scheidewände in zwei oder mehrere Abteilungen geteilten, schmiedeeisernen Kammer, deren einzelne Abteilungen durch ein System glatter, enger, U-förmig gebogener Röhren miteinander in Verbindung stehen; nur diese Röhren werden von den Heizgasen umspült. Die Ein- und Ausströmöffnungen des Überhitzers befinden sich außerhalb des Mauerwerks, so daß Dichtungs- und Verbindungsstellen nicht

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Fig. 708.

im Feuer liegen. Die entgegengesetzten Enden der Röhren, also die eigentlichen U-Bogen, haben auf einer im Mauerwerk eingelassenen Schiene freie Auflage, so daß sie sich frei ausdehnen können.

Bei dieser Konstruktion hat man jedoch keine Gewähr, daß der Dampf sämtliche Röhren gleichmäßig durchströmt, da derselbe bekanntlich stets den kürzesten und bequemsten Weg sich aussucht. Es liegt die Gefahr nahe, daß ein Teil der Röhren zwar mit Dampf gefüllt ist, daß jedoch in einigen Röhren dieser Dampf zu langsam strömt, so daß leicht ein Durchbrennen und Aufreißen der Röhren stattfinden könnte.

Die Ein- und Ausströmöffnungen der Röhren haben zur Vermeidung dieses Ubelstandes hier nicht denselben Querschnitt als die Röhren selbst, sind vielmebr durch in die Röhren hineinrooende Bolzen oder Plättchen derartig

Wir hatten schon weiter oben bei Besprechung des Wasserröhrenkessels der Rather Dampfkesselfabrik vorm. M. Gehre, A.-G. in Rath b. Düsseldorf, den Überhitzer, welcher in Fig. 695 u. 696 eingebaut war, erwähnt. Dieser Überhitzer zeigt eine etwas abweichende Anordnung. Die Überhitzerröhren werden hier, wie aus Fig. 695 u. 696 ersichtlich ist, in Bündeln von 3 oder 4 Stück an Stelle je eines Wasserrohres angeordnet. Den Abschluß gegen die vordere und Hintere Wasserkammer bilden kurze Rohrstücke, durch welche die Überhitzerröhren hindürchgeführt und mit ihren Enden in schmiedeeiserne Sammelkästen, welche außerhalb der Wasserkammern liegen, eingewalzt werden. Der Dampf tritt aus dem Oberkessel durch ein der Dampfentnahme entsprechend weites Rohr in den vorderen Sammelkasten, von wo aus er den Verbrauchsstellen zugeführt wird. Für besonders hohe Dampftemperaturen wird der Überhitzer in doppelter Rohrreihe angeordnet. Der Dampf nimmt zunächst denselben Weg wie beschrieben und gelangt an das Hintere Ende des Kessels, wird aber dann durch eine zweite Rohrreihe nach dem vorderen Ende des Kessels zurückgeleitet und hier entnommen.

verengt, daß nur ein ringförmiger Spalt frei bleibt, eine Drosselung des Dampfes findet nicht statt, denn die Summe der ringförmigen Spalte ist ungefähr gleich dem Querschnitt des Zuführungsrohres; jedoch wird durch die Einrichtung erreicht, daß der Dampf gezwungen ist, sich auf jedes einzelne Rohr gleichmäßig zu verteilen.

Für jede Rohrmündung ist in der äußeren Wand der Dampfkammer eine gleiche Öffnung mit Verschlußkopf und Gewinde vorgesehen.

Der Dampf wird dem Kessel in der gewöhnlichen Weise durch ein Dampfventil entnommen und in die Dampfkammer des Überhitzers geleitet. Durch die erste Kammerabteilung strömt er durch die Röhren und von der letzten wird er der Verwendungsstelle zugeführt.

Dieser Überhitzer kann ebenso leicht an jedem Kessel anderen Systems angebracht werden.

Eine ähnliche Konstruktion zeigt auch der Überhitzer der Deutschen Bab-cock & Wilcox Dampfkessel-Werke, A.-G. in Oberhausen, welcher in doppelter Anordnung die Erreichung einer Dampftemperatur von 300 bis 350" C. gestattet.

Die Dampfüberhitzung ist bei dieser Anordnung auch noch durch die höhere oder tiefere Lage der Überhitzerröhren innerhalb der Wasserröhren regulierbar, indem dieselben näher oder entfernter von der Feuerung gelegt werden können.

Die Dampfüberhitzung beträgt je nach der Anzahl und Anordnung der Überhitzerröhren 20 bis 180" C.

Soll aus irgend welchen Gründen zeitweise ohne Überhitzung gearbeitet, der Dampf also direkt aus dem Oberkessel entnommen werden, so läßt sich der Überhitzer hierfür ausschaltbar einrichten. Die Überhitzerröhren werden alsdann vermittelst einer Füllleitung mit Wasser aus dem Oberkessel gespeist und arbeiten wie die Wasserröhren als Dampfentwickler.

Fig. 709 u. 710 zeigt die Anordnung eines Überhitzers von E. Willmann in Dortmund hinter einem Zweiflammrohrkessel. Der Überhitzer besteht in der Hauptsache aus den Kammern für Dampfein- und Dampfaustritt, sowie den schlangenförmig gebogenen Überhitzerröhren. Die letzteren sind mit den Kammern verschraubt und durch Asbest abgedichtet.

Sämtliche Verschraubungen und die Kammern liegen außerhalb des Mauerwerks. Der gesättigte Dampf wird aus dem Dampfraum des Kessels durch die Rohrleitung A nach der einen Überhitzerkammer K geführt, von hier aus streicht derselbe durch die Rohrschlangen ß, wird dabei überhitzt und tritt in die andere Kammer K, von wo er zur Verwendung durch eine Rohrleitung B entnommen wird. Bevor die Heizgase in den Fuchs gelangen, bestreichen sie die Überhitzerröhren. Durch Schließen einer Thür werden die Heizgase vom Überhitzer abgesperrt und gelangen direkt in den Fuchs. Durch Umstellen von

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Fig. 710.

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Dampfventilen kann auch gesättigter Dampf zum Verbrauch dem Kessel entnommen werden.

Wir lesen nun in dem oben erwähnten Artikel von O. H erre, „Der überhitzte Dampf", in der deutschen Techniker-Zeitung 1899 Nr. 46 weiter: „Die bisher behandelten Überhitzerkonstruktionen werden fast ausschließlich in Vereinigung mit einer doppeltwirkenden Dampfmaschine gewöhnlicher Bauart verwendet. Die Erfahrung hat hierbei ergeben, daß dann die Überhitzung beim Eintritt in die Maschine 250° C. wenig überschreiten darf, da sonst der Betrieb unmöglich wird, weil die Schmierung versagt. Die Höhe der zulässigen Überhitzung ist hierbei im wesentlichen von der Bauart und der Ausführung der Maschine und der Beschaffenheit des Schmieröls abhängig. Die empfindlichsten Teile sind die Stopfbüchsen, die Kolbenliderungen und die Steuerung. Soll bei einer vorhandenen Maschine Überhitzung angewendet werden, so stellt man die zulässige Überhitzungstemperatur am besten durch den Versuch fest, indem man die Überhitzung so hoch treibt, daß noch ein dauernder Betrieb möglich ist. Durch einen zweckmäßigen Umbau der Maschine, besonders durch Ersatz von Hanfpackungen durch Metallpackungen, durch Vermehrung und Verbesserung der Schmiervorrichtungen, durch Verwendung des besten hitzebeständigen Öles, läßt sich in dieser Beziehung oft viel erreichen."

„Da der Vorteil der Überhitzung im allgemeinen um so größer ist, je höhere Temperaturen Verwendung finden, so wird man die Überhitzung möglichst hoch zu treiben suchen. Aber selbst bei geringer Überhitzung können schon gute Erfolge erzielt werden. In solchen Fällen ist die Verbesserung der Ökonomie aber fast nur eine Folge der Verminderung der Dampfverluste, da sich

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der theoretische Brennstoffverbrauch bei geringer Überhitzung nur sehr wenig vermindert. Nur bei sehr hoher Überhitzung, bis 350° und darüber, tritt auch eine merkbare Verbesserung des theoretischen Arbeitsprozesses ein. Dann versagt aber die Dampfmaschine normaler Bauart."

Ingenieur W. Schmidt hat nun die Dampfmaschine so umgeändert, daß diese hohen Temperaturen von 350° noch anstandslos angewendet werden können. Ebenso wie die Maschine konstruktiv abgeändert wurde, hat aber auch der Erfinder die Überhitzer selbst umgebaut. Man bezeichnet so hoch überhitzten Dampf kurzweg als Heißdampf.

In Fig- 711 ist nun ein Schmidtscher Überhitzer in Verbindung mit einem Flammrohrkessel nach Ausführungen der Ascherslebener Maschinenbau-A.-G. vorm. W. Schmidt & Co. in Aschersleben wiedergegeben. Der Überhitzer ist hinter dem Kessel eingemauert und wird durch die Heizgase nach Durchströmung des ersten Kesselzuges, bestrichen. Die Menge der Heizgase läßt sich durch Klappen regulieren. Sie ziehen mitten durch den Überhitzer hindurch. Der

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Prakt. Maschinenbauer.

gesättigte Dampf wird nun dem Kessel durch das Dampfventil V entnommen und gelangt durch die Rohrleitung L, unten in die Rohrspiralen des Überhitzers, durchströmt diese von unten nach oben, den Heizgasen entgegenströmend, und wird dann so geleitet, daß er die obersten Rohrspiralen von oben nach unten durchzieht, also parallel den Heizgasen. Durch die Leitung L₂ strömt der überhitzte Dampf aus. Mit diesem Überhitzer ist nun ein Speisewasser-Vorwärmer verbunden, der das Kennzeichnende der Schmidtschen Heißdampfkessel bildet. Unter den Überhitzerröhren ist eine Heizspirale eingeschaltet, welcher unten Wasser durch die Leitung 8* zugeführt wird. Von der obersten Spirale steigt das erwärmte Wasser durch die Leitung S₂ in die Höhe und gelaugt in den Speisewasser- • behälter W, dessen Wärmeschlange es durchströmt. Unten tritt das Wasser wieder aus und sinkt infolge seiner Abkühlung durch die Leitung Sx wieder in die Vorwärmerschlange; so cirkuliert das Wasser fortwährend und giebt auf seinem Wege die im Vorwärmer aufgenommene Wärme an das im Speisewasserbehälter W befindliche Speisewasser ab. Diese in dem Vorwärmer cirkulierende Wassermenge muß natürlich von Zeit zu Zeit ergänzt werden, weshalb an die im Speisewasserbehälter W befindliche Heizschlange eine vom Dampfraum des Kessels ausgehende Leitung T anschließt, welche Dampf in diese Heizschlange führt, der dort kondensiert und das nötige Ersatzwasser dadurch zuführt. Dem Speisewasserbehälter W wird das kalte Speisewasser unten durch die Leitung 2 zugeführt und oben durch die Leitung Zx demselben entnommen und dem Kessel zugeführt.

Mit diesen Überhitzern sind bisher sehr günstige Resultate erzielt worden.

Die Kessel-Armaturen.

Bevor wir zur Besprechung der Kessel-Armaturen übergehen, mögen erst diejenigen polizeilichen Bestimmungen wiedergegeben werden, die bei der Anlegung von Dampfkesseln zu beachten sind.

Allgemeine polizeiliche Bestimmungen über die Anlegung von Dampfkesseln.

I. Bau der Dampfkessel.

Keffelwandungen.

§ 1 Die vom Feuer berührten Wandungen der Dampfkessel, der Feuerrohren und der Siederöhren dürfen nicht aus Gußeisen hergestellt werden, sofern deren lichte Weite bei cylindrischer Gestalt 25 cm, bei Kugelgestalt 30 cm übersteigt.

Die Verwendung von Messingblech ist nur für Feuerrohren, deren lichte Weite 10 cm nicht übersteigt, gestaltet.

Fcucrzüge.

§ 2. Die um oder durch einen Dampfkessel gehenden Feuerzüge müssen an ihrer höchsten Stelle in einem Abstande von mindestens 10 cm unter dem festgesetzten niedrigsten Wasserspiegel des Kessels liegen. Dieser Minimalabstand muß für Kessel auf Fluß- und Landseeschiffen bei einem Neigungswinkel der Schiffsbreite gegen die Horizontalebene von 4°, für Kessel auf Seeschiffen bei einem Neigungswinkel von 8° noch gewahrt sein.

Diese Bestimmungen finden keine Anwendung auf Dampfkessel, welche aus Siederöhren von weniger als 10 cm Weite bestehen, sowie auf solche Feuerzüge, in welchen ein Erglühen des mit dem Dampfraume in Berührung stehenden Teiles der Wandungen

nicht zu befürchten ist. Die Gefahr des Erglühens ist in der Regel als ausgeschlossen zu betrachten, wenn die vom Wasser bespülte Kesselfläche, welche von dem Feuer vor Erreichung der vom Dampfe bespülter: Kesselfläche bestrichen wird, bei natürlichem Luftzuge mindestens zwanzigmal, bei künstlichem Luftzuge mindestens vierzigmal so groß ist, als die Fläche des Feuerrostes.

II. Ausrüstung der Dampfkessel.

Spnsung.

§ 3. An jedem Dampfkessel muß ein Speiseventil sein, welches bei Abstellung der Speisevorrichtung durch den Druck des Kesselwassers geschlossen wird.

§ 4. Jeder Dampfkessel muß mit zwei zuverlässigen Vorrichtungen zur Speisung versehen sein, welche nicht von derselben Betriebsvorrichtung abhängig sind, und von denen jede für sich im stände ist, dem Kessel die zur Speisung erforderliche Wassermenge zuzuführen. Mehrere zu einem Betriebe vereinigte Dampfkessel werden hierbei als ein Kessel angesehen.

Wasserstandszeiger.

§ 5. Jeder Dampfkessel muß mit einem Wasserstandsglase und mit einer zweiten geeigneten Vorrichtung zur Erkennung seines Wasserstandes versehen sein. Jede dieser Vorrichtungen muß eine gesonderte Verbindung mit dem Inneren des Kessels haben, es sei denn, daß die gemeinschaftliche Verbindung durch ein Rohr von mindestens 60 qcm lichtem Querschnitt hergestellt ist.

§ 6. Werden Probierhähne zur Anwendung gebracht, so ist der unterste derselben in der Ebene des festgesetzten niedrigsten Wasserstandes anzubringen. Alle Probierhähne müssen so eingerichtet sein, daß man behufs Entfernung von Kesselstein in gerader Richtung Hindurchstoßen kann.

Wasserstandsmarke.

§ 7. Der für den Dampfkessel festgesetzte niedrigste Wasserstand ist an dem Wasserstandsglase, sowie an der Kesselwandung oder dem Kesselmauerwerke durch eine in die Augen fallende Marke zu bezeichnen.

An der Außenwand jeden Dampfschiffskessels ist die Lage der höchsten Feuerzüge nach der Richtung der Schiffsbreite in leicht erkennbarer, dauerhafter Weise kenntlich zu machen; ferner sind an derselben zwei Wasserstandsgläser in einer zur Längenrichtung des Schiffes normalen Ebene, in gleicher Höhe, symmetrisch zur Kesselmitte und möglichst weit von ihr nach rechts und links abstehend anzubringen. Durch das hierdurch bei Dampfschiffskesseln geforderte zweite Wasserstandsglas wird die in § 5 angeordnete zweite Vorrichtung zur Erkennung des Wasserstandes nicht entbehrlich gemacht.

Sicherheitsventil.

§ 8. Jeder Dampfkessel muß mit wenigstens einem zuverlässigen Sicherheitsventile versehen sein.

Wenn mehrere Kessel einen gemeinsamen Dampfsammler haben, von welchem sie nicht einzeln abgesperrt werden können, so genügen für dieselben zwei Sicherheitsventile.

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Dampfschiffs-, Lokomobil- und Lokomotivkessel müssen immer mindestens zwei Sicherheitsventile haben. Bei Dampfschiffskesseln, mit Ausschluß derjenigen auf Seeschiffen, ist dem einen Ventile eine solche Stellung zu geben, daß die vorgeschriebene Belastung Verdeck aus mit Leichtigkeit untersucht werden kann.

Die Sicherheitsventile müssen jederzeit gelüftet werden können. Sie sind höchstens so zu belasten, daß sie bei Eintritt der für den Kessel festgesetzten Dampfspannung den Dampf entweichen lassen.

Manometer.

§ 9. An jedem Dampfkessel muß ein zuverlässiges Manometer angebracht sein, an welchem die festgesetzte höchste Dampfspannung durch eine in die Augen fallende Marke zu bezeichnen ist.

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An Dampfschiffskesseln müssen zwei dergleichen Manometer angebracht werden, von denen sich das eine im Gesichtskreise des Kesselwärters, das andere, mit Ausnahme der Seeschiffe, auf dem Verdecke an einer für die Beobachtung bequemen Stelle befindet. Sind auf einem Dampfschiffe mehrere Kessel vorhanden, deren Dampfräume miteinander in Verbindung stehen, so genügt es, wenn außer den an den einzelnen Kesseln befind-lichen Manometern auf dem Verdecke ein Manometer angebracht ist.

Für Dampfschiffskessel, welche zur Zeit bereits fertig hergestellt sind, hat es bei den bisherigen Vorschriften dergestalt sein Bewenden, daß eine Abänderung solcher Kessel nach Maßgabe der vorstehenden Bestimmungen nicht gefordert werden kann.

Die für Dampfschiffskessel getroffenen Bestimmungen finden auf alle Dampfkessel, welche mit einem Schiffe dauernd verbunden sind, Anwendung.

Kesselmarke.

§ 10. An jedem Dampfkessel muß die festgesetzte höchste Dampfspannung, der Name des Fabrikanten, die laufende Fabriknummer und das Jahr der Anfertigung, bei Dampfschiffskesseln außerdem die Maßziffer des festgesetzten niedrigsten Wasserstandes auf eine leicht erkennbare und dauerhafte Weise angegeben sein.

III. Prüfung der Dampfkessel.

Druckprobe.

§ 11. Jeder neu aufzustellende Dampfkessel muß nach seiner letzten Zusammensetzung vor der Einmauerung oder Ummantelung unter Verschluß sämtlicher Öffnungen mit Wasserdruck geprüft werden.

Die Prüfung erfolgt bei Dampfkesseln, welche für eine Dampfspannung von nicht mehr als 5 Atmosphären Überdruck bestimmt sind, mit dem zweifachen Betrage des beabsichtigten Überdruckes, bei allen übrigen Dampfkesseln mit einem Drucke, welcher den beabsichtigten Überdruck um 5 Atmosphären übersteigt. Unter Atmosphärendruck wird ein Druck von einem Kilogramm auf den Quadratcentimeter verstanden.

Die Kesselwandungen müssen dem Probedruck widerstehen, ohne eine bleibende Veränderung ihrer Form zu zeigen und ohne undicht zu werden. Sie sind für undicht zu erachten, wenrz das Wasser bei dem höchsten Druck in anderer Form als der von Nebel oder seinen Perlen durch die Fugen dringt.

§ 12. Wenn Dampfkessel eine Ausbesserung in der Kesselfabrik erfahren haben, oder wenn sie behufs der Ausbesserung an der Betriebsstätte ganz bloßgelegt worden sind, so müssen sie in gleicher Weise, wie neu aufzustellende Kessel, der Prüfung mittels Wasserdruckes unterworfen werden.

Wenn bei Kesseln mit innerem Feuerrohr ein solches Rohr, und bei den nach Art der Lokomotivkessel gebauten Kesseln die Feuerbüchse behufs Ausbesserung oder Erneuerung herausgenommen, oder wenn bei crflindrischen und Siedekesseln eine oder mehrere Platten neu eingezogen werden, so ist nach der Ausbesserung oder Erneuerung ebenfalls die Prüfung mittels Wasserdruckes vorzunehmen. Der völligen Bloßlegung des Kessels bedarf es hier nicht.

Prüfungsmanometer.

§ 13. Der bei der Prüfung ausgeübte Druck darf nur durch ein genügend hohes offenes Quecksilbermanometer oder durch das von dem prüfenden Beamten geführte amtliche Manometer festgestellt werden.

An jedem Dampfkessel muß sich eine Einrichtung befinden, welche dem prüfenden Beamten die Anbringung des amtlichen Manometers gestattet.

IV. Aufstellung der Dampfkessel.

Aufstellungsort.

§ 14. Dampfkessel, welche für mehr als 4 Atmosphären Überdruck bestimmt sind, und solche, bei welchen das Produkt aus der feuerberührten Fläche in Quadratmetern und der Dampfspannung in Atmosphären-Überdruck mehr als zwanzig beträgt, dürfen unter Räumen, in welchen Menschen sich aufzuhalten pflegen, nicht aufgestellt werden.

Innerhalb solcher Räume ist ihre Aufstellung unzulässig, wenn dieselben überwölbt oder mit fester Balkendecke versehen sind.

An jedem Dampfkessel, welcher unter Räumen, in welchen Menschen sich aufzuhalten pflegen, aufgestellt wird, muß die Feuerung so eingerichtet sein, daß die Einwirkung des Feuers auf den Kessel sofort gehemmt werden kann.

Dampfkessel, welche aus Siederöhren von weniger als 10 cm Weite bestehen, und solche, welche in Bergwerken unterirdisch oder in Schiffen aufgestellt werden, unterliegen diesen Bestimmungen nicht.

Kesselmauerung.

§ 15. Zwischen dem Mauerwerke, welches den Feuerraum und die Feuerzüge feststehender Dampfkessel einschließt, und den dasselbe umgebenden Wänden muß ein Zwischenraum von mindestens 8 cm verbleiben, welcher oben abgedeckt und an den Enden verschlossen werden darf.

Man bezeichnet als Kessel-Armatur diejenigen Apparate u. bergt, welche zur Erhaltung des Betriebes von Dampfkesseln erforderlich sind. Es gehören hierher: die grobe Armatur, d. h. die Kesselstühle, die Kesselverankerung, die Mannlochverschlüsse und die Feuerungsanlage; die feine Armatur, d. h. die Apparate zum Speisen des Kessels, zur Dampfentnahme, zur Erkennung des Dampfdruckes im Kessel, zur Erkennung des Wasserstandes im Kessel, zum Ablassen oder Abblasen des Kessels.

Die grobe Armatur.

Von der groben Armatur haben wir nur noch die Kesselstühle, die Rauchschieber und Mannlochverschlüsse zu erwähnen. Die Form von Kesselstühlen geht aus den dargestellten Kesseln zur Genüge hervor.

Damit sich der Kessel frei ausdehnen kann, soll bei    /

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Anwendung von mehreren Stühlen, nur der eine fest- B,/^ liegen, die übrigen sich aber auf je 3 Rollen von 60 mm Durchmesser stützen. Zwischen Fundamentmauerwerk und I Rollen ist eine Platte von 10 mm Dicke zu legen, j Treffen die Heizgase gegen die Stühle, so sind sie durch Mauerwerk vor diesen zu schützen.

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Die Rauchschieber bestehen aus Gußeisen und führen sich in einem gußeiserne» Rahmen, welcher mit dem Mauerwerk gut zu verankern ist. Sie werden an / einer Kette angehängt, welche bis zum Heizerstand über T"tfe~ b Rollen fortgeleitet wird und dort an ihrem Ende ein V-M?-Gegengewicht trägt.

Fig. 713.

Die Mannlöcher dienen zum Befahren des Kessels zwecks innerer Reinigung, sie müssen also so groß sein, daß eine Person durch dieselben kriechen kann. Sie haben meistens elliptische Form und sind 300 bis 350 mm breit und 400 bis 450 mm lang. Ein Mannloch befindet sich gewöhnlich in der Domdecke und eins bei Cylinderkesseln, Flammrohrkesseln u. bergt vorn am Kessel. Während des Betriebes werden die Mannlöcher durch die Mannlochdeckel verschlossen.

Tafel 22.

Jtalher Dampfkesselfaörik vorm. W. Gehre, A.-O. in Aatlj ß. Düsseldorf.

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5 Gehrekessel mit Überhitzern, 700 qm Heizfläche, 10 Atmosphären, in der Kraftstation der Coblenzer Straßenbahn-Gesellschaft in Coblenz.

Fig. 712 u. 713 zeigt den gebräuchlichsten Mannlochverschluß. Das Stück Blech, welches der Mannlochösinung entspricht, wird auch wieder zum Verschließen derselben benutzt. Es wird unter dieses Blech B eine Blechplatte B, gleicher elliptischer Form untergenietet, welche jedoch die Platte B ringsum zur Abdichtung um einige Centimeter überragt. Zwei Schrauben 8 von etwa 30 mm Durchmesser, welche in diese Platten eingenietet werden, stellen in Verbindung mit den Bügeln Gr und Gq den Verschluß her. Der Mannlochdeckel wird zweckmäßig stets von innen gegen die abzudichtende Öffnung gebracht, damit derselbe durch den Dampfoder Wasserdruck fest gegen seine Dichtungsfläche gepreßt wird. Die Abdichtung erfolgt mit Zuhilfenahme von Dichtungsmaterial.

Die feine Armatur.

Die feine Armatur zerfällt in die Sicherheits- und in die Betriebsarmatur.

1. Die Sicherheitsarmatur. Hierzu gehören die Sicherheitsventile, die Vorrichtungen zur Erkennung des Druckes und des Wasserstandes im Kessel und die Speisevorrichtung.

Die Sicherheitsventile hatten wir schon im ersten Abschnitt bei den Absperrvorrichtungen kennen gelernt, so daß sich hier eine Besprechung derselben erübrigt, v. Reiche, „Anlage und Betrieb der Dampfkessel", giebt noch für den Durchmesser der Sicherheitsventile die folgenden Werte an:

95105120130135145 mm Durchmesser oder zwei gleiche Ventile von-- 95 100105110 „

Große kombinierte Kessel bei 80100130150180 200 qm Heizfläche Galloway-Kessel usw. ein Ventil von

Großwasserraumkessel bei 10 20 30 50 65 70 80 95 qm Heizfläche

ein Ventil von

oder zwei gleiche Ventile von--

35 50 60 80 95 100110120 mm Durchmesser — 70 80 90 95 „

Wasserröhrenkessel bei zwei gleiche Ventile von 40 60 65 70 75 80 90 100110125mmDurchm.

3 6 8 12 17 20 qm Heizfläche

15 35 45 60 80 90 100 120150180 qm Heizfl.

Stehende Kessel bei zwei gleiche Ventile von    25    27    30    35    40    45 mm Durchmesser

Transportable Kessel bei    10    15    20    30    40    45 60 70 qm Heizfläche

zwei gleiche Ventile von    30    35    45    50    60    65 75 80mm Durchmesser

Fahrbare Lokomobile bei    6    8    12    15    18    22 qm Heizfläche

zwei gleiche Ventile von    25    27    30    35    40    45 mm Durchmesser.

Zu den Vorrichtungen zur Erkennung des Druckes im Kessel gehört das Manometer, welches wir später im Abschnitt Meßinstrumente besprechen werden.

Zur Erkennung des Wasserstandes im Kessel gehören in erster Linie die Wasserstandsgläser. Es heißt in den polizeilichen Vorschriften über die Anlegung von Dampfkesseln, daß jeder Kessel mit einem Wasserstandsglase und mit einer zweiten geeigneten Vorrichtung zur Erkennung seines Wasserstandes

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versehen sein muß. Man benutzt daher entweder zwei Wasserstandsgläser oder ein Wasserstandsglas und zwei Probierhähne.

Werden Probierhähne angewendet, so setzt man einen in die Ebene des niedrigsten, den andern in die Ebene des höchsten Wasserstandes, also Entfernung 80 bis 120 mm zwischen beiden; sie werden im vorderen Kesselboden befestigt. Durch Öffnen dieser Hähne kann man ungefähr nach dem ausströmenden Dampf-und Wassergemisch die Höhe des Wasserstandes beurteilen, natürlich ist diese Erkennungsart des Wasserstandes keine zuverlässige, da es schwer ist, nach dem

ausströmenden Gemisch die Höhe des Wasserstandes zu bestimmen. In Fig. 714 ist ein Probierhahn dargestellt. Sie werden aus Rotguß mit einer Bohrung von 6 bis 9 mm Durchmesser hergestellt und sind meistens mit einem Gewindeansatz zum Einschrauben in den Kesselboden, seltener mit einem Flansch zum Anschrauben an demselben versehen. Da das Gesetz verlangt, daß man mit einem Draht behufs Reinigens gerade durch die Probierhähne hindurchstoßen kann, sind sie vorn über dem nach unten gerichteten Ausfluß mit einer durch eine Schraube verschließbaren Öffnung versehen. Man hat diese Probierhähne auch als Stopfbüchsenhähne und mit Schmiervorrichtung ausgebildet.

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Fig. 714.

Die Probierhähne werden sich aber immerhin leicht verstopfen, was bei den Probierventilen nach Fig. 715 von Dreyer, Rosenkranz & Droop in

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Hannover nicht mehr so IppN leicht eintreten kann. Die Abdichtung der lichten Öff-itung dieses Bentils erfolgt —durch eine Gummi-, Blei-c ^    oder Vulkandichtung g, welche

Fig. 715.

in einem mit einem Gewicht c belasteten Hebel ruht, der um einen festen Punkt nach oben gedreht werden kann. Durch das Gewicht allein erfolgt also hier die Abdichtung. Zum Öffnen des Ventils ist das Gewicht nur etwas anzuheben. Die Befestigung des Ventils im Kesselboden erfolgt ebenso wie die der Probierhähne.

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Die eigentlichen Wasserstandsgläser bestehen aus drei Teilen, aus zwei Hahnköpfen und der dieselben verbindenden Glasröhre. Der eine Hahnkopf wird mit dem Wasserraum, der andere mit dem Dampfraum des Kessels bunden, so daß sich der Wasserspiegel auch in der Glasröhre in seiner richtigen Höhe zeigt.

Ein Wasserstandsglas nach Ausführungen von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover zeigt Fig. 716 u. 717. Die beiden Hahnköpfe für den Wasser- und Dampfraum sind durch das Wasserstandsglas mit-

einander verbunden. Die Länge des W Wasserstandsglases soll nicht unter i 250 mm betragen, der Durchmesser des Ljj Glases ist 13,16 oder 19 mm. In den ~ Hahnköpfen werden die Gläser durch Stopfbüchsen abgedichtet, sie setzen sich unten auf einen kreisförmigen Sitz im Hahnkopf auf. Das Einbringen der Gläser geschieht durch den oberen Hahnkopf; indem die auf demselben ersichtliche Mutter entfernt wird, bietet der Hahnkopf eine Öffnung zum Hindurchführen des Glases. Jeder Hahnkopf kann nun durch einen Hahn von dem Kesselinnern abgeschlossen werden, was z. B. erforderlich wird, wenn ein neues Glas eingesetzt werden muß. Gegenüber den Öffnungen der Hahnköpfe nach dem Kesselinnern müssen in der vorderen Wand derselben durch Schrauben N verschließbare Öffnungen vorhanden fein, welche ein Durchstoßen durch die Öffnung gestatten. Unterhalb des Glases sitzt an dem unteren Hahnkopf noch ein Ventil V, welches durch eine Vulkandichtung abgedichtet und durch Drehen an dem Hebel geöffnet wird, indem es damit auf dem Gewinde des Hahnkopfes auf- oder abgeschraubt wird. Ein kurzes Rohrstück R dient als Träger des Ventils. Dieses Ventil dient zur Entleerung des ganzen Glases. Soll bei R noch ein Ableitungsrohr für das Wasser angeschlossen werden, so verwendet die genannte Fabrik für das Ventil V einen Hahn nach Fig. 717, welcher durch Asbestscheiben a abgedichtet wird, die durch Muttern M gegen das Hahnküken gepreßt werden. Die Hähne an den Hahnköpfen find ebenfalls mit Asbestdichtung versehen. Die Küken bewegen sich in einem Futter aus hartgestopftem, reinem Asbest. Die Asbestfasern sind, wie aus Fig. 716 ersichtlich, in vier

Prakt. Maschinenbauer.

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Fig. 716.

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Fig. 717.

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schwalbenschwanzsörmige Längsnuten a eingestampft; oben und unten bildet wieder ein voller Asbestring die Abdichtung (Fig- 717). Diese Hähne bewegen sich stets sehr leicht, brennen nicht fest und halten gut und lange dicht. Nach langem Gebrauch werden zwecks Nachdichtung nur die Asbestfasern nachgestopft oder erneuert.

Es tritt nun häufig der Fall ein, daß ein Glas springt, in welchem Falle das Wasser oder der Dampf ausströmen würde und Gefahren für den Heizer

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mit sich bringen könnte. Man versieht daher die Hahnköpfe mit Selbstverschluß - Vorrichtungen, welche die Austrittsöffnung nach dem Wasserstandsglas sofort abschließen, wenn dieses gesprungen ist und demzufolge das Wasser oder der Dampf mit großer Geschwindigkeit ausströmt. Durch die vergrößerte Geschwindigkeit und den Druck des Wassers oder Dampfes treten diese Vorrichtungen in Thätigkeit. Bei dem dargestellten Wasserstandsglas ist nun in dem unteren Hahnkopf Selbstverschluß angeordnet. Auf einem Lager P ist eine Kugel angeordnet. Im gewöhnlichen Betriebe bleibt diese Kugel auf ihrem IEl    Lager liegen, sobald jedoch infolge eines zer-

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Fig. 718.

j0g| sprungenen Glases der Druck zunimmt, wird die p Kugel gegen die Ausströmöffnung nach dem Glase hin geschleudert und gegen dieselbe gepreßt. Es kann also kein Wasser ausströmen, so daß der Heizer den Hahn ohne Gefahren schließen kann. Nach Abschrauben der Schlußmutter N, die zu-L gleich die Durchstoßöffnung schließt, kann man 2 das Lager P mit der Kugel behufs Reinigung Jil herausziehen. Im oberen Hahnkopf ist der Selbst-^ Verschluß fortgelassen und wird ein düsenartiges, l» behufs Einbringen eines neuen Glases heraus-H nehmbares, Einsatzstück angeordnet, welches den etwa austretenden Dampf in geschlossenem Strahle nach unten leitet und so den Schluß des oberen Hahnes nicht hindert. Der obere Hahnkopf kann aber ebenfalls mit Selbstverschluß versehen werden. Mittels Flanschen oder Gewindeansätzen werden diese Wasserstandsgläser am Kessel befestigt.

Anstatt der Hähne verwendet man Ventile. Die Wasserstandsgläser der besprochenen Art werden stets aus Rotguß hergestellt.

Gegenüber dem festgesetzten niedrigsten Wasserstand bringt man an der Kesselfront hinter dem Glase eine hervortretende Spitze an, wie wir dies bei den Doppel-Wasserstandszeigern sehen werden.

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Nach Ausführungen der Aktiengesellschaft Strube in Magdeburg-Buckau ist ein Doppel-Wasserstandszeiger in Fig. 718 wiedergegeben. Diese Apparate entsprechen den gesetzlichen Bestimmungen als zwei getrennte Wasserstands-Anzeige-Vorrichtungen mit den ferner gesetzlich festgestellten freien Querschnitten von 60 qcm für die Zugänge zu dem Hauptkörper. Diese Hauptkörper bestehen aus Gußeisen und sind mit getrennten Körpern für den Dampf- und den Wasserraum versehen. Beide Körper sind nur durch ein hohles Gußstück miteinander verbunden. Die zwei Wasserstandsgläser sind an diesem Hauptkörper stumpfwinklig zu einander befestigt. Unten befindet sich am Hauptkörper zur Entleerung desselben ein Hahn.

Wir bemerken auch an dem Gußkörper die zwei Spitzen für den niedrigsten Wasserstand. Oben auf dem Hauptkörper, also dem Dampfraum, wird zugleich das Manometer aufgesetzt. Diese Doppel-Wasserstandszeiger fertigt die Fabrik nach den folgenden Maßen:

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Lichter Durchmesser der Zugänge 90 mm, Flanschendurch-messer 222 mm, Entfernung von Mitte zu Mitte der Zugänge 340 mm, erforderliche Glasrohrlänge 265 mm.

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Fig. 719.

Beim Springen eines Wasserstandsglases können die Heizer durch das Ausströmen des Wassers und Dampfes und durch die herumfliegenden Glassplitter leicht verletzt werden. Man hat deshalb die Gläser mit Schutzvorrichtungen versehen. Es giebt nun eine Menge solcher Vorrichtungen, welche alle mehr oder weniger den an sie gestellten An- IMIIIII "1 forderungen entsprechen. Bewährt hat sich eine 4g X Schutzhülse aus Drahtglas, d. h. aus starkem Glas ZM mit direkt eingeschmolzenem Drahtgitter. Diese g| 0|

Fig. 720.

Hülsen springen nicht und lassen auch den Wasserstand leicht erkennen. In Fig. 719 u. 720 ist diese Schutzhülse nach Ausführungen von C. W. Julius Blancke & Co. in Merseburg wiedergegeben. Das Drahtglas umschließt das Wasserstandsglas halbkreisförmig und stützt sich auf die Verschlußschraube der Durchstoßöffnung des unteren Hahnkopfes. Die Befestigung geschieht durch Spiralfedern, welche oben und unten über Glas und Mutter gezogen werden (Fig. 720). Hierdurch werden Prellschläge vermieden, was für die Erhaltung des Glases von großer Bedeutung ist.

Absolut richtige Anzeigen machen die Wasserstandszeiger nun nicht immer, wenigstens nur dann, wenn die Zuleitungen ganz frei von Unreinigkeiten sind. Es ist klar, daß ein Wasserstandsglas nur so lange richtig zeigen kann, als in demselben von oben und unten her derselbe Druck wie im Kesselinnern herrscht. Sobald aber durch Undichtwerden oder teilweises Verstopfen der oberen Zuleitung ein Teil dieses Druckes verloren geht, muß dementsprechend das Wasser im Glas höher steigen als im Kesselinnern.

56*

Einem Drucke von 1 Atmosphäre entspricht eine Wassersäule von rund 10 m Höhe; es genügt also ein Druckverlust von V₁₀₀ Atmosphäre, um ein Falschzeigen von 100 mm im Glase hervorzurufen.

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Fig. 721.

Eine Verstopfung der unteren Zuleitung des Wasserstandsglases wird das freie Zurückfließen des Wassers nach dem Kessel verhindern. Der von oben eintretende Dampf wird sich an dem kühleren Glasrohre    __

niederschlagen und auf diese Weise ggl||n||lH; fälschlich eine Erhöhung des Wasserstandes im Glase herbeiführen, während derselbe im Kessel sinkt.

Diese Übelstände zeigt nun der Wasserstandszeiger System Ochwadt nicht. Der Apparat wird von Richard Schwartzkopff in Berlin fabriziert und ist in Fig. 721 bis 723 wiedergegeben.

F-g. 722.

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Der Wasserstandszeiger besteht aus einem Hahnkörper h, welcher vor einem entsprechenden Längsschlitze s gegen die Stirnwand des

Sifl. 723.

Kessels befestigt wird und nach vorn durch eine Hartglasplatte p verschlossen ist.

Wie aus Fig. 723 ersichtlich, mündet der Längsschlitz dicht hinter der Glasplatte in eine erweiterte Kammer k, welche an ihrer Rückseite mit zwei blanken Platinstreifen belegt ist. Es wird also hier das Wasser in einer breiten Fläche von dem einfallenden und reflektierten Licht getroffen und ist daher an der Glasplatte klar zu beobachten.

Da die Kammer k mit dem Kesselinnern durch den Längsschnitt in freier Verbindung steht, kann ein Falschzeigen durch Undichtigkeiten oder Verstopfungen nicht herbeigeführt werden.

Der Hahnkegel c ist für gewöhnlich geöffnet und wird nur dann geschlossen, wenn man die Glasplatte auswechseln oder die Kammer k reinigen will.

Diese Reinigung wird ohne Unterbrechung des Betriebes bewirkt, indem man den Haupthahn c schließt und den Ausblasehahn a öffnet und durch diesen eine Bürste einführt, mit der man sowohl die Glasplatte, als auch die Platinstreifen vollständig säubern kann. Außerdem ist im oberen Ende des Hahnes eine nach vorn und schräg nach unten gerichtete Durchbohrung vorhanden, welche durch die Höhlung des Hahnkegels mit dem Wasserraume in Verbindung steht und welche sich öffnet, wenn der Handgriff um etwa 80° aus der Betriebsstellung gedreht wird. Hierdurch ist es möglich, die Innenseite der Glasplatte mit einem Wasserstrahle abzuspülen, nachdem man den Ausblasehahn vorher geöffnet hat.

Der Haupthahn c ist durch die darüber befindliche Stopfbüchse abzudichten. Sollte derselbe durch längeren Nichtgebrauch etwas schwer zu bewegen sein, so kann er von unten her durch die Druckschraube d ein wenig angehoben werden.

Die Glasplatten bieten eine durchschnittlich lOfache Sicherheit gegen das Durchdrücken. Auch gegen plötzliche Abkühlung sind dieselben unempfindlich.

Da die Glasplatte ringsum durch den vorgeschraubten Rahmen r gehalten ist, ist das Herausfliegen der ganzen Platte oder von Stücken derselben ausgeschlossen, wenn doch ein Bruch eintreten sollte.

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nun

Zum Auswechseln einer Glasplatte während des Betriebes schließt den Haupthahn c, löst die vorderen Muttern und den Rahmen r und kann die alte Platte herausnehmen und die neue einlegen.

Die Glasplatte ist vorn und hinten mit je einem Gummirahmen zur Herstellung einer elastischen Zwischenlage und Abdicytung versehen. Die federnden Unterlagsscheiben f sorgen für ein gleichzeitiges Anziehen des Rahmens und beugen dem Brechen der Glasplatte beim Einspannen vor.

An dem Hahnkörper können seitlich zwei Probierhähne p angebracht werden, und entspricht in dieser Ausstattung der Ochwadtsche Wasserstandszeiger den gesetzlichen Bestimmungen, so daß die Anbringung einer zweiten Wasserstandsvorrichtung nicht mehr erforderlich ist. Bei m kann auf Wunsch ein Manometer und Kontrollstutzen eingesetzt werden.

Bei Kesseln, deren vordere Stirnwand freiliegt, wird für den Apparat ein Flansch aufgenietet.

Bezüglich der noch häufig im Gebrauch befindlichen anderen Apparate zur Erkennung des Wasserstandes im Kessel äußert sich Pechan, „Leitfaden des Maschinenbaues", wie folgt: „Die sogenannten Schwimmer sind als Mittel

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WMMUMH zur Erkennung des Wasserstandes im Kessel un-S§i§>l§f[a zuverlässig, weil das durch die Stopfbüchse gehende Schwimmerstängelchen oder die Zeigerachse durch Ansetzung von Kesselstein an der Beweglichkeit behindert werden kann. Schwimmer sind des-iM halb auch bei Kesselanlagen des gewöhnlichen Fabrikbetriebes und des Kleingewerbes fast gar nicht mehr in Anwendung, wohl aber kommen dieselben bei den hoch emporragenden stehenden (vertikalen) von den abziehenden Heizgasen der Flammöfen geheizten Kesseln der Eisenhüttenwerke vor, wo der Wasserstand oft ganz bedeutende Schwankungen ausweist "

„Die sogenannten Speiserufer, das sind besondere Apparate, welche durch Ingangsetzung einer Dampfpfeife ein Alarmsignal geben, wenn das Wasser unter die Wasserlinie gesunken ist, können nur als Beigaben zur Erhöhung der Betriebssicherheit, nicht aber als zuverlässige Vorrichtungen zur Erkennung des Wasserstandes bezeichnet werden. Im Gebrauch sind sie mit Vorsicht zu 6c»

handeln, weil sie nur zu leicht die Unaufmerksamkeit des Heizers fördern, ohne die unbedingte Gewähr in sich zu schließen, daß sie im Augenblicke wirklicher Gefahr nicht durch Zufälligkeiten besonderer Art ihren Dienst versagen."

Im folgenden möge noch der elektrische Sicherheits-Apparat von Richard Schwartzkopff in Berlin erwähnt werden, weil derselbe für zu tiefen Wasserstand, Siedeverzug und Wassermangel sichere Anzeigen giebt. Fig. 724 bis 726 zeigt den Apparat. Er besteht aus zwei konzentrischen Röhren a und i, welche fest miteinander verbunden und durch einen Flansch in geeigneter Weise auf dem Kessel befestigt sind. Das innere Rohr i ist unten geschlossen und oben offen und geht in einem Stück durch von A bis B. Das äußere Rohr a ist oben geschlossen und unten offen und reicht bis zum Niveau N. W. des niedrigsten zulässigen Wasserstandes in den Kessel herab. Es wird somit zwischen diesen beiden Röhren ein ringförmiger Hohlraum gebildet. Ein ebensolcher befindet sich in dem doppelwandigen Kopf A. Beide Ringräume sind durch das kupferne Schlangenrohr O miteinander verbunden.

Befindet sich der Wasserstand im Kessel in mittlerer Höhe M. W., so wird vor dem Anheizen das' Wasser im Kessel und im Ringraume des Apparates gleich hoch stehen. Bei dem geringsten Überdruck aber wird es in letzterem emporgedrückt und wird, wenn man den Lufthahn h geöffnet hat, schon bei Vs Atmosphäre, durch das Schlangenrohr aufsteigend, den ganzen Ringraum bis in den Kops füllen.

Dieses Wasser kühlt sich durch Wärmeausstrahlung ab, und es bleibt bei den für den Apparat gewählten Dimensionen der Kopf des Apparates A kühler als 100° C., so lange derselbe mit Wasser gefüllt ist, d. h. so lange das Ein-tauchrohr im Kessel durch Wasser verschlossen ist.

Sobald aber int Kessel der Wasserstand unter das Niveau N. W. sinkt, also die untere Öffnung des Außenrohres a frei wird, fällt der gesamte Kühlwasserinhalt aus dem Ringraum des Apparates in den Kessel zurück, und es tritt dafür Dampf ein mit der, der jeweiligen Kesselspannung, entsprechenden Temperatur. Hierdurch erhitzt sich der Kopf A des Apparates wesentlich über 100° C., und diese Veränderung wird benutzt, um das Signal für beginnenden Wassermangel zu geben.

In das Jnnenrohr ist der sogenannte Einsatz (Fig. 726) eingeschoben. Derselbe besteht aus zwei starken Kupferdrähten dd₁₍ welche durch aufgeschobene Schiefersteine m und v voneinander isoliert und zugleich zu einem für sich hantierbaren Körper verbunden sind. Diese Drähte werden in der üblichen Weise in eine elektrische Signalleitung eingeschaltet. In Höhe des Kopfes A . befindet sich auf den Drähten eine Büchse c aus Messingrohr (Fig. 725), deren trichterförmiger Boden k und Verschlußdeckel v aus isolierendem Schieferstein gebildet ist. In diese Büchse wird ein Ring 1 eingelegt aus einer Metalllegierung, welche bei etwa 100° C. schmilzt.

In normalem Zustande liegt also dieser Ring um die Drähte dd* herum, ohne sie zu berühren.

Tafel 23.

Peutsche Aaöcok- und Wilcor-Dampfkesset-Werke, A.-H. in Höerßausen, Iihtd.

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3 Kessel je 200 qm Heizfläche für die Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft in Berlin,

Kabelwerke Oberspree.

Sobald aber, wie vorbeschrieben, durch Wassermangel im Kessel der Kopf A des Apparates über 100° C. erhitzt wird, schmilzt der Ring I, der erste abschmelzende Tropfen geht nach dem tiefsten Punkte des trichterförmigen Bodens der Büchse und stellt hier einen metallischen Kontakt her zwischen den beiden bis dahin isolierten Drähten und setzt so die Alarmglocken int Kesselhause, Bureau, Portier- oder Wächterhause in Bewegung.

Da hierbei weder Dampf noch Wasser aus dem Apparate austritt, so kann man rat Betriebe des Kessels die Einsatzdrähte herausziehen, das geschmolzene Metall ausgießen und einen neuen Ring einsetzen.

In Bezug auf die Überschreitung der Konzessionsspannung ist vorauszuschicken, daß einem jeden Dampfdruck im Kessel eine ganz bestimmte Temperatur entspricht, z. B.:

3 Atm. Überdruck — IU° C.    5 Atm. Überdruck — 159° C.

— 152° C.    6    „    „    —165,5° C.

7 Atm. Überdruck — 171° C.

— 176° C.

Es werden nun zu > dem Apparate Legierungsringe geliefert, deren Schmelzpunkte genau bei den oben angegebenen Temperaturgraden liegen.

Am untersten Ende der Einsatzdrähte (Fig. 724 u. 726) bei B ist nun eine ebensolche Schmelzbüchse angebracht, wie die oben beschriebene. Da sich dieses untere Ende B des Messingrohres dauernd int Kesselwasser befindet, so nimmt es auch dessen Temperatur an.

Man verwendet hierfür einen Ring, dessen Schmelztemperatur mindestens 1 Atmosphäre über Konzessionsspannung liegt, z. B. für einen auf 4 Atmosphären konzessionierten Kessel einen unteren Ring von 159° C.

So lange nun die zulässige Spannung nicht überschritten wird, hält sich der untere Ring unverändert, und die Einsatzdrähte bleiben isoliert.

Sobald aber der Druck im Kessel die Konzessionsgrenze übersteigt, wird der untere Ring weich und stellt in der vorbeschriebenen Weise den Kontakt her, wodurch die Läutewerke auf den Stationen in Thätigkeit gesetzt werden.

Das untere Ende B des Messingrohres befindet sich, wie in Fig. 724 angedeutet, in der Nähe der feuerberührten Teile des Kessels. Wird dieser also trocken angeheizt (ohne daß sich irgend welches Wasser darin befindet), so kommt durch die strahlende Wärme der Feuerplatten der untere Ring ebenfalls zum Schmelzen, und zwar, wie durch Versuche erwiesen ist, wenn die Feuerbleche eine Temperatur von 250 bis 300° C. angenommen haben, also lange bevor dieselben glühend werden, was erst bei 525° C. beginnt.

Wenn das Kesselwasser durch Salz- oder Schlammgehalt, durch forcierten Betrieb oder durch Siedeverzug über diejenige Temperatur erhitzt wird, welche unter normalen Verhältnissen dem jeweiligen Drucke entspricht, so wird der untere Ring ebenfalls erweichen und das Alarmsignal veranlassen, sobald seine Schmelztemperatur im Wasser erreicht, und hierdurch ein gefahrdrohender Zustand eingeleitet ist.

57

Vrakt. Maschinenbauer.

Zu der Sicherheitsarmatur gehört weiter das Speiseventil. Wie dasselbe beschaffen sein muß, sagen die polizeilichen Bestimmungen. Wir haben im Kapitel „Absperrvorrichtungen" bereits die Speiseventile kennen gelernt. Die Speiseventile sollen möglichst dicht am Kessel sitzen. Sie werden aus einem Stutzen, der auf dem Kessel aufgenietet ist, ausgeschraubt und leiten das Speise-wasser durch ein anschließendes Kupferrohr bis nahe auf den Boden des Kessels. Die Hütte, „Des Ingenieurs Taschenbuch", macht folgende Angaben: „Hub des Ventilkegels zwischen 5 und 8 mm, Ventilsitz soll mindestens 25 mm unter Unterkante der Ausflußöffnung sitzen, feget« oder kugelförmig und nicht zu schmal sein, etwa 5 bis 6 mm breit. Der Ventilkopf und die Anschlagfläche des Gehäuses erhalten zur Vermeidung des Wasserschlages V₈ des Ventilquerschnittes. Durchmesser der Speiseventile nicht zu klein wählen. Einschaltung eines Sicherheitsventils in die Druckrohrleitung zu empfehlen. Belastung des Ventils etwa 1 Atmosphäre über Kesseldruck."

Weinlig giebt für das Speiseventil folgende Durchmesser an, wenn die stündliche Dampferzeugung beträgt: 2000 kg — 75 mml 1200 kg — 65 mm 700 kg — 50 mmJSOO kg — 40 mm 1680 „ = 70 „| 900 „ =55 „ 500 „ =45 „ (200 „ =35 „ .

2. Die Betriebsarmatur. Diese besteht aus den Vorrichtungen zur Dampfentnahme aus dem Kessel und zum Ablassen des Kessels. Als Dampfentnahmeventil wird ein gewöhnliches Dampfabsperrventil benptzt, wie wir dasselbe früher kennen gelernt haben. Es sitzt an der höchsten Stelle am Kessel, gewöhnlich auf einem Krümmer. Der Dampf soll stets unter, nicht auf den Ventilkegel drücken. Der Durchmesser des Dampfentnahmeventils beträgt gewöhnlich = dem 1,1 bis 1,25 fachen Durchmesser des Sicherheitsventils.

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Die Ablaß- oder Abblaseoorrichtungen dienen zum Entleeren des Kessels behufs Reinigung. Sie müssen deshalb an der tiefsten Stelle des Kessels vorgesehen werden. Es ist meistens ein gewöhnlicher Stopfbüchsenhahn, seltener ein Ventil, weil ein solches eher den Dienst versagt als ein Hahn. Der Ablaßhahn wird, wenn angängig, direkt, durch Vermittelung einer Zwischenplatte aus Schmiedeeisen, an dem Kessel befestigt. Häufig macht sich aber noch die Zwischenschaltung eines Krümmers erforderlich, um das Ablaßorgan handlich genug zu haben. Der Krümmer kann sich leicht verstopfen, weshalb man die Ablaßvorrichtung täglich probieren sollte. Durchmesser des Ablaßhahnes 30 bis 60 Die Ablaßhähne sind sorgfältig gegen Feuchtigkeit, Mauerwerk, Asche u. bergt, zu schützen.

Die Vorwärmer.

Wollte man das kalte Wasser in den Kessel bringen, so wäre eine große Wärmemenge zur Erhitzung dieses Wassers auf seine Siedetemperatur erforderlich. Man wärmt daher das Kesselspeisewasser vor dem Eintritt in den Kessel vor, so daß sich die zur Erhitzung dieses Wassers bis auf seine Siedetemperatur nötige Wärmemenge wesentlich verringert, man also nicht unwesentlich an Brenn-

material ersparen kann; zumal die abziehenden Heizgase oder der Anspuffdampf der Dampfmaschine noch genügend Heizkraft besitzen, um das Wasser bis auf 90 bis 100° zu erhitzen.

Man benutzt nun zur Vorwärmung am häufigsten den Auspuffdamps der Maschine, seltener die abziehenden Heizgase und schaltet die Vorwärmer in die Druckrohrleitung der Speisepumpe ein, so daß das Wasser von der letzteren durch die Vorwärmer und das selbstthätige Speiseventil in den Kessel gedrückt wird.

Wasser j Austritt

Dampf

Eintritt

Die Vorwärmer sind nun so konstruiert, daß das Wasser dieselben in umgekehrter Richtung als der Dampf durchströmt. Sie sind meistens mit einem Rohrbündel ausgerüstet, durch welches das Wasser strömt und das außen von dem Dampf umspült wird.

In Fig. 727 ist der Vorwärmer von Petry-Dereux, G. nt. b. H. in Düren, dargestellt. Derselbe besteht aus der unteren Wasserkammer, in die das kalte Wasser einströmt, durch die links gelegenen Rohre nach oben steigt, durch die mittleren Rohre wieder nach unten gelangt und durch die rechts gelegenen Rohre wieder nach oben in die obere Wafferkammer strömt, von der es durch die Speiseleitung in die Kessel gedrückt wird. Der Dampf strömt oben in den Vorwärmer ein und umspült die Wasserrohre dem Strom des Speisewassers entgegen; unten strömt er aus. Die eingezeichneten Pfeile lassen die Stromrichtungen von Dampf und Wasser genau erkennen.

Dampf

Austritt

Wasser AA Eintritt

Fig. 787.

Durch die Vorwärmung des Speisewassers werden nun auch die fremden Beimengungen und kesselsteinbildenden Substanzen ausgeschieden und setzen sich in dem Vorwärmer ab. Man hat deshalb dafür zu sorgen, daß ein Vorwärmer stets bequem gereinigt werden kann. Die Vorwärmer umkleide man stets mit einer Wärmeschutzmasse.

Die Vorwärmer, welche von den abziehenden Heizgasen geheizt werden, die Economiser, findet man seltener. Sie werden in den Fuchs oder einen sonstigen Kesselzug eingebaut.

57*

Die Konstruktion und Berechnung der Dampfkessel.

Bezüglich des zu den Kesseln zu verwendenden Materials sind vom Verein deutscher Eisenhüttenleute und den Dampfkessel-Überwachungs-Ver-einen besondere Bestimmungen erlassen worden, welche sich auf die Festigkeit dieses Materials beziehen. Ebenso sind für die Blechstärken, welche für einen bestimmten Dampfdruck anzuwenden sind, Normen aufgestellt worden, nach welchen sämtliche Blechstärken zu wählen sind.

Wir beschränken uns deshalb bezüglich der Konstruktion der Dampfkessel auf einige allgemeine Regeln.

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Fig. 728.

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Ftg 729.

Fig. 730.

Bei Flammrohrkesseln ist vor allem das Hauptaugenmerk auf die Konstruktion der Flammrohre zu richten. Wir wissen bereits, daß die Flammrohre durch den Dampfdruck von außen her sehr ungünstig ^ beansprucht werden und deshalb die Ursache schwerer ( Störungen im Dampfkesselbetriebe sind. Die Flammrohre werden ja bekanntlich aus einzelnen Blechtafeln, welche zusammengebogen werden, gebildet. Diese einzelnen sogenannten Schüsse werden dann auf irgend eine geeignete Weise zusammengenietet. Mau stellt zu diesem Zweck die Schüsse — konisch her, so daß bin Ende des einen Schusses in das Ende des anderen Schusses paßt und nietet dann die beiden Schüsse einfach zusammen; man bördelt auch die Enden der Schüsse um, so daß ein Flansch ringsherum entsteht; diese Flanschen nietet man nun zusammen. Das so gebildete Flammrohr wäre aber nicht im stände dem Dampfdruck zu widerstehen. Man muß vielmehr noch Versteifungen vorsehen. Als solche Versteifungen hatten wir weiter oben schon die Gallowayrohre und die Wellblech-Flammrohre kennen gelernt. In den Fig. 728 bis 730 sind nun noch zwei andere Versteifungen für glatte Flammrohre wiedergegeben. Bei Fig. 728 ist zwischen die umgebördelten Enden der Flammrohrschüsse F ein Flacheisenring R gebracht, welcher zwischen diese genietet wird. Die Flanschen der Schüsse F werden gegen den Ring verstemmt. Der Ring R muß 'so groß im innern Durchmesser sein, daß er nicht in die lichte Öffnung des Flammrohres hineinragt, da sich sonst die Heizgase an demselben stoßen, derselbe auch bald durchbrennen würde. Die dargestellte Verbindung hat den Vorteil, daß die Nieten nicht dem Feuer ausgesetzt sind. Die Versteifung nach Fig. 729 u. 730 verwendet einen Winkeleisenring R, der durch über die Nieten 8 geschobene Gasrohrstücke in bestimmter Entfernung von dem Flammrohr F gehalten wird. Hier liegen die Nieten aber im Feuer, können deshalb leicht abbrennen, wodurch Undichtigkeiten entstehen können.

Die Verbindung der Flammrohre mit den Böden geschieht auf me verschiedenste Weise, wie aus den dargestellten Kesselsystemen zu ersehen ist.

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Die Kesselböden werden sowohl gewölbt als auch eben hergestellt und sind an ihrem Umfang zur Vernietung mit dem Kesselmantel umgebördelt. Die gewölbten Kesselböden Fig. 731 widerstehen natürlich dem Dampfdruck mit einer verhältnismäßig viel geringeren Blechstärke als die ebenen Böden (Fig. 732). Den ebenen Böden kann man aus praktischen Gründen keine solche Stärke geben, daß sie dem Dampfdruck ohne weiteres stand halten, vielmehr müssen dieselben durch besondere Versteifungen mit dem Kesselmantel verbunden werden. Ebene Böden wendet man deshalb heute fast nicht mehr an. Gewölbte sowohl als auch ebene Böden sind von den Walzwerken fertig zu beziehen. Für Flammrohrkessel werden die Öffnungen mit einer entsprechenden Umbördelung für das Flammrohr direkt in die Böden eingewalzt. Die Umbördelung zum Annieten der Flammrohre kann entweder nach innen oder nach außen gezogen sein. ~^J

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Es sei noch erwähnt, daß zwischen den beiden Flammrohren eines Zweiflammrohrkessels, sowie zwischen Mantel und Flammrohr überall ein Abstand    ,

von mindestens 150 mm freibleibt.    !*'

Fig. 732.

Mindestens auf die Länge eines Schusses müssen beide Flammrohre voneinander Wee* einen Umfangsabstand von nicht unter 280 mm haben.

breit sein. Zu

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Bezüglich der Arbeit an Dampfkesseln sei noch> folgendes erwähnt. Die Blechkanten sind da, wo sie gestemmt werden sollen, zu bearbeiten. Die Nietlöcher sind im allgemeinen zu stanzen, in den Winkeleisen und Krempen aber stets zu bohren. Das Aufdornen nicht genau passender Nietlöcher ist streng verboten. Beim Nieten ist immer zuerst die Rundnaht, von deren Mitte anfangend nach der Längsnaht hin weitergehend, und dann erst die Längsnaht selbst zu nieten. Die Stemmfläche soll mindestens 5 stemmen sind die Blechkanten und Winkelringkanten von außen und innen, die Nieten von außen. Die Anwendung irgend eines Dichtungsmaterials für die Nietnähte ist streng untersagt.

Für die Berechnung eines Dampfkessels ist stets die stündlich zu erzeugende Dampfmenge gegeben; auch die Spannung des Dampfes wird festgesetzt. Um eine bestimmte Menge Dampf in einer bestimmten Zeit zu erzeugen, ist aber nun auch eine gewisse Brennmaterialmenge erforderlich. Jeder Quadratmeter Heizfläche des Kessels leitet aber nur eine gewisse Wärmemenge an das Wasser über, weshalb wiederum berechnet werden muß, wieviel Quadratmeter Heizfläche der Kessel haben muß, der die verlangte Menge Dampf in der Stunde erzeugen kann. Zur Verbrennung einer gewissen Brennmaterialmenge ist eine bestimmte Größe der Rostfläche erforderlich. Es heißt in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik": „Die Größe der Rostfläche ist dem zu verwendenden

Brennmaterial entsprechend zu wählen und die durch die Rostspalten zu schaffende freie Rostfläche abhängig zu machen von der zur Verbrennung nötigen Luftmenge. Die Weite der Rostspalten ist der Brennmaterialbeschaffenheit (Stück-, Nuß- oder Staubkohle) anzupassen. Die freie Rostfläche wird bei Koks 0,4 bis 0,5, bei Steinkohle 0,25 bis 0,4 der Gesamtrostfläche genommen. Je nach der auf dem Roste zu verfeuernden Brennmaterialmenge bezw. dem Kesselbetrieb wird geringere oder größere Schichthöhe angewendet, veränderlich zwischen 100 und 500 mm."

„Die auf 1 qm Rostfläche zu verfeuernden Brennmaterialmengen ergeben sich für die verschiedenen Betriebsverhältniffe und Dampfkesselsysteme wie folgt: 50 kg bei langsamer Verbrennung, Unterfeuerung, großem Rost; 75 kg bei rascher Verbrennung, Jnnenfeuerung; 100 kg bei angestrengtem Betriebe, geringwertigem Brennmaterial."

Die totale Rostfläche R in qm läßt sich mit Hilfe des Verhältnisses

B_stündlich von der Kesselanlage verzehrte Brennstoffmenge in kg

Rostfläche in qm

bestimmen, wenn man für dieses Verhältnis bestimmte Annahmen macht. Man kann setzen:

mäßiger Betrieb für Steinkohlen |= 60 bis 70

flotter Betrieb

angestrengter Betrieb

90 bis 100

150 bis 180

„ Braunkohlen^ —160 „ 200

230 „ 260

350 „ 450

oder

für sächsische Steinkohlen ^ — 70 bis 100

„ nicht zu stark schlackende Kohle und guten Zug ^—110 bis 120

„ Braunkohlen ^= 100 bis 150. Für das Verhältnis

__stündlich erzeugte Dampfmenge in kg__

B stündlich von der Kesselanlage verzehrte Brennstosimenge in kg kann man folgende Werte nehmen:

Steinkohle 5,5 bis 10

Holz 2,5 bis Stroh 1,5 „ Lohe 1,0 „

Koks

Torf

Hieraus läßt sich dann die von einer gewissen Menge Brennstoff stündlich erzeugte Dampfmenge in kg berechnen.

Die Hütte, „Des Ingenieurs Taschenbuch," sagt weiter: „Zur ungefähren Bestimmung der erforderlichen Heizfläche H der Kesselanlage dienen folgende Angaben: Bei einer stündlich zu erzeugenden Dampfmenge von D kg ist, wenn

woraus H zu ermitteln."

Es erübrigt nun noch einiges über den Dampfkesselbetrieb zu sagen. Behördlicherseits sind bezüglich der sachgemäßen Ausführung, Aufstellung und Bedienung der Dampfkessel Vorschriften erlassen worden, durch welche Explosionen vermieden werden sollen. Ich entnehme die folgenden Ausführungen Lueger, „Lexikon der gesamten Technik":

Vor dem Inbetriebsetzen eines Dampfkessels sind alle Armaturen nachzusehen, ob dieselben an richtiger Stelle und in der vorgeschriebenen Anzahl usw. vorhanden sind, leicht und richtig funktionieren und dampfdicht sind, wovon man sich allerdings erst nach dem Anheizen und nach erfolgter Dampfbildung überzeugen kann- Vor dem Anheizen sind sämtliche Züge nochmals nachzusehen, ob dieselben nicht etwa verstopft oder durch Bauschutt verengt wurden. Hierauf wird der Kessel bis zur Höhe des mittleren Wasserstandes gefüllt und die Kesselmauern durch ein langsam brennendes Feuer, welches je nach der Größe und Lage des Kessels oft mehrere Tage lang brennt, ausgetrocknet. Beim ersten stärkeren Anheizen zur Dampferzeugung muß das Sicherheitsventil öfters angehoben werden, um die im Kessel noch enthaltene Luft auszublasen. Da beim Anheizen des Kessels der Schornstein noch kalt ist, wird zur Vermehrung des Zuges am Boden des Schornsteins ein schwaches Stroh- oder Reisigfeuer angezündet. Das Anheizen muß überhaupt möglichst langsam und sorgfältig erfolgen, um ein allmähliches Anwärmen des ganzen Kessels zu bewirken und zu rasche Spannungsänderungen zu vermeiden.

Haupterfordernisse für richtige Heizung sind: möglichst gleichförmiges Brennmaterial, Vermeiden des Vorkommens großer Stücke in den Kohlen; ferner richtige und gleichmäßige Schütthöhe auf dem ganzen Rost, welche im allgemeinen bei Braunkohlen 6 cm, bei Steinkohlen 10 cm und bei Koks 20 cm beträgt. Eine weitere Bedingung der richtigen Feuerung ist die richtige Luftzufuhr. Die Regulierung der richtigen Luftzufuhr geschieht hauptsächlich durch den im Fuchs des Kessels angebrachten Fuchsschieber und je nach Bedarf auch durch Verstellen der Thür des Aschenfalls oder eines in der Thür befindlichen Schiebers.

Aus der Betriebsordnung für Dampfkesselheizer seien noch folgende Punkte

erwähnt:

auf 1 qm der Rostfläche R in der Stunde 80 kg Steinkohlen von vV — 7500 absolutem Heizeflekt verbrannt werden:

bet H:R = 20    25    30    7

D: H = 25 22,5    20    1 ,

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Vor dem Anheizen sind die Hähne zu öffnen und der Wafferstand zu untersuchen. Sollte das Wasser im Kessel so tief stehen, daß es im Glase nicht mehr sichtbar ist, so muß der Kessel erst nachgefüllt werden. Ist der Wasserstand über Nacht auffallend gesunken, so muß erst die Ursache festgestellt werden.

Der Wasserstand muß stets im Glase zu erkennen sein und darf nicht unter die festgesetzte Marke herabsinken; sollte letzteres dennoch vorkommen, so ist das Feuer zu ent-sernen und die Feuerthür offen zu halten. Die Wasserstandszeiger sind täglich auf ihre Zuverlässigkeit zu untersuchen; Gläser und Probierhähne sind öfters durchzublasen.

Die Speisevorrichtungen sind abwechselnd zu benutzen, damit deren Leistungsfähigkeit jederzeit festgestellt wird. Bei etwaigem Versagen beider Speisevorrichtungen muß das Feuer gelöscht und der Betrieb eingestellt werden.

Das selbstthätige Speiseventil am Kessel (Rückschlagventil) darf nicht geöffnet werden, wenn nicht der vor demselben angebrachte Absperrhahn geschlossen ist. Wo ein solcher

Hahn oder ein solches Ventil fehlt, kann das Rückschlagventil nur geöffnet werden, wenn der Druck im Kessel abgelassen ist.

Der Dampfdruck im Kessel darf nie über die festgesetzte Maximalspannung gesteigert werden, welche behördlich genehmigt und durch die Marke am Manometer, sowie durch die Angabe auf dem Kesselschilde bezeichnet ist.

Das Manometer ist öfters zu probieren, ob es regelmäßig anzeigt und ob sein Zeiger beim Schluß des Absperrhahnes rasch auf Null zurücksinkt und sich beim Öffnen ebenso rasch wieder hebt.

Die Sicherheitsventile müssen öfters behutsam gelüftet und untersucht werden, ob sie sich nicht festgesetzt haben oder in den Führungen festklemmen. Ein Überlasten derselben ist strengstens verboten.

Die sämtlichen Ventile und Hähne am Kessel für Speisung, Dampfentnahme und Ablaß dürfen beim Betrieb nur langsam und vorsichtig geöffnet werden.

Steigt der Dampf bis zum festgesetzten höchsten Druck, so muß das Feuer gedämpft und die Aschenfallthüre geschlossen werden, alsdann ist die Speisepumpe in Thätigkeit zu setzen.

Die Entleerung des Kessels darf erst geschehen, wenn das Feuer gelöscht und das Mauerwerk genügend abgekühlt ist. Geschieht das Ablassen unter Druck, so darf dieser nicht über 1 Atmosphäre betragen.

Vor Beginn der Reinigungsarbeiten an einem Kessel muß derselbe durch Blindflanschen von den nebenstehenden, in Betrieb befindlichen Kesseln abgeschlossen werden; das gewöhnliche Schließen der Ventile allein genügt nicht.

Das Füllen der Kessel mit frischem Wasser soll nur geschehen, wenn der Kessel und, das Mauerwerk gehörig abgekühlt sind. Den Kessel mittels kaltem Wasser abzukühlen ist zu unterlassen.

B. Die Dampfmaschinen.

Die Dampfmaschinen dienen zum Betriebe ganzer Fabrikanlagen wie einzelner Arbeitsmaschinen. Als treibendes Mittel benutzen sie den in Dampfkesseln erzeugten Dampf, indem derselbe in allen Fällen bei ihnen auf die Fläche eines Kolbens drückt, welcher dadurch in einem Cylinder hin- und herbewegt wird. Diese Hin- und Herbewegung des Kolbens wird durch den uns aus obigem bekannten Kurbelmechanismus in eine drehende Bewegung an der Kurbelwelle umgewandelt, so daß von dieser mittels Riemen-, Zahnräder-Übersetzungen oder ganz direkt die Arbeitsmaschinen angetrieben werden können. Damit nun der Dampf den Kolben im Cylinder hin- und herschieben kann, muß derselbe bald vor bald hinter demselben wirken können. Diese Dampfverteilung oder Dampfführung bewirkt die Steuerung, welche sich demzufolge an jeder Maschine vorfinden muß. Sie bildet zu gleicher Zeit den Hauptteil der ganzen Maschine.

Wie wir aus obigem bereits wissen, finden wir bei der Dampfmaschine fast alle die bereits früher besprochenen Maschinen-Elemente in Verbindung miteinander vor. Wir finden der Reihe nach den Kolben, die Stopfbüchse, die Kolbenstange, die Geradführung, den Kreuzkopf, die Pleuelstange, die Kurbel, das Kurbelwellenlager, die Kurbelwelle, das Excenter, das Schwungrad und den Regulator. Als weitere Teile sind noch vorhanden der Dampfcylinder selbst und die Steuerung, welche wir in folgendem kennen lernen werden.

Wir wollen an der in Fig. 733 dargestellten Dampfmaschine den Zusammenbau einer solchen verfolgen. D ist der Dampfcylinder, auf welchem das Dampfeinlaßventil V angebracht ist. Hinter dem Cylinder befindet sich der Schieberkasten, der zur Aufnahme der Steuerung dient. In dem Cylinder liegt der Kolben. Die Kolbenstange K, welche in den Stopfbüchsen 8 des Cylinders geführt wird, trägt den Kolben und ist an dem Kreuzkopf Z befestigt. Der Kreuzkopf Z wird in der Geradführung 6 (Bajonettrahmen) geradegeführt; an ihm greift auch die Pleuelstange? an, die wieder mit ihrem anderen Ende die Kurbel B faßt. Die Kurbel B ist auf der Kurbelwelle W aufgekeilt, welche in dem Kurbelwellenlager L gelagert ist. Die Steuerteile werden von den auf der Kurbelwelle W aufgekeilten Excentern E hin- und herbewegt. Auf der Kurbelwelle W sitzt noch das Schwungrad A. Der Regulator R sorgt für einen gleichmäßigen Gang der Maschine, indem er auf die Steuerteile einwirkt.

58

Brakt. Maschinenbauer.

Der Regulator erhält seine Drehung mittels Riemen von der Kurbelwelle aus. Die Kraftübertragung erfolgt mittels Riemen entweder direkt vom Schwungrad A oder von einer besonderen auf der Kurbelwelle W sitzenden Riemscheibe.

Man bezeichnet die einmalige Hin- oder Herbewegung des Kolbens in dem Cylinder als den Hub der Maschine, einem solchen Hub entspricht eine halbe Umdrehung der Kurbel. Die beiden Endstellungen des Kolbens im Cylinder bilden die Totpunktslagen der Maschine, bei dieser stehen die Teile des Kurbelmechanismus in einer geraden Linie. In diesen Totpunktslagen kehrt sich z. B. die Hinbewegung des Kolbens in die Herbewegung um und umgekehrt. Die Geschwindigkeit der Maschine muß also gleich Null geworden fein, woraus sich auch die jedem Leser bekannte Thatsache erklärt, daß beim Stillstellen einer

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Dampfmaschine dieselbe leichter in den Totpunktslagm stehen bleibt, als in irgend einer anderen Knrbelstellung. Hieraus folgt aber auch wieder, daß eine viel größere Kraft dazu gehört, eine in den Totpunktslagen stehengebliebene Maschine anzulassen. Es ist also beim Anhalten einer Maschine stets darauf zu achten, daß dieselbe nicht in den Totpunktslagen stehen bleibt, sondern stets möglichst weit entfernt von der Geschwindigkeit Null.

Die Dampfmaschinen kann man nun nach den verschiedensten Gesichtspunkten einteilen, so z. B. nach der Art der Aufstellung, der Zahl der Dampfcylinder, der Steuerung und der Betriebsweise, der Dampfwirkung u. bergt.

Nach der Art der Aufstellung unterscheidet man

und

liegende oder horizontale Maschinen, stehende „    vertikale „

hängende „    Wandmaschinen.

Die li eg en d e n oder horizontalen Maschinen sind die gebräuchlichsten, indem

ihre Aufstellungsweise sehr stabil und eine leichte Zugänglichkeit und Übersichtlichkeit aller Teile bietet, wodurch die Bedienung und Wartung aber auch erleichtert wird. Sie beanspruchen aber zu ihrem Nachteil sehr viel Raum und ihre Teile nutzen sich einseitig ab. Diese liegenden Maschinen werden heute fast ausnahmslos mit dem sogenannten Bajonettrahmen versehen, wie auch die Maschine Fig. 733.

Die stehenden oder vertikalen Maschinen beanspruchen im Gegensatz zu den vorgenannten sehr wenig Raum, nutzen sich gleichmäßig ab und lassen sich in den Stopfbüchsen leicht dicht halten. Ihr Nachteil besteht aber in der Unübersichtlichkeit ihrer einzelnen Teile und der damit verbundenen schwierigeren Wartung. Selbstverständlich sind auch die stehenden Maschinen nicht so stabil als die liegenden. Allgemein üblich ist heute die Anordnung mit obenliegendem Cylinder und untenliegender Kurbelwelle.

Die hängenden oder Wand Maschinen sind zur Befestigung an der Wand ausgebildet und sind meist nur Maschinen kleinerer Leistungen. Bei ihnen liegt die Kurbelwelle über dem Cylinder.

Nach der Zahl der Cylinder unterscheidet man:

Eincylindermaschinen,

Zwei- und Dreicylindermaschinen.

Die Zweicylindermaschine bezeichnet man auch noch in einem besonderen Fall nach der Art der Dampswirkung, wie wir später sehen werden, als Zwillingsmaschinen.

Nach der Art der Steuerung unterscheidet man:

Schiebermaschinen und Ventilmaschinen.

Zu den Schiebermaschinen sind zu rechnen die mit Flach-, Kolbenoder Rundschieber versehenen Maschinen. Ihr Vorteil besteht in großer Einfachheit, leichter Bedienung und billiger Herstellung. Die Ausnutzung des Dampfes ist aber nicht so vorteilhaft wie bei den Ventilmaschinen.

Die Ventilmaschinen sind heute sehr am Platze, sie sind nicht so einfach als die Schiebermaschinen, erfordern sehr sorgfältige Wartung und gute Kenntnisse ihrer Steuerungskonstruktion. Sie lassen sich sehr leicht regulieren und läßt sich mit ihnen ein ökonomischer Betrieb erreichen.

Nach der Art der Dampfwirkung unterscheidet man:

Volldruckmaschinen und Expansionsmaschinen.

Die Volldruckmaschinen findet man heute nur noch vorübergehend. Sie arbeiten keineswegs ökonomisch.

Bei den Expansionsmaschinen wird der Dampfcylinder nur während eines' kleinen Teiles des Kolbenhubes mit frischem Kesseldampf gefüllt. Der übrige Kolbenhub wird durch die Ausdehnung, Expansion, des Dampfes zurückgelegt. Man bezeichnet als Füllungsgrad dieser Maschinen das Verhältnis des der Dampfeiuströmung entsprechenden Kolbenweges zum ganzen Kolbenhub.

58*

Von den Expansionsmaschinen unterscheidet man wieder Zwei-, Dreiund Vierfach-Expansionsmaschinen, je nachdem die Expansion des Dampfes nacheinander in zwei, drei oder vier Cylindern erfolgt. Für uns kommen nur die Zweifach-, höchstens die Dreifach-Expansionsmaschinen in Betracht. Die Zweifach-Expansionsmaschinen bezeichnet man auch noch als Compoundmaschinen im Gegensatz zu den Zwillingsmaschinen, bei denen jedem der zwei vorhandenen Cylinder für sich frischer Kesseldampf zugeführt wird.

Weiter unterscheidet man nach der Betriebsweise:

Auspuffmaschinen und Kondensationsmaschinen.

Bei den Auspuffmaschinen wird der Dampf nach vollendeter Arbeit im Cylinder ins Freie ausgestoßen.

Bei den Kondensationsmaschinen wird der Dampf nach vollendeter Arbeit im Cylinder in den Kondensator geleitet, wo er wieder zu Wasser verwandelt, kondensiert, wird, um sodann wieder zur Kesselspeisung benutzt werden zu können.

Als langsam laufende Maschinen bezeichnet man Maschinen mit 30 bis 75 Umdrehungen in der Minute. Diese Maschinen nutzen sich nicht so leicht ab und sind deshalb lange betriebsfähig.

Die rasch laufenden Maschinen werden hauptsächlich zur direkten Kupplung mit Dynamomaschinen benutzt. Maschinen für kleinere Leistungen laufen mit 250 bis 350, Maschinen für größere Leistungen mit 100 bis 200 Umdrehungen in der Minute. Natürlich sind diese Maschinen weniger lange betriebsfähig als langsam laufende Maschinen.

Die stationären Maschinen verändern ihren Aufstellungsort nicht. Sie werden mit dem Fundament fest verankert.

Die transportablen Maschinen werden zur Arbeitsleistung bald hier bald dort benutzt. Zu ihnen gehören die Lokomobilen und unterscheidet man halbstationäre Lokomobilen auf Tragfüßen und transportable Lokomobilen auf Rädern montiert.

Es erübrigt nur noch einiges über die Anordnung der mehrcylindrigen Maschinen zu sagen. Wie wir bereits wissen, sind bei den Zwillingsmaschinen zwei Cylinder vorhandne, von denen jeder frischen Dampf zugeführt bekommt. In jedem Cylinder arbeitet also besonderer Dampf durch seine Expansion und wird nach Vollendung seiner Arbeit aus dem Cylinder ins Freie geführt. Die Kurbeln derartiger Maschinen sind meist um 90° gegeneinander versetzt, so daß, wenn der eine Kolben im Totpunkt steht, der andere in der Mitte des Cylinders sich befindet.

Bei den Wolfschen Maschinen sind nun ebenfalls zwei Cylinder vorhanden, aber im Gegensatz zu den Zwillingsmaschinen von verschieden großem Durchmesser. Der Cylinder von kleinerem Durchmesser, der Hochdruckcylinder, erhält frischen Dampf zugeführt; der Dampf verrichtet in ihm seine Arbeit und wird dann in den Cylinder von größerem Durchmesser, den Niederdruckcylinder, übergeführt, in welchem er nochmals durch Expansion Arbeit verricbtet.

Von hieraus gelangt er dann ins Freie oder zur Kondensation. Der Dampf tritt bei diesen Maschinen ununterbrochen während des ganzen Kolbenhubes aus dem Hochdruckcylinder in den Niederdruckcylinder. Der Kolbenlauf derartiger Maschinen ist nun entweder gleichgerichtet, d. h. beide Kolben erreichen zu gleicher Zeit ihre Totpunktslagen, oder entgegengesetzt gerichtet, d. h. wenn der eine Kolben im Totpunkt rechts steht, steht der andere im Totpunkt links und umgekehrt; während im ersten Fall die Kurbeln ebenfalls gleichgerichtet sein müssen, sind sie im zweiten Fall um 180° gegeneinander versetzt.

Während bei den Wolfschen Maschinen der Dampf direkt vom Hochdruckcylinder in den Niederdruckcylinder gelangt, ist bei den Compound-Maschinen noch ein Zwischenbehälter, der sogenannte Receiver, zwischen die beiden Cylinder geschaltet. Der Dampf gelangt frisch in den Hochdruckcylinder, »ach seiner Expansion in demselben in den Receiver, in dem er nochmals etwas erwärmt wird, und von dort in den Niederdruckcylinder. Die Kurbeln derartiger Maschinen werden um 90° gegeneinander versetzt, so daß der eine in seiner Mittelstellung steht, wenn der andere im Totpunkt sich befindet: Hieraus ergießt sich schon, daß der Dampf nicht während des ganzen Hubes aus einem in den andern Cylinder strömen kann, vielmehr derselbe in ein Reservoir, den Receiver, geführt werden muß, in dem er so lange aufgespeichert wird, bis der Hub des Niederdruckcylinders so weit beendet ist, daß die Dampfeinströmung wieder beginnen kann. Diese Maschinen laufen sehr gleichmäßig und sind am häufigsten . im Gebrauch. Sie beanspruchen im Gegensatz zu den folgenden Maschinen sehr viel Platz, da bei ihnen die Anordnung so getroffen wird, daß das Schwungrad zwischen beiden Cylindern auf der Kurbelwelle sitzt und daher an beiden Enden der Kurbelwelle eine Kurbel angreift. Bei den Tandem-Maschinen ist die Raumbeanspruchung dadurch etwas eingeschränkt, daß die beiden Cylinder hintereinander angeordnet sind, also nur ein Kurbelmechanismus vorhanden ist. Die Wirkungsweise dieser Maschinen ist dieselbe, wie die der eben besprochenen.

Bei den Dreifach-Expansions-Maschinen werden drei Cylinder nebeneinander angeordnet. Zwischen jedem Cylinder ist ein Receiver vorgesehen. Die Cylinder kommen der Reihe nach zur Wirkung, zuerst der Hochdruckcylinder, darauf der Mitteldruckcylinder und zuletzt der Niederdruckcylinder. Die Kurbeln werden unter 120° gegeneinander versetzt. Die Maschinen laufen äußerst gleichmäßig.

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Sehr häufig findet man für stationäre Maschinen die Anordnung der Dreifach-Expansions-Maschinen so, daß zwei Cylinder, und zwar der Hochdruck-und Mitteldruckcylinder hintereinander, der Niederdruckcylinder für sich geordnet ist. Es sind also zwei Kurbelmechanismen erforderlich, deren Kurbeln um 90° versetzt sind. Das Schwungrad liegt zwischen den beiden Kurbeln.

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Es möge nun gleich noch das Folgende für die horizontalen Maschinen mit Bajonettrahmen bemerkt werden. Man unterscheidet rechts und links bauende Maschinen. Rechts bauend ist eine Maschine, wenn man vor derselben steht, d. h. wenn man den Kurbelmechanismus ansieht und hat das Schwungrad

rechten Hand. Liegt umgekehrt das Schwungrad links, so hat man eine links bauende Maschine; so ist z. B. die in Fig. 733 dargestellte Maschine links bauend. In der Regel verwendet man, wenn es die Örtlichkeit nicht unbedingt anders verlangt, rechts bauende Maschinen.

Stellt man sich jetzt weiter, z. B. eine rechts bauende Maschine vor, und dreht sich dabei das Schwungrad rechts herum, so hat man eine rechts umlaufende Maschine, im andern Fall man die Maschine als links umlausend bezeichnet. Bei den rechts umlausenden Maschinen ist der Kreuzkopfdruck in der Geradführung nach unten gerichtet, während er bei den links umlaufenden Maschinen nach oben gerichtet ist. Wie wir von früher wissen, ist aber, wegen des guten Schmierens der Geradführungsteile, stets anzustreben, daß der Druck in der Geradführung nach unten gerichtet ist. Man verwende also möglichst nur rechts umlaufende Maschinen.

Wir hatten nun früher schon die hauptsächlichsten Teile der Dampfmaschinen kennen gelernt. Zu besprechen wäre hier nur noch der Dampfcylinder mit seiner Steuerung. Da auch die Steuerungen der Maschinen deren hauptsächlichste Teile bilden, wollen wir dieselben vor der Besprechung der Dampfmaschinen-Arten einer Betrachtung unterziehen.

Die Stenernngen der Dampfmaschinen.

Die Steuerungsteile der Dampfmaschinen, also diejenigen Teile, welche den Dampf regelmäßig vor und hinter dem Kolben und aus dem Cylinder herausführen, sind in einem besonderen Kasten oder besonderen Aufsätzen unter

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gebracht, die an den Dampfcylinder anschließen. Wir wollen uns zuerst die allgemeine Einrichtung eines Dampfcylinders für eine einfache Schiebersteuerung vergegenwärtigen. Fig. 734 u. 735 zeigt einen solchen Cylinder. In dem Dampfcylinder D bewegt sich der Kolben K hin und her. Der Dampfcylinder ist mit der Geradführung G verbunden und vorn für den Durchtritt der Kolbenstange mit einer Stopfbüchse B verschlossen. Hinten ist er durch einen Cylinderdeckel C abgeschlossen. Es ist natürlich ohne weiteres klar, daß sämtliche Verbindungen durchaus dampfdicht sein müssen. Der Schieberkasten E, welcher die

Steuerschieber aufnimmt, ist an dem Cylinder angegossen, was man bei kleineren Maschinen meist macht. Bei größeren Maschinen wird der Schieberkasten auch an den Cylinder besonders angeschraubt. Der Schieberkasten ist durch den Schieberkastendeckel verschlossen und besitzt eine Stopfbüchse, welche den Durchtritt der Excenterstange gestattet, die zum Hin- und Herbewegen des Schiebers dient. Im Schieberkasten sind Führungsleisten für den Schieber vorgesehen. Wir bemerken nun zwei Kanäle a und at, die vom Schieberkasten nach den Enden des Cylinders hinführen und einen Raum b in der Mitte des Cylinders. Durch die Kanäle a und at tritt der Dampf durch Vermittlung des Schiebers bald vor bald hinter den Kolben und aus dem Cylinder wieder heraus in den Auslaß b, an den sich die Abdampsleitung c anschließt. Der Dainpseinlaß in den Schieberkasten erfolgt durch die Leitung d, auf der das Dampfeinlaßventil sitzt. In welcher Weise diese drei Kanäle durch den Schieber in Verbindung miteinander gebracht werden, werden wir später sehen. Wie wir bemerken, ist die Bohrung des Cylinders an den beiden Enden etwas größer als in der Mitte der Lauffläche des Kolbens. Wäre dies nicht der Fall, so würde sich durch die Kolbenringe an den Enden ein Grad anschleifen. Die Kolbenringe müssen vielmehr in den Totpunktslagen noch etwas über die Lauffläche des Kolbens im Cylinder hinausragen. Man macht diese Ausbohrungen 5 bis 10 mm weiter als den Cylinderdurchmesser. Der Kolben soll nun in seinen Totpunktslagen so nahe als möglich an die Deckel herangehen. Man bezeichnet den Raum, der mit Dampf ausgefüllt werden muß, der nicht zur Wirkung kommen kann, als den schädlichen Raum der Maschine. Dieser Raum ist in der Figur durch Punkte gekennzeichnet. Steht natürlich der Kolben im rechten Totpunkt, so liegt der schädliche Raum im rechten Dampfkanal a,. Der schädliche Raum ist nun so klein als irgend möglich zu hallen, was man dadurch erreichen kann, daß man den Schieberspiegel P, d. h. die Fläche, auf der sich der Schieber bewegt, so nahe als möglich an den Cylinder heranrückt und daß mau den Kolben bis nahe au den Deckel herangehen läßt, so daß zwischen Deckel und Kolben höchstens 5 mm Zwischenraum verbleiben. Dieser schädliche Raum bietet stets eine Fläche für die Abkühlung des Dampfes.

Wie wir später sehen werden, verlängert man die Kolbenstange nach hinten über den Kolben hinaus, um so das Gewicht des Kolbens nicht nach unten auf die Lauffläche im Cylinder wirken zu lassen, wodurch einseitige Abnutzung eintritt. Der Deckel C muß dann mit einer Stopfbüchse versehen sein.

Die Cylinder kleineren Durchmessers, wie Fig. 735, hängen frei an der Geradführung. Größere Cylinder erhalten zu ihrer Unterstützung einen besonderen Fuß, der so hoch fein soll, daß die Cylinderachse 600 bis 1000 mm über dem Fußboden liegt. Es ist zweckmäßig, bei der Verbindung des Fußes mit dem Fundament auf die Ausdehnung des Cylinders Rücksicht zu nehmen. Zur Ableitung des sich im Cylinder bildenden Kondenswassers sind unten an den Enden desselben kleine Hähne anzubringen. Um die Dampfmaschine jederzeit auf ihre Leistungsfähigkeit untersuchen zu können, sollten an den Enden jeden Cylinders an der vorderen Seite Jndikatornocken I vorgesehen werden. Diese Nocken

dienen zum Aufschrauben des Indikators, den wir später kennen lernen werden. Die Jndikatornocken sind mit einer kleinen Bohrung versehen, die bis in das Innere des Cylinders reicht. Während des Betriebes werden sie durch eine Schraube aus Rotguß verschlossen, die stets 1" Gewinde fjaben muß, da jeder Indikator normal mit 1" Gewinde versehen wird.

Um der Abkühlung des Dampfes im Cylinder möglichst zu begegnen, hat man die Cylinder geheizt, d. h. man hat sie mit Mänteln, dem Dampfhemd, Dampfmantel oder Dampfjacke umgeben. Der zwischen Cylinderwan^ und Mantel verbleibende Zwischenraum wird durch den abgehenden Dampf geheizt. Die Cylinder der Kondensationsmaschinen werden stets geheizt.

Der ganze Cylinder wird der Wärmeausstrahlung und des Aussehens halber umkleidet. Ein Mantel aus Eisen- oder Stahlblech bildet die Umkleidung. Der Hohlraum zwischen Mantel und Cylinderwand *nrb mit einem schlechten Wärmeleiter als Kieselguhr, Filz u. bergt, ausgefüllt.

Da die Form der Cylinder für die verschiedenen Steuerungsarten außerordentlich verschieden ist, kann hier auf eine Darstellung derselben nicht eingegangen werden. Wir werden in folgendem noch die verschiedensten Formen von Cylindern finden.

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Wir unterscheiden von den Steuerungen nun Schiebersteuerungen, Ventilsteuerungen und Hahnsteuerungen. ,Die Bewegung der Schieber bei den Schiebersteuerungen erfolgt durch Excenter mit einer hin- und hergehenden Bewegung, die Bewegung der Ventilsteuerungen durch Kegelräder von der Kurbelwelle aus mit estiei^ drehenden Bewe^Wg, durch*welche die Ventile gehoben oder gesenkt, ge-iet 'oder geschlÄsen t^Äen, die Bewegung der Hahnsteuerungen ebenfalls ^Excenter, duM weliWkeine, «scheibe.hin-und hergedreht wird, von der aus der'die Hähne/^in- undfhergedreht webden.

Die Steueeorgane lasseniiur während eines Teiles des Kolbenhubes frischen Dampf in den Cylinder strömen, so daß derselbe während des übrigen Teiles deLHubes durch seine Expansion wirkt. Man bezeichnet diese Steuerungen als Expansionssteuerungen.

Während eines Kolben-Hin- *nb -Rückganges unterscheidet man nun verschiedene Perioden der Dampfwirkung, welche für alle Steuerungssysteme gleichartig gelten. Wir nehmen an, daß der Kolben in seinem einen Totpunkt steht, also am Hubende. In diesem Fall muß nun der Dampfeinströmungskanal in den Cylinder bereits geöffnet sein. Diese Kanaleröffnung bezeichnet man als die Voreinströmung des Dampfes oder die Voreinströmungsperiode. Der Schieber z. B. muß also um ein gewisses Maß vor dem Kolben voreilen, damit er vor dem Erreichen der Totpunktslage des Kolbens bereits den Dampfkanal öffnen kann. Dieses Voreilen bezeichnet man als das lineare Voreilen für die Einströmung. Die Voreinströmungsperiode dauert nun so lange, bis der Kolben in seinem Totpunkt steht, also am Hübende angelangt ist. Der Kolben fängt nun an vorwärts zu gehen und es findet die Einströmung des Dampfes, Füllung oder Admission statt, die Periode bezeichnet man als die Einströmungsperiode. Mese dauert so lange, bis der Schieber den Dampf-

einströmungskanal abschließt. Jetzt wirkt der Dampf durch seine Expansion, Ausdehnung, und es ergiebt sich die Expansionsperiode. Diese darf nun nicht bis zum Hubende des Kolbens dauern, sondern muß schon vorher beendet sein, sobald die Vorausströmung beginnt. Soll der Kolben jetzt seinen Rückgang beginnen können, so muß natürlich der Dampfausströmungskanal bereits geöffnet sein. Es entsteht die Vorausströmung und die Vorausströmungsperiode, welche eintreten muß, bevor der Kolben am Hubende angelangt ist und seinen Rückgang beginnt. Dies ist durch das Voreilen des Schiebers möglich. Man bezeichnet dieses Voreilen als das lineare Vor eilen für die Ausströmung. Die Dampfausströmung und Ausströmungsperiode beginnt nun während des Rückganges des Kolbens und dauert so lange, bis die Voreinströmung für den nächsten Kolbenhub beginnt. Vor dem Hubende ist also der Ausströmungskanal bereits abgeschlossen, es befindet sich noch Dampf im Cylinder hinter dem Kolben, der jetzt komprimiert (zusammengedrückt) wird während des weiteren Rückganges des Kolbens, es beginnt die Kompression und es entsteht die Kompressionsperiode. Diese ist zu Ende, wenn die Voreinströmung beginnt.

Während einer Kurbelumdrehung, also während eines Kolben-Hin- und Herganges ergeben sich also die folgenden Perioden:

Während des Kolben-Hinganges

1.    die Einströmungsperiode,

2.    die Expansionsperiode,

3.    die Vorausströmungsperiode und während des Kolben-Herganges

4.    die Ausströmungsperiode,

5.    die Kompressionsperiode,

6.    die Voreinströmungsperiode.

Seiten.

eintritt, b die Kanalweite für den Dampfaustritt.

Mit seinen äußeren Lappen überdeckt der Schieber die Kanäle a um das Stück e der äußeren Überdeckung, nach innen überdeckt er sie um

das Stück i der inneren Überdeckung. In dieser Mittelstellung kann also weder Dampf ein- noch ausströmen.

In den folgenden Figuren ist nun die jeweilige Schieberstellung, darunter die Kolbenstellung mit den beiden Kurbelstellungen gezeichnet. Dabei ist ok die Kurbel für den Kolben, oe die Kurbel für den Schieber.

Stellung Fig. 737. Der Kolben steht int Totpunkt links, dann ist der

Diese einzelnen Perioden sollen im folgenden mit Hilfe eines einfachen Schiebers, wie er bei der einfachen Schiebersteuerung zur Anwendung kommt, dargestellt werden. Fig. 736 zeigt den Schieber in seiner Mittelstellung. In derselben steht der Schieber mitten über dem Schieberspiegel und überdeckt die Dampfkanäle gleichmäßig nach beiden g§ ist die Kanalweite für den Dampf- E

Fig. 736.

59

Prakt. Maschinenbauer.

linke Einströmkanal um das Stück der linearen äußeren Voreilung v, der rechte Auslaßkanal um das Stück der linearen inneren Voreilung vo geöffnet.

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Fig. 739.

Die Bewegungsrichtungen von Kolben und Schieber sind durch Pfeile eingezeichnet. Die Kurbel oe schließt dabei mit der Mittelachse des Kurbelkreises den Winkel ö ein. Diesen Winkel bezeichnet man als den Voreilwinkel.

Stellung Fig. 738. Der Schieber steht in der äußersten rechten Stellung. Die Dampsein- und Ausströmung ist ganz geöffnet. Der Kolben geht vorwärts.

Stellung Fig. 739. Der Schieber geht wieder zurück und hat den linken Einströmkanal eben abgeschlossen; es beginnt jetzt die Expansionsperiode. Der Dampf vor dem Kolben strömt aus.

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8ig. 740.

Stellung Fig. 740. Der Ausströmkanal rechts wird eben abgeschlossen. Die Kompressionsperiode beginnt.

Die einfache Schiebersteuerung

mit dem einfachen Muschelschieber, wie er seiner Form wegen auch genannt wird, hat sich für große Füllungen sehr gut bewährt und findet sich noch heute häufig vor. Die Steuerung eignet sich für Füllungen von 0,5 bis 0,9. Für

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Fig. 742.

kleine Füllungen ergiebt sich ein zu großer Schieber und ein zu großer Hub desselben. Am besten ist der Muschelschieber für 0,7 bis 0,8 Füllung. Fig. 741 u. 742 zeigt den einfachen Muschelschieber. Der Schieber 8 überdeckt in seiner Mittelstellung die Kanäle a um die äußere Überdeckung e nach außen und um die innere Überdeckung i nach innen. Der Hohlraum des Schiebers steht dauernd mit der Auslaßöffnung a₀ in Verbindung. Der Schieber selbst ist an der Schieberstange T, die wieder an der Excenterstange angreift, befestigt. Durch Vermittlung der Hülse H und der Scheiben B ist der Schieber so auf

der Schieberstange befestigt, daß er leicht auf derselben hin- und hergeschoben werden kann, in welchem Fall nur die beiden Muttern zu lösen sind. Die Hülse H ist auch um ein wenig länger als der Schieber, so daß sich derselbe auch auf der Schieberstange etwas bewegen kann. Der Schieber wird an seitlichen Leisten des Schieberkastens geführt. Auf seiner unteren Fläche stützt er sich auf eine breitere Fläche. Die ganze Breite bt des Schiebers soll die Kanalbreite b um 15 bis 30 mm überragen. Diese einfache Schiebersteuerung eignet sich unter normalen Verhältnissen nur für Maschinen bis 250 mm Cylinderdurchmesser.

Das Material der Schieber ist Gußeisen, aber auch Bronze. Im allgemeinen soll das Material des Schiebers etwas weicher sein, als das des Schieberspiegels, damit sich die Schieberfläche, nicht aber der Schieberspiegel abnutzt.

Der Schieber muß auch so an der Stange befestigt sein, daß er durch den unter dem Schieber wirkenden Dampfdruck vom Schieberspiegel nicht abgehoben werden kann. Der Dampfdruck, der im Schieberkasten vorhanden ist. drückt den Schieber auf den Schieberspiegel, wodurch dort eine gewisse Reibung entsteht, die um so größer wird, je größer der Schieber ist. Man hat deshalb sogenannte entlastete Schieber angeordnet, welche durch irgend welche Vorrichtungen den Raum über dem Schieber bis zum Schieberkastendeckel abschließen.

Der einfache Muschelschieber verlangt, wenn er nicht zu groß ausfallen soll, lange Dampfeinlaßkanäle, und somit große schädliche Räume, was ein Nachteil desselben ist. Man hat deshalb den einfachen Muschelschieber geteilt und statt dessen zwei getrennte Schieber angewendet.

Die Doppel-Schiebersteuerungen.

Diese Steuerungen gestatten mit veränderlicher Füllung während des Ganges der Maschine zu arbeiten, indem die jeweilige Füllung dem Kraftbedarf angepaßt wird; entweder stellt der Regulator die Füllung ein oder man kann die Füllung auch von Hand einstellen. Die Füllungen können bei diesen Steuerungen sehr klein sein, was bei der einfachen Schiebersteuerung nicht möglich ist. Man läßt bei den Doppel-Schiebersteuerungen auf dem Rücken des sogenannten Grund- oder Verteilungsschiebers, welcher nur der Dampfverteilung im Cylinder dient, einen zweiten, den sogenannten Expansionsschieber, laufen, welcher der Absperrung der Dampfeinströmung dient. Der Abschluß der Dampfeinströmung ist durch die Anwendung eines solchen Expansionsschiebers also unabhängig von der übrigen Steuerungsthätigkeit des Schiebers. Der Grundschieber muß zwecks Dampfdurchströmung mit durchgehenden Kanälen versehen ein. Wenn man nun den früheren oder späteren Abschluß der Dampf-einströmungs-Kanäle durch den Expansionsschieber während des Betriebes einstellen kann, so läßt sich dadurch der Gang der Maschine auf bequeme Weise regeln, indem der Regulator den Expansionsschieber dem jeweiligen Kraftbedarf zufolge so einstellt, daß die Kanäle früher oder später abgeschlossen werden. Die Bewegung dieser Schieber erfolgt ebenfalls durch Excenter. Der Grund-schieber erhält etwa 20°, der Expansionsschieber 60 bis 90° Voreilung und gleichen oder etwas größeren Excenterhalbmesser. Je weiter die Außenkanten des Expansionsschiebers auseinanderstehen, desto kleiner wird die Füllung.

Die Meyersche Schiebersteuerung ist eine Doppel-Schiebersteuerung, bei der sich allerdings vorteilhaft die Füllung nur von Hand einstellen läßt. In Fig. 743 bis 745 ist diese Steuerung wiedergegeben. Auf dem Schieberspiegel des Dampfcylinders wird der Grund- oder Verteilungsschieber 8 durch die Schieberstange T hin- und herbewegt, er ist mit den Dampfdurchlaß-Kanälen K versehen, seine innere Höhlung dient dem Dampfauslaß. Auf dem Rücken des Grundschiebers 8 bewegt sich der Expansionsschieber hin und her, welcher hier aus zwei einzelnen Platten P, und P₂ besteht, welche

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Fig. 744.

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Fig 743.

Fig. 745.

mittels Rotgußmuttern Mx und M₂ auf der Schieberstange Tx befestigt sind. Die Schieberstange Tj ist nun zur Verstellung der beiden Platten Px und P₂ gegeneinander mit flachem Linksund Rechtsgewinde von gleicher Steigung versehen. Eine Platte sitzt auf dem Rechtsgewinde, die andere auf dem Linksgewinde. Wird die Schieberstange 1\ jetzt gedreht, so verschieben sich die beiden Platten Px und P₂ gleichmäßig, indem sie sich je nach der Umdrehungsrichtung der Schieberstange einander nähern oder voneinander entfernen. Zur Verstellung der beiden Platten wird die Schieberstange durch die Hintere Wand des Schieberkastens verlängert und außen durch ein unverschiebbar gelagertes Handrad mit Feder und Nut oder, indem die Schieberstange an dem durch die Handradnabe hindurchgehenden Ende von viereckigem Querschnitt ist, gedreht. Die Platten schrauben sich dabei auf dem Gewinde fort. Zwecks Ausbringens der Platten ist das Gewinde für die Platte P₂ stärker, als dasjenige für die Platte Px, so daß die Mutter M₂ über das Gewinde für die Mutter Mx geschoben werden kann. Werden nun die beiden Platten Px und P₉ auf dem Grundschieber verschoben, so bewegen sie

sich über die Kanäle K und öffnen und schließen dieselben, d. h. lassen abwechselnd in den einen oder anderen Dampf einströmen und durch dieselben hindurch in den Cylinder, indem der Grundschieber wieder die Kanäle int Cylinder öffnet oder schließt. Die Muttern und M₂ sitzen zwischen seitlichen Wänden der Platten Px und P, und werden durch Federn nach oben gegen das Gewinde gedrückt. Der Rücken des Grundschiebers 8 ist mit schrägen Riefen versehen, um die Reibungsfläche zu vermeiden und den Expansionsschieber teilweise vom Dampfdruck zu entlasten. Zum Angriff der Schieberstange T an dem Grundschieber ist an letzterem ein hakenförmiger Ansatz A vorgesehen, hinter den sich der entsprechend geformte Kopf der Schieberstange legt.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Die Meyersche Steuerung eignet sich für Einstellung von Hand an Pumpmaschinen, an den großen Cylindern von Verbundmaschinen usw., wogegen der Regulator nur dann die Steuerung zu beherrschen vermag, wenn die Schraube statt des gewöhnlichen flachen oder halbrunden Gewindes nur einen einzigen, entsprechend starken Schraubengang enthält, wobei Klemmungen nicht eintreten können."

Die Ridersteuerung. Während bei der Meyerschen Steuerung zwei Expansions-Schieberplatten vorhanden waren, zeigt die Ridersteuerung nur einen Expansionsschieber, der sich ebenfalls wieder auf dem Rücken des Grundschiebers

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bewegt. Die Grundform des Expansions-^ schiebers ist hier ein Trapez ab cd (Fig. 746). Die Dampfdurchlaßkanäle des Grundschiebers sind schräg angeordnet, parallel zu den nicht parallelen Seiten des Trapezes. Die Verschiebung der Schieber durch die. Schieberstangen erfolgt nun nach rechts und links, wodurch der Expansionsschieber die Kanäle des Grundschiebers öffnet oder schließt. Um nun aber die Füllung veränderlich zu machen, was bei der vorbesprochenen Steuerung durch Nähern oder Entfernen der beiden Expansions-Schieberplatten geschieht, ist hier nur nötig, den Expansionsschieber weiter nach oben oder unten zu rücken, wodurch die nicht parallelen Kanten bc und da näher an die Kanäle herangerückt oder weiter von denselben entfernt werden, so daß bei der Verschiebung nach rechts oder links der Schluß oder die Öffnung der Kanäle früher oder später erfolgt. Zum Verständnis denke man sich das Trapez ab cd in eine höhere und in eine tiefere Stellung als die gezeichnete gebracht und verfolge die Hin- und Herbewegung desselben. Um nun dies frühere oder spätere Öffnen bezw. Schließen der Kanäle reichen, hat Rider den Trapezschieber auf eine Cylinderfläche aufgerollt. Es ist dann ohne weiteres klar, daß man die Entfernung der aufgerollten Kanten bc und da von den Kanalkanten durch Drehen dieses Schiebers verändern kann. Zur Veränderung der Füllung ist also nur ein Drehen der ExpansionsSchieberstange, an der der Schieber befestigt ist, notwendig. Dieses Drehen besorgt aber der Regulator. Selbstverständlich muß der Rücken des

Tafel 34.

Mchard Flaubach in Hörliß.

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MO-pferdige Dreifach-Expansionsmaschine mit Kondensation für den ^tttneb einer mechanischen Weberei.

Grundschiebers entsprechend der Cylinderfläche des Expansionsschiebers ausgehöhlt sein.

Fig. 747 u. 748 zeigt die Ridersteuerung. V ist der Grundschieber, dessen Rücken cylindrisch ausgedreht ist. In dieser Cylinderfläche bewegt sich der Expansioiisschieber E, der an der Sckneberstange befestigt ist. Damit eine Drehung des Schiebers E durch die Schieberstange erfolgen kann, ist diese an der Stelle, an der sie an den Schieber angreift, viereckig gehalten. Sie legt sich mit ihrem Vierkant in eine entsprechende Öffnung des Schiebers.

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Fig. 748.

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Fig. 747.

Es ist bei der Ridersteuerung darauf zu achten, daß der Drehwinkek der Schieberstange nicht zu groß ausfällt, weil sonst die Regulierung zu langsam erfolgt. Der Ausschlag darf höchstens 60° betragen. Da die Regulierung des Ganges der Maschinen durch Einwirkung des Regulators auf die Steuerung erfolgt, fällt die Drosselklappe hier fort, die bei der Meyerschen Steuerung nötig war, da der Regulator dort auf diese einwirkt.

Die Ventilsteuerungen.

Anstatt der Schieber bei den Schiebersteuerungen kommen bei den Ventilsteuerungen Ventile für den Dampfein- und -Auslaß zur Verwendung. Zu jeder Ventilsteuerung gehören zwei Dampfeinlaßventile und zwei Dampfauslaß. Ventile; cs sitzt an jedem Cylinderende je ein Ventil. Die Ventile sind stets Doppelsitzventile, d. h. Ventile mit zwei in verschiedenen Höhen liegenden Sitzflächen, wie wir bei den Steuerungen sehen werden. Die Ventilgehäuse sind an dem Cylinder direkt angegossen, während die Ventilsitze besonders eingesetzt werden. Als Material zu den Ventilen und den Ventilsitzen wird meistens Gußeisen verwendet. Auf eine sehr sorgfältige Bearbeitung der Ventile ist ganz besonders zu achten, da dieselben andernfalls sehr leicht undicht werden. Die Doppelsitzventile bieten den Vorteil, daß sie nur sehr wenig Hub zu haben brauchen, um den genügenden Durchgangsquerschnitt freizugeben.

Die einzelnen Ventilsteuerungen unterscheiden sich nun nur nach der Anordnung der äußeren Steuerungsteile. Der Schluß der Ventile geschieht entweder durch Federn oder Gewichte oderauch zwangsweise durch die Steuerungsteile.

Die Collmann-Steuerung (Fig. 749) ist eine zwangläufige Ventil-steuerung. d. h. eine Steuerung, bei der die Ventile durch die äußeren Steuerungsteile

geöffnet und auch wieder auf ihren Sitz zurückgeführt werden. Bon der Kurbelwelle der Dampfmaschine erhält die Steuerwelle 8 ihre Drehbewegung und zwar macht sie genau so viel Touren wie die Kurbelwelle. Auf der Steuerwelle 8 sitzt für jedes Aus- und Einlaßventil ein Excenter E mit der Stange T. An die Excenterstange greift der zweiarmige Hebel AB an, der am Cylinder befestigt ist und stets auf- und niederbewegt wird. Der Kniehebel BCD erhält von dem Hebel AB seine Bewegung. Zur Ventilbewegung ist nun folgender Hebelmechanismus vorhanden. Im Beginn der Ventileröffnung legt sich der Wälzhebel DG infolge der Aufwärtsbewegung von D bei E gegen die Wälzhebel EE. Hierdurch wird das bei E angehängte Ventil langsam geöffnet.    Es rückt

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wälzenden Bewegung der beiden Wälzhebel die Be-rührungslinie derselben gegen D vor und es erfolgt somit eine sehr e H schnelle Ventilerhebung.

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Fig. 749.

Ebenso erfolgt der Ventil- S -schluß sehr schnell, zuletzt jedoch, etwa V« bis V₂ mm vor dem Ventilschluß, wird infolge der entgegen- §g gesetzten Abwälzung der zwei Wälzhebel und der Verlegung des Berührungspunktes derselben nach E das Ventil langsam geschlossen. Im Punkte C greift an den Kniehebel die Stange CL an, deren Angriffspunkt L auf der Excenterstange T verschiebbar ist. Durch die Verschiebung dieser Stange aber wird der Kniehebel mehr oder weniger durchgedrückt, so daß der Schluß des Ventils früher oder später erfolgt.

Die Verschiebung von L wird durch die an der Regulatormuffe angreifende Zugstange durch Vermittlung eines Hebelmechanismus bewirkt. Durch die Verschiebung des Gleitstückes L wird die Cylinderfüllung zwischen 0 bis 0,9 veränderlich.

Der Regulator wird ebenfalls von der Steuerwelle 8 angetrieben, muß also stets Veränderungen der Tourenzahl der Maschine anzeigen, in welchem Falle er dann sofort die erforderliche Cylinderfüllung einstellt.

60

Prakt. Maschinenbauer.

Die Auslaßventile unten am Cylinder werden von demselben Excenter E durch Vermittlung einer Zugstange und zweier Wälzhebel bewegt.

Die Einlaßventile stehen noch unter Wirkung einer Blattfeder, welche gleichzeitig über beide Ventile greift; sie ist auf einer Säule in der Mitte des Cylinders befestigt.

Da natürlich zwei Ein- und zwei Auslaßventile vorhanden sind, müssen zwei solcher Mechanismen angeordnet sein.

Die Ventilbewegung erfolgt also bei der Collmann-Steuerung vollkommen von der Öffnung bis zum Schluß zwangläufig.

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Die Collmann-Steuerung wird von jyläßi derGörlitzerMaschi-nenbauanstalt und J|A Eisengießerei inGör-litz ausgeführt.

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Fig. 750.

Die Elsner-jggf ' Steuerung ist ebenfalls eine zwangläufige Ventilsteuerung (Fig. 750). Die Steuerwelle a, welche für je ein Ein-b laß- und Auslaßventil |_c\ ein Excenter erhält, wird wieder durch ko-W Nische Räder von der Kurbelwelle angetrieben. Das Excenter greift vermittelst des Gleitsteines b in die Schlitzscheibe c, welche in dem Bügel g der geführten Ventilstange d drehbar gelagert ist, und welch letztere durch Hebel e vermittelst der zwei Gelenke 1 und 2 mit der Ventilspindel in Verbindung lieht. Die jeweilige Lage des Schlitzes der Scheibe c bestimmt ein Regulator, welcher durch ein Gestänge mit dieser Scheibe so verbunden ist, daß er beim Steigen oder Fallen ein Verstellen derselben und dadurch eine Änderung des Füllungsgrades der Maschine bewirkt. In der Figur ist der Augenblick dargestellt, in welchem die Maschine im toten Punkt steht und das betreffende Ventil um das Voreilen geöffnet ist. Der Mittelpunkt des Excenters liegt dann genau in der Mitte der Schlitzscheibe. Dreht sich nun die Steuerkurbel in der Pscilricbtung, so verschiebt sich der Gleitstein b in der Schlitzscheibe nach

links und bewegt die Ventilzugstange d nach abwärts, wobei der Hebel e sich auf einer darunter liegenden Bahn derartig zwangläufig wälzt, daß im Augenblick des Aufsetzens das Ventil langsam, im nächsten Augenblick aber sehr schnell angehoben wird. Mit derselben Geschwindigkeit wird das Ventil wieder geschlossen, wobei dasselbe im letzten Augenblick sanft auf seinen Sitz aufsetzt.

Die Auslaßventile werden von derselben Kurbel in ähnlicher Weise durch Wälzhebel zwangläufig gesteuert und ist der Angriffspunkt der Zugstange f auf dem Hebel g verschiebbar, wodurch die Kompression geregelt werden kann, d. h. der frühere oder spätere Schluß der Auslaßventile.

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Die Ventile selbst sind noch durch Federn belastet, um ein Abheben derselben durch den Dampfdruck von ihren Sitzen zu verhindern.

Richard Raupach in Görlitz baut diese Steuerung.

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Fig. 751.

Die Ventilsteuerung nach Patent Widnmann, welche von der Erfurter Maschinenfabrik Franz Beyer & Co. in Erfurt ausgeführt wird, ist in Fig. 751 dargestellt. Auf der Steuerwelle 8 ist das Excenter E aufgekeilt, dessen Bewegung von dem festgeführten Excenterbügel durch den kurzen Lenker AB, der an dem Excenterbügel drehbar befestigt ist, auf den Hebel BCD übertragen wird. Der Hebel BCD überträgt die Bewegung weiter durch die Zugstange DF auf die Ventilhebel und auf das Ventil selbst. Der Hebel BCD ist bei C in der Gabel C des Hebelarmes GC drehbar gelagert. Der Hebelarm GC ist auf die Regulierwelle G aufgekeilt. Durch die Drehung dieser Welle seitens des Regulators, der mit seinem Gestänge bei R an dem ebenfalls auf die Regulierwelle gekeilten Hebelarm GR angreift, erhält der Arm GC und damit auch der Lenker AB eine andere Neigung.

60*

Durch die geänderte Neigung dieses Lenkers zum Excenter E wird die auf den Hebel B CD und weiter auf das Einlaßventil übertragene Bewegung eine andere, d. h. der Hebel BCD und das Ventil kehren früher in ihre Anfangslage (Schlußlage) zurück oder aber der Füllungsgrad ist verändert worden.

Die Excenterstange T greift an den Ventilhebel für das Auslaßventil an. Die Ventilhebel selbst sind wieder Wälzhebel. Die Ventile sind durch Federn belastet.

Diese Steuerung ist also ebenfalls eine zwangläufige, d. h. die Ventile bleiben mit den äußeren Steuerungsteilen stets in Verbindung.

Ventilsteuerung System Reimann, gebaut von der Aktiengesellschaft H. Paucksch in Landsberg a. W. Fig. 752 zeigt die schematische, Fig. 753 die bildliche Darstellung dieser Steuerung. Der Mechanismus

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Fig. 752.

wird in üblicher Weise durch eine parallel zur Cylinderachse gelagerte Steuerwelle angetrieben. a ist der Mittelpunkt dieser Welle und b der Mittelpunkt des auf ihr sitzenden Einlaßexcenters, b bewegt sich daher in einem Kreise um a und die-selbe Bewegung führt auch der ebenfalls mit b bezeichnete Mittel-M - punkt des Excenterringes aus. Das Stangenende c des Excenterringes wird in seiner Lage durch das Regulatorstellzeug mnopc gehalten und zwar derart, daß es bei hohem Regulatorstand nach links gezogen und bei niedrigem nach rechts gedrückt wird. Der Regulator verschiebt daher den Punkt c, wenn man sich das Excenter festgestellt denkt, auf einem Kreisbogen vom Radius bc. Denkt man sich dagegen den Regulator festgestellt, dann erhält der Punkt p eine feste Lage und die vom Excenter verursachte Bewegung des Punktes c erfolgt auf einem Kreisbogen vom Radius pc. Die Bewegung von c wird durch den Ringzapfenlenker cd auf den Ringzapfenhebel des übertragen, welcher um den festen Punkt e schwingt und mit Hilfe der Zugstange fg den Wälzhebel gh bethätigt. Dieser mit der geradlinig geführten Ventilspindel hq durch einen Bolzen drehbar verbundene Hebel hat bei geschlossenem Ventil einen festen und während der Ventileröffnungsperiode einen beweglichen Drehpunkt. Sämtliche Punkte des Wälzhebels schwingen bei geschlossenem Ventil in konzentrischen Kreisbögen um h und bewegen sich bei geöffnetem Ventil unter dem Einfluß der Feder 1 in Bahnen, welche von der geradlinigen Bewegung des Punktes h und der Gestalt der Wälzbahn i abhängig sind. Auf dieser

eigentümlichen Bewegungsart beruht die Wirkung der Vesitilschlußsichermig. Der Wälzhebel durchläuft bei normal arbeitendem Ventil, wo der Ventilschluß durch die Feder 1 erfolgt, einen genau bestimmten, von der Lage des Bolzens h und der Wälzbahn abhängigen Raum. bei hängengebliebenem Ventil dagegen, wegen, der dann höheren Lage des Bolzens h einen wesentlich anderen Raum und es bleibt offenbar als Unterschied dieser beiden Räume ein solcher übrig, welcher von dem Hebel nur bei hängengebliebenem, nicht a6er; bei normal arbeitendem Ventil durchlaufen wird. In diesem Raum ist nun bajB Widerlager k angebracht

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8tg. 753.

und dieses wird daher, so lange die Feder das Ventil rechtzeitig schließt, von dem Wälzhebel nicht berührt, sobald aber das Ventil hängen bleibt, stößt der Wälzhebel mit seinem Ansatz dagegen und drückt das Ventil auf seinen Sitz. Der Schluß des Ventils ist also stets gesichert.

Da ein Hängenbleiben der Ventile leicht ein Durchgehen der Maschine zur Folge haben kann, so ist dasselbe hier sicher vermieden.

Die Bethätig!.' a der Auslaßventile erfolgt wieder in der üblichen Weise durch ein Excenter mi ^ Zugstange und Wälzhebel.

II

Ventilsteueri v \ Patent Lentz^), gebaut von der Maschinenbau-A.-G. vorm. PH. Swiderski in Leipzig-Plagwitz (Fig. 754 u. 755). Es heißt in dem Artikel: .Kegen der geradezu verblüffenden Einfachheit der konstruktiven Durchbildung rind der erheblichen Verminderung der bewegten Teile ist diese nur einen geringen Krafthedarf erfordernde Steuerung, die im übrigen vollständig geräuschlos arbeitet und auf den Regulator* nur einen geringen Rückdruck ausübt, für beträchtliche Umlaufzahlen geeignet."

„Die Einlaßventile werden von den vom .Regler beeinflußten losen Excentern b, die Auslaßventile c von den festen Excentern d bewegt. Die Ventile sind Dvppelsitzventilc. Jedes Einlaßventil a hängt an einer mit Querrillen versehenen Spindel e, die ohne Zuhilfenahme von Stopfbüchsen, welche

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Fig 754.

Frg. 755.

durch starkes oder einseitiges Anziehen die Reibung der Spindel unnützerweise vermehren, in einer mit einem mittleren Hohlraume versehenen Büchse geführt und abgedichtet wird. Damit sich die Spindel überhaupt nicht in der Führung reibt und sich bei ungleicher Wärmeausdehnung von Spindel und Führung nicht festsetzt, ist sie von vornherein nicht straff, sondern leicht in die Führung eingepaßt. Auf ihrer oberen Seite bildet die Führung einen Behälter, der stets mit Öl gefüllt ist. Dieses wird von der Spindel nach unten mitgerissen, wodurch deren in der oberen Hälfte der Büchse geführter Teil geschmiert wird. Das Öl nebst dem vom Ventilraum aus durchdringenden Gemisch von Dampf,

‘) Ich entnehme die Beschreibung dieser Steuerung einem Artikel von Fr. Freytag ln der Zeirschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1900 Nr. 43.

Wasser und Öl sammelt sich im mittleren Hohlraum der Führung an, von wo aus es die untere Hälfte der Büchse schmiert, kühlt und abdichtet, während der überschüssige Teil dieses Gemisches durch ein Rohr derart ausfließt, daß die Menge ständig beobachtet werden samt."

„Die Spindel ist mit ihrem oberen Ende in die mit einem senkrechten Schlitz versehene, in der ebenfalls geschlitzten Laterne i geführten Verlängerung f, welche noch mittels des Bolzens g die Rolle h trägt, eingeschraubt. Oben bildet die Laterne ein Gehäuse für die Schraubenfeder k, die sich einerseits gegen f, andererseits gegen die mittels Schraube m nachstellbare Druckplatte 1 stützt."

„Die Ventile werden in einfacher Weise durch einen im Schlitz der Laterne und der Spindelverlängerung schwingenden, mittels Zapfen n in der ersteren befestigtem Gleitschuh o gesteuert, dessen nasenartige Erhöhung beständig gegen die ttt der Büchse f der Spindel e gelagerte Rolle h drückt und so geformt ist, daß ein schneller, sanfter und zwangläufiger Schluß des Einlaßventils ermöglicht wird. Am Zapfen p des Gleitschutzes o greift die Excenterstange q an."

„Mit der Steuerwelle ist ein Gleitklotz d fest verbunden, auf welchem das mit zwei zu einander senkrecht stehenden Schlitzen versehene Einlaßexcenter b aufgesteckt ist. Dieses kann durch den Stein E vom Regulator R aus derart verschoben werden, daß sich Excentrizität und Voreilwinkel je nach der Belastung der Maschine ändern. Da im Augenblicke der Ventilöffnung, in welchem die größten Widerstände zu überwinden sind, die Excenterstange q senkrecht zum Gleitklotz d steht, wird die Rückwirkung der Steuerung vom Gleitklotz aufgenommen und kann deshalb den Regulator nicht beeinflussen."

..Die Steuerung der Auslaßventile erfolgt in gleicher Weise wie oben erläutert, nur mit dem Unterschiede, daß die Bewegung von auf der Steuerwelle festsitzenden Excentern abgeleitet wird."

Als Regulator für diese Steuerung wird ein besonders konstruierter, auf der Steuerwelle sitzender Flachregler, Bauart Lentz, verwendet.

Die Hahnsteuerungen,

bei denen anstatt der Ein- und Auslaßventile, Hähne an den Cylinderenden angeordnet sind, werden verhältnismäßig sehr wenig gebaut, so daß wir hier von einer näheren Besprechung derselben absehen können. Die Ventilsteuerungen werden heute den Hahnsteuerungen fast allgemein vorgezogen.

Kolbenhub gewöhnlich Schiebersteuerungen erhalten,

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Bezüglich der Wahl der jeweilig best geeigneten Steuerung sei bemerkt, daß Maschinen bisHu 550 da Ventilsteuerungen für so kleine Maschinen zu kompliziert und daher zu teuer werden. Die Maschinen über 250 mm Kolbenhub sind mit selbstthätig durch den Regulator beherrschten Schiebersteuerungen auszuführen, während die ganz kleinen Maschinen unter 250 mm Kolbenhub mit Drosselklappe und einfacher Schiebersteuerung gebaut werden.

Maschinen von 000 mm Kolbenhub aufwärts werden meistens mit Ventilsteuerung Msehen, dg hierbei die Schieber zu groß werden und namentlich bei dem jetzt üblichen hohen Kesseldruck zu große Schwierigkeiten verursachen

würden. Große Schieber werden unbequem und neigen zum Verziehen, und dadurch zur Undichtigkeit.

Die Ventilsteuerungen haben den Vorteil geringer schädlicher Räume und geringeren Kraftbedarfs zur Bewegung der Steuerungsorgane. Bei der Schiebersteuerung lastet ein bedeutend größerer Druck auf dem Schieber, als auf dein Ventil, und hierdurch muß eine große Reibungsarbeit von dem Excenter überwunden werden, welche um so größer wird, je höher der Dampfdruck ist.

Die Schiebersteuerungen sind aber sehr viel einfacher als die Ventil--Steuerungen.

Die Dampfmaschinenarten.

Wir unterscheiden die Dampfmaschinen in der folgenden Besprechung nach ihrer Aufstellungsart in

1.    Die liegenden oder horizontalen Dampfmaschinen,

2.    die stehenden oder vertikalen Dampfmaschinen,

3.    die transportablen Dampfmaschinen.

Wir hatten oben schon die Hauptmerkmale, Vor- und Nachteile dieser einzelnen Aufstellungen kennen gelernt.

1. Die liegenden oder horizontalen Dampfmaschinen.

Mit einfacher Schiebersteuerung versieht man nur Maschinen für kleinere industrielle Anlagen. Maschinen, an welche größere Anforderungen bezüglich

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Fig. 756.

des Dampfverbrauchs und der Leistungsfähigkeit gestellt werden, erhalten Steuerungen mit durch den Regulator veränderlicher Expansion, z. B. Ridersteuerung.

Kleine Eincylindermaschinen bis etwa 30 bis 40 Pferdestärken kann mit gekröpfter Kurbelwelle ausführen. Fig. 756 zeigt eine solche Maschine nach

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Ausführungen der Aktien-Gesellschaft H. Paucksch in Landsberg a. W. Die Rundführung für den Kreuzkopf ist mit einem gußeisernen Rahmen versehen, der nach der Kurbelwelle hin gegabelt ist, so daß zwischen der Gabelung die gekröpfte Kurbelwelle mit ihrer Kröpfung Platz findet. Die beiden Kurbelwellenlager sind auf den Gabelarmen angeordnet. Der Cylinder hängt frei an der Geradführung. Wir bemerken auf dem Schieberkasten das Dampfeinlaßventil und auf der Geradführung einen Pröllschen Federregulator, der eine Ridersteuerung direkt beeinflußt. Auf dem einen freien Ende der Kurbelwelle sitzt das Schwungrad fliegend. Die Maschinen können als Auspuffmaschinen oder Kondensationsmaschinen arbeiten. Genannte Fabrik führt diese Maschinen mit 240, 270 und 300 mm Cylinderdurchmesser aus mit Leistungen von 22 bis 42 Pferdestärken bei 6 bis 7 Atmosphären Kesseldruck.

Die Bajonettmaschinen, wie eine solche von der Maschinenfabrik Grevenbroich in Grevenbroich (Rhld.) in Fig. 757 wiedergegeben ist, finden die aus-

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Fig. 757.

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gedehnteste Verwendung. Sie unterscheiden sich im wesentlichen in der Unterstützung des Bajonettrahmens voneinander. Der uns aus obigem bekannte Bajonettrahmen erhält seine Unterstützungen hier am Kurbelwellenlager und seinem Hinteren Teil. Der Cylinder hängt frei an dem Rahmen, kann sich also infolge von Temperatureinflüssen frei ausdehnen, was nicht ohne weiteres möglich ist, wenn derselbe noch durch einen Fuß unterstützt und fest mit dem Fundament verbunden ist. Größere Maschinen erhalten aber allgemein diese letztere Unterstützungsart, da bei ihnen das Gewicht des Cylinders schon zu groß wird dasselbe frei hängen lassen zu können. Man sieht dann wohl auch noch einen Fuß unter der Mitte des Rahmens vor. Der Fuß am Hinteren Teil des Rahmens fällt dann natürlich fort. Wieder andere Fabriken lassen auch den ganzen vorderen Arm des Rahmens von Beginn der Rundführung bis zum Lager auf dem Fundament aufliegen. Es sind eben hier die mannigfachsten Konstruktionen vorhanden. Bei den Bajonettmaschinen macht sich zur Unterstützung des Hinteren Kurbelwellen-Endes noch ein Lager erforderlich. Das

61

Prakt. Maschinenbauer.

Schwungrad sitzt auf der Mitte der Kurbelwelle. Die Kolbenstange der Maschine ist durch den Hinteren Cylinderdeckel hindurch verlängert, in welchem Fall für eine Schutzvorrichtung Sorge getragen werden muß, damit Menschen durch die hin- und hergehende Kolbenstange nicht getroffen werden können; ebenso müssen Schutzvorrichtungen um die Kurbel und Pleuelstange vorgesehen werden. Die Excenter für die Ridersteuerung liegen direkt hinter dem Kurbelwellenlager auf der Kurbelwelle.

Die dargestellten Maschinen baut die Fabrik von 200 bis 600 mm Cylinderdurchmesser bei 300 bis 1000 mm Hub, wobei Leistungen von 8 bis 174 Pferdestärken bei 4Vs Atmosphären Anfangsdruck erreicht werden. Der Dampfverbrauch beträgt bei den kleineren Maschinen etwa 25 kg, bei den größeren etwa 20 kg für die Pferdekraft und Stunde. Es sind Füllungen von 30 und 50% angenommen.

Wir sehen in Fig. 758 eine Bajonettmaschine mit Ventilsteuerung System

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Fig. 758.

Reimann und vorn aufliegendem Bajonettrahmen von der Aktien-Gesell-schaft H. Paucksch in Landsberg a. W. Bei diesen Maschinen ist der Cylinder mit einem Fuß versehen, der sich auf einem gußeisernen Untersatz. frei verschieben kann, wenn Ausdehnungen eintreten. Wir bemerken auf dem Cylinder die beiden Dampfeinlaßventile und unter dem Cylinder die beiden Dampfauslaßventile, die durch die äußere Steuerung bethätigt werden. Die Steuerwelle wird durch Kegelräder von der Kurbelwelle angetrieben. Der Regulator wird wiederum von der Steuerwelle aus durch Kegelräder angetrieben, er beeinflußt durch sein Stellzeug die Steuerung. Zwischen den beiden Dampfeinlaßventilen ist auf dem Cylinder das Dampfeinlaßventil angeordnet. Die Ventile und deren Sitze fertigt die Fabrik aus Stahlguß. Die Maschinen dieses Systems erhalten Dampfmäntel und geheizte Cylinderdeckel.

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Die Tabellen geben die Abmessungen und Leistungen dieser Maschinen

Ohne Kondensation.

Nr.

Cylinder-

durchm.

Kolbenhub

Touren

per

Minute

Indizierte Normalleistung be: einem Kesseldruck von 7 bis 9 Atm.

und ökonomisch günstigster Füllung

Seil-Schwungrad

Durchm.

Seil-

Durchm.

Anzahl

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600    110

700    100

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900    85

1000    80

60 bis 86 88 „ 124 115 „ 165 150 „ 210 190 „ 270

3000

3500

4000

4500

5000

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Mit abstellbarer Kondensation.

Nr.

Cylinder-

durchm.

Kolbenhub

Touren

per

Minute

Indizierte Normalleistung bei einem Kesseldruck von 6 bis 8 Atm. und ökonomisch günstigster

Seil-Schwungrad

Durchm.

Seil-

Durchm.

Anzahl

340

400

600

450

700

500

800

900

550

1000

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3000

3500

4000

4500

5000

45

45

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Die bisher besprochenen Maschinen waren sämtlich Eincylindermaschinen. Der Dampf wirkt nur einmal in dem einen vorhandenen Cylinder durch seine Expansion. Die Mehrfach-Expansionsmaschinen teilen nun die Expansion des Dampfes in zwei oder mehrere Teile, indem zwei oder mehrere Cylinder zur Anwendung kommen, in denen der Dampf nacheinander expandiert.

Wie wir bereits wissen, sind bei den Woolf-Maschinen, Verbund-Maschinen oder Compound-Maschinen zwei Cylinder vorhanden, deren Kolben entweder in gleicher oder in entgegengesetzter Richtung sich bewegen, entsprechend zwei unter 0 oder 180° aufgekeilten Kurbeln. Wird zwischen beide Cylinder noch ein Zwischenbehälter oder Receiver eingeschaltet, dessen Größe etwa gleich dem Hochdruckcylinder-Volumen genommen wird, so erhält man die Woolf-Receiver-Maschinen. Es heißt in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik": „Bei den vertikalen Maschinen Woolfschen Systems werden Hoch- und Niederdruckcylinder nebeneinander mit Kurbeln unter 180° angeordnet. Die Aufstellung gewährt vollständige Massenausgleichung der Triebwerksteile in vertikaler Richtung und wird daher besonders für Maschinen mit hoher Umdrehungszahl, namentlich für den Betrieb von Lichtinaschineu angeordnet. Der zur Erreichung eines hohen Gleichförmigkeitsgrades nachteilige Umstand, daß beide Maschinenkurbeln stets gleichzeitig durch die toten Punkte gehen, läßt sich dabei nur durch entsprechende Vergrößerung der Schwungmassen unempfindlich machen. Dieselben Vorteile hinsichtlich der Massenausgleichung im Triebwerk bietet die horizontale Anordnung mit Kurbeln unter 180°. Sehr häufige Anwendung findet heute die horizontale Woolfsche Receivermaschine mit hintereinander liegenden Cylindern und einem einzigen Kurbeltriebwerk (Tandem-Maschine). Diese Anordnung ha

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den Vorteil einfacher und billiger Anlage wegen des Fortfallens eines zweiten Kurbelmechanismus. Die allgemein übliche Anordnung der Zweifach-Expansionsmaschine ist heute diejenige mit nebeneinander liegenden Dampfcylindern unter 90° versetzten Kurbeln. Es wird hierdurch eine gleichmäßigere Kraftwirkung an der Kurbelwelle und damit ein höherer Gleichförmigkeitsgrad bei verhältnismäßig geringen Schwungmassen erreicht. Auch das Anlassen der Maschine ist erleichtert. Da bei diesem Maschinensystem im Vergleich zum vorhergehenden die Einströmperiode des Niederdruckcylinders nicht mit der Ausströmperiode des Hochdruckcylinders zeitlich zusammenfällt, ist zur Aufnahme des Arbeitsdampfes ein Behälter (Aufnehmer oder Receiver) zwischen Hoch- und Niederdruckcylinder notwendig und es werden daher diese Maschinen auch Compound-Receivermaschinen oder Verbundmaschinen genannt."

Die Mehrfach - Expansionsmaschinen bieten die Vorteile geringen Dampfverbrauchs, die Arbeit wird gleichmäßig auf die einzelnen Cylinder verteilt, die Kraftwirkung gestaltet sich dadurch günstig und die Drucke in den Triebwerksteilen werden vermindert. Dagegen sind sie sehr viel komplizierter und teurer, als Eincylindermaschinen. „Ein empfindlicher Übelstand der Mehrfach-Expansion," sagt Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", weiter, „besteht darin, daß die Leistungsfähigkeit der Maschinen sich nicht beliebig steigern läßt ohne Beeinträchtigung der Compoundwirkung, Verschlechterung der Arbeitsverteilung und Erhöhung des Dampfverbrauchs, indem die Leistung des Hochdruckcylinders stetig abnimmt, während diejenige des Niederdruckcylinders unverhältnismäßig zunimmt. Zur Erhöhung der Maschinenleistung sieht man sich daher auch für gewisse Betriebsverhältnisse veranlaßt, von der stufenweisen Expansion abzusehen und jedem Cylinder frischen Kesseldampf zuzuführen und diese voneinander unabhängig zu betreiben." Man erhält dann die Zwillingsmaschinen. Ein Nachteil der Compound-Maschinen ist es auch, daß sie nicht bei jeder Kurbelstellung anlaufen. Steht beispielsweise die Hochdruckkurbel für das Anlassen ungünstig, so muß dasselbe mit dem Niederdruckcylindcr geschehen, in welchem Falle demselben frischer Dampf zugeführt werden muß; für die entsprechenden Einrichtungen dafür ist daher Sorge zu tragen. Ist andererseits der Gegendruck im Receiver zu groß, was infolge von Undichtheiten der Steuerorgane des Hochdruckcylinders eintreten kann, so ist ebenfalls trotz günstiger Stellung der Hochdruckkurbel das Anlassen erschwert. Receiver und Niederdruckcylinder werden daher auch stets mit Sicherheits- und Auslaßventilen ausgerüstet.

Die Dampfcylinder, auch wohl die Cylinderdeckel, werden bei den Mehrfach-Expansionsmaschinen stets geheizt. Zur Heizung des Hochdruckcylinders ist frischer Kesseldampf, zur Heizung des Mittel- und Niederdruckcylinders ebenfalls frischer oder gedrosselter Dampf zu verwenden.

In Fig. 759 ist nun eine Verbundmaschine im Grundriß nach der Bauart der Görlitzer Maschinenbau-Anstalt und Eisengießerei in Görlitz dargestellt. Wir sehen die zwei vollständig voneinander getrennten Maschinen mit. Bajonettrahmen, die beide auf die gemeinsame Kurbelwelle wirken, welche das Seilschwungrad trägt. Der im Grundriß unten liegende Cylinder ist der Hoch-

druckcylinder, der oben liegende der Niederdruckcylinder, während der Hochdruckcylinder mit Ventilsteuerung, System Collmann, versehen ist, hat der Niederdruckcylinder Schiebersteuerung. Die Maschine ist mit Kondensation ausgerüstet, welche man bei Verbundmaschinen meistens anwendet. Zwischen beiden Cylindern

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Fig. 759.

liegt das Dampfabsperrventil. Der Dampf strömt durch dasselbe in den Hochdruckcylinder, aus dem Hochdruckcylinder gelangt er in den Receiver (der rechte

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MAX KUTSCHER. ^JEBLIN.

Fig. 760.

der beiden zwischen den Cylindern liegende Behälter); von da aus strömt er in den Niederdruckcylinder. Er gelangt dann in den Kondensator (der linke der beiden zwischen den Cylindern liegende Behälter). Über die Kondensationsanlagen werden wir später noch ausführlich sprechen. Durch eine Abzweigleitung vom Dampfabsperrventil aus kann auch direkter Dampf in den Niederdruckcylinder geleitet werden, was durch einen Pfeil angedeutet ist. Von der verlängerten

Kolbenstange des Hochdruckcylinders wird die Luftpumpe des Kondensators angetrieben. Wie wir aus dem Aufriß (Fig. 760) ersehen, liegen sämtliche Rohrleitungen, der Kondensator und die Luftpumpe unter dem Fußboden des Maschinenraumes. Wir sehen zugleich in der Figur den Antrieb der Luftpumpe, welche aus zwei einzelnen Pumpen gebildet wird, und werden die Kolben durch einen Balancier von der verlängerten Kolbenstange gehoben und gesenkt. Die Kolbenstange erhält an ihrem Ende durch einen besonderen Kreuzkopf nochmals Führung. Die Anordnung wird auch häufig so getroffen, daß die Luftpumpe über Flur steht, in welchem Falle am Ende der Kolbenstange der Kolben der Pumpe direkt befestigt ist. Alle Rohrleitungen u. dergl. liegen aber trotzdem versenkt.

Die Cylinder der Maschine liegen nach außen, die Steuerung nach innen. Solche Maschinen bezeichnet man als Verbundmaschinen mit außen liegenden Cylindern, im Gegensatz zu den Maschinen mit innen liegenden Cylindern, bei welchen die Cylinder nach innen, die Steuerungsteile aber nach außen liegen.

Die Kurbeln beider Cylinder sind um 90° versetzt. Der Hochdruckcylinder ist natürlich mit dem Regulator ausgerüstet.

Wir sehen auch in Fig. 760 die über den beiden Einlaßventilen liegende Blattfeder, welche der Collmann-Steuerung eigen ist und oben erwähnt wurde.

Die Zwillingsmaschinen, bei denen jeder Cylinder frischen Kesseldamps erhält, sind nun genau so angeordnet, nur fallen der Receiver und die damit verbundenen Rohrleitungen fort.

Die Kondensation wird meistens abstellbar eingerichtet, so daß der Dampf in den Kondensator oder ins Freie geführt werden kaun.

Die Aktiengesellschaft H. Paucksch in Landsberg a. W. baut derartige Maschinen nach den folgenden Tabellen:

Ohne Kondensation.

Nr.

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Minute

Indizierte Normalleistung bei einem Kesseldruck von

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Mit Kondensation.

Nr.

Hoch- | Niederdruck-Cylinder Durchm.

Kolben- Touren Hub

per

Minute

Indizierte Normalleistung bei einem Kesseldruck von

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Seil-Schwungrad

Durchm.

Durchm.

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Fig. 761

Mit

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Fig. 761 zeigt eine schnelllaufende liegende Verbunddampfmaschine nach Ausführungen der Maschinenbau-A.-G. vorm. PH. Swidtzrsky in Leipzig-Plagwitz. Die Maschine ist mit Schiebersteuerung, die an jedem Cylinder

außen liegt, versehen. Die Kurbelwelle muß für solche Maschinen zweimal gekröpft werden, da die Kurbeln innerhalb der beiden Kurbelwellenlager liegen. Das Schwungrad sitzt an einem Ende der Kurbelwelle fliegend, oder die Welle ist hinter demselben nochmals durch ein Lager unterstützt. Die Cylinder hängen frei an den Rundführungen. Die Maschinen werden mit und ohne Kondensation geliefert.

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Fig. 702.

Wie oben schon erwähnt wurde, ist eine sehrbeliebteAusführungs-form der Compound-Maschinen diejenige mit hintereinander liegenden Cylindern geworden. Diese Maschinen werden billiger und nehmen nicht so viel Raum ein, als die Verbundmaschinen nach Fig. 759.

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Fig. 762 giebt eine liegende Tandem - Verbund-Maschine der letztgenannten Fabrik wieder. Der Niederdruckcylinder liegt hier hinter dem Hochdruckcylinder; die Anordnung kann aber auch umgekehrt getroffen werden. Zwischen beiden Cylindern ist ein geeignetes Verbindungsstück eingeschaltet. Die Maschine hat sonst die übliche Bauart. Beide Kolben sitzen eben an einer gemeinschaftlichen Kolbenstange, die auf den Kurbelmechanismus

wirkt. Genannte Fabrik versieht die Maschinen bis etwa 125 Pferdestärken mit Ridersteuerung, größere Maschinen erhalten Ventilsteuerung. Die Maschinen können mit oder ohne Kondensation eingerichtet werden. Die Luftpumpe kann von der verlängerten Kolbenstange des hintersten Cylinders oder auf eine beliebige andere Art angetrieben werden.

Die Erfurter Maschinenfabrik Franz Beyer & Co. in Erfurt führt derartige Maschinen nach der auf Seite 487 befindlichen Tabelle aus.

Die Dreifach-Expansionsmaschinen oder Dreicylinder-Verbund-Maschinen besitzen drei Cylinder. Der Dampf strömt aus dem Hochdruck- in den Mittel-druck- und zuletzt in den Niederdruckcylinder. Die Anordnung wird stets so getroffen, daß Hoch- und Mitteldruckcylinder als Tandemmaschine auf einen und der Niederdruckcylinder allein auf einen Kurbelmechanismus arbeiten. In Fig. 763 ist eine solche Maschine nach Ausführungen der Görlitzer

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Fig. 763.

Maschinenbauanstalt    und Eisengießerei    in Görlitz dargestellt.    Der

Hochdruckcylinder liegt hier hinter dem Mitteldruckcylinder. Die Kurbeln beider Maschinen werden unter 90° versetzt. Hier sind natürlich zwei Receiver erforderlich, einmal ein    solcher zwischen Hoch-    und Mitteldruckcylinder,    das

andere Mal zwischen Mittel- und Niederdruckcylinder. Dreifach-Expansionsmaschinen findet man als stationäre Maschinen verhältnismäßig selten. Hauptsächlich als stehende Schiffsmaschinen haben sie sich eingeführt. Häder, „Die Dampfmaschine", sagt: „Ob überhaupt und unter welchen Verhältnissen die Dreifach-Expansionsmaschine als stationäre Maschine dem Cömpound-System vorzuziehen ist, darüber gehen die Ansichten sehr auseinander. Zu Gunsten der Dreifach-Expansionsmaschine spricht die bessere Ausnützung des hochgespannten Dampfes (10 Atm.) und der daraus sich ergebende geringere Dampfverbrauch."

„Als Nachteil muß    angesehen werden, daß    die Anzahl    der (sich teils    bewegenden) Maschinenteile    um etwa ¹/₃ vergrößert wird und    dadurch Wartung

und Reparaturkosten sich ungünstiger gestalten. Das Dichthalten der Rohrleitung ist dem hohen Dampfdruck entsprechend ebenfalls schwieriger. Außerdem ist die Leerlaufarbeit größer, also der Nutzeffekt kleiner als bei einer Compoundmaschine."

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Tafel 26.

Görlitzer Maschinenbauanstakt tt. Eisengießerei in Hörkitz.

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Fast bei allen Mehrfach-Expansionsmaschinen wirkt der Regulator nur auf die Steuerung der Hochdruckcylinder.

2. Die stehenden oder vertikalen Dampfmaschinen.

Wir hatten weiter oben schon die Vor- und Nachteile der vertikalen Aufstellung von Dampfmaschinen hervorgehoben. Die stehenden Maschinen haben

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Fig. 764.

sich heute für den direkten Betrieb von Dynamomaschinen ein großes Feld erobert. Als schnelllaufende Maschinen kommt der Umstand sehr in Betracht, daß der Cylinder nicht einseitig, wie bei den . liegenden Maschinen, abgenutzt wird. Bei den stehenden Maschinen ist natürlich das Hauptaugenmerk auf eilte möglichst stabile Aufstellung derselben zu richten. Hierzu gehört M auch die Verbindung B) des Cylinders mit deni W Ständer. Lueger, „Lexikon der gesamten ^ Technik", bemerkt: „Bei 8 mehrcylindrigenMaschi-i( (jjjlr neu ist die Stabilität durch kräftige Veranke--5p rung der einzelnen Pff Ständer untereinander - äs^ entweder durch Verschraubung der Ständerköpfe oder durch Quer-versteifuugen anzustreb-n. Die nötige Starrheit der Konstruktion wird häufig sogar durch Verschraubung der Dampfcylinder untereinander bewirkt, namentlich bei Schiffsmaschinen. Auch werden sogar beide Cylinder ans einem Stück gegossen. Es ist jedoch die obere Verbindung der Ständer mit vollständig voneinander getrennten Dampfcylindern vorzuziehen, um die freie Ausdehnung der letzteren nicht zu behindern.

Bei der Konstruktion der Kreuzkopfführung als Rundführung oder als einseitige Linealführung ist die Rücksicht auf leichte Zugänglichkeit der Triebwerksteile und Dampfcylinderstopfbüchsen maßgebend. Die Kurbellager bedürfen keiner seitlich

nachstellbaren Lagerschalen, da die Abnutzung der letzteren nur in vertikaler Richtung erfolgt."

Die stabilste Aufstellung der stehenden Maschinen bietet noch diejenige mit Rundführung (Fig. 764, Ausführung der Maschinenbau-A.-G. vorm PH. Swiderski in Leipzig-Plagwitz). Die Rundführung stützt sich auf zwei Füße, die auf der Fundamentplatte befestigt werden- Ganz kleine Maschinen gießt man in Ständer und Fundamentplatte in einem Stück. Auf der Rundführung ist der Cylinder mit dem Schieberkasten aufgeschraubt.

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Rundführung und Fundamentplatte werden natürlich in Hohlguß ausgeführt. Bei den stehenden Maschinen verwendet man meist Schiebersteuerungen, so ist die dargestellte Maschine mitRidersteuerung versehen, welche der Regulator direkt beeinflußt.

In neuerer Zeit führt die genannte Fabrik auch stehende Maschinen mit £

Fig. 765.

können, was bei den liegenden Bajonettmaschinen infolge des Armes der Rundführung nach dem Lager hin nicht möglich war. Die Kurbelwelle muß bei den stehenden Maschinen natürlich gekröpft werden. Um Cylinder- und Ständermittel genau centrieren zu können, ist es zweckmäßig, den Cylinder mit einem Flausch über den Kops der Rundführung greifen zu lassen. Diese Ausführung mit Rundführung ist mm nicht gerade günstig für die Übersichtlichkeit der sich bewegenden Teile und der Stopfbüchse unten am Cylinder. Man zieht diesen deshalb vielfach die Ausführung mit einer eingleisigen Geradführung nach Fig. 370 vor, nach welcher die folgende Maschine gebaut ist.

Die in Fig. 764 dargestellte Maschine wird von 5 bis 70 Pferdestärken gebaut. Das kleinste Modell macht 320, das größte 200 Umdrehungen in der Minute. Die kleinen Maschinen kommen fertig zum Versand, so daß sie sehr schnell aufgestellt werden können.

Ventilsteuerung Patent Lentz aus. Die schädlichen Räume fallen bei stehenden Maschinen kleiner aus als bei lie- ^ genden, da die Schieber ^Üüf ganz nahe an den Cylinder herangerückt werden

Mit Kondensation.

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Eine stehende Verbundmaschine mit eingleisiger Kreuzkropfführung nach Fig. 370 ist in Fig. 765 nach Bauart der Aktien-Gesellschaft H. Paucksch in Landsberg a. W. wiedergegeben. Die Geradführungen der beiden Cylinder sind nach rückwärts mit einem Fuß versehen, die vordere Seite der Cylinder stützt sich auf schmiedeeiserne Säulen, die nach hinten nochmals durch Diagonalverstrebungen abgestützt sind. Ständer und Säulen stehen auf einer geschlossenen gußeisernen Grundplatte, an welcher die Lagersitze angegossen sind. Die zweifach gekröpfte Kurbelwelle ruht in drei Lagern. Die Kurbeln sind um 90° gegeneinander versetzt. Die Dampfverteilung im Hochdruckcylinder bewirken entlastete Kolbenschieber, welche direkt von einem Vertikalen im Schwungrad liegenden Feder- oder Achsen-Regulator beeinflußt werden, so daß die Füllungen je nach Belastung der Maschine von 0,00 bis zu 0,60 variieren.

Die Dampfverteilung im Niederdruckcylinder wird bei kleineren Maschinen durch einen einfachen Trickschen Kanalschieber und bei größeren Maschinen von einem Grund- und einem Expansionsschieber bewirkt.

Die Cylinder erhalten Dampfmäntel. Der größeren Sicherheit wegen sind Cylinder-Wasserventile mit Federbelastung oben auf den Cylindern angeordnet, welche beim Aufwärtsgang des Kolbens das Entweichen etwaigen, in den Cylindern befindlichen Wassers gestatten, so daß Wasserschläge nicht eintreten können.

Sind die Maschinen mit Kondensation versehen, so ist der Ständer des Niederdruckcylinders zugleich als Kondensator ausgebildet. Hinter dem Niederdruck-Ständer wird die einfach wirkende vertikale Luftpumpe angeordnet, deren Kolben mit einem schmiedeeisernen Balancier vom Kreuzkopfe der Niederdruck-Kolbenstange bewegt wird.

Bei den Maschinen ohne Kondensation stellt sich der Dampfverbrauch für die Normalleistung auf etwa 10 kg für eine indizierte Pferdekraft und Stunde je nach der Größe der Maschine und dem zur Verfügung stehenden Betriebsdruck.

Bei der Maschine mit Kondensation beträgt der Dampfverbrauch bei denselben Verhältnissen etwa 8 kg für eine indizierte Pferdekraft und Stunde.

Obige Fabrik führt diese Maschinen nach der folgenden Tabelle aus.

Ohne Kondensation.

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1700

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Diese Maschinen eignen sich auch gut zum direkten Kuppeln mit einer Dynamomaschine.

Bemerkt sei, daß natürlich auch diese Verbundmaschinen mit Rundführungcn in der Form nach Fig. 764 ausgeführt werden.

Die stehenden Dreifach-Expansionsmaschinen werden fast stets mit einseitiger Kreuzkopfführung nach Fig. 765 gebaut; sie zeigen sonst aber dieselbe Ausführung wie die Verbundmaschinen. Ihre Kurbeln werden um 120° gegeneinander versetzt.

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Fig. 766.

Eine besondere Spezialtype von Dampfmaschinen führt die Görlitzer Maschinenbauanstalt und Eisengießerei in Görlitz aus, nämlich kombiniert liegende und stehende Verbundmaschinen und Dreifach-Expansionsmaschinen. In Fig. 766 ist eine solche Verbundmaschine dargestellt. Der Hochdruckcylinder ist liegend angeordnet und liegt hinter dem stehenden Niederdruckcylinder. Die Geradführung für den Hochdruckcylinder ist ebenso wie diejenige des Niederdruckcylinders als eingleisige Schlittenführung ausgebildet. Beide Kolben wirken auf die doppelt gekröpfte Kurbelwelle. Für den Hochdruckcylinder wird Coll-manns Ventilsteuerung, für den Niederdruckcylinder Schiebersteuerung verwendet. Wir bemerken hinter dem Ständer den Receiver, welcher den Dampf von dem Hochdruckcylinder nach dem Niederdruckcylinder überführt.

63

Prakt. Maschinenbauer.

Die Maschinen zeigen eine sehr gedrungene Bauart, nehmen sehr wenig Platz ein und haben neben den Vorteilen der liegenden auch diejenigen

der stehenden Maschinen. Ihre Aufstellung ist wesentlich stabiler als diejenige einfacher stehender Maschinen.

Bei den Dreifach-Expansions-

gg__ Maschinen dieser Bauart wird die

bbüeI Anordnung so getroffen, daß der Hoch- und Mitteldruckcylinder als Tandemmaschine liegend, derNieder-WK    druckcylinder aber    stehend    auf*

"    gestellt wird.

Im Anschluß an die stehenden Maschinen seien die Wand-Dampfmaschinen erwähnt. Dieselben finden im allgemeinen nur wenig Verwendung und nur für vorübergehende Arbeitsleistung. Fig. 767 zeigt eine    solche    Ein-

cylindermaschine von der Erfurter Maschinenfabrik Franz Beyer & So. in Erfurt.    Die    ganze

Maschine wird an einer Platte montiert, mittels welcher sie an die Wand geschraubt wird. Die dargestellte Maschine ist mit einer Rundführung und mit Expansions-Schiebersteuerung versehen. Die Anordnung ist sonst aus der Figur ersichtlich.

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3. Die transportablen Dampfmaschinen.

Als transportable Dampfmaschinen bezeichnet man diejenigen, welche ohne besondere feste Fundamente so montiert sind, daß ihr Aufstellungsort leicht geändert werden kann. Hierher gehören nun vor allen Dingen die Lokomobilen, deren Maschinen stets mit dem Kessel direkt verbunden sind, indem sie auf demselben befestigt sind. Wie wir wissen, ruhen die Lokomobilen entweder auf Rädern oder sind so aufgestellt, daß sie leicht und ohne besondere Kosten von einem Ort zum andern transportiert werden können.

Wir sehen nun in Fig. 768 u. 769 eine fahrbare Lokomobile mit einer auf dem Kessel aufgebauten Eincylindermaschine von R. Wolf in Magdeburg-Buckau. Die Maschine selbst ist genau so konstruiert wie jede andere Dampfmaschine. Zur Steuerung ist der einfache Muschelschieber benutzt. In Fig. 770 ist ein Schnitt durch den Eylinder wiedergegeben. Der Eylinder C ist von einem Hohlraum H umgeben, der als Dampfdom anzusehen ist und in den der

Dampf durch mehrere in dem Kesselmantel K befindliche Löcher L strömt. Von der höchsten Stelle dieses Dampfdomes gelangt der Dampf in den Schieberkasten 8. R ist die Ausströmleitung des Dampfes aus dem Schieberkasten. Oben auf dem Dampfdom wird ein Sicherheitsventil angebracht» siehe Fig. 768.

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Fig. 768.

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Fig 769.

Sehr häufig werden die Lokomobilen aber auch mit Ridersteuerung versehen. für welche auch der Schieberkasten. Fig. 770, eingerichtet ist. Wir sehen die Verbindung dieser Steuerung mit dem Regulator in Fig. 771 u. 772. Der Antrieb des Regulators erfolgt von der Kurbelwelle aus mittels Zahnräder. Die Muffenverschiebung des Regulators wird durch Hebel auf die Schieberstange T des Expansionsschiebers E übertragen und dabei gedreht, wodurch der Expansionsschieber auf eine andere Füllung eingestellt wird. Oben in Fig. 772 bemerken wir das Dampfeinlaßventil D, auf dem Cylinder die beiden Sicherheitsventile S.

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Fig. 771.

Die Lokomobilen auf Tragfüßen werden heute als Betriebsmaschinen für die verschiedensten Betriebe benutzt. Sie stützen sich mit besonderen Füßen auf leichte Fundamente, so daß auch sie leicht von einem Ort zum andern ohne kostspielige Fundamentierungs-Arbeiten transportiert werden können. Derartige Lokomobilen werden meistens mit Verbundmaschinen mit unter 90° versetzten Kurbeln g versehen. Sie werden mit oder ohne Kondensation eingerichtet. Fig. 773 u. 774 geben eine Verbundlokomobile mit Kondensation wieder. Hoch- und Niederdruckcylinder K bilden ein Gußstück und sind wieder von x dem Dampfdom wie bei Fig. 770 umgeben; auch der Receiver ist in dieses Gußstück in geeigneter Weise eingebaut. Cylinder und Receiver sind dadurch stets von frischem Kesseldampf umgeben und geheizt. Der Hochdruckcylinder ist mit Ridersteuerung und der Niederdruckcylinder mit Trickschem Kanalschieber ausgerüstet. Auf jedem Ende der gekröpften Kurbelwelle sitzt ein Schwungrad. Die Luftpumpe der Kondensation wird durch ein Excenter von der Kurbelwelle aus angetrieben.

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Fig. 770.

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Fig. 772.

In normaler Ausrüstung werden die Schwungräder zum direkten Abtrieb der Kraft durch Riemen eingerichtet, daher als Riemscheiben ausgebildet. Die kleineren Lokomobilen erhalten ein Schwungrad, welches nach Belieben rechts oder links auf die Kurbelwelle gesetzt werden kann; die mittleren und größeren Maschinen werden mit zwei Schwungrädern versehen, welche beide zur Übertragung der Kraft benutzt werden. Statt der Riemscheiben-Schwungräder werden auch solche mit Seilrillen für Seiltrieb geliefert.

Soll bei größeren Maschinen die gesamte Kraft vom Schwungrade abgetrieben werden, wie dies z. B. beim direkten Antrieb von Dynamomaschinen

oft erforderlich ist, so werden Schwungrad und Kurbelwellen-Lagerung besonders hierfür eingerichtet.

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Fig. 773.

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Fig. 774.

In allen Fällen kann auch der Riemenabtrieb statt vom Schwungrade von einer besonderen Riemscheibe, welche auf die verlängerte Schwungradnabe

(oder bei kleineren Lokomobilen auf die freie Seite der Kurbelwelle) aufgesetzt wird, erfolgen.

Fig. 775 zeigt die bildliche Darstellung einer solchen Lokomobile.

Als transportable Maschinen bezeichnet man auch noch die Maschinen für kleinere Leistungen, die mit einem vertikalen Dampfkessel direkt auf einer Fun-

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Fig. 775.

damentplatte zusammenmontiert sind, oder doch ganz in seiner Nähe stehen, so daß lange Dampfleitungen nicht nötig sind. Diese Dampfmaschinen zeigen die Konstruktion der liegenden und stehenden Maschinen.

Die Heißdampfmaschinen.y

Als Heißdampfmaschinen bezeichnet man die für überhitzten Dampf gebauten Dampfmaschinen. Es heißt in dem erwähnten Aufsatz: „Für den Betrieb der Dampfmaschinen mit überhitztem Dampf kommt hauptsächlich die Schwierigkeit in Betracht, die unter Dampf arbeitenden Gleitflächen betriebsfähig, d. h. genügend in Schmierung zu erhalten. Diese Schwierigkeit wächst einerseits mit der Überhitzungstemperatur, andererseits mit der Größe der Flächenpressung in den Gleitstellen. Die empfindlichsten Teile sind daher die Steuerung, die Kolben-ringe und die Stopfbüchsen."

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„Die nicht entlasteten Schiebersteuerungen sind für Heißdampf völlig geeignet, es können vielmehr nur vollständig entlastete Kolbenschieber oder Ventile in Frage kommen."

*) Die folgenden Ausführungen entnehme ich einein Aufsatz von O. Herre, „Der überhitzte Dampf," in der deutschen Technikerzeitung 1899, Nr. 47.

„Die verschiedenen Typen der Schmidtschen Heißdampfmaschinen zeigen daher entweder Ventilsteuerung oder besonders ausgebildete Kolbenschieber."

„Um die Erhaltung sauberer Gleitflächen zwischen Cylinder und Kolben zu sichern, verlängert Schmidt den Kolben nach Art der Tauchkolben über die Lage der Kolbenringe hinaus, so daß letztere der direkten Einwirkung des Heißdampfes entzogen werden. Da der Cylinder in der Regel einfach wirkend ist, so wird die Stopfbüchse an der Kolbenstange ganz vermieden."

Heißdampfmaschinen, Patent W. Schmidt, werden von verschiedenen Fabriken in verschiedenen Konstruktionen gebaut. In Fig. 776 ist eine Verbund-

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Fig. 776.

Heißdampfmaschine mit Kondensation der Ascherslebener Maschinenbau-A.-G. vorm. W. Schmidt & Co. in Aschersleben dargestellt. Fig. 777 zeigt die bildliche Darstellung einer solchen Maschine. Die dargestellte Heißdampfmaschine ist mit hintereinander liegenden Cylindern nach Tandem-System ausgeführt. Beide Cylinder sind unmittelbar aneinander geschraubt ohne zwischenliegende Stopfbüchse. Der Kolben ist als Differentialkolben ausgebildet, d. h. er besteht eigentlich aus zwei Kolben von verschiedenem Durchmesser und überträgt die Arbeit in der gewöhnlichen Weise mittels Kolbenstange, Kreuzkopf und Pleuelstange, sowie Kurbel auf die Kurbelwelle. Der kleinere Cylinderraum H hinter dem Kolben K bildet den Hochdruckcylinder, der vordere größere Cylinderraum R einschließlich des Hohlraumes im Kolben bildet den veränderlichen Aufnehmer (Receiver) und der Ringraum N in der Mitte den Niederdruckcylinder.

Bezüglich der Wirkungsweise der Maschine heißt es nun in dem genannten

Aufsatz:

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„Erster Hub. Der Heißdampf tritt durch das Absperrventil, welches auf der der Steuerwelle gegenüberliegenden Seite des Cylinders vor dem Einlaßventil b liegt, und das

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Fig. 777.

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wärts. Es findet Füllung und Expansion statt. Kurz vor dem Hubwechsel wird durch Öffnung des Auslaßventils c die Vorausströmung eingeleitet, so daß sich die Spannung im Hochdruckcylinder mit der Auf-gj|\ nehmerspannung ■\ ausgleichen kann." El I „Zweiter Hub. Bll Der Kolben bewegt Hl sich zurückund drückt mH seinenVorderdampf mm durch das Ventil c 9 indenAufnehmerlt.

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'§ Das Einlaßventil d ¹ für den Niederdruckcylinder N, der durch den ringförmigen Raum zwischen großen und kleinen Kolben gebildet wird, bleibt bei diesem Hube geschlossen. Da sich das Dampfvolumen während dieses Vorganges vergrößert, muß die Spannung abnehmen. Kurz vor dem Hubwechsel wird das Auslaßventil c im Hochdruckcylinder geschlossen."

„Dritter Hub. Bewegt sich jetzt der Kolben wieder nach der Kurbel hin, so wird das Einlaßventil d des Niederdruckcylinders geöffnet und der Dampf

Tafel 27.

Ascherskevener Maschinenvau-Mtiengefeltschaft vorm. W. Schmidt & Ko.

in ÄlHerskeben.

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Lanoem-yertzdampfmajchlnen von je 350 Pferdestärken mit zwanqläufiaer Ventilsteuerung und Kondensation.

strömt vom Aufnehmer R nach dem Niederdruckcylinder N. Da sich hierbei das Gesamtvolumen etwas verkleinert, so muß die Spannung, wenn auch nur wenig, steigen. Ist der Niederdruckcylinder aus einer bestimmten Hubstrecke gefüllt, so schließt sich das Ventil d und der eine Teil des Dampfes muß im Aufnehmer komprimiert werden, während der andere Teil im Niederdruckcylinder expandiert. Vor Erreichung des Totpunktes wird einerseits der Aufnehmer durch das Ventil b mit dem Hochdruckcylinder verbunden, wo die Vorausströmung beginnt, während andererseits der Niederdruckcylinder zum rechtzeitigen Druckausgleich durch das Auslaßventil e mit dem Kondensator in Verbindung tritt."

„Vierter Hub. Der zurückeilende Kolben drückt den Dampf aus dem Niederdruckcylinder in den Kondensator, bis sich das Ventil e für den Auslaß schließt und der zurückbehaltene Dampf entsprechend komprimiert werden muß."

Während also Hoch- und Niederdruckcylinder einfach wirkend sind (der Dampf drückt stets nur auf eine Seite des Kolbens), werden beide durch das Hinzutreten des veränderlichen Aufnehmers doppeltwirkend (doppeltwirkend heißt, der Dampf drückt einmal von der einen, das andere Mal von der andern Seite auf den Kolben). Obgleich also nur einmal bei jedem Doppelhub frischer Dampf eintritt, arbeitet die Maschine wie eine gewöhnliche doppeltwirkende Tandemmaschine. Die Wirkung des Dampfes in den verschiedenen Cylinderräumen ist sonach gleich derjenigen einer Verbundmaschine.

Für die Anwendung hochüberhitzten Dampfes hat dieses System sehr günstige Eigenschaften, wie sich aus folgendem erkennen läßt.

1. Der Hochdruckcylinder braucht keinen Dampfmantel, es genügt, ihn gut mit Wärmeschutzmasse zu isolieren. Die während der Einströmung an die Wände übergehende Wärme kommt nachher dem in den Aufnehmer strömenden Dampf zu gute.

2.    Der Niederdruckcylinder ist durch Aufnehmerdampf geheizt, insofern als die äußeren Wände des Aufnehmers in der folgenden Periode solche für den Niederdruckcylinder bilden und Wärme an den hier einströmenden Dampf abgeben, eine Art innerer Heizung des Niederdruckcylinders, die einen besonderen Mantel um so mehr entbehrlich macht, als auch Kolben und Deckel durch Aufnehmerdampf geheizt werden.

3.    Der Hochdruckkolben wird durch den Aufnehmerdampf von innen gekühlt.

4.    Es ist nur eine Stopfbüchse und zwar im verhältnismäßig kühlen Aufnehmerraum vorhanden.    D"    x

6. Die Zahl der Ein- und Auslaßorgane ist nur halb so groß, wie bei einer gewöhnlichen Tandemmaschine.

Infolge der langen Gleitflächen der Kolben lassen sich die Liderungsringe gut gegen den Heißdampf schützen.

Der Dampfverbrauch dieser Maschinen wurde bei vielfachen Ausführungen festgestellt und ergab sich zu 4,5 kg bei Maschinen bis zu einer Leistung von etwa 75 Pferdestärken und 4 kg bei solchen von 250 Pferdestärken und weniger

als 4 kg bei größeren, bei einem Dampfdruck von 10 bis 11 Atm. und einer Überhitzung des Dampfes von 350".

Als Steuerung wird meistens die zwangläufige Ventilsteuerung, Patent König, angewendet, welche genau wie jede andere Ventilsteuerung bethätigt wird.

Die Kondensation.

Bei den Dampfmaschinen mit Kondensation wird der Betriebsdampf, nachdem er seine Arbeit im Cylinder verrichtet hat, auf künstlichem Wege niedergeschlagen, d. h. wieder zu Wasser verwandelt. Das Wasser kann natürlich wieder zur Kesselspeisung benutzt werden, somit ergiebt sich auch schon durch die Kondensation eine wesentliche Ersparnis an Wasser. Der Nutzen der Kondensation liegt aber hauptsächlich in einer andern Ursache, nämlich in dem geringeren Dampfverbrauch dieser Maschinen gegenüber den Maschinen ohne Kondensation. Die Kondensation des Dampfes geschieht in dem mit der Maschine verbundenen Kondensator. Bei den Dampfmaschinen mit Auspuff muß beim Ausstoß des Dampfes ins Freie der äußere Luftdruck überwunden werden. Dieser Druck wirkt aber auf die entgegengesetzte Kolbenfläche, auf welche der arbeitende Dampf drückt. Dieser letztere muß also diesen Gegendruck der Atmosphäre überwinden. Im Kondensator wird nun dieser Gegendruck auf etwa Vio Atm. verringert, so daß der arbeitende Dampf also einen viel geringeren Druck zu überwinden hat. Daß aber dadurch wiederum für dieselbe Maschinenleistung weniger Dampf gebraucht wird, liegt auf der Hand.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt: „Arbeitet z. B. eine Maschine mit 4 Atm. Überdruck, so wird bei Anwendung der Kondensation etwa 0,9 Atm. gewonnen, so daß der neue wirksame Druck 4,9 Atm., das Verhältnis beider 4 q

-j- = 1,225, der Gewinn also 22,5% beträgt. Arbeitet die Maschine dagegen mit 8 Atm. Überdruck, so ist der gesamte Gewinn bei gleichem Kondensatordruck

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hervor, daß mit zunehmender Betriebsspannung der Nutzen der Kondensation verhältnismäßig geringer wird. Ein Teil der gewonnenen Arbeit geht übrigens zum Betriebe der Kondensatorluftpumpe und der Wasserpumpe verloren."

Bei der Kondensation bleiben im Kondensator ein Gemisch von Kühl- oder Einspritzwasser, Kondensationswasser, Dampf und Luft zurück. Die Luft wird mit dem Kühlwasser in den Kondensator gebracht; da 1 kg Wasser in Mittel

Die Spannungsverminderung, Luftverdünnung und die Erzeugung des Vakuums im Kondensator erklärt sich daher, daß der zu Wasser gewordene Dampf einen viel geringeren Raum einnimmt als wie vorher, als er noch Dampf war. Es ist also um so vorteilhafter, je weiter man die Kondensation treibt. Zum Zwecke der Kondensation wird nun der Dampf im Kondensator mit kaltem Wasser in Berührung gebracht. Die Kaltwasserpumpe schafft dasselbe in denselben.

0,07 1 Luft enthält, so daß, wenn man an 25 1 Einspritzwasser für 1 kg Dampf anrechnet, jeden kg des letzteren 1,35—2 1 in den Kondensator eingeführter und aus demselben wieder zu beseitigender Luft entspricht.

Die Luftpumpe, welche von der Dampfmaschine direkt angetrieben wird, schafft die Kondensationsprodukte fort. Je nachdem wir Einspritzkondensatoren oder Gegenstromkondensatoren haben, siche weiter unten, sind nasse oder trockene Luftpumpen anzuwenden. Die nassen Luftpumpen schaffen bei den Einspritzkondensatoren gleichzeitig Dampf, Einspritzwasser, Kondensationswasser und Luft fort; die trockenen Luftpumpen bei den Gegenstromkondensatoren schaffen nur Dampf und Luft fort. Man rechnet, daß die nassen Luftpumpen etwa 5% der Maschinenleistung an Arbeitskraft erfordern, die trockenen Luftpumpen brauchen natürlich sehr viel weniger.

Man bringt nun das Kühlwasser in den Kondensatoren entweder direkt mit dem Dampf in Verbindung und erhält die Einspritz- oder Mischkondensatoren oder kühlt den Kondensator innen oder außen ab, während der Dampf in oder um denselben strömt, diese Kondensatoren bezeichnet man als Oberflächenkondensatoren.

Es ist natürlich immer vor allen Dingen nötig, daß das zur Kondensation erforderliche Kühlwasser in der gehörigen Menge vorhanden ist. Zur Beschaffung desselben werden besondere Brunnen oder Pumpwerke gebaut oder man schließt an die städtische Wasserleitung an.

In neuerer Zeit ist der Mangel oder die Kosten des Kühlwassers kein Grund mehr gegen die Anwendung der Kondensation, da man durch die Rückkühlanlagen oder Gradierwerke das Kondensationswasser künstlich kühlt und zur Wiederverwendung als Kühlwasser tauglich macht. Diese Rückkühlanlagen erfordern täglich nur einen geringen Zusatz von frischem Kühlwasser, erfordern allerdings bedeutend höhere Anlagekosten.

Die Einspritz- oder Mischkondensatoren.

Bei den Einspritz- oder Mischkondensatoren wird der Dampf mit dem Kühlwasser direkt vermischt, das Kühlwasser wird in den Kondensator eingespritzt. Für stationäre Maschinen findet diese Art der Kondensation die weiteste Anwendung. Man hat nun zwei Arten zu unterscheiden und zwar Kondensatoren mit Parallelstrom oder gemeinsamer Luft- und Wasserabführung und solche mit Gegenstrom oder getrennter Luft- und Wasserabführung, wonach wir Parallelstrom- und Gegenstromkondensatoren unterscheiden. Die häufigste Anwendung finden die Parallelstromkondensatoren.

Das Kühlwasser läßt man durch die Luftleere im Kondensator direkt einsaugen, wo die Saughöhe weniger als 7 m beträgt. Bei größerer Saughöhe muß jedoch eine besondere Kaltwasserpumpe ausgestellt werden.

In Fig. 778 ist die allgemeine Anordnung einer Mischkondensation wiedergegeben. Von der Dampfmaschine aus gelangt der Dampf durch das mit Dampf bezeichnete Rohr in den Kondensator. Das Kühlwasser wird hier durch die Luftleere im Kondensator aus einem Brunnen angesaugt. In dem Mischraum

erfolgt die Mischung des Kühlwassers mit dem Dampf. Durch einen besonderen Apparat kann die Kühlwassermenge reguliert werden, indem in das Kühlwasserrohr ein Ventil oder Hahn eingebaut ist, der mehr oder weniger geöffnet wird. Die Kondensationsprodukte werden durch die nasse Luftpumpe abgesaugt und fortgedrückt, entweder ins Freie oder zur Abkühlung in eine Rückkühlanlage wie bei der Figur. Ist die Saughöhe des Kühlwassers über 7 m, so muß eine besondere Kaltwasserpumpe zur Beschaffung derselben eingebaut werden.

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Die Kondensatoren btlben bei den Einspritzkondensatoren meist einen Raum mit der nassen Luftpumpe, d. h. die Pumpe ist auch gleich als Kondensator ausgebildet.

Wir werden weiter unten bei Besprechung der Luftpumpe derartige Parallelstromkondensatoren kennen lernen.

Ebenfalls zu den Einspritzkondensatoren gehören auch die Gegenstromkondensatoren, bei denen das Kühlwasser dem Dampf direkt entgegengeführt wird. Die Anwendung eines solchen Kondensators zeigt nach Ausführungen derMaschinen-und Armatur-Fabrik vorm. Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal

(Pfalz) Fig. 779. Der Abdampf der Maschine gelangt durch ein gekrümmtes Rohr unten in den hochstehenden Kondensator, das Kühlwasser oben in denselben, indem nun das Kühlwasser über einzelne im Kondensator angedeutete Teller rieselt, mischt sich dasselbe innig mit dem aufsteigenden Dampf. Das Aufsteigen des Dampfes wird dadurch gefördert, daß die Luft von der trockenen Luftpumpe

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an der höchsten Stelle des Kondensators abgesaugt wird, infolgedessen durch die Luftleere der Dampf nach oben steigt. Das Kondensationswasser fällt unten durch ein Rohr frei ab in einen Brunnen. Dieses Rohr muß wenigstens 10,33 m lang sein und unten stets unter Wasser münden und durch eine Rück-fchlagklappe verschlossen sein, so daß niemals Luft durch dasselbe in den Kondensator gelangen kann. Das Kühlwasser wird wieder durch eine Kaltwässerpumpe herbeigeschafft. Aus dem Brunnen fließt dasKondensations-wasser entweder ins Freie oder wird zur Wiederverwendung als Kühlwasser über eine Rückkühlanlage geleitet, wozu dann noch eine besondere Pumpe nötig ist.

Wir werden derartige Anlagen weiter unten noch kennen lernen.

Fig. 779.

Diese Gegenstromkondensatoren brauchen lange nicht so viel Kühlwasser als Parallelstromkondensatoren.

Einen Gegenstromkondensator der Maschinenfabrik Grevenbroich in Grevenbroich zeigt Fig. 780.

Der Dampf, der durch den Stutzen A in das Blechgefäß eintritt, strömt dem durch den Stutzen B eintretenden kalten Wasser entgegen und wird hierbei niedergeschlagen. Das Fallwasser läuft aus einem am Boden des Gefäßes befindlichen Stutzen C frei ab. Die Verteilung des durch den Stutzen B eintretenden kalten Wassers geschieht durch drei übereinander angeordnete Verteilungstrichter, von welchen das Wasser auf drei zu einander versetzt stehende Roste herabrieselt. Die Luft wird durch ein unter dem Deckel des Kondensators ausmündendes Rohr abgesogen und die hierbei übergerissenen Brüden (nasse Dampf-

teilchen) werden in einem Nachkondensator kondensiert. Der Nachkvndensator steht durch den Stutzen D mit einer trockenen Luftpumpe in Verbindung. Durch den Stutzen F tritt das Kühlwasser in den Nachkondensator ein und läuft durch den Stutzen E frei ab. Der Kondensator ist durch das Mannloch G zugänglich und seine Wirkung kann durch die Schaulöcher H und J beobachtet werden.

Gebaut werden diese Kondensatoren nach folgender Tabelle:

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Die Wasserstrahl-Kondensatoren von Gebr. Körting in Körtingsdorf bei Hannover beruhen auf dem Grundsätze, die dem Abdampfe während der Mischung mit dem Kühlwasser noch innewohnende Triebkraft zu benutzen, um die Geschwindigkeit des Wassers in der Mischdüse derartig zu erhöhen, daß es befähigt ist, den Gegendruck der Atmosphäre zu überwinden und auf der anderen Seite der Mischdüse, trotz der in derselben durch die Kondensation erzeugten Luftleere, wieder ins Freie auszutreten. Die Wasserstrahl-Kondensatoren benötigen keine Luftpumpe. Die Anlage derartiger Kondensatoren ist daher äußerst billig.

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Fig. 780.

Die Wirkungsweise dieser Kondensatoren ist nun die folgende: Fig. 781 und 782. Das Anlassen geschieht mit Hilfe des bei D angeschlossenen frischen Dampfes. Zu dem Ende wird erst die Schiebeduse B mittels des Handhebels C möglichst weit nach der Eintrittsseite E des Wassers hinübergelegt und dann das Frischdampfventil geöffnet, wodurch das Wasser durch E angesogen und durch den Apparat getrieben wird; ist das geschehen, so läßt man die Maschine an, schließt dann den Frischdampfzufluß und schiebt die Schiebedüse D allmählich oweit nach der Ausgangsseite A, bis die Luftleere die passende Höhe erreicht.

Der Abdampf tritt nun durch B und die vielen kleinen Bohrungen in den Apparat und durch die Düse B nach A ins Freie, wobei es mit dem von E

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aus durchströmenden Wasser gemischt wird. Der Kondensator arbeitet jetzt nur durch die Geschwindigkeit des Abdampfes. Treten Änderungen in der Belastung

der Maschine ein, so ist die Lage der Düse D demgemäß zu ändern, eine Vermehrung des Dampfverbrauchs bedingt eine Weiterbewegung der Schiebedüse D nach der Ausgangs-feite A, wie Verminderung derselben eine solche nach der Eintrittsseite E, dadurch werden mehr oder weniger Boh-IfiSif % rungen für den Abdampf freigegeben.^ Falls der Kondensator einmal versagen sollte, was dann eintreten kann, wenn die Hebelstellung der zuströmenden Dampfmenge nicht entspricht, so muß der Apparat von neuem mit Frischdampf angelassen werden. Die Einschaltung eines solchen Kondensators bei einer liegenden Dampfmaschine giebt

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Fig. 783.

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unsere Fig. 783 wieder. Wir sehen den Kondensator C, der durch die Leitung O den frischen Wasserdampf zum Anlassen erhält. Der Abdampf strömt durch das obere weitere Rohr zu, zugleich zweigt von dem Abdampfrohr noch eine Leitung A ab, die ins Freie führt, um die Maschine auch mit Auspuff arbeiten lassen zu können. Durch ein Wechselventil ist diese Umschaltung möglich. Das Kühlwasser gelangt durch K in den Apparat, das Kondensationsgemisch in den Brunnen W. Die Saughöhe für das Kühlwasser soll 3 m nicht übersteigen.

Die Oberflächen-Kondensatoren.

Die Oberflächen-Kvndensatoren finden heute für große Dampfbetriebe, bei denen mehrere zerstreut liegende Dampfmaschinen an einen gemeinsamen Kondensator angeschlossen werden, ausgedehnte Anwendung, aber auch für Einzel-

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Fig. 784.

anlagen verschaffen sie sich immer mehr Eingang. Wie wir bereits oben erfahren hatten, kommt bei den Oberflächen-Kondensatoren das Kühlwasser nicht mit dem Abdampf in direkte Berührung. Daher haben dieselben den großen Vorteil, daß ihr Kondensationswasser stets vollständig keffelsteinfrei ist, sich also als Speisewasser vorzüglich eignet. Der Abdampf führt aber bekanntlich Öl mit sich aus den Schmiervorrichtungen der Dampfmaschine. Von diesem Öl muß das Kondensat aber zuvor befreit werden, da Öl nachteilig auf die Wasserwandungen wirken würde. Hierfür sind denn auch bei den meisten Oberflächen-Kondensatoren besondere Einrichtungen getroffen. Die Luft und das Kondensat können getrennt durch je eine besondere Pumpe, oder auch gemeinschaftlich durch eine Naßluftpumpe abgesaugt werden.

Einen Oberflächen-Kvndensator der Ascherslebener Maschinenbau-A.-G. vorm. W. Schmidt L Co. in Aschersleben zeigt Fig. 784. Es heißt in einem Vortrag von R. Schnöckel in der elektrotechnischen Gesellschaft und dem sächsischen Ingenieur-Vereine über Kondensationsanlagen und Kühltürme: „Der

Prakt. Maschinenbauer.

Kondensator ist direkt nach dem amerikanischen System auf kombinierten Pumpen montiert. Der Dampf tritt oben ein und wird gegen ein mit Zacken und Löchern versehenes Blech B geschleudert, so daß die in dem Dampfe enthaltenen Ölteile daran hasten bleiben. Dasselbe mischt sich mit einem geringen Teile Kondensatwasser und läuft auf der obersten schrägliegenden Querwand Q

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des Kondensators, um von einer besonderen Pumpe P fortgeschafft zu werden. Der gereinigte Dampf geht dann weiter in der Pfeilrichtung, dreimal die ganze Länge des Kondensators durchlaufend, schlägt sich nieder und wird dann die Luft und das reine

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Fig. 786.

abgesaugt. In der gezeichneten Rohr-| leitung wird es 1 dann in eine Kammer K geführt, von welcher es in das l oberste Rohrsystem ’ RdesKondensators F⁵'¹ gedrückt wird. In diesen einzelnen Röhren A steckt abernoch ein zweites engeres Rohr C, in welches das Wasser erst gelangen kann,

nachdem es zwischen den Wandungen beider entlang an das andere Ende gekommen ist, dort umwendet und wieder denselben Weg zurücklegt durch das innere Rohr nach außen. Dadurch wird dieses gereinigte Kondensat noch bis auf 60 Grad angewärmt und bietet ein vorzügliches Kesselspeisewasser. In den beiden darunter liegenden Rohrsystemen zirkuliert in derselben Art und Weise das von der Kühl-

von

Ascherskebener Maschinenbau-Aktiengesellschaft vorm. W. Schmidt & Ko.

in Ascherstrbe«.

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Hälfte einer Zwillings-Tandem-Heißdampfmaschine, Patent W. Schmidt, von 800 Pferdestärken mit zwangläufiger Ventilsteuerung und Kondensation (vorläufig eine Hälfte ^400 Pferdestärken in Betrieb.)

wasserpumpe geförderte Wasser und muß viermal seinen Weg durch die ganze Länge des Kondensators machen. Dadurch wird das Wasser vollständig ausgenutzt."

Die Ausdehnung der Röhren kann beliebig erfolgen, da dieselben an einem Ende frei sind. Die Pumpen werden durch einen in der Mitte liegenden Dampfcylinder angetrieben. Die Ölausscheidung ist vollkommen.

Man hat nun den Oberflächenkondensatoren die verschiedenste Konstruktion gegeben, fc hat man z. B. den Abdampf durch einzelne Platten hindurchgeleitet, über welche Wasser herunterrieselt u. dergl. Für größere Kondensationsanlagen führt die Maschinen- und Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal (Pfalz) offene, aus Röhrenbündeln bestehende Oberflächenkondensatoren aus. Eine solche Anlage ist in Fig. 785 und 786 dargestellt. Jeder einzelne der sechs Kondensatoren besteht aus zwei Röhrenbündeln, Fig. 785, die auf der rechten Seite durch eine Kammer miteinander in Verbindung stehen. Der von den verschiedenen Dampfmaschinen kommende Abdampf strömt durch ein weites, um die einzelnen Kondensatoren liegendes Rohr in die obersten Röhrenbündel derselben, gelangt durch die Verbindungskammern in die untersten Röhrenbündel (bei jedem Kondensator natürlich für sich) und geht dann als Kondensat in ein gemeinschaftliches Sammelrohr, welches zur Kondensationsund Luftpumpe führt. Die einzelnen Kondensatoren liegen nun je zu zweien in gemauerten Behältern, die das Kühlwasser enthalten. Das Kühlwasser wird durch eine Rückkühlanlage oder Gradierwerk erhalten; aber auch eine Kühlwasserpumpe ist aufzustellen für die Zuführung frischen Kühlwassers. Kondensationsund Luftpumpe sind hier getrennt. Das Kondensat gelangt in einen Behälter, in welchem das Kondensationswasser von der Luft geschieden wird und aus dem die Kondensationspumpe das Wasser in ein Sandfilter führt und die Luftpumpe die Luft absaugt. Das Sandfilter dient zur Abscheidung des Öles aus dem Kondensationswasser; darauf kann das letztere zur Kesselspeisung wieder benutzt werden. Das Kühlwasser wird durch eine Kaltwasserpumpe abgesaugt und auf ein Gradierwerk gebracht, auf welchem sich dasselbe abkühlt und wieder in die Behälter zurückfließt, um wieder als Kühlwasser Verwendung zu finden.

Derartige große Kondensationsanlagen für mehrere Dampfmaschinen bezeichnet man als Centralkondensations-Anlagen. Die Pumpen werden meist von einer besonderen Dampfmaschine angetrieben.

Die Luftpumpen.

Die Luftpumpen, welche zur Absaugung und Fortschaffung der Kondensationsprodukte dienen, werden je nach den örtlichen Verhältnissen von der verlängerten Kolbenstange oder von einer Gegenkurbel von der Kurbel der Damps-mäschine selbst angetrieben. Beide Betriebsarten haben wir bei den Dampfmaschinenarten kennen gelernt. Im ersteren Falle haben wir horizontale, im letzteren Falle vertikale Pumpen. Die Luftpumpen der stehenden Maschinen sind immer vertikal, sie werden durch einen Balancier von dem Kreuzkopf der Maschine angetrieben. Die Konstruktion der Luftpumpen ist nun äußerst verschieden.

Bei den Einspritzkondensatoren sind dieselben meist auch als Kondensator ausgebildet, in welchen das Kühlwasser eingespritzt wird. Zu dem Zwecke reicht entweder ein siebartig durchlöchertes Rohr oder eine Düse in den Pumpenraum (Kondensationsraum), durch welche das Kühlwasser in vielen feinen Strahlen eingeführt wird, so daß eine innige Mischung mit dem einströmenden Dampfe stattfinden kann. Vor dem Sieb oder der Düse wird ein Regulierhahn in die Wasserleitung eingeschaltet, durch welchen die Menge des Kühlwassers reguliert werden kann.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", bemerkt bezüglich der Konstruktion der Luftpumpen: „Die vertikalen Pumpen sind mit Fuß-, Kolben- und Kopfventilen

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versehen — das Wasser fließt in einer Richtung durch dieselben —; bei den horizontal liegenden Pumpen sind in den Pumpenwänden Fuß- und Kopfventile vorgesehen und zwar erstere meist auf den vertikalen oder geneigten Wänden — das Wasser erhält eine hin- und hergehende Bewegung. Die Luftpumpenkörper werden aus Gußeisen mit bronzenem Einsatzcylinder oder ganz aus Bronze gefertigt, Pumpenkolben, Kolbenstange, Ventile und Ventilsitze bestehen aus Bronze. Der Luftpumpenausguß ist meist mit einem Windkessel versehen. Von besonderer Bedeutung ist die Lage und Anordnung der Luftpumpenventile, da von diesen zum großen Teil der Wirkungsgrad der Luftpumpe abhängt. Die Fußventile müssen unter dem Boden des Kondensators liegen und derart angeordnet sein, daß sie bequemen Wasserzufluß vom Kondensator erhalten, sie müssen sich beim geringsten Überdruck von unten öffnen und sofort beim Niedergang des Kolbens — für vertikale Pumpen — schließen. Der Raum zwischen Fuß- und Kopfventilen muß möglichst klein sein, um beim Abwärtsgehen des Kolbens ein gutes Vakuum zu erhalten. Der Wasserlauf vom Kondensator zur Cisterne muß möglichst kurz und gerade sein. Die Kopfventile müssen ein An-

sammeln von Wasser auf denselben gestatten, damit sie besser dicht halten. Überdies müssen Ecken und Winkel, in welchen sich Luftsäcke bilden können, vermieden werden. Die Ventilktappen werden neuerdings, da die in den Kondensator dringenden Fette die Gummiklappen leicht zersetzen, aus Metall gefertigt. Sie bestehen aus dünnen Membranen aus Bronze in Scheibenform, Glockenform oder aus gewelltem Blech."

Eine nasse horizontale Luftpumpe, wie sie die Maschinen- und Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin L Becker in Frankenthal (Pfalz) baut, zeigt Fig. 787. Die Pumpe wird von der verlängerten Kolbenstange der Dampfmaschine angetrieben. Der Cylinder ist auswechselbar eingesetzt. Das Einspritzwasser wird durch ein siebartig gelöchertes Rohr in den oberen Pumpenraum von der Seite her eingeführt, der zu kondensierende Dampf in denselben Raum von oben her. Die Mischung von Dampf und Wasser wird dadurch eine innige. Die Säugventile stehen in den senkrechten Wänden^ die Druckventile liegen horizontal. Die Ventile sind als Gummiklappen ausgebildet. Bewegt sich der Kolben in der Pfeilrichtung, so öffnet sich das Säugventil links und das Druckventil rechts. Der Kolben saugt das Kondensationsgemisch hinter sich her aus dem Kondensationsraum und drückt das beim vorigen Hub angesaugte Gemisch vor sich her durch das Druckventil in die Abflußleitung.

Durch ein Manometer kann man sich jederzeit von der im Kondensationsraume herrschenden Luftleere überzeugen.

Die Rückkühlanlagen oder Gradierwerke.

Wie wir bereits wissen, wird bei nicht genügend vorhandenem Kühlwasser, das aus dem Kondensator kommende warme Wasser künstlich abgekühlt und wieder als Kühlwasser benutzt. Das warme Wasser wird auf den First des Gradierwerkes gehoben, dort zerteilt und dann in Form eines Regens über Lattenroste oder Reisigbündel niedergelassen, wobei es seine Wärme an die durch-strömende Luft abgiebt. Da ja hierbei immer etwas Wasser verdunsten wird, muß ein Teil desselben durch frisches Kühlwasser ersetzt werden, in allen Fällen ist aber auch das nicht einmal nötig. In der Regel wird der natürliche Luftzug zur Abkühlung benutzt. Man hat jedoch auch Gradierwerke mit künstlichem Luftzug ausgeführt.

Man nimmt an, daß man für Dampfmaschinen bis 100 Pferdestärken das Kühlwasser aus Brunnen holen kann. Sobald aber mehr als 25 cbm pro Stunde benötigt werden, reichen Brunnen meistens nicht mehr aus und das Abwasser der Kondensation muß künstlich zurückgekühlt werden, wenn kein Bachoder Flußwasser zur Verfügung steht oder dieses unrein ist.

Die Gradierwerke für natürlichen Luftzug erhalten 8—10 m Höhe, 10 und mehr m Länge und 1,5—2 m Breite. Die Breite darf nicht zu groß werden, um das Durchströmen der Luft nicht zu behindern. Gradierwerke sollen möglichst frei stehen und ihre breite Seite soll nach der meist vorherrschenden Windrichtung zeigen. Man baut auch häufig die Gradierwerke auf Dächer auf.

Ein Lattengradierwerk für natürlichen Luftzug giebt Fig. 788 wieder

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(Maschinen- und Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal (Pfalz). Der ganze Bau ist aus Holz aufgeführt und über einer Wassergrube aufgestellt. Der Länge nach läuft über das Gradierwerk eine Rinne, deren Boden mit vielen kleinen Löchern versehen ist. Das Kondensationswasser wird nun in diese Rinne geleitet, strömt durch die Löcher derselben aus und rieselt über die horizontal und vertikal angeordneten Lattenwände hernieder, um unten in die Wasfergrube zu fallen, aus welcher es als Kühlwasser wieder abgesaugt wird. Die durchströmende Luft kühlt beim Herabrieseln das Wasser ab. Die Latten haben etwa 9 cm Abstand voneinander

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Anstatt der Lattenwände können auch Reisigbündel in einigen Abständen voneinander angeordnet werden. Derartige Gradierwerke hat man nur für außerordentlich große Längen, für große Kondensationsanlagen zur Anwendung gebracht.

Die Gradierwerke mit künstlichem Luftzug, welcher durch Ventilation erzeugt wird, haben verhältnismäßig wenig Verbreitung gefunden, da die Ventilatoren auch noch Kraft verbrauchen.

In neuerer Zeit baut man nun die sogenannten Kaminkühler, es sind dies hohe hölzerne Türme, in denen unten die Kühlwände, als Latten u. dergl. eingebaut werden. Diese Türme saugen nun ebenso wie die Schornsteine durch die aufsteigenden heißen Wasserdämpfe von unten nach oben einen Luftstrom durch die Kühlwände; es ist also im wesentlichen weiter nichts als ein Schornstein ; oben sieht man den Wasserdampf abziehen. Die Abkühlung durch derartige Kühltürme ist eine äußerst kräftige.

Sehr vorteilhaft sind die Unterflur-Kaminkühler, bei denen die Berieselungsfläche, Kühlfläche, für das Wasser so tief unter Erdoberkante gelegt ist, daß das

warme Wasser von der Luftpumpe frei nach dieser abfließen kann, weiter ist der Aufsaugbrunnen für das abgekühlte Wasser nur so tief, daß die Luftpumpe das Wasser noch bequem aufsaugen kann. Hier ist also weder zur Erzeugung des Luftstroms noch zur Hebung des Wassers ein Kraftaufwand nötig. Eine solche

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Fig. 789.

Anlage ist in Fig. 789 nach Ausführungen obiger Fabrik dargestellt. Die Kühlfläche besteht aus einzelnen geneigt übereinander liegenden durchlöcherten Brettern. Im übrigen ist die ganze Anordnung aus der Figur klar ersichtlich.

Die Konstruktion und Berechnung der Dampfmaschinen.

Sehr sorgfältige Herstellung erfordern die Dampfcylinder. Der Guß für Dampfcylinder soll blasenfrei, feinkörnig sein und einige Härte besitzen. Cylinder sind stehend mit verlorenem Kopf zu gießen. Beim Ausbohren soll der Cylinder die Lage haben, in welche er später an der Maschine zu stehen kommt, damit

die runde Form auch im Betriebe beibehalten ist. Je ein Span ist beim Aus-bohren, Schlichten usw. ohne Unterbrechung durch den ganzen Cylinder hindurch zu führen, damit kleine Absätze vermieden werden. Die Kolbenringe müssen an jedem Ende des Cylinders etwas überlaufen, damit kein Grad und Schmutz sich ansetzen kann. Die Bohrungen der Cylinderenden macht man aus diesem Grunde 5—10 mm größer als die Cylinderbohrung. Diese Erweiterung ist auch schon nötig, um den Cylinder öfters ausbohren zu können, wenn er sich ausgelaufen hat. In den Totpunktslagen soll der Kolben so nahe als irgend möglich an den Cylinderdeckel und -Boden herangehen.

Die Lauffläche des Kolbens im Cylinder muß geschmiert werden. Das Öl läßt man durch den einströmenden Dampf in den Cylinder tragen. Man führt deshalb schon dem Dampf in der Zuleitung Öl zu. Für die Cylinderschmierung werden besondere Schmierpumpen benutzt, die von der Dampfmaschine selbst angetrieben werden, also nur während des Betriebes Öl zuführen.

Zum Ablassen des Kondensationswassers müssen verschiedene sogenannte Kondenshähne vorgesehen werden und zwar sind anzubringen: Zwei Hähne für die beiden Enden des Dampfcylinders, ein Hahn für den Schieberkasten, ein Hahn für den Hohlraum zwischen Cylinder und Dampfmantel. Die Hähne haben in der Regel 6—10 mm Durchmesser. Die an die Hähne anschließenden Rohrleitungen sollen einzeln ins Freie geführt werden. .

Bezüglich der Berechnung der Dampfmaschinen kann hier nicht viel gesagt werden, da dieselbe größere theoretische Entwicklungen erfordert und Sache des Konstrukteurs ist. Für die Leistung der Maschine wird vor allem der Cylinderquerschnitt, der Kolbenhub, der Dampfdruck und die minütliche Umdrehungszahl der Maschine maßgebend sein. Der Dampf leistet im Cylinder die sogenannte indicierte Arbeit, d. h. diejenige theoretische Arbeit, welche mittels des Indikators (siehe weiter unten) festgestellt und durch denselben aufgezeichnet wird. An der Kurbelwelle ist aber thatsächlich nur die effektive Arbeit zu entnehmen, welche durch die Reibungsverluste u. bergt niedriger ist als die indicierte Arbeit. Das vom Indikator aufgezeichnete Diagramm bildet die Grundlage für weitere Rechnungen. Eine sehr wesentliche Rolle für die Berechnung der Dampfmaschine bildet ferner die Dampfverteilung, welche durch das anzustrebende Dampfdiagramm festgelegt ist. Hierfür ist die Dampfeintrittsspannung, die Betriebsweise und die Anforderungen an den Dampsverbrauch maßgebend.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt weiter: „Der mechanische Wirkungsgrad ergießt sich für Kleindampfmaschinen kleiner als für Großdampfmaschinen und schwankt für normale Ausführungsverhältnisse zwischen 75—90%; im Mittel kann für alle Maschinengrößen ein Nutzeffekt von 85% als erreichbar angenommen werden".

messer.

Den Kolbenhub macht man in der Regel gleich zweimal dem Cylinderdurch

C. Die Gaskraftmaschinen.

Die Gaskraftmaschinen, Gasmaschinen und Gasmotoren benutzen zur Verrichtung von Arbeit die Kraft des sogenannten Leuchtgases, welches durch Vergasung von Steinkohlen gewonnen wird. Wir ziehen hier wenigstens vorerst nur das Leuchtgas in Betracht; es werden auch andere Gase benutzt, wie wir später erfahren werden. Neben dem Leuchtgas finden auch die Gase von flüssigen Stoffen, nämlich dem Petroleum, Benzin, Spiritus u. bergt, zur Arbeitsverrichtung Anwendung. Man muß je nach der Art des verwendeten Gases die Motoren als Gasmotoren, Petroleummotoren, Benzinmotoren, Spiritusmotoren u. s. to. unterscheiden.

Ursprünglich waren die Gasmaschinen nur als Kraftmaschinen für das Kleingewerbe bestimmt, da sie sich den Verhältnissen desselben ganz anpassen ließen. Sie lassen sich schnell in Betrieb setzen, können unter bewohnten Räumen aufgestellt werden und längere Zeit ohne Aufsicht und Wartung gelassen werden. Heute sind die Gasmaschinen aber auch den Anforderungen des Großbetriebes gewachsen und finden in diesem als Kraftmaschinen eine ausgedehnte Verwendung.

In Städten mit eigener Gasanstalt erhalten die Gasmotoren die Betriebskraft direkt von dieser. Ist keine städtische Gasanstalt vorhanden, so werden besondere kleine Gasanstalten errichtet. In großen Hüttenwerken benutzt man die von den Hochöfen abgehenden Gase als Betriebskraft. Die Petroleum-, Benzinmotoren u. bergt, stellen sich das erforderliche Gas aus dem flüssigen Brennstoff selbst her.

Vermischt man Leuchtgas mit Luft und entzündet das Gemisch in einem geschlossenen Behälter, so verbrennt dasselbe mit großer Schnelligkeit und Heftigkeit, es explodiert, wie man sagt. Bei dieser Verbrennung wird nun eine beträchtliche Menge Wärme entwickelt, welche bewirkt, daß sowohl die Temperatur als auch die Spannung der Verbrennungsgase beträchtlich wachsen. Zur vollständigen und heftigsten Verbrennung des Leuchtgases ist es nun offenbar nötig, das richtige Mischungsverhältnis zwischen Gas und Luft zu finden. Die Motoren müssen also mit Vorrichtungen versehen sein, welche ein genaues Mischungsverhältnis von Gas und Luft zu erreichen ermöglichen. Die freiwerdende Wärme dient nun zur Arbeitsleistung. Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt weiter: „Will man nun die mit der Entzündung eines solchen Gasgemisches

verbundene Spannungssteigerung zum Betriebe von Kraftmaschinen benutzen, so muß man das Mischungsverhältnis natürlich derartig wählen, daß durch die freiwerdende Wärme eine möglichst große Arbeitsmenge erzeugt wird. Aber andererseits dürfen Temperatur und Spannung nicht über gewisse zulässige Werte hinauswachsen. Deshalb muß man stets Luftüberschuß anwenden. Hierin ist man aber auch wieder beschränkt, weil eine zu dünne Mischung sich zu schwer entzünden läßt und zu langsam verbrennt. Um nun die Zündfähigkeit zu sichern, muß man weniger Luft nehmen als der zulässigen Temperatur entspricht und ist, um diese innerhalb der Grenze zu halten, gezwungen, den Cylinder künstlich zu kühlen. Das bedingt dann einen erheblichen Wärmeverlust, indem die durch die Verbrennung entstandene Wärme teilweise sofort wieder durch das Kühlwasser abgeführt wird."

Die Gasmotoren arbeiten nun nach dem Viertaktsystem, d. h. erst nach jedem vierten Hube erfolgt neue Einströmung von Gas und Luft. Es ergiebt sich die folgende Arbeitsweise bei dem einfach wirkenden Cylinder, der infolgedessen vorn offen ist, so daß nur die hintere Kolbenfläche wirksam ist. Der Kolben steht in seinem inneren Totpunkt, wobei zwischen ihm und Cylinderdeckel noch ein beträchtlicher Raum frei bleibt. Er geht jetzt nach außen und saugt das Gasgemisch (Gas und Luft) an. Beim darauffolgenden zweiten Hub, dem Rückgang, verdichtet er das vorher angesaugte Gasgemisch in dem freibleibenden Raum. Sobald er seinen inneren Totpunkt erreicht hat, die Verdichtung des Gasgemisches also am größten ist, erfolgt die Zündung oder Explosion desselben, wobei die Spannung plötzlich bedeutend steigt und dabei durch die Ausdehnung der Verbrennungsgase der Kolben vorwärts getrieben wird. Der dritte Hub wird vollendet; durch die beim dritten Hub erzeugte lebendige Kraft, welche sich in den Schwungrädern aufspeichert, wird der Kolben im vierten Hub zurückgetrieben. Das Auspuffventil wird geöffnet und die Verbrennungsgase aus dem Cylinder hinausgetrieben. Jetzt beginnt das Spiel wieder von neuem.

Die erste Maschine, welche nach diesem System arbeitete, ist diejenige von Otto.

Da im Cylinder bei jedem Viertakt Berbrennungsgase zurückbleiben, so wird die sogenannte Ladung durch ein Gemenge von angesaugtem Gas, Luft und diesen Rückständen gebildet. Diese Ladung würde aber sehr schwer zünden, weil sie int großen und ganzen zu wenig Gas enthält. Bei der Ottoschen Maschine wird nun aber dadurch eine sichere Zündung gewährleistet, daß während der ersten Hälfte des Saughubes nur Luft, während der zweiten Hälfte aber nur Gas durch einen langen, engen Kanal angesaugt wird. Dieser Kanal ist stets von Verbrennungsgasen geleert. Das Gas in demselben ist also immer leicht zündfähig.

Wir wollen die allgemeine Einrichtung der Gasmotoren an Hand des alten Ottoschen Motors, wie er früher von der Gasmotorenfabrik Deutz in Köln-Deutz gebaut wurde, kennen lernen. Heute werden die Gasmotoren fast sämtlich mit Ventilsteuerung versehen, immerhin ist aber die Konstruktion der Ottoschen Maschinen grundlegend für alle anderen Gasmotoren geworden.

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Wir wollen nun zuerst die Gasmotoren selbst, d. h. die mit Leuchtgas betriebenen Motoren besprechen.

Die Gasmotoren.

Fig. 790 und 791 zeigen den Ottoschen Motor ~ liegender Konstruktion mit Schiebersteuerung, wie er anfänglich gebaut I wurde und in welcher Konstruktion er sehr verbreitet ist. Die Maschine arbeitet nach dem oben beschriebenen Viertaktsystem. Wir bemerken, wie bei jeder liegenden Dampfmaschine, den Cylinder mit dem Kolben , die Geradführung mit dem Kreuzkopf, die Pleuelstange, die Kurbel, Kurbelwelle    und    das

Schwungrad. Der Cylinder ist wegen der einfachen Wirkung desselben nur hinten geschlossen.

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Fig. 793.

Bei sämtlichen Gasmaschinen bildet nun den Hauptteil die Steuerung. Die Steuerung ist hier als Schiebersteuerung ausgebildet. Sämtlicke Steuerungsorgane werden durch die Steuerwelle D (Fig. 792 u. 793) bewegt, die parallel der Cylinderachse gelagert ist und durch ein Kegelräderpaar von der Kurbelwelle E so angetrieben wird, daß sie halb so viel Umdrehungen macht wie diese. In einer am Cylinderkopf senkrecht zur Achse des Cylinders liegenden Gleitfläche q bewebt sich der Steuerungs- oder Zündschieber F, welcher durch eine

Schubstange G von der Steuerwelle aus durch den Kurbelzapfen m gesteuert wird.

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Fig. 794.

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Die Schiebergleitfläche am Cylinderkopf wird durch eine abnehmbare Platte gebildet. Der Schieberdeckel K wird durch Spiralfedern und Schrauben Sj 8 gegen den Schieber F angepreßt, während die Preßschrauben p, ohne Fe- — bern durch Zwischenlage einer Lederscheibe den Deckel in der Mitte festhalten. In der Gleitstäche des Schiebers befindet sich mit dem Cylindermittel zusammenfallend die Einströmöffnung 1 und seitlich davon der mit dem Luftansaugrohr in Verbindung stehende Luftkanal k. Die demselben gegenüberstehenden Öffnungen r l*! des Schiebers sind durch ^

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Beim Beginn der Saugperiode steht der Schieber so, daß r den Ein-strömkanal 1 eben öffnet und den Zutritt der Luft aus dem Luftkanal k durch das Ansaugrohr a gestattet, während durch

die senkrecht übereinander liegenden Öffnungen d in der Rückseite des Schiebers aus dem Kanal g Gas eintritt. Gas und Luft mischen sich in dem Kanal r rx (Mischungskanal) und werden durch den Einströmkanal 1 in den Cylinder C angesaugt. Beim Beginn der Kompressionsperiode hat der Schieber den Einströmkanal 1 verdeckt und der Cylinderraum ist dicht abgeschlossen.

Gegen das Ende der Kompressionsperiode befindet sich die Schiebermulde h vor dem Kamin n, in welchem die Kaminflamme b brennt (Fig. 794). In der Schiebermulde brennt eine Flamme (Schieberflamme), welche von der Schieberflammenleitung c (Fig. 795) durch die im Deckel befindliche Rinne o und die Bohrung i gespeist wird.

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Fig. 796.

Die Schieberflamme wird unmittelbar vor jeder Entzündung der Cylinderfüllung durch die Kaminflamme b angezündet, indem die Schiebermulde den Kamin n passiert. Sie brennt so lange in der Schiebermulde weiter, bis die letztere mit dem Einströmkanal 1 in Verbindung tritt und die Cylinderfüllung entzündet. Wenn die Schiebermulde auf der Rückseite des Schiebers gegen den Kamin n und die äußere Luft abgeschlossen ist, so hat die Bohrung i das Ende der Gaszuführungsrinne o passiert und stellt in demselben Augenblick durch die Öffnung t die Verbindung der Schiebermulde mit dem im Cylinder befindlichen komprimierten Explosionsgemenge her, welches letztere nun die in der Schiebermulde noch brennende Schieberflamme speist und infolge der ihm beigemengten Luft unterhält. Hierbei teilt sich der im Cylinder befindliche Kompressionsdruck der Schiebermulde mit und die Schieberflamme kann in dem Augenblick, in welchem diese den Einströmkanal 1 öffnet, das in demselben befindliche Gasgemisch entzünden. Diese Entzündung pflanzt sich durch den Kanal 1 bis in

den Cylinderraum C fort, wodurch die Cylinderfüllung verbrennt und durch die entstehende hohe Spannung den Kolben nach vorwärts treibt.

Kurz vor dem Ende dieses Hubes öffnet der auf der Steuerwelle sitzende Ausströmungsnocken f (Fig. 796) vermittelst des Hebels u das Ausströmventil e, welches sich am Ende dieses Hubes wieder schließt. Der Schluß des Ventils wird durch eine Feder w gewährleistet.

Die Gaszuführung wird durch den Regulator, dem Kraftbedarf entsprechend, durch das Regulierventil 2 bewirkt (Fig. 797). Dieser steht durch einen Krümmer L

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mit dem Gaszuführungskanal g in Verbindung. Befindet der Regulator sich in feiner normalen Stellung, so öffnet der Einlaßnockeu z vermittelst des Hebels v das Regulierventil Z und läßt die erforderliche Menge Gas während der Ansaugeperiode eintreten. Wird der Motor entlastet, so bewegt der Regulator infolge seines schnelleren Laufens die Hülse mit dem Einlaßnocken z nach links und letzterer läßt den Federhebel v unberührt, wodurch für diesen Hub die Gaseinströmung unterbleibt. Wird der Motor abgestellt, so sinkt der Regulator infolge des langsameren Ganges abwärts und die Hülse mit dem Einlaßnocken z wird so weit nach rechts bewegt, daß der Federhebel v sich links von demselben befindet und von letzterem nicht berührt wird. Hierdurch wird verhindert, daß

Prakt. Maschinenbauer.

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bei zufälligem Stillstand des Motors der Hebel v nicht auf dem Einlaßnocken z stehen bleibt und das Regulierventil Z offen hält, wodurch, falls der Einström-hahn nicht geschlossen sein sollte, Gas durch den Schieber in die Luftsaugeleitung und von da in den Maschinenraum treten würde, was zu Explosionen Veranlassung geben könnte.

Maschinen von mehr als 2 Pferdestärken haben auf der Nabe des Ausströmungsnocken f noch einen kleinen Anlaßnocken (Fig. 796 u. 797). Vor dem Andrehen des Motors ist die Rolle am Ausströmungshebel u soviel seitwärts zu schieben, daß der Anlaßnocken f, dieselbe berührt und den Ausströmungshebel u lüftet. Hierdurch wird während der Kompressionsperiode das Ausströmventil einen Augenblick geöffnet und läßt einen Teil des zu komprimierenden Gemenges aus dem Cylinder entweichen, wodurch die Kompression verringert und das Andrehen erleichtert wird. Es bleibt jedoch noch so viel explosibles Gemenge im Cylinder zurück, daß dessen Explosion genügt, den Motor in Gang zu bringen. Ist dieser eingetreten, so ist die Rolle durch seitliche Verschiebung außer Verbindung mit dem Anlaßnocken zu bringen.

Durch die Verbrennung des Gases im Arbeitscylinder wird eine so hohe Temperatur erzeugt, daß eine Kühlung der Cylinderwandungen erforderlich ist. Dieselbe wird durch Wasser bewirkt, das in dem die Cylinderwandungen umgebenden Hohlraum zirkuliert, indem es bei s (Fig. 793) eintritt und durch sz abläuft.

Die Gasmotoren werden für kleinere Leistungen auch stehend gebaut, mit oben liegender Kurbelwelle und unten liegendem Cylinder.

Die Gleichförmigkeit des Ganges dieser im Viertakt arbeitenden Maschinen muß stets durch ein entsprechend schweres Schwungrad gewährleistet werden. Man verwendet häufig auch zwei Schwungräder, von denen auf jedem Ende der Kurbelwelle eins sitzt.

Die Kraftabgabe erfolgt meistens durch eine neben dem Schwungrad befindliche besondere Riemscheibe.

Wie bereits oben erwähnt, versieht die Gasmotorenfabrik Deutz in Köln-Deutz ihre neuen Motoren mit einer Ventilsteuerung. In Fig. 798 bis 800 ist ein solcher Motor dargestellt. Als Zündung wird meistens eine Glührohrzündung verwendet. Fig. 798 zeigt eine Seitenansicht des Motors, Fig. 799 eine Stirnansicht gegen den Cylinderkopf und 799 einen Querschnitt durch den Cylinderkopf. Es bedeutet A den Cylinder, C das Einströmventil, D das Ausströmventil , E den Gashahn, F das Gasventil und Gr den Glührohrzünder. Die Bildung des Explosionsgemenges geht im Gehäuse des Einströmventils C vor sich, welches seitlich in den Cylinderkopf eingebaut ist. Die Luft strömt durch die Luftleitung H in das Ventilgehäuse, das Gas tritt aus der Gasleitung durch den Gashahn E und das Gasventil F in einen das Gehäuse umgebenden ringförmigen Kanal, von dem es, aus zahlreichen Löchern in die Luft ausströmend, sich innig mit dieser mischt. Das Gas- und Luftgemisch tritt dann durch das Einströmventil C in den Cylinder. Die Steuerung aller bewegten Organe geschieht wieder von einer Steuerwelle J aus, welche die halbe Um-

drehungszahl der Kurbelwelle hat, aber von dieser mittels Schraubenräder angetrieben wird. Auf der Steuerwelle sitzende Nockenscheiben wirken auf die Steuerhebel der einzelnen gfgBgpr~ Ventile. So wird das Ausströmventil v durch denNockenck und den Hebel d', das Einströmventil Odurchden Nocken« und Hebel c', und das Gasventil F durch den Nocken f und Hebel f' be- A thätigt. Während    jF

die Ausström-nockenscheibe,welche den Ausström-nocken d trägt, fest 111 auf der Steuerwelle % \ sitzt, kann die Ein- W strömnockenscheibe durch Einwirkung des Regulators K auf derselben verschoben werden.

Die Zündung der Cylinderladung geschieht dadurch, daß ein Teil derselben in ein von außen erhitztes Porzellanröhrchen hineingedrückt wird, sich an der glühenden Wandung entflammt und die Verbrennung der

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Der Regulator K beeinflußt die auf der Steuerwelle verschiebbare Scheibe des Gasnockens i Die Regulierung geschieht entweder durch den Ausfall ganzer Gasfüllungen oder wenn ein besonders gleichförmiger Gang verlangt wird, durch Veränderung des Gasreichtums der Ladung. Im ersten Falle wird ein schmaler gerader Gasnocken f (Fig. 798) angewandt, der bei Überschreitung der Tourenzahl vom Regulator so abgelenkt wird, daß er das Gasventil nicht öffnet. Dadurch wird in der Saugperiode nur Luft in den Cylinder eingeführt, und es

übrigen Ladung mitteilt. Das diesem Zweck dienende Porzellanröhrchen befindet sich in einem Brennergehäuse G- am Cylinderkopf und wird durch einen Bunsenbrenner geheizt. Während der Einströmperiode befinden sich im Zündröhrchen Luft oder Verbrennungsrückstände von der vorhergegangenen Verbrennung. Wird nun in der Kompressionsperiode die frische zündfähige Ladung zusammengepreßt, so wird ein Teil derselben auch in das Zündrohr gelangen und dort entzündet.

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Fig. 801

beim Motor Fig. 790 u. 791, indem ein Teil der Ladung bei der Kompressionsperiode aus dem Cylinder herausgelassen wird.

In derselben Weise ist auch dafür gesorgt, daß beim Stehenbleiben des Motors der Gasnocken nicht zufällig das Gasventil geöffnet hält. Zu diesem Zweck ist der Regulator so eingerichtet, daß er bei Überschreitung einer gewissen niedrigen Tourenzahl die Gasnockenscheibe nach links ablenkt, sodaß die Gasrolle an der rechten Seite des Nockens vorbeigeht, das Gasventil also geschlossen bleibt. Man muß daher vor dem Ingangsetzen die Gasnockenscheibe wieder so

stellen, daß der Nocken die Rolle treffen kann. Dies geschieht durch Einklinken des am Regulatorgestell gelagerten Anlaßhebels z (Fig. 798), der sich nachher bei Überschreitung der Tourenzahl von selbst löst, um die erwähnte Wirkung des Regulators hervorzubringen. Die bildliche Darstellung eines solchen Motors giebt Fig. 801 wieder.

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Es erübrigt nun noch einiges über die Zündvorrichtungen für Gasmotoren zu sagen.

Man hat drei Arten von Zün- _ düngen zu unterscheiden, nämlich die Flammenzündung, die Glührohrzündung und die elektrische Zündung.

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DieFlammenzündung haben wir bei dem alten Deutzer Gasmotor kennen gelernt. Bei ihr brennt ununterbrochen eine offene Flamme.

Fig. 802.

Fig. 803.

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Die elektrische Zündung wird meistens nur für große Gasmotoren benutzt, ausnahmslos aber für Benzin-u. bergt. Motore. Sie wird später besprochen werden. Die Glührohrzündungen haben heute für Gasmotoren die größte Anwendung gefunden. Sie bestehen aus einem Rohr, welches durch eine Flamme glühend erhalten wird. Sobald das Gasgemisch während der Kompressionsperiode gegen das Rohr ge-drückt wird, entzündet sich dasselbe. Die Zündrohre werden gegen Wärmeausstrahlung meist durch einen mit Chamottemauerwerk ausge-• fütterten Schornstein geschützt. Die Temperatur des Zündrohrs soll stets gleichmäßig sein.

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Man unterscheidet nun weiter offene und gesteuerte Glührohrzündungen. Bei den offenen Glührohrzündungen steht der Cylinder -|g des Motors immer in Verbindung mit dem Glührohr, bei den gesteuerten Glührohrzündungen dagegen wird diese Verbindung nur zu ganz bestimmten Zeiten hergestellt.    —1

Fig. 804.

Die offene Glührohrzündung der Gasmotorenfabrik Deutz in Köln-Deutz ist in Fig. 802 und 803 wiedergegeben. Wir hatten dieselbe in Fig. 799 bei G am Cylinderkopf bemerkt. Die ganze Vorrichtung wird gegen den Cylinderkopf geschraubt und das Glührohr f aus Porzellan steht mit dem Cplinderinnern

Gasmotorenfavrik DenH in Kötn-Penß.

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Fig 805.

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durch einen Kanal in Verbindung. Das Glührohr t schließt mit seiner offenen Seite an den Kanal im Cylinderkopf an, sein anderes Ende ist geschlossen. Bei b brennt eine Bun senflamme, welcher durch a das Gas zuströmt, die nötige Verbrennungsluft strömt durch mehrere Löcher c an die Flamme. Bei a schließt ein Gashahn zum Abstellen der Flamme an. Die Hitze der Flamme b gelangt durch den Kanal d an das Glührohr f, welches von einem Gewölbe g aus Chamottematerial umgeben ist, wodurch die Wärmeausstrahlung eingeschränkt wird- Durch den Kanal i und den Schornstein k ziehen die Heizgase der Flamme b ab. Durch mehrere Öffnungen e gelangt nochmals Luft in den Raum g und an das Glührohr f und verhindert, daß die Temperatur von f zu hoch wird. Nach außen hin ist vor dem Glührohr f ein Sieb n zur Beobachtung angebracht. Der Schornstein k ist ebenfalls durch ein Sieb r abgeschlossen, welches das Eindringen von Unreinigkeiten in den Glührohrraum verhindert. Während der Kompressionsperiode wird das Gasgemisch von dem zurückkehrenden Kolben in das Glührohr gedrückt und dort entzündet.

In Fig. 804 ist eine gesteuerte Glührohrzündung gezeichnet. Das Glührohr R reicht in den unteren mit Chamotte ausgefütterten Teil des Kamins S; es wird durch eine Bunsenflamme A glühend erhalten, die zur Verbrennung nötige Luft für diese Flamme gelangt durch kleine Öffnungen an dieselbe. Das Glührohr R steht durch den Kanal C mit dem Innern des Cylinders in Verbindung. Der Kanal C kann aber durch das Ventil V nur zeitweilig mit dem Innern

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des Cylinders in Verbindung treten, indem dasselbe unter Einwirkung der Feder F die Verbindung abschließt. Soll die Zündung aber erfolgen, so wird durch einen Hebeln das Ventil V geöffnet und das Gasgemisch gelangt von dem Cylinderinnern durch den Kanal C in das Glührohr R und wird entzündet.

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Die gesteuerten Zündungen empfehlen sich für größere Maschinen mit geringerer Geschwindigkeit.

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Fig. 807.

Der Gasmotor von Gebr. Körting in Körtingsdorf bei Hannover ist ebenfalls mit Ventilsteuerung versehen, zeigt aber eine etwas andere Anordnung der Ventile als der Deutzer Motor. Fig. 805 bis 807 giebt den Motor wieder. Die allgemeine Bauart des Motors gleicht derjenigen der übrigen bereits besprochenen Motoren. Es fällt bei ihm aber der Kreuzkopf mit der Geradführung fort und faßt die Schubstange direkt gelenkig an dem sehr langen Kolben an.

Der Cylinder 1 ist als besonderer Gußteil in dem am Rahmen angegossenen Kühlmantel eingesetzt. Nach Abnahme des Ventilkopfes 2 und Herausschrauben des Ölröhrchens 3 für den Kolben kann der Arbeitscylinder 1 herausgezogen werden.

Die Steuerungshebel für die Ventile werden mittels Nocken bethätigt, welche auf einer seitlich gelagerten Steuerwelle 4 sich befinden. Die Steuerwelle wird mittels Schraubenräder im Übersetzungsverhältnis 1:2 bewegt.

Das Einlaßventil besteht aus dem Gehäuse 5 mit dem Ventilkegel 6, die Spindel des letzteren ist außen mit einer Schraubenfeder 7 versehen, welche bezweckt, daß der Ventilkegel stets fest auf seinen Sitz gepreßt wird. Das Gehäuse wird durch einen Dichtungsring 8 aus Asbest gegen den Kompressionsraum hin abgedichtet. Ein Gummiring 9 dichtet den Ansaugeraum nach außen hin ab, damit keine falsche Luft eingesaugt wird.

Das Auslaßventil 10 ist unmittelbar unter dem Einlaßventil angeordnet und ist direkt in den Ventilkopf eingebaut. Der Ventilkegel 11 ist außen ebenfalls mit einer Schraubenfeder 12 versehen, die denselben fest auf seinen Sitz preßt. Das Einlaßventilgehäuse bildet gleichsam den Deckel für das Auslaßventil; nach Herausnahme des Einlaßventilgehäuses kann demnach der Auslaßventilkegel herausgezogen werden. Sitz und Führung des Auslaßventilkegels müssen mit Wasser umgeben sein, damit keine zu große Erhitzung eintritt.

Das Mischventil besteht aus dem Gehäuse 13, dem Doppelventilsitz 14, dem Doppelventilteller 15 und dem Deckel 16. Die äußere größere Durchgangsfläche des Ventils ist für die Luft bestimmt, die innere kleinere für das Gas. Die Schlitzöffnungen für das Gas stehen zu der Öffnung für die Luft in einem ganz bestimmten Verhältnis, so daß während der ganzen Ansaugeperiode stets das gleiche Gemisch von Luft und Gas in den Cylinder gelangt. Die Luft wird durch ein Verbindungsrohr 17 aus dem Hohlraum des Rahmens entnommen.

Bei den kleineren Motoren wird im allgemeinen die Zündung durch ein Glührohr 23 bewirkt, durch einen Bunsenbrenner 24 wird dasselbe rotglühend erhalten. Sollte die Zündung nicht zur richtigen Zeit im inneren Totpunkt eintreten, so kann durch Verschieben des Brenners nach außen der Zeitpunkt der Zündung verspätet, durch Herrücken des Brenners an den Ventilkopf die Zündung verfrüht werden. Größere Motoren über 12 Pferdestärken bekommen elektrische Zündung.

Die Steuerung des Auslaßventils geschieht durch einen Nocken 25, welcher mittels Rollenhebel 26 die Bewegung auf den Ventilkegel 11 überträgt. Um ein leichtes Anlassen des Motors zu ermöglichen, ist die Rolle des Hebels, welche den Nocken berührt, seitlich verschiebbar, wodurch wieder, wie beim Deutzer Motor, während der Kompressionsperiode ein Teil der Kompression aus dem Cylinder entweicht. Das Einlaßventil wird auch unter Vermittlung eines Rollenhebels 27, Stange 29 und Nocken 28 gesteuert. Die Nocken sollen so eiitre' uliert sein, daß bei jedem zweiten inneren toten Punkte der Kurbel das Auslaßventil schließt, und das Einlaßventil sich zu öffnen beginnt.

Der Regulator besteht aus einer senkrecht gelagerten Welle 30, die durch

Prakt. Maschinenbauer.

Schraubenräder von der Steuerwelle aus getrieben wird. Zwei mit Winkel-hebeln versehene Schwungkugeln übertragen die Centrifugalkraft mittels Zahnsegment auf eine verschiebbare Hülse 31, die durch eine Schraubenfeder belastet ist. Diese Schraubenfeder kann durch eine Mutter mehr oder weniger gespannt werden, um die Tourenzahl in engen Grenzen zu regulieren. Die Verschiebung der Hülse wird durch einen Winkelhebel 32 nebst Stange 33 aus die Drosselklappe 34 übertragen; diese Drosselklappe befindet sich in dem Kanal zwischen

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Fig. 808.

Mischventil und Einlaßventil. Bei zu schnellem Gange des Motors wird die Drosselklappe mehr geschlossen, bei zu langsamem Gang mehr geöffnet.

In Fig. 808 ist die bildliche Darstellung des Motors wiedergegeben.. Genannte Fabrik baut diese Motoren nach den folgenden Tabellen (s. S. 539).

Die Gasmotoren haben heute eine ungeahnte Verbreitung gefunden und werden bis zu den größten Leistungen von 1000 Pferdestärken und darüber ausgeführt. Diese Großgasmaschinen haben sich hauptsächlich für Gase mit geringem Heizwert eingebürgert und findet man dieselben vorwiegend auf Hüttenwerken, wo sie mit den als Nebenerzeugnis bei den Hochöfen gewonnenen Gichtoder Hochöfengasen gespeist werden. Die Kokswerke mit den gehaltreicheren Koksöfengasen, auch die Braunkohlenschweelereien wegen ihrer Schweelgase interessieren sich für derartige Großgasmaschinen.

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Pferdestärken

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Normale Umdrehungszahl in der

Minute. ........

Angenäherte Längedes Motors mm Breite „

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für elektrisch. Betrieb

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Breite der normalen Riemscheibe ........

Breite des Riemens . . . „ Größe der Gasuhr für Leuchtgas Flammenzahl Anschluß an die Leuchtgaszuleitung

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Durchmesser

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Derartige Gasmaschinen baut man nur als Tandem-, Zwillings- und Vier-eylindermaschinen mit dem bekannten Viertaktsystem.

Wesentlich anders sind nun auf diesem Gebiete Gebr. Körting in Körtingsdorf bei Hannover vorgegangen, indem sie von dem Viertaktsystem abgegangen sind und die Maschinen als doppeltwirkende Zweitaktmaschinen ausgeführt haben. Die Abmessungen der ganzen Maschine und ihrer einzelnen Teile können dadurch kleinere werden als die der Viertaktmaschinen.

Die Arbeitsweise dieser doppeltwirkenden Zweitaktmaschinen ist nun die folgende (Fig. 809 bis 811).

Die Maschine ist doppeltwirkend wie eine Dampfmaschine; daher ist der Cylinder nach der Vorder- und Hinterseite symmetrisch angeordnet, die Einlaß-

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Ventile E befinden sich in den vorgeschraubten Ventilköpfen. Besondere Auslaßventile sind nicht vorhanden, sondern das verbrannte Gemisch tritt durch in der Mitte der Cylinder befindliche Schlitze 8 ins Freie. Den Abschluß dieser Schlitze bewirkt der Kolben K der Maschine selbst. Dieser ist lang gestaltet und besitzt nach beiden Seiten selbstspannende Dichtungsringe. Zur Herbeischaffung des Gemisches sind zwei besondere doppeltwirkende Hilfspumpen angebracht. Die eine derselben fördert Luft, die andere Gas; die Abmessungen beider stehen in solchem Ver-hältniszueinander, daß ausdemzwangläufigen Zusammenarbeiten beider stets dasselbe Gemisch in den Arbeitscylinder einge-führt wird. Die Druckräume der Pumpen sind getrennt, und zwar derart, daß je die vordere Seite der Luftpumpe LP und Gaspumpe GP in den vorderen Teil des Cylinders schafft, die Hintere Seite in den Hinteren Teil.

Betrachtet man den Kolben K in der Totpunktlage (Fig. 809), so sieht man, daß die Auslaßschlitze 8 nach der linksseitigen Cylinderseite hin freigelegt sind. Schon bei Beginn des Freilegens der Schlitze 8 sinkt die Spannung der im Cylinder befindlichen Verbrennungsrückstände bis auf den Atmosphärendruck; sobald dieses stattfindet, öffnet sich das Einlaßventil E und die neue Ladung wird durch die Pumpen in den Arbeitscylinder gefördert und zwar zufolge der Anordnung der Gaspumpensteuerung zunächst Luft allein, um die Verbrennungsgase von dem nachfolgenden Gemisch zu trennen, und dann Gas und Luft im richtigen Verhältnis gemischt. Durch die Ausbildung des Eintrittsorgans wird eine Mischung der erst übergeschobenen Luft mit den verbrannten Rückständen einerseits und mit dem folgenden Brenngemische andererseits genügend verhindert und aus dem gleichen Grunde findet ein Verlust an brennbarem Gemisch durch die beim Überschieben offen stehen- /f den Ausströmungsschlitze nicht statt.

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Fig. 810.

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Fig. 811.

Kurznachdem die Ausströmungs-schlitze durch den zurückgehenden X Kolben wieder geschlossen sind, . haben auch die Kolben der Luft- p“⁻ J-*“-und Gaspumpe ihre Totpunktstellung erreicht, es hört also die Förderung des Gemisches auf, das Einlaßventil schließt sich und erfolgt die Verdichtung der Ladung im Cylinder in bekannter Weise, bis im Totpunkt des Kolbens die Entzündung derselben erfolgt.

Beim nächsten Vorgänge des Kolbens äußert die entzündete Ladung durch ihre Ausdehnung ihre treibende Kraft, bis kurz vor dem Erreichen der anderen Totpunktlage die Schlitze durch den Kolben wieder geöffnet werden und die verbrauchte Ladung durch die Schlitze abbläst. Auf der anderen Seite des Kolbens findet der gleiche Vorgang statt.

Die Gaspumpe besitzt eine Schiebersteuerung und ist so eingerichtet, daß sie nur 50 bis 60% ihres Hubvolumens fördern kann. Nachdem nämlich die

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Fig. 812.

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Pumpe den ganzen Ansaugehub vollbracht hat, bleibt während des nun folgenden ersten Teils des Druckhubes der Schieberspalt zum Saugraum noch offen, so daß ohne Druckerhöhung das Gas wieder zurückströmen kann, bis der Saugspalt sich schließt und der Druckspalt sich öffnet und nun erst Gas gefördert wird.

Die Krastregulierung wird nun dadurch erreicht, daß bei abnehmender Leistung die Gaspumpe entsprechend später anfängt Gas zu fördern, mithin ein geringeres Quantum Gas in den Cylinder einschiebt. Dies wird erreicht entweder durch eine vom Regulator bethätigte, die Füllung der Pumpe beeinflussende Steuerung der Schieber selbst oder durch je einen vom Regulator durch eine Droffelvorrich-tung beeinflußten Rücklauf zwischen je einem Druckraum und dem zugehörigen Cylinderinnern der Pumpe.

Die Zündung der Maschine erfolgt durch Magnet-Induktor, und zwar find auf jeder Seite des Cylinders 2 derselben angebracht. Der Antrieb der 4 Zünder erfolgt durch eine besondere Welle, die durch Stirnräder von der Hauptsteuerwelle angetrieben wird und deren An-

triebsrad mit der Welle nicht fest, sondern durch eine schraubenförmige Nut und Feder so verbunden ist, daß durch Verschieben des Rades ein Voreilen oder Zurückbleiben der Zünderwelle gegen die Hauptsteuerwelle erreicht wird. Man kann somit den Zündzeitpunkt je nach der zur Verwendung kommenden Gasart während des Betriebes der Maschine verlegen. Diese Einrichtung bietet auch noch die Möglichkeit, beim Anlassen den Zündzeitpunkt so einzustellen, daß erst nach dem Totpunkt die Zündung erfolgt; es ist somit ermöglicht, die Maschine ganz langsam angehen zu lassen, ohne eine Frühzündung zu erhalten. Bei ganz schwachen Gasen ist eine erheblich frühere Zündung nötig als sonst üblich.

Zum Anlassen der Maschine dient Preßluft. Durch die Steuerwelle wird ein ein- und ausrückbarer Verteilungsschieber bethätigt wie bei Schieberdampfmaschinen, welcher die Preßluft links und rechts dem Cylinder zuführt. Es genügen gewöhnlich zwei Cylinderfüllungen und die Maschine übernimmt ihre Arbeit selbst.

Cylinder und Kolben werden gekühlt, das Wasser zu letzterem strömt durch die durchbohrte Kolbenstange ein und aus. Die in dem Ventilkopfe befindlichen Stopfbüchsen sind rings vom Wasser umspült.

Derartige doppeltwirkende Zweitaktgasmaschinen hat die genannte Fabrik bis zu 2000 Pferdestärken ausgeführt. Sie sind für Dynamobetrieb, Gebläsebetrieb, Walzwerksbetrieb u. bergt verwendet worden.

Fig. 812 giebt eine bildliche Darstellung einer solchen Maschine von 500 Pferdestärken wieder.

Will man nicht das zum Betriebe von Gasmotoren nötige Gas der städtischen oder einer anderen Gasanstalt entnehmen, so empfiehlt sich die Anlage einer besonderen kleinen Gasanstalt, durch welche ein wohlfeiles Gas hergestellt wird. Es sind dies die Generatorgas-Anlagen, bei denen aus Anthracit oder Koks ein Gas erzeugt wird. Das Gas wird in einem Gasbehälter gesammelt und kann von da aus zu den Verwendungsstellen geleitet werden.

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Eine solche Generatorgas-Anlage nach Anordnung der Gasmotorenfabrik Deutz in Köln-Deutz ist in Fig. 813 wiedergegeben. Im Generator befindet sich auf einem Rost eine Säule von glühendem Anthracit oder Koks. In einem kleinen Dampfkessel wird Dampf von etwa 6 Atmosphären erzeugt, welcher in einer Rohrschlange im oberen Teile des Kessels überhitzt und dann dem Injektor Generator zugeführt wird. Hier reißt der Dampf Luft mit, und das so gebildete Gemisch von Dampf und Luft tritt nun unter den im Generator befindlichen Rost und strömt durch die glühende Anthracit- oder Kokssäule, wobei es sich mit dem Brennstoff in Generatorgas umsetzt. Das unter dem Generatordeckel austretende Gas geht behufs Kühlung und Reinigung durch die Wasservorlage, welche zugleich als Wascher ausgebildet ist, den Scrubber und einem weiteren Wascher und sammelt sich in einem Gasbehälter, von wo es sich nach den verschiedenen Verbrauchsstellen verteilt.

Der Scrubber dient lediglich zur Entfernung von Ammoniak aus dem Gase. Es ist ein großer Behälter, welcher ein Füllmaterial enthält, dessen Oberfläche durch von oben eingeführtes und über den ganzen Querschnitt gleichmäßig regei-artig verteiltes Wasser naß erhalten wird. Als Füllmaterial wird grober Koks, Kies, Reisig u. bergt, benutzt.

Die Bedienung der ganzen Anlage besteht außer der Wartung des Dampfkessels im wesentlichen nur darin, daß etwa alle Viertelstunden durch einen oben am Generator angebrachten Doppelverschluß einige Eimer Anthracit oder Koks aufgeworfen werden.

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Man verwendet am besten Anthracit in Würfeln von 12 bis 25 mm oder Koks der Leuchtgasanstalten in Eigröße. Der Koks wird zweckmäßig mit einer Koksbrechmaschine zerkleinert und gesiebt. Für die Heizung des Kessels eignet sich am besten Koks.

Die Motoren, welche mit Generatorgas betrieben werden, erhalten stets elektrische Zündung. Man hat in neuerer Zeit auch die Generatorgas-Anlagen für Braunkohlen eingerichtet.

Die Gasmotoren erfordern zu ihrem Betriebe noch einige Zubehörteile.

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zum Gasbehälter

Die Luft, welche von dem Motor zur Arbeitsleistung angesaugt wird, soll rein sein, also frei von Staub, festen Körpern und fremden Gasen. Die Luft saugt man nun, um dies zu erreichen, durch den sogenannten Einlaßtopf in den Motor. Da dieser Einlaßtopf einen größeren Querschnitt als die Luftleitung hat, wird die Luft, wenn sie durch denselben strömt, ihre Geschwindigkeit verlangsamen, so daß die fremden Beimengungen Zeit haben, sich niederzuschlagen. Zugleich wird aber auch durch den Einlaßtopf das Geräusch des arbeitenden Einlaßventils vermindert.

Die Auspuffgase, welche durch das Auslaßventil den Motor verlassen, werden

durch den Auslaßtopf oder Auspufftopf ins Freie geblasen. In demselben verringert sich ebenfalls die Geschwindigkeit der austretenden Gase, so daß die fremden Beimengungen, wie Wasser, Schmierölteilchen u. dergl. Zeit haben, sich niederzuschlagen. Zum Ablassen derselben muß an dem Auslaßtopf an seiner tiefsten Stelle ein Auslaßhahn vorgesehen werden. Das Geräusch der auspuffenden Gase wird durch den Auslaßtvpf ebenfalls herabgemindert. Ist das Geräusch durch einen Auslaßtopf nicht genügend niederzudrücken, so stelle man zwei oder mehrere Töpfe hintereinander auf; zwischen den Töpfen muß eine Rohrlänge von etwa 3 bis 10 m sein.

Das Auspuffrohr soll so kurz als möglich sein. Die Auspuffgase dürfen nie in gemauerte Schächte geleitet werden, da sich durch Zufälligkeiten größere Mengen von zündfähigem Gemisch dort ansammeln können. Das Ausströmrohr nahe an dem Motor wird so heiß, daß sich leicht brennbare Gegenstände daran entzünden können; das Rohr ist also dort entsprechend zu isolieren.

Der Gummibeutel bildet einen elastischen Behälter, aus dem der Motor das Gas unter nahezu gleichem Druck entnehmen kann, er verhütet das Leersaugen der Leitung und vermindert das Zucken solcher Flammen, die aus derselben Leitung gespeist werden. Je schwächer der Gasdruck und je enger die Leitung, um so größer muß der im Beutel aufgespeicherte Gasvorrat sein. Wo ein Beutel nicht ausreicht, können 2 oder 3 hintereinander eingeschaltet werden, und zwischen je zwei Beuteln ein Hahn, welcher nach den örtlichen Verhältnissen eingestellt wird. Die Beutel sollen so nahe wie möglich bei dem Motor angebracht werden, jedenfalls nicht über 4 m davon entfernt. Hinter dem letzten Gummibeutel, vom Motor aus gerechnet, soll ein Haupthahn angebracht werden, der beim Anhalten zuerst geschlossen wird, damit alles in den Beuteln vorhandene Gas aufgebraucht wird.

Das abfließende Kühlwasser ist durch einen Hahn so zu regulieren, daß es beim Austritt aus dem Motor eine Temperatur von etwa 40° C. hat. Die Durchmesser der Rohre sind so zu wählen, daß sie für eine durchfließende Wassermenge von etwa 50 Liter für die Stunde und Pferdekraft ausreichen.

Zum Schmieren des Kolbens benutzt die Gasmotorenfabrik Deutz in Köln-Deutz eine kleine Schmierpumpe, die von der Steuerwelle der Maschine angetrieben wird. Sie drückt das Öl durch einen Tropfenzähler, mit Hilfe dessen man die Anzahl Tropfen zählen kann.

Die Benzin-, Petroleum- und Spiritusmotoren.

Während zu den bisher besprochenen Gasmaschinen fertiges Leuchtgas zum Betriebe benutzt wurde, dient bei den Petroleummaschinen zerstäubtes, verdampftes oder vergastes Benzin oder Petroleum als Betriebsmittel. Natürlich müssen diese Dämpfe oder Gase mit Luft gemischt werden, um ein explodierbares Gemenge zu ergeben. Die Konstruktion der Petroleummaschinen unterscheidet sich daher im wesentlichen von derjenigen der Gasmotoren gar nicht. Die ersteren müssen nur mit Vorrichtungen versehen werden, durch welche die flüssigen Stoffe wie Benzin, Petroleum, Spiritus oder dergl. zerstäubt oder verdampft werden.

69

Prakt. Maschinenbauer.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", schreibt weiter: „Bei ihnen tritt, wie bei den Gasmaschinen, explosibles Gemisch durch das Einströmventil in den Cylinder; bei einer zweiten Klasse aber enthält das Gemisch vor der Einströmung in den Kompressionsraum nur so viel Luft, wie zum Zerstäuben nötig ist und wird erst in diesem durch weiteren Luftzutritt explosibel."

„Benzin ist schon bei gewöhnlicher Temperatur so flüchtig, daß es zur Erzeugung eines dem Leuchtgas ähnlichen Gemisches genügt, Luft hindurchzuleiten oder es in Luft zu zerstäuben; jedoch verdunsten beim Durchleiten von Lust zunächst nur die flüchtigsten Bestandteile und die zurückbleibenden müssen durch die Abgase der Maschine oder durch heißes Wasser erwärmt werden, damit man stets das gleiche Mischungsverhältnis erhält. Wegen Feuers- und Explosionsgefahr wird das Benzin in eisernem Fasse und einem besonderen Keller, der niemals mit einem brennenden Gegenstände betreten werden darf, gelagert. Wird es verdunstet, indem man Luft hindurchleitet, so muß auch das hierzu dienende Gefäß völlig geschlossen sein; nur die während des Stillstandes durch einen Hahn zu verschließende Luftleitung führt von unten hinein und endet über dem Gefäßboden in einer Brause. Vom Deckel des Gefäßes aus führt die Gasleitung nach der Maschine, welche die Lust durch das Benzin saugt. Damit die Zündung nicht in das Benzingefäß zurückschlägt, streicht nun das Gas zuerst durch einen mit Kies gefüllten Topf oder durch eine Schicht feiner Drahtgewebe und dann durch ein Rückschlagventil, das beim Ansaugen durch die Maschine geöffnet wird. Um etwaige Verpuffung in dem darauffolgenden Teile der Gasleitung unschädlich zu machen, ist dieser mit einem Sicherheitsventil versehen. Auch in dem Maschinenraum erscheint bei Benzinmotoren die Anwendung offener Flammen und folglich auch des Glührohrs zur Zündung nicht unbedenklich und man zieht daher die elektrische Zündung vor."

„Fein zerstäubtes Petroleum kann auch im Motor zur Explosion gebracht werden; doch pflanzt sich die Flamme verhältnismäßig langsam fort, und da beim Zerstäuben in der Regel auch größere Tropfen entstehen und feiner Ölstaub beim Wechsel der Stromrichtung zum Teil gegen die Wandung der Leitung geschleudert wird, wo er dann größere Tropfen bildet, welche durch die im Kompressionsraum herrschende Temperatur nur unter günstigen Umständen völlig verdampft werden, so ziehen es viele Konstrukteure vor, die Verdampfung dadurch zu bewirken, daß sie einen Teil des Zuleitungskanals, den sogenannten Verdampfer oder Vergaser, durch eine Flamme von außen bis zur Rotglut erhitzen. Werden die größeren Tropfen des zerstäubten Petroleums durch einen Ölsack, den man von Zeit zu Zeit entleert, aufgefangen, ehe sie in den Verdampfer gelangen, so braucht dieser nicht so stark erhitzt zu werden."

Im allgemeinen zeigen die Motoren, ob für Benzin, Petroleum oder Spiritus verwendbar, stets dieselben Einrichtungen.

Die Zündungen der Benzin- u. bergt. Motoren sind stets elektrische.

Die neueste Bauart des Benzin-, Petroleum- und Spiritusmotors der Gasmotorenfabrik Deutz in Köln-Deutz zeigt Fig. 814—817. Fig. 814 stellt eine Seitenansicht des Motors mit den wichtigsten Teilen der Steuerung,

8ifl. 814.

der Pumpe h zufließt. Diese drückt in jeder Saugperiode ein bestimmtes Quantum der Flüssigkeit durch die Leitung u' und die Brause g fein verteilt in den Miichranm O. Durch diesen strömt gleichzeitig die vom Motorkolben angesaugte Luft, welche durch den Lufthahn f und das Luftrohr e zuströmt. Beim Vorbeistreichen an der Brause zerstäubt sie den Brennstoff, mischt sich innig mit dem Flüssigkeitsstaub und dringt mit diesem durch das geöffnete Einströmventil C in den Cylinderraum ein, wo der Brennstoff teils durch die strahlende Wärme der Cylinderwandungen, teils durch direkte Berührung mit derselben verdampft.

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Fig. 815 einen Querschnitt des Motors nach der Linie I II der Fig. 814. Fig. 816 giebt einen Vertikcrlschnitt durch die Ventile, während Fig. 817 den Stromunterbrecher der elektrischen Zündvorrichtung in größerem Maßstabe in einem vertikalen Längsschnitt durch das Cylinderkopfende zeigt.

Die Maschine arbeitet im Viertakt.

Der Brennstoff (Benzin, Petroleum oder Spiritus) befindet sich in einem neben dem Motor aufgestellten Behälter, von dem er durch die Leitung u

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Fig. 815.

Die Zündung der Ladung geschieht durch einen elektrischen Funken. In einem magnetelektrischen Zündapparat wird durch Induktion in einer zwischen Magnetstäben pendelnden Drahtspule ein elektrischer Strom erzeugt. Während der größten Stromstärke wird der geschlossene Stromkreis im Innern des Cylinders durch einen Kontakthebel unterbrochen und dadurch ein Funke erzeugt, welcher die Ladung entzündet.

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Um den Motor, wenn er mit Petroleum oder Spiritus betrieben werden soll, bei noch kalten Cylinderwandungen in Gang setzen zu können, ist an demselben eine Benzin-Anlaßvorrichtung in folgender Weise vorgesehen:

Es befindet sich über dem Einströmventil eine verschließbare Schale, die durch ein Röhrchen mit feiner Spritzdüse mit dem Mischraum 0 in Verbindung steht und vor 'jedem Ingangsetzen mit Benzin gefüllt wird. Beim Andrehen des Motors wird in jeder Saugperiode durch den im Mischraum entstehenden

niederen Druck etwas Benzin durch die Spritzdüse in den Luftstrom gefördert, das wegen seiner leichten Flüchtigkeit sofort verdampft und mit der Lust ein explosibles Gemenge bildet. Nachdem der Motor eine Weile mit dem so erzeugten Gemenge als Benzinmotor gelaufen hat und die Cylinderwandungen genügend warm geworden sind, kann Man die Brennstoffpumpe einschalten und so den Motor mit Petroleum oder Spiritus weiter betreiben.

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Der Zündäpparat L besteht aus einer Reihe von Magnetstäben und einer zwischen denselben gelagerten Drahtspule, die über einen eisernen I-Anker wickelt ist. Die Spule trägt an der Seite den sie bewegenden Hebel a b, welcher von der Steuerwelle aus durch die Zündkurbelstange c mit Zunge c' bethätigt wird.

In der Hülse d befindet sich eine Spiralfeder, welche bei jeder zweiten Umdrehung der Maschine dadurch gespannt wird, daß die Zunge c' den Hebel

a b auf die Seite drückt. Nachdem der Hebel abgelenkt und wieder freigegeben ist, läßt ihn die gespannte Feder in die Ruhelage zurückschnellen. Auf diese Weise erhält die mit dem Hebel in Verbindung stehende Spule eine rasche Drehung, wodurch der Strom entsteht.

Der Zünder LT ist in einen Flansch x⁵ eingebaut (Fig. 817), welcher in das Cylinder-Innere führt. Er besteht aus dem Zündstift x³ und dem doppel-armigenZündhebellll. Der Zündstift ist an seinen beiden Enden durch Glimmerscheiben x* isoliert.

Wenn der innere Arm

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1' des Zündhebels am Zündstift x⁸ anliegt, kann der von der Spule des Zündapparates ausgehende elektrische Strom durch die am Ende der Spulenachse angebrachte isolierte Kupferspirale, den Leitungsdraht x, den Zündstift x³ und den Zündhebel 1 in das Maschinengestell und durch dieses in die Spule zurückfließen. Für gewöhnlich bringt eine auf den Hebelarm 1 des Zündhebels wirkende Feder x¹ den Zündhebel zum Anliegen an den Zündstift, und der erzeugte Strom kann daher den angegebenen Verlauf nehmen.

Sobald aber die mit dem Spulenhebel ab ver- r bundene Stange b' beim Abschnappen des Spulen- |J Hebels dem Hebel 1 einen Stoß erteilt, wird der Hebel 1' vom Zündstift entfernt, der Stromkreis wird unterbrochen, und es wird der zündende Funke erzeugt.

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Fig. 816.

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Die Steuerung aller bewegten Organe geschieht von einer am Motor entlang geführten Steuerwelle w aus, welche die halbe Umdrehungszahl der Kurbelwelle hat und von dieser mittels Schraubenräder angetrieben wird. Auf der Steuerwelle sitzende Nockenscheiben wirken auf die Steuerhebel der einzelnen Ventile. So wird das Ausströmventil D durch den Nocken m und den Hebel q, das Einströmventil C durch den Nocken n, die Rolle n' und die Hebelverbindung p, p', p" bethätigt. Während die Ausströmnockenscheibe, welche den Ausströin-nocken m trägt, fest auf der Steuerwelle sitzt, kann die Einströmnockenscheibe auf derselben durch Einwirkung des Regulators verschoben werden. Mit dem Einströmventil wird gleichzeitig auch die Brennstoffpumpe h gesteuert, indem ein auf die Nabe des Hebels p aufgesetzter Arm r den Pumpenhebel r' bethätigt.

Fig. 817.

Die Regulierung geschieht durch Veränderung der Ladungsmenge unter Aufrechterhaltung der prozentualen Zusammensetzung der Ladung. Bei Überschreitung der Tourenzahl verschiebt der Regulator y die mit einem konischen Nocken n versehene Einströmscheibe so, daß ein niedrigerer Teil des Nockens auf die Einströmrolle zur Wirkung kommt. Dadurch wird sowohl das Einströmventil C weniger geöffnet als auch der Hub der Brennstoffpumpe h verkleinert; es wird also die Gesamtladungsmenge verringert und infolgedessen eine schwächere Explosion erzielt.

Die Brennstoffpumpe h ist eine einfach wirkende Plungerpumpe mit stehendem, von unten bewegtem Plunger und automatischem Saug- und Druckventil. Die Bewegung des Plungers erfolgt durch einen im Pumpengehäuse gelagerten Druckhebel, welcher mit dem äußeren Hebel r' verbunden ist. Dieser wird beim Auflaufen der Rolle n' auf den Einströmnocken durch den Hebel r so bewegt, daß der Plunger einen Saughub ausführt, während beim Ablaufen der Rolle (also gegen Ende der Saugperiode) der Plunger unter der Wirkung einer Druckfeder seinen Druckhub vollführt.

Es wird also der Brennstoff erst in der zweiten Hälfte der Saugperiode eingespritzt, was für eine gute Ladungsbildung und sichere Zündung von Wert ist.

Um den Pumpenhub und damit die Menge des eingespritzten Brennstoffes ändern zu können, ist die Rolle des Pumpenhebels r‘, aus welche der Hebelarm r einwirkt, in einem Schlitz jenes Hebels verschiebbar.

Die Brennstoffpumpe ist mit einem (nicht gezeichneten) Hand-B Hebel versehen, mit Hilfe dessen

*    man vor Ingangsetzen des Motors Hl die Leitung u' voll Brennstoff JIJ pumpt. Um hierbei erkennen zu W können, ob derselbe bis zur Brause

*    g vorgedrungen ist, befindet sich unmittelbar vor derselben das Probierventil v. Ist die Flüssig-

*5" keil bis zu dieser Höhe gelangt, so spritzt sie beim Öffnen des Ventils in feinem Strahle durch eine Öffnung heraus. Außerdem ermöglicht das Probierventil, jederzeit während des Betriebes den richtigen Gang der Pumpe zu prüfen.

Eine Kühlung des Cylinders ist natürlich auch bei diesen Motoren erforderlich.

Zur Erleichterung des Anlassens ist wieder dieselbe Einrichtung getroffen worden, wie bei allen anderen Motoren, .daß ein Teil des Gasgemisches bei der Kompression aus dem Cylinder entweicht.

In Fig. 818 ist ein solcher Motor bildlich dargestellt.

Die genannte Fabrik baut diese Motoren nach der folgenden Tabelle (s. S. 552).

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Fig. 818.

Tafel 30.

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Viercylinder-Hochofen-Gas-Motor von 1000 Pferdestärken für die elektrische Kraftanlage der Gute Hoffnungshütte in Oberhausen.

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Umdrehungszahl in der

Minute......

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für eieftr. Betrieb.

Bei dem Gasmotor von Gebr. Körting in Körtingsdorf b. Hannover, welcher in Fig. 805 bis 807 dargestellt war, wird, wenn derselbe für Benzin-, Petroleum oder Spiritus verwendet werden soll, anstatt des Mischventils ein Zerstäuber und Verdampfer eingebaut. Diese Einrichtung zeigt Fig. 819. Zum Verständnis vergleiche man die Fig. 805 bis 807.

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Fig. 819.

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Die Zuflußleitung des Benzins oder dergl. mündet auf einen horizontalen Verstäubungsteller 18, welcher mit einer Kappe versehen ist, so daß am Umfang nur ein schmaler ringförmiger Schlitz von etwa y2 Höhe frei bleibt. Das Abschlußventil 19 für das Benzin hat an seinen Führungen eine ringförmige Abschlußfläche für die Luft und am oberen Ende einen Scheibenkolben, dessen obere Seite mit dem Ansaugeraum des Motors in Verbindung steht. Sobald nun der Kolben anfängt anzusaugen, kommt über dem Scheibenkolben des Abschlußventils das gebildete Vacuum zur Wirkung, das Abschlußventil hebt sich, gestattet daher einerseits dem Benzin den Austritt, andererseits der Luft durch die ringförmige Öffnung am Zerstäubungsteller den Eintritt in den Cylinder. Das Benzin tritt in fein zerteilter Form aus dem ringförmigen Schlitz des Zerstäubungstellers, wird durch die einströmende Luft mitgerissen und vollständig zerstäubt bezw. verdampft. Sobald die Saugwirkung des Kolbens im Motor aufhört, schließt sich natürlich das Benzinventil durch sein Eigengewicht, es arbeitet somit vollkommen selbstthätig. Der Vorratsbehälter, aus welchem das Benzin entnommen wird, muß etwa 2 m über dem Fußboden des Molorenraumes gebracht sein, damit ein genügender Überdruck vorhanden ist. Durch ein Regulierventil läßt sich die ausfließende Menge leicht regulieren.

Das Gemisch gelangt durch einen Kanal 20, welcher mit einem Mantel 21

umgeben ist, durch das Einlaßventil in den Cylinder. Der Mantel dieses Kanals kann nun mit dem Auspuffrohr durch eine Öffnung 22 in Verbindung gebracht werden und dadurch wird den heißen Auspuffgasen der Zutritt zu dem Mantel gestattet. Bei Benzin, welches sehr leicht verdampft, ist dies nur in geringem Maße notwendig, bei Petroleum oder Spiritus dagegen muß der Kanal jedoch sehr stark erhitzt werden, damit eine Verdampfung des zerstäubten Petroleums oder des Spiritus eintritt.

In Fig. 820 ist noch ein Petroleummotor stehender Anordnung von Gebr- Körting in Körtingsdorf bei Hannover dargestellt.

Man hat die Benzin- und bergt. Motoren heute für alle Zweige verwendbar gestaltet. So hat man z. B. die Motoren auf einen Wagen gestellt, um dieselben als Lokomobile in der Landwirtschaft verwenden zu können; ebenso hat man sie als Lokomotiven ausgebildet usw.

Fig. 820.

Eine etwas andere Konstruktion zeigt der Petroleummotor der A.-G. Dresdner Gasmotorenfabrik vorm. M. Hille in Dresden, der in Fig. 821 bis 823 dargestellt ist. Fig. 823 zeigt die Anordnung der Ventile in größerem Maßstab. Vor allem ist an dem Motor bemerkenswert, daß nicht die Bewegung der Ventile durch eine rotierende Steuerstange geschieht, sondern durch hin- und hergehende Stangen. Ihre Bewegung erhalten diese Stangen allerdings wieder durch Nocken, wie bisher, mitgeteilt. Der Antrieb der Steuerungsstangen und Nockenscheiben geschieht durch Zahnräder. Die Nockenscheibe L wird angetrieben; sie ist mit dem Nocken g versehen, welcher vermittelst der Rolle k, Hebel h und bi und weiter Winkelhebel y die Bewegung des Auslaßventils H vollführt. Die Bewegung des Einlaßventils G bewirkt der Hebel I mit dem Gelenkhebel K durch Vermittlung des sogenannten Pendelregulators, welcher den Motoren der genannten Fabrik eigen ist.

Bei der Saugwirkung des Motors öffnet nun der Hebel I das Einlaß. Ventil G. Die Saugwirkung des Kolbens bewirkt aber zunächst den Niedergang des Luftventilkegels p und dieser drückt wieder den Petroleumventilkegel q abwärts; durch die hierdurch entstandenen Durchgänge folgt die äußere Luft durch o und das Petroleum von m aus durch die kleinen Löcher t. Luft und Petroleum vermischen sich in dem Verdampfer R, welcher durch die Lampe 8 erhitzt wird, und gleichzeitig verwandelt sich das Petroleum in Dampfform. Dieses Gemisch von Petroleumdampf und Luft tritt durch das offene Ventil G in den Cylinder. Im äußersten Totpunkt vorher hört die Saugwirkung auf und die Spiralfedern drücken p und q auf ihren Sitz zurück, ebenso wird das Einlaßventil G geschlossen.

Prakt. Maschinenbauer.

Die Zündung erfolgt durch das Glührohr T.

Das Auslaßventil H wird dann beim dritten Hub geöffnet.

Zur Inbetriebsetzung des Motors wird die Schale v der Lampe 8 mit Spiritus gefüllt und dieser entzündet. Die Zeigerkurbel n ist geschlossen, ebenso die Lampenverschlußspindel r. Hierdurch wird die Lampe 8 vorgewärmt, so daß

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Fig. 822.

das durch die Lampe strömende Petroleum verdampft wird. Nach genügender Erhitzung der Lampe wird der aus der Düse strömende Petroleumdampf entzündet. Die Lampe 8 brennt nun fort, indem das Petroleum durch ihre eigene Hitze weiterverdampft wird. Ist der Verdampfer R genügend erhitzt, so wird die Zeigerkurbel n etwa eine halbe Umdrehung links herumgedreht, wodurch der Petroleumzufluß durch m geöffnet wird. Indem man jetzt den Knopf V oben auf dem Petroleumventil p niederdrückt, läßt man Petroleum in den Verdampfer fließen und dort verdampfen, wodurch das Andrehen des Motors erleichtert wird. Ebenso ist aber auch zur Erleichterung des Andrehens wieder

die Einrichtung getroffen, einen Teil des Gemisches bei der Kompression aus dem Cylinder ausströmen zu lassen. Es geschieht dies durch den Entlastungshebel und den Nocken i. Bevor man das Schwungrad andreht, rückt man diesen Hebel so, daß die Rolle kv auf den Nocken i zu stehen kommt. Läuft der Motor, so drehe man den Hebel 1 wieder zurück, daß die Rolle k nur von dem Nocken g bethätigt wird.

Die bildliche Darstellung eines solchen Motors giebt Fig. 824 wieder.

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Die Benzin- und Spiritusmotoren der genannten Fabrik werden mit elektrischer Zündung versehen und zeigen in einigen

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Fig. 823.

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Modellen eine ähnliche Anordnung tote der Petroleummotor, in einigen Modellen aber sind sie abweichend konstruiert.

Es sei noch bemerkt, daß die Fabrik auch Motoren für Naphta und Acetylen-

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Fig. 826.

gas ausführt, selbstverständlich entnehmen die letzteren Motoren ihr Gas einer Anlage zur Erzeugung von Acetylengas.

Die Feuerversicherungen machen bezüglich der Aufstellung von Benzin-motoren wegen der damit verbundenen Feuersgefahr besondere Vorschriften. Es darf z. B. der Benzin-Apparat nicht in demselben Raume stehen, in dem der Motor aufgestellt ist. Die Fig. 825 u. 826 lassen die Aufstellung eines Benzinmotors nach den Angaben der A.-G. Dresdner Gasmotorenfabrik vorm. M. Hille in Dresden erkennen. Wir sehen, daß der Motor in einem Raum für sich aufgestellt ist. Der Benzin-Apparat und der Ausstoß-Topf sind in einem benachbarten Raume untergebracht. Der Motor saugt das Benzin aus dem Benzin-Apparat an, welchem dasselbe von Zeit zu Zeit durch eine kleine Flügelpumpe aus dem Benzinfaß zugepumpt wird. Das Benzinfaß wird meistens außerhalb der Gebäude in einer gemauerten Grube, welche leicht abgedeckt ist, gelagert. Die Abgase gelangen durch den Ausstoßtopf und durch das an den- • selben anschließende Ausstoßrohr ins Freie.

Der Benzin-Apparat zeigt für die Motoren der genannten Fabrik die oben beschriebene Einrichtung zum Verdunsten des Benzins. Zum Erwärmen des Apparates können durch einen Hahn auch die Abgase in den Benzin-Apparat geleitet werden.

3. Die Hevezeuge.

Bearbeitet von Ingenieur O. Pötzsch in Wurzen, Sa.

Zu den Gebieten des Maschinenbaues, auf denen in den letzten Jahren rastlos vorwärts gestrebt und verbessert wurde, gehört der Hebezeugbau. Die Menge von guten Konstruktionen, die sich eingeführt haben, legt Zeugnis davon ab, daß mit den Anforderungen, die an die Leistungsfähigkeit und Vollkommenheit der Hebezeuge gestellt werden, gleicher Schritt gehalten wird.

In allen Zweigen der Industrie wird von den einfachsten Handgeräten bis zu den großartigsten Anlagen Gebrauch gemacht, um Lasten und Güter schnell und gefahrlos zu transportieren. Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit sind die Hauptanforderungen, die an moderne Hebevorrichtungen gestellt werden und es bewahrheitet sich auch hier der altbewährte Satz, daß das Beste gerade gut genug ist. Falsch angewandte Ersparnis kommt in fast allen Fällen teuer

zu stehen. Einer Reihe bedeutender deutscher Spezialfirmen ist es durch die Güte ihrer Fabrikate gelungen, auf dem Weltmarkt mit Erfolg zu konkurrieren.

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Fig. 828.

Fig. 827.

Der Rahmen, in dem der nachfolgende Abschnitt gehalten werden muß, ermöglicht nur die Erläuterung der gebräuchlichsten Hebeapparate und -Maschinen. Das Gebiet ist ein so umfangreiches, daß es nur durch ein besonderes Werk möglich wäre, a den Stoff eingehend zu behandeln. Es soll nur ein kurzer Überblick gegeben werden und sind aus den verschiedenen größeren Gruppen nur die geeignetsten Beispiele ausgewählt worden.

Die Leitrolle. Fig. 827 u. 828. Auf einer festgelagerten Achse A sitzt eine Rolle, welche entweder mit der Achse fest verbunden ist oder auf derselben sich lose dreht. An dem einen Ende eines über die Rolle geleiteten Seiles oder an einer Kette ist die Last Q befestigt, während an dem anderen Ende eine entsprechend große Kraft P angreift. Bewegt sich nun die Kraft P abwärts, so wird die Last Q ansteigen und die Rolle wird in Drehung versetzt, ohne daß sie ihre Lage verändert. Das Seilende links von der Rolle wird um so

viel länger, als das rechte kürzer wird. Es ist also der Weg der sich nach unten bewegenden Kraft P gleich dem Weg der sich nach oben bewegenden Last Q.

Vernachlässigt man schädliche Widerstände (diese sind Zapfenreibung, Steifigkeit des Seiles oder Kettenreibung), so ist für eine gleichförmige Bewegung der Last Q: P = Q. Die Kraft P wird in Wirklichkeit aber etwas größer, da dieselbe die erwähnten Widerstände mit zu überwinden hat. Um P genau zu berechnen, muß Q mit den in weiter unten stehender Tabelle mit K bezeichneten Werten multipliziert werden, P = KQ.

K ist vom Durchmesser der Rolle R abhängig und wurde durch Versuche

gefunden.

Die lose Rolle. Fig. 829 u. 830. Die Rolle R sitzt auf einer Achse A und ist mit letzterer der Bügel B verbunden, an welchem die Last Q hängt. Um die Rolle ist ein Seil oder eine Kette gelegt und wird das eine Ende an einem Haken H festgeknüpft.

Während bei der festen Rolle der Weg der Kraft P gleich dem Weg der Last Q war, ist bei der losen Rolle der Weg, den die Kraft P zurücklegen muß, doppelt so groß als der Weg, den in derselben Zeit die Last Q durchläuft. Soll z. B. die Last um 1 m angehoben werden, so wird das festgeknüpfte Seilende sich um I m aufwickeln müssen. Das Seilende mit der Zugkraft aber muß an und für sich ebenfalls 1 m Mg- «Lg. abwickeln und gleichzeitig noch das Stück dazu, um welches das festgeknüpfte Seilende aufgewickelt wurde. Während also Q ran 1 m gestiegen ist, muß die Kraft P den Weg von 2 m zurückgelegt haben.

Da bei der losen Rolle die Last Q von zwei Seilenden getragen wird, so wird an jedem Seilende nur die Hälfte der Last Q ziehen. Die Kraft P braucht also auch nur halb so groß wie Q zu sein. In Wirklichkeit ist P etwas größer

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wie -g-» da sie die schädlichen Widerstände, wie dieselben bei der festen Rolle genannt worden sind, mit zu überwinden hat. Aus nachstehenden Tabellen kann man P genau berechnen, wenn man durch den Wirkungsgrad ij dividiert.

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Aus Vorstehendem ersieht man also, daß mit einer kleinen Kraft eine große Last angehoben werden kann. Dies geht allerdings auf Kosten der Zeit, da die Last langsam ansteigt. Nach der Fundamentalgleichung: Kraft x Weg — Last X Förderhöhe ist das Produkt kleine Kraft x großer Weg — dem Produkt große

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Last x kleiner Weg. Oder die kleine Kraft P muß einen großen Weg zurücklegen, um die große Last Q auf eine kleine Höhe zu bringen. Durch die lose Rolle kann man also eine Arbeit verrichten und rührt daher auch die Bezeichnung Arbeitsrolle.

Man kann auch die Zugkraft P an dem Bügel angreifen lassen und die Last Q an das freie Seilende hängen. Der Weg, den dann Q zurücklegt, ist in diesem Falle natürlich größer als der von P. Die Kraft P wird dann aber auch entsprechend größer sein müssen als Q.

Nach Ernst, „Die Hebezeuge", sind die Wirkungsgrade für Leit- und Arbeits-. rollen folgende:

Tabelle für die Wirkungsgrade von Hanfseil- und Kettenleitrollen.

Seildurchmesser . . . Wirkungsgrad i? . . .

Für den Wert K . .

16

26

0,96-0,940,95-0,91

1,133

36

0,93-0,89

1,178

46

52

0,92-0,870,91-0,85

Kelten

0,96-0,95

1,223

1,25

Tabelle für die Wirkungsgrade loser Rollen oder Arbeitsrollen.

Seildurchmesser

Wirkungsgrad

16

26

36

46

52

0,97-0,98 0,96 -0,97 0,94-0,97 0,93-0,96 0,93-0,96

Für Ketten ist der Wirkungsgrad — 0,97—0,98 und gilt derselbe für alle Eisenstärken.

Der Rollenzug, in Fig. 831 dargestellt, besteht aus einer Reihe loser Rollen, die untereinander durch die Seile, in denen sie hängen, verbunden sind. Mit dem einen Ende sind die Seile S, Sx und 8z an der Decke festgeknüpft, während die anderen Enden der Seile 8 und Sx an den Rollen Rj bezw. R₂ befestigt werden. An dem über die feste Rolle Rs geleiteten freien Ende des Seiles S₂ wirkt die Zugkraft P und an der Rolle R ist die Last Q aufgehängt.

Bei der Beschreibung der losen Rolle wurde gezeigt, daß man durch dieselbe mit einer kleinen Kraft eine große Last anheben kann. Es ist nun leicht ersichtlich, daß bei Verwendung mehrerer loser Rollen, wie dies bei der am Rollenzug getroffenen Anordnung der Fall ist, die Kraft P um so kleiner sein kann, je mehr lose Rollen angeordnet werden.

Die beiden Enden des Seiles 8 haben die Last Q zu tragen, jedes Ende also die Hälfte von Q. Demnach zieht an dem Haken der Rolle Rx die Last

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Fig. 831.

mit -y* -j- zieht an den beiden Enden des Seiles S₁₍ jedes Ende trägt die

' das ist ^ An betn Haken der Rolle R₂ zieht also und

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die beiden Enden des Seiles S₂ haben wieder die Hälfte von ~-i also zu tragen. Die Kraft P braucht demnach auch nur mit dem achten Teil von Q zu

Ziehen: P = -—•

Der Weg, den die Kraft P zurücklegen muß, wird offenbar in demselben Maße größer sein müssen, als die Kraft P zur Last Q kleiner ist. Legt die nach unten ziehende Kraft P den Weg s zurück, so wird die im Seile S₂ hängende

Rolle R₂ mit ansteigen. Rolle Rj, wird von Rolle R₂ angehoben, Rj legt die Hälfte von also ~ zurück. Rx hebt die Rolle R mit der Last Q an

und steigt letztere um die Hälfte des Weges von Rlr also um -g-

Nimmt man z. B. an, daß ein Mann mit 30 kg ziehen kann, so würde er mit dem beschriebenen Rollenzug 240 kg bewältigen können und müßte derselbe 8 m Seil abwickeln, um die Last 1 m hoch zu bringen.

Da die Wege der einzelnen Rollen untereinander verschieden groß sind, so beansprucht der Rollenzug für seine Anordnung der Höhe nach einen großen Raum und findet derselbe deshalb auch nur geringe Verwendung.

Die Flaschenzüge.

Allgemein nennt man ein Gehäuse, in dem zwei oder mehrere Rollen angeordnet sind, eine Flasche. Ein Flaschenzug besteht aus einer festen und einer losen Flasche, sowie einem als Zugorgan dienenden Seil oder einer Kette. Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise eines Flaschenzuges soll der in Fig. 832 dargestellte Rollenzug benutzt werden. Die Rollen sind hier an einem festen bezw-einem losen Tragbalken angeordnet.

Das eine Ende des Seiles ist an dem ^ festen Tragbalken angeknüpft und um die p einzelnen Rollen geschlungen. Beim Flaschenzug sitzen die Rollen in der losen bezw- in der festen Flasche und zwar gewöhnlich auf einer Achse nebeneinander. Auf die Wirkungsweise hat diese Anordnung keinen Einfluß.

Läßt man an dem freien Seilende die Zugkraft P in der Pfeilrichtung wirken, so wird sich der lose Tragbalken mit der daran hängenden Last Q aufwärts bewegen. Die losen Rollen legen gleichzeitig ein und denselben Weg zurück und beansprucht dieser Rollenzug an und für sich wenig Raum für seine Auf-

Prakt. Maschinenbauer.

an

5,'

/S*

Fig 832.

71

Hängung. Der verfügbare Raum kann der Höhe nach vorteilhaft ausgenutzt werden, da sich für die Last Q eine große Hubhöhe erzielen läßt.

Für

den nebenstehenden Flaschenzug ist die Berechnung nachstehend durchgeführt und kann man darnach für besondere Fälle die dazu gehörigen Formeln jedesmal selbst ableiten. Es sind verschiedene Anordnungen möglich, P kann aufwärts oder abwärts wirken, je nachdem eine feste Rolle mehr oder weniger angeordnet wird und das Seilende kann an dem oberen oder unteren Tragbalken befestigt sein.

Bezeichnet man mit Sv 8,, 8, und S₄ die Spannungen in den vier Seilstrecken, so ist, wenn keine schädlichen Widerstände Berücksichtigung finden:

Po¹) =

s, =S,

8,    = 8z

S»

- S₄.

Man übersieht, daß alle Größen untereinander gleich sind und kann man deshalb für 8,, 8„ S₃ oder S₄ auch P₀ einsetzen.

Befindet sich der lose Tragbalken im Gleichgewicht, so ist: Q = 8, -j- S₂ + S₃ + S₄. Mit Hilfe obiger Gleichungen kann man auch setzen:

Q ⁼ 4P»

P-Q.

r0 — 4 ♦ !

Die ideelle Triebkraft ist also gleich der Last, dividiert durch die Anzahl der tragenden Seilstrecken.

Berücksichtigt man die schädlichen Widerstände, so ergeben sich für die einzelnen Rollen folgende Gleichungen:

P =KS Sj =KS S*=KS.

s₃ = ks₄.

Diese Gleichungen kann man ebenfalls wie oben für P umformen und erhält man dann:

Sl==TT

8 ₌Ä_ P

⁰² K K*

O S2 S₈ = x

&4 K — K⁴'

') Mit P₀ bezeichnet man allgemein die Triebkraft, welche keine schädlichen Widerstände zu überwinden hat, letztere also gleich 0 gesetzt sind. Sie heißt die ideelle oder gedachte Triebkraft.

Läßt man den losen Tragbalken sich gleichförmig aufwärts bewegen, so ist: Q = s₁ + Sa + S$+S₄

und nach den letzten Gleichungen:

K⁴‘

p p p p Q-K + Ki+K-a

p

Mit Hilfe eines geeigneten Faktors, in diesem Falle kann man die letzte Gleichung so umwandeln, daß sie eine geometrische Reihe enthält: Q=^(K» + Ka + K + 1).

Der Ausdruck in der Klammer ist die geometrische Reihe, und diese kann man umformen:

K» + K* + K4-l = —!—-(£ — !) (K8 + K* + K + l)

Jlv - 1

=    (K* + K«4-K²4-K) —(K3 + K² + K + l)

K⁴—1 K — 1'

P K⁴—1

Es wird also

K⁴ K— 1

und die Zugkraft P ergiebt sich nach dieser Gleichung:

K⁴(K-1)q r K⁴_1    ^

Der Wirkungsgrad ij wird berechnet, indem man die ideelle Triebkraft P„ durch die wirkliche Triebkraft P dividiert und in die Rechnung die oben abgeleiteten Werte einsetzt. Für den hier speziell behandelten Rollenzug ist also der Wirkungsgrad:

Po

K⁴(K-1)q K⁴— 1 ^

K⁴ —1

4K⁴(K — 1)

man

Wie schon erwähnt, werden die Rollen- oder Flaschenzüge gewöhnlich nicht so ausgeführt, wie sie in den vorstehenden Figuren dargestellt sind, sondern verwendet für die Rollenlagerung Gehäuse.

Bei Anwendung mehrerer Rollen, wie Fig. 833 zeigt, erzielt man dadurch, daß die Rollen nebeneinander lose auf einer feststehenden Achse laufen, eine gedrängte Anordnung. Die zwischen den Rollen liegenden Platten des Blechgehäuses haben den Zweck, die Achse zu unterstützen. Dieselbe würde sonst

71*

ohne Unterstützung, infolge des mittleren Rollendruckes, zu stark ausfallen. Gleichzeitig verhindern die Platten, daß das Seil aus den Rollen fällt.

Die in Fig. 834 gezeigte einzelne Rolle ist für Ketteuzug bestimmt. Hier verhindert der auf dem Bolzen sitzende Schutzbügel das Herausgleiten der Kette aus der Rille.

Von jeder der beiden Ausführungen verwendet man zwei Stück für einen Flaschenzug, so daß ein Stück als obere, feste, und ein Stück als untere lose

warn

Fig. 834.

Fig. 836.

Fig. 833.

Flasche angeordnet wird. Je nach Bedarf erhält die letztere eine Rolle weniger, als die erstere.

In Fig. 835v ist eine der üblichen Konstruktionen dargestellt, wie sie von der Düsseldorfer Maschinenbau-A.-G. vorm. I. Losenhausen in Düsseldorf-Grafenberg hergestellt werden.

Um das Niedersinken der Last beim Loslassen des Zugseiles zu verhindern, werden diese Flaschenzüge auch mit einer Selbsthemmung versehen. In Fig. 836 ist eine solche ersichtlich.

Fig. 835.

Ein gekrümmter Hebel hat an seinem unteren Ende einen festgelagerten Drehpunkt. Das obere Ende ist mit einer Klemmbacke versehen, welche gelöst bleibt, so lange das Zugseil sich abwärts bewegt, die Last also, angehoben wird. Läßt man das Zugseil los, so wird die Klemmbacke von demselben durch die Reibung mitgenommen und durch den excentrischen Ausschlag des Hebels wird sie das Seil gegen die Rille pressen. Die Last kann so in beliebiger Höhe freischwebend festgehalten werden. Zieht man am Seil wieder an, so wird sich auch die Klemmbacke sofort lösen.

Der Differential-Flaschenzug von Weston, Fig. 837 u. 838, meist als Kettenflaschenzug ausgeführt, besteht aus einer oberen, festen Rolle, welche

in der Flasche F gelagert ist, und der losen Rolle R mit Bügel B und Lasthaken.

Die obere Rolle hat zwei Rillen Rx und Rz, die mit Kettendaumen (Einkerbungen, in die sich die einzelnen Kettenglieder legen) versehen sind. Rille Ri hat einen kleineren Durchmesser als R₂. Die lose Rolle hängt in einer endlosen Kette, die sich von der einen Seite der festen Rolle auf den kleineren Rillenumfang und auf der anderen Seite auf den größeren Rillenumfang legt. Die beiden frei herabhängenden Enden bilden eine endlose Schleife, an der die Zugkraft angreift.

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Die Rille R₂ mit dem größeren Umfang erhält gewöhnlich einen Daumen mehr als Rj. Infolgedessen wird sich beim Aufwickeln der Kette auf R₂ von R» weniger Kette abwickeln und die lose Rolle R hebt sich mit der Last bei einer Umdrehung der festen Rolle F um eine Kettenteilung.

Bezeichnet man den Halbmesser von R, mit a* und von R₂ mit aä, den Zug der auf Rx auflaufenden Kette mit S₂, sowie mit S₂ den Zug der auflaufenden Kette von Rz (Fig. 839), so werden an der Rolle die beiden Drehmomente a₂ . S₂ und a₂. S, wirken, a, S₂ ist etwas größer wie a₂ S₂ und müßte sich die Last eigentlich von selbst senken, wenn keine anderen Kräfte zur Geltung kämen. Da aber S, — S₂ und aä von ax wenig verschieden ist, sowie auch die Reibungswiderstände der verschiedenen Teile untereinander hinzukommen, so hat der Westonsche Flaschenzug Selbsthemmung. Es muß also eine Kraft einwirken, um die Last zu senken.

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Fig. 838.

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Ein weiterer Vorteil dieses Flaschenzuges ist der, daß er an und für sich wenig Höhe gebraucht, was dem Lasthub zu gute kommt.

Dem stehen allerdings die wesentlichen Nachteile gegenüber, daß der Wirkungsgrad rj gering ist und eine bedeutende Abnutzung der Kette eintritt. Die Kette muß bei verhältnismäßig kleinem Lasthub einen

Fig. 839.

566 —

viel größeren Weg zurücklegen. Die einzelnen Glieder reiben sich zu oft an den Rollens.

Der in Fig. 840 dargestellte Westonsche Flaschenzug zeigt eine Konstruktion, wie sie von der Düsseldorfer Maschinenbau-A.-G. vorm. I. Losenhausen in Düsseldorf-Gzafenberg hergestellt wird.

Die Schraubeu-Flascheuzüge, welche als Neuerung auf dem Gebiete der Hebezeug« mit Recht als bahnbrechend bezeichnet werden können, haben sich als deutsches Fabrikat fast überall eingebürgert. Sie bieten anderen Flaschenzügen gegenüber wesentliche Vorteile betreffs der Abnutzung und des Wirkungsgrades.

Die von den verschiedenen Firmen hergestellten Schrauben-Flaschenzüge unterscheiden sich ihrer Ausführung nach allgemein nur wenig.

Meist werden dieselben mit einer selbstthätig wirkenden Bremsvorrichtung (auch Drucklagerbremse oder Bremskupplung genannt) versehen, deren Konstruktionen verschiedentlich patentiert sind. Im Prinzip unterscheiden sich diese verschiedenen Patente nur wenig.

²) Wenn P die Zugkraft für den Antrieb des Flaschenzuges beim Lastheben, P₀ die ideelle Zugkraft,

Q die Last,

S, und S* die Spannung in den tragenden Kettenstrecken,

& die Ketteneisenstärke, a, und a₂ die Halbmesser der oberen Rolle, a, der Halbmesser der losen Rolle, r, der Halbmesser der oberen Rollenachse, r der Halbmesser der unteren Rollenachse,

P der Zapfenreibungskoeffizient, so ist nach Ernst, „Die Hebezeuge", die ideelle Zugkraft:

8, a₂ — S, aj

a-

P„ a.j = S, a., — S₂ a-! und P„

Da Sj --- S₂ und Q = S,+ S₂ ist, so ist au* Q = 2 S, oder --- 2 8,. Also

D Q(a* —a,)

2 a* •

Mit Berücksichtigung der Zapfen- und Kettenreibung ist

s₁ = s₂(i + ^i + !iiI).

**8    a3 Z

Demnach ist Q = S, + S₂= S₂ (2 + ^ + ?ü£\

x a3 a₃ /

Die Antriebskraft wird:

0,3 4    2^r

a, — 0,15 j

Ä2

Der Wirkungsgrad ist: )j=

a3

a,

)(^

ai — 0„ü 4j

a*

Der Antrieb erfolgt durch Schnecke und Schneckenrad und mit ersterer in direkter Verbindung steht die Bremskupplung. Dieselbe tritt sofort in Funktion, wenn die Last sich senken will, indem sie sich festbremst und läuft leer mit, wenn die Last ansteigt.

Fig. 841 u. 842 zeigt die Ausführung eines Schrauben-Flaschenzuges mit Patent-Drucklagerbremse von E. Becker in Berlin.

Auf der Schneckenwelle sitzt rechts das Haspelrad H, um welches eine

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Fa

Al

Kz BiY

Fig. 842.

3-

Fig. 841.

Fi840.

Handzugkette gelegt wird, während das linke Ende mit dem Bremskegel in derBüchse Bi gelagert ist. Letztere ist leicht drehbar in das festgelagerte Gehäuse B gesteckt und läuft gegen den Körner einer Druckschraube. Wird nun das Schneckenrad 8, welches mit dem Lastkettenrad B auf der Welle A sitzt, durch die Schnecke gedreht, und zwar so, daß die Last angehoben wird, so wird durch den Zahndruck des Schneckenrades die Schneckenwelle nach links gedrückt. Der konische Bremskegel wird gegen die Büchse Bx gepreßt und durch die hierdurch entstehende Reibung wird die Büchse Bt an der Drehung mit teilnehmen. Am äußeren Umfang ist die Büchse mit Sperrzähnen versehen, gegen die der Sperrzahn K beständig durch eine Feder gedrückt wird.

Während nun die Last angehoben wird und die Schneckenwelle sich in diesem Sinne dreht, wird der Sperrzahn über die Verzahnung der Büchse hinweggleiten. Dreht sich dagegen die Schneckenwelle im entgegengesetzten Sinne, will sich die Last also senken, so wird dies durch den Sperrzahn K verhindert.

Soll ein Niedergehen der Last bewerkstelligt werden, so braucht man nur

wenig an der Handzugkette zu ziehen. Diese kleine Zugkraft muß die Reibung des konischen Bremskegels in der Büchse Bx bewältigen.

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Fig. 814.

Ähnlich wie der vorstehend be-schriebeneFlaschen-zug ist der von Schuchardt LSchütte inBer-lin. Fig. 843 bis 845 zeigen diese Ausführung.

Bei der Bremskupplung sitzen die beiden Bremsscheiben kj und k2 aus der Schneckenwelle und sind in deren Längsrichtung lose verschiebbar. Durch einen

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Fig. 848.

Fig. 846.

Fig. 845.

Federkeil werden sie aber gezwungen, an der Drehung mit teilzunehmen. Zwischen k₂ und k₂ sitzt lose drehbar das Sperrrad f. Gegen dieses Sperrrad pressen sich die Reibungsflächen

von k, und k₂ und ffl&ssg&jjjb    muß dasselbe infolge«

dessen an der Drehung ^yÜ^ll^giöc ebenfalls mitteilnehmen.

Beim Lastheben gleitet nun der Sperrzahn a über die Zähne des Sperrrades hinweg und wirkt hemmend, wenn sich die Last senken will.

Um Lasten ver-

Fig. 847.

Tafel 31.

Mannheimer Maschinenfabrik Mohr & Aederhaff, Mannheim.

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Elektrisch betriebene Halbportalkrane in Hamburg.

tikal und horizontal fortzubewegen, verwendet man Laufkatzen mit daran . hängendem Flaschenzug.

Als Fahrbahn dient ein I-Träger und rollt die Laufkatze auf demselben, indem sie einfach durch Zug fortbewegt wird, Fig. 846, oder die Fortbewegung wird durch Haspelrad und Stirnräder-Übersetzung bewerkstelligt, Fig. 847.

Die Winden.

Die Zahnstangen- und Schraubenwinden finden Verwendung beim Anheben von umfangreichen Lasten auf geringe Höhen, beispielsweise bei größeren Fahrzeugen, als Lokomotiven, Eisenbahnwaggons u. s. w. Mit Hilfe mehrerer solcher Hebezeuge lassen sich große Eisenkonstruktionen, ganze Hallen, Dächer oder Brücken heben und senken. Meist genügt bei Vornahme derartiger Arbeiten der durch die Konstruktion bedingte geringe Hub dieser Hebezeuge. Die Zahnstange oder die Schraubenspindel wirkt gewöhnlich direkt auf den zu hebenden Gegenstand.

.u

Die in Fig. 848 u. 849 dargestellte Zahnstangenwinde besteht aus einem Holzgehäuse, in dem die Zahnstange geführt wird. Mit dem Zahnstangentriebling C sitzt auf einer Achse das große Stirnrad U, und der Triebling T für letzteres sitzt auf der Kurbelwelle. Die Einschaltung des Stirnräderpaares geschieht, um mit einer kleinen, am Kurbelarm wirkenden Kraft eine große Last heben zu können.

Um ein durch die Last bewirktes selbstthätiges Niedergehen der Zahnstange zu hindern, ist außen am Gehäuse auf der Kurbelwelle, in Fig. 849 sichtbar, ein Sperrrad angeordnet, mit dem ein Sperrzahn in Eingriff steht. Versagt das Sperrwerk, so kann der herumschlagende Kurbelarm für den bedienenden Arbeiter leicht gefährlich werden.

Die Last ruht auf den am oberen und unteren Ende der Zahnstange angebrachten Klauen A bezw. B. Letztere wird benutzt, wenn der zu hebende Gegenstand den Angriff der Winde nur an einem tiefliegenden Punkte gestattet.

Bezüglich der einfachen Ausführung und gefahrlosen Bedienung gebührt der Vorzug den Schraubenwinden gegenüber den Winden mit Zahnstange. Da die Schraubenspindel so ausgeführt wird, daß sie Selbsthemmung besitzt, so werden die für die Feststellung der Last erforderlichen Sperr- und Hemmwerke überflüssig. Die Konstruktion gestaltet sich hierdurch höchst einfach und die Arbeitsweise ist gleichmäßig, sicher und ruhig. Der Wirkungsgrad ist meist 0,3 bis 0,4.

Die Figuren 850 bis 852 veranschaulichen derartige Winden. Die Last ruht auf der Klaue, welche am Kopfe der Spindel so aufgesetzt ist, daß sie sich

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Fig. 848.

Fig. 849.

auf der letzteren drehen kann. Die Spindel besitzt Flachgewinde und wird aus Stahl oder Schmiedeeisen angefertigt. Die Mutter wird aus Rotguß oder Bronze gefertigt.

Fig. 850 ist eine sogenannte Flaschenwinde, bei der die Flasche aus Gußeisen, schmiedbarem Guß oder Stahlguß hergestellt wird.

Das Gewinde ist hier direkt in den Flaschenkörper eingeschnitten.

Fig. 850.

Fig. 851.

Fig. 852.

Die Dreifußwinde, Fig. 851, hat Rotgußmutter und schmiedeeiserne Füße. Die Winde Fig. 852 hat Sperrklinken-Einrichtung am Hebel, wodurch ein flottes Arbeiten erzielt wird.

Schuchardt & Schütte in Berlin bringen Winden nach Fig. 850 und 851 in nachverzeichneten Dimensionen in den Handel:

Fig. 850.

Mantel und Kopf aus Gußeisen, Schraube aus Schmiedeeisen.

Trag-

Nr. fähigkeit

Durchmesser der Schraube

kg

Höhe im

niedrigsten Stande Zoll engl. ca. mm Zoll engl. ca. mm Zoll engl. I ca. mm ca. kg

Hub

Gewicht

6000

17s

8000    27s

10000    27.

O £2 OD 6t Ox 00 OD

t—(i—i 1—4 03 03 03 03

§ 03    § §

CO CO ^ iC3 CO CO CO

1—1 1—1 03 CO CO CO CO

00 <z

' 1-4 CO 00 CO 05 hhhc?«

Fig. 851.

Füße und Schraube aus Schmiedeeisen, Mutter aus Rotguß.

Trag-Nr. fähigkeit

Durchmesser der Schraube

kg

Zoll engl.

ca. mm

Höhe im

niedrigsten Stande Zoll engl. I ca. mm Zoll, engl.

Hub

ca. mm

Gewicht ca. kg

2000

4000

17a

38

6000

17s

48

8000

27s

54

12000

15000

27«

2³/s

27a

57

60

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03 fcO fco O Qx O

255

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510

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560

585

<Z 00

SSSSSS

1—■I 02 CO CO CO

11

19

22

27

29

Um außer der Vertikalbewegung auch eine seitliche Verschiebung der Last zu erreichen, verwendet man Schlittenwinden, wie in Fig. 853 dargestellt. Der Windensuß besitzt eine Mutter, die auf der Schlittenspindel sitzt.

Während bei den gewöhnlichen Schraubenwinden die Last direkt auf der Spindel ruht, wird bei den Windeböcken, Fig. 854 (E. Becker in Berlin), die Mutter belastet und durch Drehung der Schraubenspindel bewegt.

Die Last ruht bei der dargestellten Windevorrichtung auf dem Querbalken, dessen Enden an den Muttern der beiden Windeböcke befestigt sind. Der Antrieb erfolgt durch Handkurbel und Räderübersetzung. Ausgeführt werden

72*

solche Winden für Lasten bis zu 50 Tonnen Gewicht und finden dieselben hauptsächlich Verwendung beim Montieren und Verladen von Lokomotiven, Tendern, Kesseln und Wagen.

Bei der Berechnung der Schraubenwinden erhält die allgemeine Arbeitsgleichung kg s — Qh folgende Umformung: U₀ 2 srR = Qh.

Wendet man dies auf einen der Windeböcke nach der untenstehenden Fig. 854 an, so bedeutet U₀ die Umfangskraft, die an dem auf der Schraubenspindel sitzenden großen Stirnrad wirkt und R den Teilkreisradius desselben. Q ist die Last, die auf 1 der Mutter ruht und h bedeutet die Steigung des Gewindes an der Schraubenspindel.

Hat die Kraft U das Stirnrad um 2teR, also einmal herumgedreht, so ist auch die Mutter um eine Gewindesteigung gestiegen, die gleich h ist.

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Fig. 855.

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Fig. 854.

Um die Gleichung zu erhalten, nach der die wirkliche Triebkraft berechnet werden kann, müssen die Reibungsverluste der verschiedenen Konstruktionsteile berücksichtigt werden. Setzt man den Wirkungsgrad rj ein, so erhält man: sU2^R = Qh.

Die Räderwinden. Bei dieser Art von Hebezeugen, welche als selbständige Windwerke oder als Teile anderer Hebevorrichtungen/ beispielsweise von Kranen eine vielfache Verwendung finden, wird das Zugorgan, Seil oder Kette, von dem die Last getragen wird, gewöhnlich auf eine Trommel aufgewickelt. Bei Verwendung von Kette wird diese auch vielfach über eine Kettennuß geleitet. Der Radius der Trommel oder der Kettennuß bildet den Hebelarm, von dem die Last unmittelbar gehoben oder gesenkt wird. Für größere Kraftübertragungen schaltet man Räder-Übersetzungen ein, deren Halbmesser ebenfalls als Hebel anzusehen sind und demgemäß als Hebel-Übersetzungen wirken.

Der Antrieb erfolgt entweder von Hand oder durch Motor und unter--scheidet man hiernach Hand- und Maschinenwiuden. Bei der ersteren Art bildet die Kurbel oder das Haspelrad den Hebelarm, an dem die treibende Kraft angreift und von wo aus letztere in den Rädermechanismus eingeleitet wird. Bei der zweiten Art ist es die Riemscheibe oder, wenn die Winde direkt mit dem

Motor gekuppelt ist, das Zahnrad.

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Um die Last in einer beliebigen Höhe festzu-halten, muß jede Winde : eine Sperrvorrichtung be-    |§g

sitze«. Ferner ist eine Bremse erforderlich, um das Senken der Last bewirken zu können.

Die gebräuchlichsten und in der Ausführung die einfachsten sind die Bockwinden, auch Bau- oder Kabelwinden genannt. Dieselben finden hauptsächlich Verwendung bei Bauten und lassen sich wegen ihres aus zwei Böcken bestehenden Gestelles an geeigneten Plätzen leicht und bequem aufstellen. Fig. 855 zeigt eine solche Winde, wie sie die Düsseldorfer Maschinenbau-A.-G. vorm. I. Losenhausen in Düsseldorf-Gräfenberg, ausführt. Die Winde hat einfaches Räder-Vorgelege und als Seitenschilder zwei gußeiserne Böcke, die durch drei schmiedeeiserne Bolzen zusammengeschraubt sind. Zwischen den Schildern ist die Trommelwelle, auf der die gußeiserne Seiltrommel und das große Stirnrad sitzt, sowie die Kurbelwelle mit dem kleinen Stirnrad gelagert. Auf der Trommelwelle sitzt noch links neben der Trommel ein Sperrrad, mit welchem eine Sperrklinke, deren Drehpunkt sich am linken Seitenschild befindet, infolge des Eigengewichtes stets in Eingriff steht. Setzt die an den Kurbeln wirkende Kraft plötzlich aus, so wird die Sperrklinke selbstthätig das Niedergehen der Last hindern.

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Fig. 855.

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Soll die Last gesenkt werden, so wird die Kurbelwelle in ihrer achsialen Richtung um so viel verschoben, daß der Stirnradtriebling mit dem großen Stirnrade nicht mehr in Eingriff steht. Durch eine Bandbremse, die ebenfalls auf der Trommelwelle außen am rechten Seitenschild angeordnet ist, kann der Lastniedergang je nach Bedürfnis langsam oder schneller von statten gehen, indem ein geringer Druck auf den Bremshebel ausgeübt wird. Die Bremse besteht aus einer Scheibe, um deren glatt abgedrehten Umfang ein Stahlband gelegt ist. Die Enden dieses Stahlbandes sind mit Scharnieren versehen, welche an einem zweiarmigen Hebel befestigt sind. Der Hebel dreht sich auf einem am Seitenschild angeschraubten Bolzen.

Gewöhnlich rechnet man, daß ein Arbeiter bei lange andauernder Arbeitsperiode mit 12 bis 15 kg an der Kurbel drücken kann. Für kürzere Zeit sind auch 20 kg zulässig. Die Länge des Kurbelarmes wählt man am besten 350 bis 400 mm und die Höhe der Kurbelwelle vom Fußboden 900 bis 1000 mm,

um eine bequeme Bedienung zu ermöglichen. In der Regel werden die Kurbeln auf der Welle um 180® p oder 120° zueinander versetzt, wodurch die Kraftverteilung ausgeglichen wird.

Fig. 856.

Die meiste Verwendung als Zugorgane finden Hanf- oder Drahtseile und Ketten. Bei Anwendung von Seil wird die Trommel glatt abgedreht und an den Enden mit Rändern versehen. Das Seil wickelt sich so auf, daß es schraubenförmig nebeneinander liegt und ist die Länge der Trommel so zu bemessen, daß ein Übereinanderwickeln des Seiles vermieden wird. Der Durchmesser der Trommel richtet sich nach der Art des Seiles und kann wie bei Seilrollen gewählt werden.

Wird Kette verwendet, so wird die Trommel mit einer schraubenförmigen Vertiefung versehen, in die sich die Kette beim Aufwickeln hineinlegt. Meist werden die Trommeln so ausgeführt, daß der Durchmesser gleich dem zwanzigfachen der Ketteneisenstärke ist. Die Trommeln fallen bei dieser Dimensionierung ziemlich groß und schwer aus, was für die Herstellung und den Preis einer Winde von wesentlicher Bedeutung ist. Es ist deshalb gerechtfertigt, wenn der Trommeldurchmesser kleiner gewählt wird und man sich mit dem Zwöls-bis Fünfzehnfachen der Kettenstärke begnügt. Die Kette wird sich zwar infolge der etwas mehr auftretenden Reibung ein wenig schneller abnutzen, was aber gegenüber den gewonnenen Vorteilen nicht sonderlich in Betracht kommt. Kommen große Hubhöhen in Frage, so wird man natürlich den Trommeldurchmesser auch entsprechend groß wählen können, da hierdurch die Länge der Trommel bedingt wird.

Die allgemeine Arbeitsgleichung P₀s = Qh läßt sich auf jedes beliebige Hebezeug anwenden und sagt dieselbe mit Bezug auf Fig. 856, daß die Arbeit P₀ s das Produkt ist aus der am Kurbelarm angreifenden Triebkraft P multipliziert mit dem Weg s, den letztere zurücklegt. Diese in das Hebezeug ein-

Da die Durchmesser bezw. die Radien eines Räderpaares in demselben Verhältnis stehen wie ihre Zähnezahlen, so kann man auch setzen P, 1 = Q a —•

Zi

man:

Wie schon oben erwähnt, kann aber nur ein Bruchteil der in die Winde hineingeleiteten Arbeit nutzbar gemacht werden. Dieser Bruchteil ist der Wirkungsgrad tj. Der andere Bruchteil der Arbeit wird von den verschiedenen Bewegungsmechanismen verbraucht. Setzt man 17 in die Gleichung ein, so erhält

Y,Pl = Qa^-.

»] ist der Wirkungsgrad der vollständigen Winde. Derselbe ist das Produkt aus den Wirkungsgraden der Trommel und der Vorgelegewelle: 7j = rjt ijT.

ijt tjvPI = Qa^-

Pl =

geleitete Arbeit ist gleich der Last Q multipliziert mit ihrem Hub h während der Zeit, in welcher der Angriffspunkt von P den Weg s durchläuft.

Macht die nebenstehende Trommelwinde eine Umdrehung, so wird s—1n\ und h = 2tt a. Es ist demnach P₀ — Q a und entfernt man auf beiden Seiten der Gleichung 2?r, so ergiebt sich die Gleichung P» 1 — Q a. Die Triebkraft P„ multipliziert mit ihrem Hebelarm 1 ist gleich der Last Q multipliziert mit dem Lastarm a.

Die in den Mechanismus eingeleitete Arbeit Ps wird aber nicht vollständig ausgenützt, um die Last Q auf die Höhe h zu heben, sondern es geht in dem Hebezeug ein Bruchteil an eingeleiteter Arbeit verloren. Dieser Bruchteil setzt sich hauptsächlich aus den schädlichen Reibungswiderständen zusammen. /    \    \

Die wirklich verbrauchte Arbeit ist t?Ps und ist J hierin der Wert yj stets kleiner als 1.

Beispielsweise sei die in Fig. 857 dargestellte Winde, die sich aus zwei Bewegungsmechanismen, nämlich der Trommelwelle und einer Vorgelegewelle zusammeysetzt, zu berechnen.

Bezeichnet man die an den Umfängen des großen und des kleinen Zahnrades wirkende Umfangskraft mit U₀, so ist, wenn schädliche Widerstände unberücksichtigt bleiben: U₀ R = Q a und

die Umfangskraft der Zahnräder U₀ =

■+—

,.L

*—4-H

ay r

Qa

R '

Für die Triebkraft P₀ gilt die Gleichung P₀1 = U₀r. Setzt man in letzterer Gleichung für U₀ den aus der ersten Gleichung gefundenen Wert ein,

so ergiebt sich: P₀l=Qa^~

Fig 857.

Qa r

rjt rjv B

Gewöhnlich kann man annehmen für r/t — 0,97 und rjv — 0,91.

Die in Fig. 858 gezeigte Bockwinde, wie sie von Schuchardt & Schütte in Berlin in den Handel gebracht wird, unterscheidet sich von der oben beschriebenen Bockwinde im wesentlichen nur dadurch, daß sie fahrbar auf Schienen ausgeführt wird. Die Fahrvorrichtung besteht aus einer vertikalen Welle, an

FS

Fig. 858.

deren Enden konische Räder sitzen. Die Gegenräder zu diesen konischen Trieblingen sitzen auf der einen Radachse bezw. auf der Kurbelwelle. Der auf der letzteren noch aufgekeilte Stirnradtriebling zum Antrieb der Vorgelege ist außer Eingriff, wenn die Fahrvorrichtung angetrieben wird. Die Last wird dann während des Fahrens durch den Sperrhaken festgehalten. Soll dagegen die Last gehoben werden, so wird eine Kurbelwelle seitlich verschoben, wodurch der konische Triebling außer Eingriff gesetzt wird.

Für leichtere Lasten kann der Fahrantrieb fortfallen. Die Winde wird dann von Hand verschoben.

Die Bauart einer Konsolwinde von E. Becker in Berlin zeigt Fig. 859.

ili!

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Fig. 859.

Diese Winden werden gegen eine Wand geschraubt und für Lasten von 750 bis 1250 kg mit einfachem Rädervorgelege ausgeführt. Auf der Trommelwelle sitzt eine Kettennuß, über welche die kalibrierte Kabelkette geleitet wird. Um die Last in jeder Höhe selbstthätig festzuhalten, ist auf der mit Doppelkurbel ausgerüsteten Kurbelwelle eine Beckersche Sperrradbremse angeordnet, die erst gelüftet werden muß, wenn der Niedergang der Last geschehen soll. Außerdem sitzt noch auf der Kurbelwelle eine Schleuderbremse, welche den Niedergang der Last nur

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mit einer gewissen Geschwindigkeit gestattet.

Fig. 861.

Die sehr einfache Konstruktion einer Konsol-winde mit Riemenbetrieb der vorher genannten r Firma ist in Fig. 860 Jt abgebildet. Diese Winde *|* ist ebenso wie die Hand-winde mit Sperrrad- und Schleuderbremse ausgerüstet. Das Lastauswinden wird durch den auf die Festscheibe gerückten Riemen bewirkt. Die Bremsen sind hierbei außer Funktion gesetzt, so daß dieHubgeschwindigkeit des Riemens und die Senkgeschwindigkeit der-Schleuderbremse vollständig unabhängig voneinander sind. Wird der Riemen auf die Losscheibe gerückt, so hält die Sperrradbremse die

Last augenblicklich freischwebend fest und durch Lüften des Bremshebels gleitet sie mit der von der Schleuderbremse regulierten Geschwindigkeit abwärts.

Eine Winde für Riemenbetrieb, aber ohne Geschwindigkeits- oder Schleuderbremse, von der Düsseldorfer Maschinenbau-A.-G. vorm. I. Losenhausen in Düsseldorf-Grafenberg, zeigt Fig. 861.

Diese Maschinen erhalten Fest- und Lvsscheibe, der Betrieb erfolgt also mit einem Riemen. Die Steuerung muß von Hand bedient werden und besteht dieselbe aus einer Bandbremse, die in Wirkung treten muß, sobald der Riemen auf die Losscheibe gerückt wird. Das Herablassen der Last geschieht durch die Bremse, indem dieselbe mehr oder weniger gelüftet wird.

Die Ausführung der Winden geschieht nach folgender Tabelle:

Angehängte Last in kg.....

Die Trommel nimmt Drahtseil auf

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Stärke des Drahtseils in mm. . . Durchmesser und Breite der Riemscheiben in mm.......

Umdrehungen der Riemsch. pr. Min. Größte Hubhöhen in m.....

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Die Krane.

Um Lasten zu heben und fortzuschaffen, verwendet man Hebezeuge, durch welche diese Arbeiten gleichzeitig verrichtet werden, die Krane. Dieselben bestehen gewöhnlich aus Gerüsten, auf denen feststehende oder fahrbare Windevorrichtiingen montiert sind. Auch die Gerüstkonstruktionen werden feststehend oder zur Ortsveränderung ausgeführt.

Für die Bezeichnung eines Kranes ist meist die Gerüsfform maßgebend und unterscheidet man darnach Ausleger- und Bühnenkrane. Von den ersteren sind die Drehkrane und von den letzteren die Laufkrane Hauptarteu.

Bei den Drehkranen beschreibt der Ausleger eine Kreisbahn um eine feststehende, senkrecht angeordnete Achse. Der Ausleger wird hierbei gewöhnlich schrägstehend angebracht und trägt an seinem äußersten Ende eine Leitrolle für die Lastkette. Die Last wird durch ein an der Achse oder am Ausleger angebrachtes Windwerk senkrecht bewegt und kann, da die Leitrolle mit dem Ausleger fest verbunden ist, nur auf der Kreislinie abgesetzt werden, welche vom Lasthaken beschrieben wird.

Eine andere Konstruktion, bei der die Acbse drehbar ist und der Ausleger mit ihr fest verbunden, wagerecht auskragt, gestattet der Last das Bestreichen einer Kreisringfläche. Der Ausleger ist hierbei mit einer Laufkatze ausgerüstet, über welche die Lastkette geleitet wird. Diese Kranarten werden gewöhnlich nach ihrer hauptsächlichen Verwendung in Gießereien als Gießereikrane bezeichnet.

Eine häufig angewendete Drehkran-Konstruktion zeigt Fig. 862 bis 864. Die feststehende Stahlgußsäule ist in eine gußeiserne Fundamentplatte eingelassen.

Letztere wird durch Schrauben mit dem Fundament-Mauerwerk verankert. Der Ausleger besteht aus 2 durch Stehbolzen miteinander verbundene, sowie durch Diagonalen versteifte Eisen, die vom Fuße der Kransäule schräg aufwärts streben und durch Zugstangen mit dem Säulenkopf verbunden sind. Die

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Fig. 865 zeigt einen von Carl Schenck in Darmstadt ausgeführten Drehkran. Wie bei der vorstehenden Konstruktion ist auch hier die Kransäule feststehend angeordnet und zwar auf einer schmiedeeisernen Fundamentplatte, die stertlsörmig aus Profileisen zusammengesetzt ist. Am Rollenlagerkasten.

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unten ou der Kransäule, ist eine besondere Drehvorrichtung für den Ausleger angebracht.

An Hafenplätzen sind Krane erforderlich, welche große Hubhöhen und Ausladungen haben. Ein solcher Quaikran mit Handbetrieb von Fried. Krupp Arusonwerk in Magdeburg-Buckau ist in Fig. d66 dargestellt. Der Ausleger ist ein schmiedeeiserner Fachwerkbalken von eigenartig gebogener Form. An der kurzen Kransäule sitzt das Windwerk und ist dieselbe durch Zugstangen

mit dem Ausleger verbunden. Zum Ausgleich der Last ist ein Gegengewicht angeordnet. Als Zugorgan ist Drahtseil verwendet, welches jetzt überhaupt mit Vorliebe bei Hebezeugen zur Anwendung gelangt. Die Tragfähigkeit dieses Kranes beträgt 12500 kg, die Ausladung 8 m und die Hubhöhe 18 m.

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Einen Wanddrehkran von E. Becker in Berlin veranschaulicht Fig. 867. Diese Kranarten eignen sich besonders für Güterschuppen an Eisenbahnstationen. sowie für Ladeluken, die einen vorliegenden Auftritt haben. Das Gerüst ist ganz aus Schmiedeisen und stützt sich dasselbe auf ein Spurlager. Zur oberen Führung sitzt an der Mauer ein konsolförmiges Halslager. Da die kalibrierte

Kette über eine Kettennuß läuft, so ist die Hubhöhe des Kranes unbegrenzt, d. h. nur von der Länge der Kette abhängig.

Fig. 868 zeigt einen fahrbaren Drehkran der Düsseldorfer Maschinen-bau-A.-G. vorm. I. Losenhausen in Düsseldorf-Grafenberg. Der Kran ist auf einem Gleiswagen montiert. Die Kransäule ist in das Gestell desselben eingelassen. Zum Ausgleich für die wechselnden Lastmomente ist ein Gegen-

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Fig. 867.

gewicht angeordnet, welches je nach dem Lastgewicht verschoben wird. Diese Krane werden bei den Verkehrseisenbahnen verwendet und sind so eingerichtet, daß sie in die Züge eingestellt werden können.

Wie bei anderen Eisenbahnfahrzeugen sind die Längsträger des Wagens mit Puffern und die Laufachsen mit Tragfedern versehen.

Um den Kran während des Betriebes an den Schienen festklemmen zu können, sind die Stirnseiten des Wagens mit Schraubenspindeln und daran hängenden Schienenzangen versehen.

Während der Fahrt kann der Ausleger durch Lösen der Zugstangen niedergelegt werden.

Einen Blechdrehkran zeigt Fig. 869 bis 871. Das Krangerüst ist hier aus Blechen und Winkeleisen zusammengenietet und hat einen kastensörmigen Querschnitt. Die vertikale Kransäule steht in einem Schacht des Mauerwerks fest und ist verankert. Durch ein Stützlager mit Spurplatte, sowie ein Rollen-

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Fig. 868.

loget wird der Druck des drehbaren Blechauslegers auf die Säule übertragen. Ein warm aufgezogener Stahlring, gegen den die Stahlrollen des Lagers laufen, verhindert die durch Abnutzung bewirkte Schwächung der Säule.

Das Schwenken des Kranes geschieht durch eine besondere Drehvorrichtung. Eine Handkurbel mit Vorgelege und Schneckenrad überträgt die Arbeit auf eine vertikale Welle, die bis in die Fußplatte des Kranes hinabgeführt ist und mit Hilfe eines Zwischenrades, das in den Zahnkranz der Fußplatte eingreift, wird

die Drehung des ganzen Kranes ausgeführt. Für kleine Lasten ist das Schneckenrad-Vorgelege durch excentrische Lagerung zum Ausrücken eingerichtet, so daß dann die Bewegung durch Ziehen an der Kurbel bewirkt wird.

Der Antrieb der Kettentrommel-Welle geschieht durch Handkurbeln ue&

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Fig. 871.

zweier Vorgelege, von denen das erste, mit der Bremse versehene, nicht ausrückbar ist. Das zweite mit den Handkurbeln trägt auf jeder Seite ein Zahnrad. Für kleine Lasten wird das betreffende Zahnrad direkt in das der Ketten-trommel-Welle, bei schwereren aber in das auf dem Bremsvorgelege eingerückt. Die so verstellte Kurbelwelle wird durch eine einfache Klinke in ihrer jedesmaligen Lage erhalten.

Krane/ bei denen die Last an jedem Punkte innerhalb des Arbeitsfeldes abgesetzt werden kann, nennt man allgemein nach der Ausführung der Fig. 872 Gießerei-Drehkrane. Die Konstruktion ist von der Düsseldorfer Kranbaugesellschaft, C- W. Liebe, m. b. H. in Düsseldorf.

Der Kran hat Spur- und Halslager und kann an Säulen oder Gebäudewänden angebracht werden. Auf dem von unten abgestützten, wagerechten Aus-

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Mg. 872.

leger läuft eine verschiebbare Katze, über die das Lastseil nach unten zur losen Rolle geleitet wird. Links ist das Seil am äußersten Ende des Auslegers festgeknüpft. Zum Fortbewegen der Laufkatze dient eine Kette, welche mit ihren beiden Enden an derselben befestigt ist. An jedem Ende des Auslegers sitzt eine Rolle, um welche die Kette geleitet wird. Durch Ziehen an einer herabhängenden Haspelkette geschieht die Fortbewegung der Katze.

Die Laufkrane. Um Lasten in einem großen Raume, z- B. in Montagehallen, Gießereien usw. transportieren zu können, verwendet man Laufkrane. Diese Konstruktion ermöglicht es, daß der Raum in seiner ganzen Länge und Breite, also jeder Punkt desselben, bestrichen werden kann. Das Windwerk ist auf einer Laufkatze montiert, die auf einer Bühne bewegt wird. Letztere ist ebenfalls fahrbar und besteht aus Trägern, T= oder T* Eisen,, Blech- oder Gitterbalken von 6 bis zu 30 m Spannweite. Die Bühne läuft auf meist hoch gelegenen Schienen-Fahrbahneu, welche auf Mauersockel oder besondere Gerüstkonstruktionen gelegt sind.

Prakt. Maschinenbauer.

74

Einen Laufkran für Handbetrieb und kleinere Lasten nach Ausführung von Carl Schenck in Darmstadt zeigt Fig. 873. Die Kranbühne ist aus T= Eisen zusammengenietet und die beiden Längsträger sind mit Quadrateisen belegt, worauf die Laufräder der Katze rollen. Die Bedienung des ganzen Kranes geschieht von unten, z. B. vom Fußboden einer Werkstatt aus,

Der Betrieb der Laufkrane geschieht von Hand oder durch Maschinenkraft In den letzten Jahren wurde mit großem Vorteil der elektrische Betrieb in Anwendung gebracht.

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Fig. 873.

. durch Handzugketten, welche über Daumenräder gelegt sind. | Die Bewegung des ganzen Kranes wird durch die beiden Kettendaumenräder bewirkt, die s links und rechts auf der durch -j gehenden Welle sitzen.    Das

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* Fahren der Laufkatze und Heben der Last geschieht ebenfalls durch je eine Kette, die von der Katze herabhängen.

Der Laufkran für Handbetrieb nach Fig. 874 von F r i e d.

Krupp, Grusonwerk in Magdeburg-Buckau ist für große Lasten bestimmt und erfolgt die Bedienung von oben.    Die

Kranbühne ist aus genieteten Blechträgern zusammengesetzt, während die Laufkatze hauptsächlich in Gußeisen gehalten st. Als Zugorgan wird Gall-fche Kette verwendet. Die Tragfähigkeit dieses Kranes schwankt je nach der Ausführung zwischen 10000 und 25000 kg und hat derselbe eine Spannweite von 9 m.

Ein elektrisch betriebener Laufkran von Mohr & Federhaff in Mannheim ist in Fig. 875 abgebildet. Der Betrieb erfolgt durch drei Motoren. Zwei Motoren, derjenige für das Hubwerk und der für das Laufwerk der Katze, befinden sich auf der letzteren, während der Motor für das Verfahren des Kranes

an der linken Seite des Krangerüstes untergebracht ist. Die Stromzuführung geschieht durch blanke Leitungen, welche längs der Gebäude und der Krangerüste geführt werden, in Verbindung mit geeigneten Schleifkontakten. Die Bedienung geschieht bei diesem Kran von dem korbartigen Führerstand aus, der an der rechten Seite unter dem Krangerüst befestigt ist. Der Führer kann bei dieser Anordnung des Korbes die Arbeitsweise des Kranes am besten beobachten.

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In der Fig. 876 ist ebenfalls ein elektrisch betriebener Laufkran von Carl Scheuch in Darmstadt wiedergegeben. Wie bei dem vorstehenden Kran ist auch hier für jede der drei Bewegungen ein Motor aufgestellt. Der Motor für die Kranfahrt befindet sich links auf dem Kranträger, diejenigen für das Heben der Last und das Verfahren der Katze auf dieser selbst. Der Antrieb von den Motoren aus folgt durch Stirnräder-Vorgelege.

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Elektrisch betriebener fahrbarer Laufkatzen-Transporteur zum Entladen von Schiffen.

Einen fahrbaren elektrisch betriebenen Bockkran von 25 m Spannweite, ebenfalls von der vorstehenden Firma, zeigt Fig. 877. Diese Krane werden hauptsächlich im Freien auf großen Lagerplätzen verwendet, wo die Errichtung

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Fig. 877.

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von besonderen Gerüsten für Laufkrane zu große Kosten verursachen würde. Die Laufschienen liegen hier auf der Erde.

In neuerer Zeit haben sich auch die zuerst von amerikanischen und englischen Firmen gebauten Hochbahnkrane bei uns in Deutschland eingeführt. Da, wo es gilt, teure Arbeitslöhne zu sparen, sieht man sich immer mehr und mehr genötigt, mechanische Transportvorrichtungen anzulegen. Hauptsächlich beim Fortschaffen von Massengütern, als Kohle, Erze, Getreide usw., von Schiffen

oder Eisenbahnwaggons nach entfernter liegenden Lagerplätzen oder umgekehrt, werden die Verladevorrichtungen mit Vorteil angewendet.

Eine Fahrbahn, aus jr=@ijen oder einem T= Träger bestehend, wird durch Drahtseile an einem Eisengerüst aufgehängt. Um seitliche Ausbiegungen zu verhüten, wird der Träger auch in der Horizontalebene durch Drahtseilanker abgefangen. Eine Laufkatze, die mit ihren vier Rädern auf den oberen oder unteren Flanschen der Fahrbahn läuft, wird durch eine in das Gerüst eingebaute Winde mittels eines Drahtseiles längs der Fahrbahn fortbewegt. Durch ein zweites Seil, welches ebenfalls von der Winde nach der Laufkatze geleitet wird, geschieht das Heben , und Senken der Last. Gewöhnlich hakt sich die lose Rolle, an der die Last hängt, sobald sie oben angekommen ist, selbstthätig an der Laufkatze fest. Das Lastseil ist dann, io lange die Katze fährt, vollständig entlastet.

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Flg- 878.

Eine der bedeutendsten Firmen auf diesem Gebiet ist die Temperley Transporter Compagny in London. Bei den Transportvorrichtungen, welche diese Gesellschaft baut, werden die Funktionen: Heben und Senken der Last und Fahrt der Katze durch ein einziges Seil bewirkt. Die Katze (Fig. 878) ist an der Fahrbahn, während die lose Rolle gehoben oder gesenkt wird, festgehakt. Sobald die lose Rolle an der Katze oben angelangt ist, hängt sie sich in diese ein und löst gleichzeitig die Feststellvorrichtung derselben aus. Damit die Katze von selbst zurückläuft, ist die Fahrbahn schräg angeordnet. Für das Anheben der Last wählt man Geschwindigkeiten von 0,4 bis 1,2 m, während das Fahren der Katze mit 2 bis 4 m in der Sekunde geschieht. Ein Förderkübel faßt durchschnittlich 1000 bis 1500 kg. Tafel 32 zeigt eine derartig ausgeführte Anlage zum Entladen von Schiffen.

4. Die Pumpen.

Die int vorigen Abschnitt besprochenen Hebezeuge dienten zum Heben fester Körper; die Pumpen nun benutzt man zum Heben und Fortbewegen von flüssigen Körpern, als Wasser, Säuren und überhaupt aller Flüssigkeiten. Die Flüssigkeit wird durch die Pumpen von einem tieferliegenden Ort bis zu derselben angehoben, angesaugt, und dann von oerselben aus nach einem höher oder entfernter liegenden Ort fortgedrückt. Wir unterscheiden also bei der Wasserförderung zwei Perioden, die Saugperiode und die Druckperiode Die Pumpe muß nun sowohl mit dem tiefer gelegenen Wasserspiegel als auch mit dem höher gelegenen Ort, zu welchem das angesaugte Wasser gefördert werden soll, durch Rohrleitungen verbunden werden. Die Saügrohrleitung und die Druckrohrleitung stellen diese Verbindungen her. Die zu hebende und zu fördernde Flüssigkeit muß sowohl die Saugrohrleitung als auch die Druckrohrleitung durchfließen. Man bezeichnet nun diesen Höhenunterschied der beiden Wasserspiegel als die Förderhöhe. Diese muß von der Pumpe mit allen ihren Reibungswiderständen, welche das Wasser in den Rohrleitungen verursacht, überwunden werden. Wir unterscheiden nach der Konstruktion: Kolbenpumpen,

Centrifugalpumpen,

Dampfstrahlpumpen oder Injektoren,

Dampfdruckpumpen oder Pulsometer.

Je nachdem weiter die Wasserförderung mir bei dem Kolbenhingaug oder bei dem Kolbenhin- und -Hergang erfolgt, erhält man einfach- und doppeltwirkende Kolbenpumpen.

Mit Rücksicht auf den Antrieb ergeben sich Handpumpen, Transmissionspumpen und Dampfpumpen.

Denken wir uns einen Kolben in einem Cylinder dicht anschließend sich bewegen, so wird bei seiner Vorwärtsbewegung hinter ihm eine Luftverdünnung entstehen, da keine Luft von außen in das Saugrohr eintreten kann, weil dasselbe unter Wasser mündet. Auf dem unteren Wasserspiegel ruht nun natürlich mir der Druck der äußeren Atmosphäre, der nach genauen Feststellungen stets rund 10 m beträgt. Durch diesen Druck wird das Wasser infolge der hinter dem Kolben herrschenden Luftverdünnung in das Saugrohr hinter den vorwärts gehenden Kolben hinterher gedrückt. Theoretisch müßte also eine jede Pumpe das Wasser auf rund 10 m ansaugen können; da aber Reibungswiderstände des Wassers in der Rohrleitung auftreten, geht von dieser theoretischen Saughöhe stets ein gewisser Teil verloren. Im allgemeinen kann man keine größere Saughöhe als 6 m erreichen. Je wärmer auch das Wasser ist, je geringer ist die Saughöhe, da mit der wachsenden Temperatur des Wassers auch mehr von demselben verdunstet. Die aufsteigenden Wasserdämpfe wirken dann aber dem äußeren Atmosphärendruck entgegen.

Die Druckhöhe des Wassers, d. i. die Höhe, auf welche das Wasser von der Pumpe zu drücken ist, kann beliebig groß sein. Natürlich ist, daß mit der Druckhöhe auch der Kraftbedarf der Pumpe wächst- Die Druckwirkung wird durch den Kolben in der Weise ausgeübt, daß derselbe für die eben angesaugte Wassermenge als Verdränger wirkt und dieselbe aus der Pumpe wieder hinaus in die Druckrohrleitung drückt.

Die Kolbenpumpen haben wir nun noch zu unterscheiden in

1.    Kolbenpumpen mit geradlinig hin- und hergehendem Kolben,

2.    Kolbenpumpen, deren Kolben eine schwingende Bewegung macht und

3.    Kolbenpumpen mit drehendem Kolben.

1. Kolbenpumpen mit geradlinig hin- und hergehendem Kolben.

Bei diesen Pumpen wird in einem Cylinder ein Kolben und zwar entweder ein Scheiben- oder ein Plungerkolben hin- und herbewegt. An dem Cylinder schließen das Saug- und das Druckrohr an. Die Verbindung der beiden letzteren mit dem Cylinder muß in ganz bestimmten Perioden unterbrochen werden, um die Saugwirkung von der Druckwirkung zu trennen. Hierzu dient die Steuerung, die durch Ventile ihren Zweck erreicht.

Man muß nun vor allen Dingen an dem Satz festhalten, daß eine Fläche des Kolbens, während eines Kolbenweges auch nur eine Wirkung, also entweder nur saugen oder drücken kann. Will man dennoch mit einem Kolben beide Wirkungen zu gleicher Zeit hervorbringen, so müssen beide Kolbenseiten gleichzeitig wirksam sein und zwar muß, wenn die eine Seite saugt, die andere drücken. Danach unterscheiden wir nun einfach- und doppeltwirkende Pumpen, je nachdem die Pumpe mit derselben Kolbenfläche beim Kolbenhingang die Saugwirkung und beim Kolbenhergang die Druckwirkung ausübt, oder ob dieselbe beim Kolbenhingang mit der einen Kolbenfläche die Saugwirkung und zu gleicher Zeit mit der andern Kolbenseite die Druckwirkung ausübt. Es ergiebt sich nun schon, daß bei den einfachwirkenden Pumpen überhaupt stets nur eine Kolbenseite zur Wirkung kommt, während bei den doppeltwirkenden Pumpen abwechselnd die eine Kolbenseite saugt, während die andere drückt.

An Hand schematischer Darstellungen wollen wir uns die Wirkungsweise der Kolbenpumpen klar machen.

In Fig. 879 ist eine einfachwirkende Pumpe wiedergegeben. In dem Cylider C bewegt sich luftdicht der Kolben K, der sich jetzt nach unten bewegt.

75

Prakt. Maschinenbauer.

Sowohl die Saugleitung 8 als auch Die Druckleitung D schließen unten an den Pumpencylinder an und können jede durch ein Ventil V bezw. W von dein letzteren abgeschlossen werden. Die Saugrohrleitung mündet in den unteren Wasserbehälter oder Sammelbrunnen A, die Druckrohrleitung in das Reservoir B.

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Die Förderhöhe setzt sich zusammen aus der Saughöhe Hx und der Druck-höhe H₂ und ist mit H bezeichnet, sie stellt sich als der Unterschied der beiden f |pö][    Wasserspiegel dar.    *    [

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Fig. 881.

Fig. 880.

Wir hatten solche Kolben schon durch Fig. 322 u. 323 kennen gelernt. In _ die Druckrohrleitung D ist das Druck-Ventil W eingebaut. Beim Aufgang des Kolbens saugt derselbe das Wasser an, die Ventile V sind dabei geschlossen. Beim Niedergang des Kolbens öffnen sich die Ventile V und lassen das angesaugte Wasser durch den Kolben hindurch über denselben strömen. Bewegt sich jetzt der Kolben wieder nach oben, so hebt er das über ihm befindliche Wasser durch das sich öffnende Druckventil W

in die Druckleitung D, er saugt aber auch gleichzeitig dabei weiteres Wasser an. Derartige Pumpen baut man nur für kleine Leistungen, die Handpumpen, als Haus- und Hofpumpen, sind mir solchen Kolben versehen. Das Druckventil W kann fortfallen, wenn ein Zurückfließen des in der Druckleitung D befindlichen Wassers erst eintreten kann, wenn dasselbe oben am Cylinder z. B. durch einen Auslauf direkt abfließt.

Eine doppeltwirkende Pumpe zeigt Fig. 881. Wir sehen hier, daß die Saugleitung 8 als auch die Druckleitung D oben und unten an entgegen« gesetzen Seiten an dem Cylinder C anschließen. Die Eintrittsstellen der Leitungen in den Cylinder sind durch die Ventile V und Vt bezw. W und W, abschließbar. Beide Seiten des Kolbens sind zu gleicher Zeit wirksam und zwar abwechselnd als Saug- und Druckseite. Bewegt sich der Kolben nach oben, so saugt er durch das Ventil V Wasser an und drückt das von der vorhergehenden Saugperiode über ihm befindliche Wasser durch das Ventil Wt in die Druckleitung D. Geht der Kolben K abwärts, so saugt er durch das Ventil Vi Wasser an und drückt das vorher angesaugte Wasser durch das Ventil W in das Druckrohr usw. Es sind immer zwei Ventile geöffnet und zwei geschlossen. Der aus dem Druckrohr D ausfließende Wasserstrahl muß ununterbrochen sein. Die Förderhöhe H setzt sich auch hier wieder aus der Saughöhe Hx und der Druckhöhe H₂ zusammen.

Während bei den einfachwirkenden Pumpen der Kraftbedarf bei der Druckperiode ein anderer als bei der Saugperiode ist, je nach der Saughöhe und Druckhöhe, ist derselbe bei den doppeltwirkenden Pumpen stets gleich, da stets gleichzeitig gesaugt und gedrückt wird. Der Gang der doppeltwirkenden Pumpen wird daher viel gleichmäßiger als derjenige einfachwirkender Pumpen sein. Alle Pumpen für größere Leistungen und Gewerbebetrieb sind doppeltwirkend.

Bei der Besprechung der Arten von Kolbenpumpen sollen dieselben nach der Art ihres Antriebes unterschieden werden. Wir unterscheiden:

die Handpumpen,

die Transmissionspumpen und

die Dampfpumpen.

Die Handpumpen. Als Handpumpen bezeichnet man diejenigen Pumpen, deren Kolben von Hand hin- und herbewegt wird. Wir kennen dieselben unter anderen in den gewöhnlichen Haus- und Hofpumpen, deren Kolben durch einen Schwengel auf- und abbewegt wird und bei denen das geförderte Wasser durch einen Ausguß ausfließt. Die Fig. 882 zeigt eine solche Pumpe nach Ausführungen der Commandit-Ges. für Pumpen u. Maschinen-Fabrikation W. Garvens in Hannover. In dem Cylinder C bewegt sich der mit Hanfliderung versehene Kolben K auf unv nieder. Der Kolben ist an einer Kolbenstange T befestigt, die durch den Schwengel 8 bewegt wird. Der Cylinder ist durch das Rohr R mit dem über dem Brunnen stehenden Pumpenkörper P verbunden. An dem Cylinder schließt sich unten das Saugrohr A an Der Kolben K ist nun nach Art der Fig. 322 durchbrochen und trägt ein selbst-

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thätiges Metallventil V. Beim Niedergehen des Kolbens öffnet sich das Ventil und läßt das Wasser durch den Kolben hindurch über ihn treten- Beim Aufwärtsgehen desselben wird die Flüssigkeit durch den Ausguß B, indem sie durch ihn hochgehoben wird, ausfließen. Dabei ist selbstverständlich, daß

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zu Anfang erst so viel Wasser gepumpt werden muß, daß es das Rohr R bis zum Ausguß B anfüllt. Die bügelartige Ausbildung des Kolbenstangenendes hat den Zweck, dem Ventil V die Hubbegrenzung zu geben-

Derartige Pumpen findet man in den mannigfachsten Ausführungen, wie jedem Leser durch eigene Erfahrung bekannt sein dürfte.

Man kann übrigens den Antrieb derartiger Pumpen auch auf alle mögliche andere Art und Weise ausführen, fo z. B. durch Kurbel mit Schwungrad und Handgriff, wie wir das bei Fig 883 sehen (Ausführung der obigen Fabrik). Wir sehen hier zugleich den Einbau der Pumpe in einen Brunnen. Der Cylinder C ruht auf Balken. Unten am Saugrohr sitzt ein Saugkorb K, welchen wir weiter unten noch näher kennen lernen werden. Der Pumpenständer P trägt eine Welle, welche an einem Ende eine Kurbel A, am andern Ende ein Schwungrad 8 mit Handgriff trägt. An der Kurbel A greift die Kolbenstange T an. Dieselbe ist am Pumpengestell durch ein Lager nochmals gerade geführt. Die Schubstange B greift gelenkig und gabelförmig an die Kolbenstange an (siehe auch Fig. 361). Der Ausguß befindet sich vorn am Pumpengestell.

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Die Pumpen selbst können beliebig aufgestellt werden, so könne'' sie auch an irgend einer Wand befestigt werden.

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Fig. 884.

Als Speisepumpe für Dampfkessel und als Probierpumpe für Röhren u. dergl. verwendet man ebenfalls Handpumpen, die eine etwas andere Bauart als die Hofpumpcn zeigen, aber auch einfachwirkend sind.

Diese Pumpen werden je nach den örtlichen Verhältnissen mit einem Fuß, einem Wandkonsol oder sonstigem Befestigungs-Element versehen. Fig. 884 giebt eine solche Pumpe mit einem Fuß von A. L. G. Dehne in Halle wieder. Die innere Einrichtung der Pumpe läßt Fig. 885 erkennen, die für Transmissionsbetrieb eingerichtet ist, worauf wir weiter unten noch näher zu sprechen kommen. Als Kolben wird bei diesen Pumpen ein Plunger verwendet, der in einer Stopfbüchse luftdicht geführt wird. Die Ventile sind zu beiden Seiten des Cylinders angeordnet, es sind Kegelventile aus Rotguß. Links vom Cylinder fitzt das Säugventil, rechts von demselben das Druckventil. Die Ventile erhalten durch einen Stift unter ihrem Sitz Führung. Beim Aufwärtsgang des Kolbens wird das Wasser durch das Säugventil in den Cylinder, beim Abwärtsgang durch das Druckventil in die Druckrohrleitung geführt. Die Bewegung des Kolbens geschieht durch einen Handhebel, welcher gelenkartig an dem Kolben angreift und sich mit seinem Ende auf einen Lenker stützt, durch welchen eine gerade Führung des Kolbens erreicht wird. Die Ventile selbst sind leicht zugänglich. Die Leistung derartiger Pumpen richtet sich natürlich nach der Anzahl der Hübe, welche in einer gewissen Zeit ausgeführt' werden.

Die genannte Fabrik giebt die folgende Tabelle:

Dimensionen

Plunger- Kolben-Durchm. hub

Leistung pro Minute bei 30 Doppelhüben

Durchmesser der Saug- u. Druckrohre

Liter

80

40

100

50

100

20

65

180

3,5

25

80

160

200

6,5

30

14

27

40

50

Diese Pumpen werden auch als Probierpnmpen zum Prüfen von Dampfkesseln, Rohrleitungen u. bergt, durch Wasserdruck in Verbindung mit einem

Wasserbehälter und transportabel ausgeführt. Fig. 886 zeigt diese Anordnung. Die Pumpe ist auf einem schmiedeeisernen Wasserbehälter montiert, aus welchem sie das erforderliche Wasser ansaugt. Der Kasten ist mit Handgriffen versehen, um ihn transportieren zu können; er ist auch häufig auf Rädern aufgesetzt. Das Ende der Kolbenstange erhält hier nochmals eine besondere Führung. In die Druckrohrleitung wird bei den Probierpumpen ein Manometer eingeschaltet, durch welches man jederzeit den Druck ablesen kann.

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Man hat auch die Handpumpen so eingerichtet, daß man

durch eine schwingende Bewegung eines Handhebels den Kolben der Pumpen bewegt. Ein Vertreter dieser Gruppe ist die Niagara-Pumpe der Maschineu-

Fig. 885.

fabrik Gritzner, A.-G. in Durlach (Fig. 887 u. 888). Zwei Kolben sind in zwei kurzen horizontal angeordneten Cylindern untergebracht; sie sind gelenkartig an einem doppelarmigen Hebel befestigt, auf dessen Achse außen ein Handhebel sitzt, der im Kreisbogen hin- und herbewegt wird; dadurch werden die beiden Kolben gleichzeitig nach außen oder nach innen bewegt. Wir sehen, daß durch Hohlräume beide Kolben mit je einem der beiden Saug- und Druckventile verbunden sind.

Fig. 886.

Die inneren Kolbenseiten saugen das Wasser durch das untere linke Säugventil und drücken es durch das obere rechte Druckventil in das Druckrohr Die äußeren Kolbenseiten saugen durch das rechte Säugventil und drücken durch das linke Druckventil. Die erstere Wirkungsweise der Pumpe ist wohl ohne weiteres klar, zur zweiten wäre zu bemerken, daß die beiden in Fig. 887 ersichtlichen Räume über dem rechten Saug- und unter dem linken Druckventil durch einen Kanal, welcher an der Hinterseite der Pumpe liegt,

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Fig. 887.

Fig. 888.

verbunden sind. Die hintere Seite des linken Kolbens saugt infolgedessen ihr Wasser durch den Raum über dem rechten Säugventil und dem erwähnten Kanal, und die äußere Seite des rechten Kolbens drückt ihr Wasser durch diesen Kanal. Die Pumpe ist somit vierfachwirkend, indem jeder Kolben doppeltwirkend ist, demzufolge läßt sich mit diesen Pumpen auch eine ziemlich hohe Leistung erreichen. Die Kolben und Ventile sind mit Ledermanschetten abgedichtet.

Der Antrieb derartiger Pumpen kann auch als Transmissionsantrieb ausgebildet werden.

Die Transmissionspumpen. Bei den durch Transmission betriebenen Pumpen erfolgt die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens durch eine Kurbel, welche mittels Riemen oder Zahnräder in Umdrehung versetzt wird.

In Fig. 889 ist eine liegende doppeltwirkende Pumpe mit Plunger für Riemenbetrieb nach Ausführungen von Weise & Monski in Halle dargestellt. Die Bauart der ganzen Pumpe erinnert an diejenige einer Dampfmaschine mit Bajonettrahmeu. Der Kolben wird durch einen Kreuzkopf mit Rundführung

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Fig. 889.

gerade geführt und die Pleuelstange greift an eine gekröpfte Kurbelwelle cm, auf deren freiem Ende zwei Riemscheiben, eine Fest- und eine Losscheibe, sitzen. Über dem Cylinder liegt der Raum für die Ventile. Oben setzt sich auf dem

Fig. 890.

Ventilraum die Druckrohrleitung auf, welche von einem Windkessel abzweigt. Nimmt man den oberen Deckel mit dem Windkessel ab, so liegen sämtliche Ventile frei. Der in die Druckrohrleitung eingeschaltete Windkessel verfolgt den Zweck, schädliche Stöße, welche in der Leitung auftreten und Brüche verursachen könnten, aufzuheben. Stöße können in den Leitungen durch vielerlei Umstände auftreten, z. B. durch zu schnellen Ventilschluß, durch zu scharfe Krümmungen in der Leitung usw. Wird z. B. das Wasser gehindert, aus der Leitung auszutreten oder diese zu durchfließen, so staut dasselbe und nun kann es zum Teil in den mit Luft gefüllten Windkessel treten, wobei es die in demselben enthaltene Luft zusammenpreßt, so daß ein Luftpuffer entsteht, durch welchen die Stöße aufgenommen werden- Kann das Wasser wieder frei durchfließen, so wird dasselbe durch die im Windkessel zusammengepreßte Luft in die Leitung zurückgedrückt.

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In manchen Fällen macht sich auch die Einschaltung eines Windkessels in die Saugrohrleitung erforderlich. Auch hier verfolgt der Windkessel denselben Zweck, wie in der Druckrohrleitung.

Die innere Einrichtung einer solchen Pumpe geht aus Fig. 890 hervor

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Fig. 891.

(hier ist nur der Cylinder für eine gleiche Pumpe mit Scheibenkolben gezeichnet).

Die beiden Saugklappen W schließen abwechselnd den Raum ab, der mit der Saugrohrleitung in Verbindung steht, die beiden Druckklappen V abwechselnd den Raum mit dem Windkessel M, von welchem die Druckrohrleitung abzweigt.

Für manche Fälle schaltet man zwischen Antriebsriemscheibe und Kurbelwelle auch noch ein Zahnradvorgelege ein. Auf das freie Wellenende kann auch noch ein Schwungrad gesetzt werden. Eine stehende Pumpe für Riemenbetrieb zeigt nach Ausführungen obiger Fabrik Fig. 891. Die Pumpe ist einfachwirkend und für dicke Flüssigkeiten, wie Maische u. bergt geeignet. Eine gußeiserne Säule trägt die ganze Pumpe. Oben sitzen auf einer Welle eine Fest-

Pratt. Maschinrnbruer.

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Fig. 892

und Losscheibe auf der einen Seite und ein Schwungrad mit Kurbel auf der anderen Seite. Die Kolbenstange greift gelenkig an dem hohlen Plungerkolben an. Solche Einrichtungen waren schon durch die Fig. 341, 348 u. 349 wiedergegeben. Der Hub des Kolbens ist verstellbar, indem der Kurbelzapfen in schwalbenschwanzförmigen Einschnitten befestigt ist, in welchen er verstellt werden kann, so daß die Länge des Kurbelarmes in geringen Grenzen vergrößert oder verkleinert werden kann.

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Fig. 893.

Der Antrieb kleinerer Speisepumpen erfolgt häufig durch ein Excenter, das auf irgend einer angetriebenen Welle sitzen kann. Je nach den örtlichen Verhältnissen werden diese Pumpen stehend, an der Wand zu befestigen oder sonst wie ausgeführt. Eine solche stehende Pumpe zeigt Fig. 892 von A. L. G- Dehne in Halle. Ein Schnitt durch die Pumpe war schon durch Fig. 885 wiedergegeben. Der Antrieb geschieht, wie früher in Fig. 361 u. 362 beschrieben, durch eine Gabelstange. Durch einen direkt auf dem Cylinder aufgesetzten Bügel mit Auge wird die Kolbenstange gerade geführt. Wir bemerken unterhalb des gelenkartigen Angriffs der Excenterstange an der Kolbenstange einen mit Handgriff versehenen Keil. Zieht man diesen Keil heraus, so verschiebt sich der Gelenkpunkt lose auf der Kolbenstange ohne dieselbe mitzunehmen, die Pumpe ist also ausgerückt. Soll die Pumpe fördern, so hat man nur den Gelenkpunkt durch den Keil mit der Kolbenstange zu kuppeln, sofort wird diese wieder mitgenommen. Die Kolbenstange muß bei dieser Einrichtung nur lang genug sein, damit sie im ausgerückten Zustand sich in den Hals des Plungers führen kann. Anstatt des Excenters kann auch eine Kurbel verwendet werden.

Ebenso gut wie sich die Pumpen liegend und stehend einrichten lassen, können sie auch als Wandpumpen ausgebildet werden; sie sind nur mit seitlichen Platten zu versehen, um sie an einer Wand befestigen zu können.

Die Plungerpumpen, wie sie bisher besprochen waren, sind nur einfach-wirkcnd. Will man mit einer solchen Einrichtung doppeltwirkende Pumpen erhalten, so muß nun zwei einfachwirkende Pumpen auf ein und dieselbe Druckrohrleitung arbeilen lassen, oder aber man ordnet zwei getrennte Pumpen-cylinder an, welche beide ein und denselben Plunger enthalten; selbstverständlich müssen dann aber zwei Saug- und zwei Druckventile vorhanden sein. Eine solche Einrichtung stellt Fig. 893 dar. Wir sehen den Plunger, welcher in

den beiden übereinanderliegenden Cylindern durch je eine Stopfbüchse abgedichtet ist. Beim Aufwärtsgang des Plungers saugt er in dem unteren und drückt aus dem oberen Cylinder. Derartige Pumpenanordnungen bezeichnet man als Jnnenplungerpumpen, weil die beiden Stopfbüchsen nach innen gerichtet sind. Diese Konstruktion mit den beiden Stopfbüchsen hat nun verschiedene Nachteile, wie wir gleich sehen werden.

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Fig. 894.

Die Maschinen- u. Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal erreicht denselben Zweck durch eine Anordnung nach Fig. 894 mit nur einer Stopfbüchse. Es ist ebenfalls eine Jnnenplungerpumpe mit zwei übereinanderliegenden Cylindern, von denen jedoch nur der untere die übliche Stopfbüchse besitzt. In dem oberen Cylinder ist an Stelle der bisherigen, nach abwärts gerichteten, schwer und unbequem zu verpackenden Stopfbüchse ein Metallcylinder dicht eingesetzt, in welchem der Plunger gleitet. Das untere 'Ende dieses Cylinders reicht in die Stopfbüchse des unteren Pumpencylinders bis nahe zum Grundring der Stopfbüchse hinab und an dieser Stelle (unter dem unteren Ende des Cylinders) wird die Packung dicht um den Plunger herumgepreßt, so daß hier der obere Pumpencylinder von dem unteren luft- und wasserdicht abgeschlossen ist. Durch diese Einrichtung wird an Höhe in der Ausführung der Pumpe gespart, indem die obere Stopfbüchse ganz fortfällt. Da die eine Stopfbüchse nur eine sehr schmale Dichtungsfläche hat, wird die Reibung in der Stopfbüchse nicht unwesentlich verringert. Der lange Metallcylinder dichtet schon ziemlich gut ab.

Die Kolbenstange muß bei allen Anordnungen selbstverständlich noch durch eine Stopfbüchse ins Freie treten. Die Ventile der Pumpe sind alle übereinander angeordnet. Es folgt das Säugventil und Druckventil für den unteren Cylinder und dann das Saug- und Druckventil für den oberen Cylinder. Die Wirkungsweise ist ohne weiteres klar. Der ganze Aufbau einer solchen Pumpe, Unapumpe genannt, ist äußerst einfach, wie aus Fig. 895 hervorgeht.

Ebenso wie stehend werden diese Pumpen auch liegend gebaut. Der nach oben verlängerte hohle Ständer bei den stehenden Pumpen, der die Lagerarme für die Antriebswelle trägt, ist zugleich als Druckwindkessel ausgebildet. Den Saugwindkessel bemerken wir in Fig. 894 im Gestell direkt über der Einmündung des Saugrohres.

Die folgenden Tabellen lassen die Größen dieser Pumpen erkennen.

Speisepumpen für 10 Atm. Kesseldruch (100 m Förderhöhe).

Nummer

3 3a

4a 5

Ausreichend für Kesselheizfläche bis qm Stündliche Leistung . .

Tourenzahl pro Minute . .

.    . cbm

Durchmesser des Plungers . .

Hub..........

Weite des Saugstutzens . . . „    „ Druckstutzens . . .

Riemscheiben - Durchmesser und Breite........

Ungefähres Gewicht . . . .

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Reservoirpumpen für 20 bezw. 40 m Förderhöhe.

Nummer

8 3a 4    5    8    9

10 I 11

Stündliche Leistung . . Tourenzahl pro Minute

cbm 148 19,5 25 33 . . 120 110 100 80

40    54

70    70

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Durchmesser des Plungers .

Hub.........

Weite des Saugstutzens . . „ Druckstutzens . .

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1100

180

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1000 1300 1800 160 200 220

1600

200

1700 2400 3300

1980

Handelt es sich um die Förderung von Flüssigkeiten, Laugen, Säuren u. bergt., welche Eisen angreifen, so muß man die Pumpe so einrichten, daß diese Flüssigkeiten mit Eisen während des Durchfließens durch die Pumpe gar nicht in Berührung kommen. Man trennt zu diesem Zwecke den Cylinder und den Kolben vollständig von dem übrigen Teil der Pumpe, den Ventilgehäusen, durch eine sogenannte Membrane. Als Membrane wird gewöhnlich eine Gummi-platte verwendet. Diese Membrane überträgt die Saug- und Druckwirkung des Kolbens auf die zu fördernde Flüssigkeit, indem sie sich durchbiegt und so den Bewegungen des Kolbens folgt.

Fig. 896 giebt eine solche Membranpumpe von A. L. G. Dehne in Halle wieder. Die Pumpe ist mit einem Plungerkolben versehen. Der Cylinder ist von dem Unterteil der Pumpe, welcher die Ventile aufnimmt, durch die Membrane getrennt, welche zwischen zwei Flanschen fest eingespannt ist. Der Unterteil der Pumpe und die Ventilgehäuse sind mit Hartblei ausgefüttert, um auch hier die Einwirkung der Säuren auf das Eisen zu verhindern. Unterhalb der

Membrane ist der Bleieinsatz siebartig durchbrochen, so daß Unreinigkeiten nicht an die Membrane gelangen können. Ebenso ist der Cylinderboden siebartig durchbrochen, es hat dies den Zweck, bei der Druckwirkung der Pumpe nicht den vollen Druck auf die ganze Fläche der Membrane wirken zu lassen. Durch die Löcher wird dieser vielmehr in viele einzelne Teile zerlegt. Wollte man nun die Saug- und Druckwirkung durch Vermittlung der Membrane nur dadurch hervorbringen, daß man den Cylinder nur mit Luft gefüllt läßt, so würde sich kein großer Effekt erzielen lassen, da die Luft sehr stark zusammengedrückt werden kann. Man füllt daher den Cylinder mit Wasser, welches sich nicht viel zusammendrücken läßt. Durch Vermittlung desselben läßt sich dann leicht die Wirkung der Pumpe hervorbringen und die Membrane kann den Bewegungen des Kolbens folgen.

Bei der Saugwirkung biegt sich die A Membrane nach oben durch, dadurch ff entsteht unter ihr ein luftverdünnter lg Raum und die Flüssigkeit kann durch il das Säugventil nachströmen; bei der %

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Druckwirkung biegt sich die Membrane ^ nach unten durch und die Flüssigkeit wird dadurch durch das Druckventil gedrückt. Zum Füllen des Cylinders mit Wasser befindet sich an dem Cylinder ein Trichter, der durch ein mit Gewicht belastetes Ventil geschlossen wird. Während des Füllens muß der Deckel des Säugventils abgenommen und der Kolben ganz in den Cylinder eingeschoben sein. Das Wasser wird nach Herausnahme des Ventilchens durch den Fülltrichter eingegossen bis derselbe bis zum Rande gefüllt bleibt. Hierauf wird das Ventil wieder geschlossen und durch den Gewichtshebel belastet,

Fig. 895.

Als Ventile benutzt man bei Mein-branpumpen ausschließlich Kugel-ventile mit Kugeln mit einem Hartgummiüberzug. Die Kugelventile eignen sich zufolge ihrer äußerst kleinen Sitzfläche hauptsächlich zum Fördern unreiner Flüssigkeiten, für welche sich Membranpumpen ebenfalls sehr gut eignen, da sie die Unreinigkeiten von dem Kolben fern halten.

Der Antrieb dieser Membranpumpen kann natürlich auf alle Art und Weise erfolgen, sie können sowohl stehend als liegend gebaut werden.

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Wir können zu den Transmissionspumpen auch die durch einen Elektromotor direkt angetriebenen Pumpen rechnen. Wir sehen eine solche Pumpe

liegender Konstruktion von Weise & Monski in Halle in Fig. 897. Es sind zwei getrennte Pumpenkolben vorhanden, welche von einer gemeinschaftlichen Kurbelwelle aus angetrieben werden und auf eine gemeinschaftliche Druckrohrleitung arbeiten, so daß man durch diese Zusammensetzung zweier doppeltwirkenden Pumpen eine vierfachwirkende Pumpe erhält. Der Motor treibt durch ein doppeltes Zahnradvorgelege die Kurbelwelle an.

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Fig 896.

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Fig- 897.

Auch stehende und Wandpumpen kann man natürlich mit Elektromotorantrieb einrichten.

Die Dampfpumpen. Bei den Dampfpumpen erfolgt der Antrieb der Pumpe durch eine besondere Dampfmaschine. Die einfachste Anordnung dafür ist offenbar diejenige, bei welcher die Pumpe von der verlängerten Kolbenstange der Dampfmaschine angetrieben wird. Eine solche Zusammensetzung zeigt nach Ausführungen von A. L. G. Dehne in Halle Fig. 898. Die Kolbenstange des Plungers, welcher für die zwei hintereinanderliegenden einfachwirken-1 den Pumpen gemeinschaftlich ist, ist \ mit der verlängerten Kolbenstange der liegenden Dampfmaschine gekuppelt, so daß der Plunger die Bewegung des Dampfkolbens mitmachen muß. Die Stopfbüchsen für den Plunger der zwei Pumpen sind sich einander zugekehrt. Sowohl die Saugleitung als auch die Druckleitung haben beide Pumpen gemeinschaftlich, so daß also eine doppelt wirkende Pumpe entsteht. Die Säugventile liegen seitlich, die Druckventile auf den Cylindern. Sowohl in die Saug- als auch in die Druckleitung ist ein Windkessel eingebaut. Die Pumpen eignen sich für Förderhöhen von 70—80 m; gebaut werden sie nach der Tabelle auf Seite 608.

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Fig. 898.

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Im allgemeinen findet man diese Pumpenanordnung weniger, höchstens nur für große Leistungen in Wasserwerken u. bergt. Diesen Dampfpumpen stehen nun die Dampfpumpen mit und ohne Drehbewegung gegenüber. Bei den Dampfpumpen mit Drehbewegung sind beide Kolben, der Dampfkolben und der Pumpenkolben an einer gemeinschaftlichen Stange befestigt. Die Stopfbüchsen des Dampfcylinders und des Pumpencylinders sind aber einander zugekehrt und der Angriffspunkt für den Antrieb liegt in der Mitte zwischen beiden. Die Hubbegrenzung des Dampfkolbens wird dadurch erreicht, daß von der gemein-

schaftlichen Kolbenstange eine Kurbelwelle in Umdrehung gesetzt wird, sodaß durch die Länge der Kurbel der Kolben gezwungen wird, seine Bewegungsrichtung umzukehren. Es ist hier also eine Hilfsdrehung eingeschaltet, welche nur der Hubbegrenzung des Dampfkolbens dient; diese Pumpen nennt man Dampfpumpen mit Drehbewegung.

Die Dampfpumpen ohne Drehbewegung erhalten ihren Hubwechsel direkt durch die Steuerung des Dampfcylinders selbst, indem der Steuerschieber von der hin- und hergehenden Kolbenstange bewegt wird. Bei diesen Pumpen ist keinerlei Drehbewegung vorhanden. Je nachdem man dem Schieber die Dampfkanäle früher oder später abschließen läßt, erfolgt der Hubwechsel des Kolbens früher oder später, damit ist aber auch wieder die Leistung der Pumpe veränderlich.

Durchmesser des Pumpen-    Dampfkolbens    cylinders

Kolbenhub Leistung pro Stunde Liter

Tourenzahl

pro

Minute

Durchmesser der Saug- und Druckrohre

80

100

2400

100

125

4500

125

150

6600

150

200

12600

175

250

20000

200

300

30000

250

350

40000

200

300

400

60000

150

Die Dampfpumpen mit Drehbewegung. Eine freistehende doppeltwirkende Dampfpumpe der Maschinen- und Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal ist in Fig. 899 wiedergegeben. Die Pumpe selbst hat die Einrichtung nach Fig. 894. Wir bemerken unten die Pumpe und oben an dem Ständet den Dampfcylinder mit der Steuerung. Zwischen beiden Cylindern ist die Kurbelwelle gelagert, welche einerseits das Excenter für die Steuerung, andererseits ein Schwungrad trägt. Zwischen Dampfkolbenstange und Pumpenkolbenstange ist nun ein Bügel nach Art der Fig. 365 eingeschaltet, welcher beide direkt verbindet. In diesem Bügel schwingt die Pleuelstange, welche an der Dampfkolbenstange und an der Kurbelwelle angreift. Der Bügel ist erforderlich, um Platz für die schwingende Schubstange zu schaffen. Durch die Kurbel nebst Schubstange ist nun der Hub des Dampfkolbens begrenzt, wie wir das an jeder Dampfmaschine kennen gelernt haben. Eine besondere Geradführung ist nicht erforderlich, da ja die beiden Kolben an derselben Kolbenstange sitzen, die beiden Stopfbüchsen geben genügende Führung gegen den seitlichen Druck der Schubstange.

Diese Pumpen eignen sich als Speisepumpen für 8 bezw. 13 Atmosphären Kesseldruck bei 80 bezw. 130 m Förderhöhe.

Folgende Tabelle giebt die Abmessungen der Pumpen.

Nummer

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4 4a

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Ausreichend f. Kesselheizfläche bis . qm

Stündliche Leistung......

Tourenzahl pro Minute......

cbm

225 300 6,8    9

130 115

880 470

11,5 14

105 90

530

700

16 21,5

80    75 !

1000

31

75

1400 1700 43 51 70 65

Durchm d- Dampskotbens .... mm „    „ Plungers . . . ' .

Hub...........

Weite des Saugstutzens ....

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Die Kurbelwelle wird bei anderen Dampfpumpen auch unter der ganzen Pumpe angeordnet.

Weise & Monski in Halle bauen derartige Pumpen nach Fig. 900.

Bei den Wandpumpen, dieser Art ist das Schwungrad parallel zur Wand gelagert. In der Mitte zwischen beiden Kolben greift wieder ein Bügel an, welcher hier die Schubstange bildet und an der Kurbelkröpfung . angreift. Der Angriffspunkt an der Kolbenstange ist natürlich gelenkig, die Schubstange schwingt dann parallel zur Wand. Das Excenter für die Steuerung liegtvor der ganzen Pumpe.

Die Pumpensäule bildet gleichzeitig einen Druck-windkessel. Säule, Dampf-und Pumpencylinder sind in einem Stück gegossen. '

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wieder zwei eüifachwirkeude zu einer einzigen Pumpe vereinigen, wie dies in Fig. 901 geschehen ist. (Ausführung der Maschinen- u. Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal.) Die Dampfmaschinen können dabei Zwillings- oder Verbundmaschinen sein. In der Figur ist eine Zwillingsmaschine vorgesehen. Die Kurbeln sind gewöhnlich um 180° gegeneinander versetzt, können aber auch in Fällen, wo es sich um automatischen Betrieb handelt, um 90° gegeneinander verstellt werden. Im übrigen finden wir S15Slli||l» dieselbe Einrichtung bei diesen Pumpen,

wie bei Fig. 899. Die Saug- und Druck--MMWUWDWst» leitung haben beide Pumpen gemeinschaftlich.

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Die Dampfpumpen mit Drehbewegung sind

obiger Fabrik zeigt Fig. 902. Die Kurbelwelle liegt auch hier wieder in der Mitte zwischen beiden Cylindern. Die Verbindung

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lll|lll|i| geschieht auf dieselbe Weise und mit ben= ß|ll|i| selben Elementen wie bei den stehenden WWW Pumpen. Die Pumpe selbst hat hier die S*|l*lll|||' Einrichtung nach Fig. 890.

Die Ausführungen der Dampfpumpen mit Drehbewegung sind nun noch so außer-

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Die Dampfpumpen ohne Dreh-—IK Bewegung. Bei diesen Dampfpumpen B: erfolgt die Hubbegrenzung des Kolbens JHfl! :: durch die Steuerung der Dampfmaschine : selbst. Bei den meisten Arten wird der Steuerschieber durch die hin- und her-

gehende Kolbenstange bewegt. Nur einige wenige Anordnungen machen hiervon eine Ausnahme. Als Speisepumpen haben die Dampfpumpen ohne Drehbewegung eine sehr große Verbreitung gefunden, was wohl hauptsächlich ihrer Einfachheit und der wenig vorhandenen sich bewegenden Teile zuzuschreiben ist. Sie werden zum großen Teil liegend und nur für besondere Zwecke stehend oder hängend ausgeführt. Zum Betriebe dienen Eincylinder-, Zwillings- oder Verbunddampfmaschinen. Kommen Zwillingsmaschinen zur Anwendung, so wird von jedem Cylinder eine Pumpe betrieben, so daß dann zwei doppeltwirkende Pumpen zu einer einzigen verbunden sind. Diese Pumpen bezeichnet man als Duplexpumpen. Bei den Verbundmaschinen wird die Anordnung so getroffen, daß zwei Verbundmaschinen mit Hoch- und Niederdruckcylinder jede auf eine

Fig. 900.

Pumpe wirken. Die ganze Konstruktion ist stets zu einer einzigen Maschine einigt. Es wird sich für sparsamen Dampfverbrauch stets empfehlen Verbund-Dampfpumpen anzuwenden.

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Eine gleichmäßige und stoßfreie Bewegung der zu fordernden Msstgkeit wird bei den Dampfpumpen ohne Drehbewegung durch Nebeneinanderschalten

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zweier direkt wirkender Dampfpumpen und Verbindung derselben zu einem Ganzen derart, daß die eine Pumpe von der anderen gesteuert wird, erreicht, und zwar so, daß ihre Bewegung einsetzt, sobald die andere zur Ruhe gelangt ist und umgekehrt. Hierbei wird die Pause der einen Pumpe stets durch Bewegung der anderen ausgefüllt, die Wassersäule demnach in gleichmäßiger Bewegung erhalten. Ein toter Punkt ist dann nicht vorhanden und das Anlassen und

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Abstellen der Pumpe geschieht einfach durch Öffnen oder Schließen des Dampfventils.

Natürlich sind diese Dampfpumpen so eingerichtet, daß stets die Kolben der beiden Pumpen zugleich in ihren Totpunkten anlangen.

Die Worthington-Pumpe der Worthington Pumpen-Cie. in Berlin ist in einer Ausführungs-form als sogenanntes Plunger- oder Ringmodell in Fig. 903 int Schnitt und in Fig. 904 in Ansicht dargestellt. ZweiDampfcylinder in Zwillingsanordnung sind mit zwei doppeltwirkenden Pumpen so verbunden, daß eine in sich geschlossene Maschine entsteht. An den gemeinschaftlichen Kolben-

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Fig. DOS.

stanzen fitzen die Kolben. Auf den Dampfcylindern fitzt für jeden ein Schieberkasten. Eine gemeinschaftliche Dampfleitung führt den Dampf in die Schieberkasten. Die Schieber find einfache Muschelschieber und wird jeder derselben von der Kolbenstange der anderen Pumpe bewegt. Die Betoegung der

Schieber ist so getroffen, daß jede Kolbenstange vor Beendigung des Hubes die Einströmung des Dampfes für die andere Pumpe öffnet und dieselbe solange offen hält, bis die Einströmung des anderen Schiebers von der anderen Pumpe geöffnet wird. Die Schieberstange, die ja stets hin- und hergeht, läuft dabei eine Zeit lang lose ohne den Schieber mitzunehmen, was durch besondere Mitnehmer, die aus der Schieberstange fitzen, erreicht wird. Zugleich wird durch die Öffnung der Einströmung auf der einen Seite des Kolbens die Ausströmung auf der andern Seite desselben geöffnet. Es find sowohl für den Dampfeinlaß als auch für den Dampfauslaß besondere Kanäle vorhanden, welche für jede Kolbenfeite

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Fig. 964.

nahe zusammenliegen. Die Bewegung der Schieber geschieht nun folgendermaßen. An einer Hülse jeder der beiden Kolbenstangen greifen Hebel F an* e§ steuert der Hebel der in Fig. 904 vorn liegenden Pumpe den Schieber der hinten liegenden Pumpe und umgekehrt. Durch die hin- und hergehende Bewegung der Kolbenstange z. B. der vorderen, wird die zu dem Hebel F gehörige Achse gedreht. Auf derselben Achse sitzt aber hinten ein anderer Hebel welcher an der Schieberstange der hinteren Pumpe angreift. Dieser Hebel macht also d.e Drehbewegung der Achse mit und verschiebt somit die Schieberstange und damit den Schieber. Die Steuerung des vorderen Schiebers geschieht genau so von der hinteren Kolbenstange. Die beiden Achsen der beiden Hebel F liegen unabhängig voneinander übereinander in einem besonderen Bock. Jeder Hebel

F führt seine Bewegung ganz für sich aus. Aus den Figuren geht die Ausführung der Steuerung klar hervor. Da bei der Anordnung stets der eine oder andere Dampfeinlaßkanal offen ist, geht die Pumpe jederzeit an. Die Schieber werden durch Muttern, welche auf der Schieberstange sitzen, mitgenommen.

Die Pumpen sind jede doppeltwirkend, mit Plungerkolben ver-

sehen und arbeiten beide aus derselben Saugleitung und in dieselbe Druckleitung. Der Druckwindkessel ist daher auch für beide gemeinschaftlich. Die Plunger laufen in metallgefütterten Büchsen, welche in der Scheidewand des Pumpenkörpers eingesetzt und durch Brillen festgehalten sind. Die in die Pumpe gelangenden Unreinigkeiten werden von den Plungern abgestreift und fallen in den Raum über den Säugventilen C. Die Plunger können leicht ausgewechselt

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Fig. 905.

werden; sie bestehen entweder ans Gußeisen oder Metall. Als Ventile werden federbelastete Metallventile oder Gummiklappen angewendet, welche auf konisch eingeschraubten Sitzen arbeiten und durch ebenfalls konisch eingeschraubte Fänger gehalten sind.

Zur Einstellung der Schieber der Pumpe sei folgendes bemerkt.

Zunächst stelle man die beiden Pumpengestänge auf Mitte Hub, wobei die Steuerhebel senkrecht stehen. Hiernach stelle man bei geöffnetem Schieberkasten die Schieber ebenfalls auf die Mitte, wobei die Schieberaußenkanten mit den Kanalaußenkanten genau abschneiden, in dieser Lage wird zwischen.Schieberund Schieberstangenmuttern ein Spielraum frei bleiben und die Muttern sind nun so zu verstellen, daß dieser Spielraum nach beiden Seiten gleich wird.

Erscheint der Kolbenhub zu kurz, so kann derselbe durch gleichmäßige Vergrößerung des Spielraums zwischen Schieber und Schieberstangenmuttern verlängert werden und umgekehrt kann ein zu langer Hub durch kleinen Spielraum verkürzt werden. Besteht bei den Kolben die Neigung des Anschlagens an einem Hubende, so ist der Schieber in der Richtung von demselben zu verstellen, ist

hingegen der Hub an demselben Ende zu kurz, so kann man helfen, indem man den Schieber nach diesem Ende hin verschiebt.

Die Pumpen der dargestellten Konstruktion eignen sich für die allgeme ne Wasserhebung, zur Kesselspeisung, als Feuerlöschpumpe, ferner zum Betriebe hydraulischer Aufzüge u. s. w. Sie sind für Wasserdrücke bis 11 Atmosphären eingerichtet und werden in den nachfolgenden Größen gebaut.

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Ähnliche Konstruktionen zeigen fast alle Tampfpumpen ohne Drehbewegung. Sie weichen nur in der Anordnung der Ventile und der Ausbildung der Plunger mit der Stopfbüchse ab. Meistens sind die Stopfbüchsen für den Plunger innenliegende wie bei Fig. 903. Diese Stopfbüchsen liegen stets unter Wasser; sie können erst nachgezogen werden, wenn der Hintere Cylinderdeckel abgenommen ist. Die Maschinen- und Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin &

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Becker in Frankenthal baut ihre diesbezüglichen Dampfpumpen nach ihrem Una-System, welches durch Fig. 894 wiedergegeben war. Hier liegt die eine

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Flg. 906.

vorhandene Stopfbüchse außen und die Plunger, von denen zwei vorhanden sind, arbeiten in langen Führungsbüchsen aus Rotguß.

Weise & Monski in Halle bauen auch Dampfpumpen mit einem Plunger und zwei außenliegenden Stopfbüchsen nach Fig. 905.

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Wir bemerken den langen Plunger 184, welcher sowohl nach einem vorderen als auch nach einem hinteren Teil der Pumpe durch eine Stopfbüchse abgedichtet ist. Die Pumpe zerfällt also eigentlich in zwei unabhängige einfachwir-fcitbe Pumpen. Sowohl im vorderen als auch im hinteren Teil sind je zwei Saug- und Druckventile angeordnet. Es sind z. B. beim Rückwärtsgang des Kolbens die Säugventile des vorderen

907

Teils und die Druckventile des hinteren Teils geöffnet und umgekehrt beim Vorwärtsgang des Kolbens. Saugleitung 186 und Druckleitung 180 sind für beide

617

Pumpenteile gemeinschaftlich. Es sind natürlich auch hier wieder zwei solcher Pumpen zu einer einzigen vereinigt, entsprechend den vorhandenen zwei Dampfcylindern der Zwillingsdampfmaschine. Im übrigen bietet sonst die Pumpe nichts Neues. Der Vorteil der Pumpen mit außenliegenden Stopfbüchsen besteht darin, -daß jederzeit ohne weiteres i^e. Plungerstopfbüchsen nachgezogen werden können.

Abweichend von diesen Pumpen ist nun die Dampfpumpe PatentW. Voit, welche von Schaffer & Budenberg, G. m. b. H. in Magdeburg-Buckau, gebaut wird, konstruiert. Diese Pumpe unterscheidet sich vor allem in der Dampfsteuerung von den übrigen, ferner wird sie nur als einfache doppeltwirkende Pumpe mit einem Dampfcylinder und einem Pumpencylinder gebaut. Fig. 906 und 907 zeigt diese Pumpe. Bemerkenswert ist vor allem die Steuerung des Dampfcylinders. Es sind zwei Steuerschieber vorhanden, ein Hilfsschieber 11 und ein Hauptschieber 12. Der Hilfsschieber, welcher seitlich an dem Schieberkasten des Hauptschiebers gelagert ist, wird von der Kolbenstange 49 durch Hebel 15 und 14 und Stange 18 in üblicher Weise hin- und herbewegt. Er führt den Dampf abwechselnd hinter und vor einen Steuerkolben 10, in welchem der Hauptschieber 12 gelagert ist. Der Steuerkolben 10 wird durch den eintretenden Dampf hin- und herbewegt und gestattet dabei zugleich den Eintritt des Dampfes durch Vermittlung des Hanptschiebcrs 12 in den Cylinder 1. Der Steuerschieber 12 macht also jede Bewegung des Steuerkolbens 10 mit, wobei er über die Dampfeinlaßkanäle und den Dampfauslaß hinweggleitet. Die Anordnung des Dampfeinlaß- und des Dampfauslaßkanals ist auch hier, wie bei jeder Dampfmaschine getroffen, indem nur auf jeder Kolbenseite ein Einlaßkanal vorhanden ist. Es wird dieser Steuerung nachgerühmt, daß die Hublängen stets gleich lang bleiben, wodurch die schädlichen Räume in der Maschine auf das kleinste Maß beschränkt werden.

Als weiterer bemerkenswerter Vorzug dieser Pumpen ist die von außen nachziehbare innenliegende Stopfbüchse für den Plunger zu erwähnen. Der Plungerkolben 30 führt sich in der Stopfbüchse mit der Grundbüchse 26 und der Brille 29, welche mit einem Bügel versehen ist, der durch eine in der Plungerhaube 28 liegende Schraube 33, von außen nachgezogen werden kann. Zur Abdichtung der Schraube 33 dient die Stopfbüchse 31, 32.

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Die Säugventile saugen aus dem Raum 3, welcher mit dem seitlich der Pumpe angebrachten Saugwindkessel in Verbindung steht. Auf der Pumpe sitzt ein Druckwindkeffel 42.

Sämtliche Kesselspeise- oder Reinwasserpumpen für hohen Druck erhalten Metallventile, während für unreine Flüssigkeiten Gummiventile oder Ventile mit Lederkranz oder bergt. Verwendung finden.

Die folgende Tabelle auf Seite 618 läßt die Leistungen dieser Pumpe für 150 m Förderhöhe erkennen.

Immerhin sind bei den bisher besprochenen Duplex-Pumpen eine ganze Anzahl beweglicher Teile vorhanden, welche durch ifte Konstruktion der Steuerung bedingt sind. Die Maschinenfabrik Oddesse, G. m. b. H., in Oschersleben hat nun für Dampfpumpen ohne Drehbewegung eine Steuerung gefunden, wie man sie

78

Prakt. Maschinenbauer.

sich einfacher wohl nicht denken kann. Meistens wird eine Expuiistons-Schieber-steuerung nach Art der Meyerschen Steuerung angewendet, aber auch mit einfachen Schiebersteuerungen werden einige Größen, unter 180 mm Dampfcylinderdurchmesser, gebaut. Die Expansionssteuerung ist während des Ganges verstell-

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bar, kann also auf jeden Füllungsgrad eingestellt werden. Die Arbeitsweise wird natürlich durch eine Expansionssteuerung bedeutend rationeller. Bei den

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Duplexpumpen ist stets ein großer Dampfpuffer hinter dem Kolben am Hubende, auf welchen der Kolben aufprallt und demzufolge bei zu schnellem Gang der Pumpe zurückfedert. Die Einwirkung dieser Rückwirkung auf die Ventile zwingt dazu, bei Duplexpumpen geringe Kolbengeschwindigkeiten anzuwenden. Die Od-desse - Expansionspumpe dagegen kann man mit größerer Kolbengeschwindigkeit arbeiten lassen, denn es wird hier der Kolben nicht durch den Dampfpuffer, sondern durch den Pumpendruck in Verbindung mit der beim Expandieren herabgehenden Dampfspannung zur Ruhe gebracht. Der Puffer braucht hier deshalb nur klein zu sein, die schädlichen

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Fig. 909 c.

Räume werden dadurch aber wesentlich verkleinert.

Die Oddesse-Dampfpumpe besteht, wie alle andern Dampfpumpen ohne

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Drehbewegung, aus zwei nebeneinander angeordneten, direkt- und doppeltwirkenden Dampfpumpen, von denen die eine die Steuerung der andern bethätigt. Fig. 908 zeigt den Längsschnitt durch eine Oddesse-Pumpe mit einfacher Schieber-steuerung; Fig. 909 bis 909c die Expansions-Schiebersteuerung.

Wie aus der Fig. 908 hervorgeht, bietet die Pumpe selbst nichts Neues. Die Expansionssteuerung ist nun wie folgt angeordnet: Auf der Kolbenstange 7 sitzt fest der Arm 25, mit dem die Treibstange 21 und das mit ihr verbundene Treibstück 14 zusammenhängt. In letzteren: befindet sich eine schräge Nut und an den Grundschiebern 13 u. 16a ein entsprechender schräger Ansatz, der in dieser Nut gleitet. So wird beim Arbeiten der Maschine die Längsbewegung

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Fig, 910.

öer Kolben in eine Querbewegung der Schieber umgesetzt und gemäß dem Winkel der schrägen Nut verkürzt.

Der prismatische Ansatz der Schieber hat ein gewisses Spiel, sog. toten Gang, in der Nut, so daß am Hübende eine Pause entsteht, in welcher die Ventile Zeit haben, sich sanft und stoßfrei zu schließen. Die Grundschieber sind so eingebaut, daß die sie bewegende Kraft genau in der Mitte angreift und ein Ecken und Klemmen nicht eintreten kann. Auf ihrem Rücken gleiten die Expansionsschieber 15 u. 18. Letztere lassen sich, wie bei der Meyerscheu Steuerung, von außen mittels rechts- und linksgängiger Spindel näher zusammen-oder weiter auseinanderbewegen.

Auch die Expansionsschieber haben centralen Antrieb. Dies ist dadurch ermöglicht, daß die beiden Stellspindeln in einer vertikalen Ebene übereinander liegen. Die Stellspindeln haben je zwei Bunde, zwischen denen sie in einem kleinen, am Grundschieber befindlichen Lager gehalten werden. Die Anordnung

ist, wie schon erwähnt, so getroffen, daß die linke Kolbenstange den Grund-schieber der rechten Dampfseite, letzterer aber wieder den Expansionsschieber der linken Dampfseite bethätigt und umgekehrt.

Dadurch übt jede Dampfseite auch einen gewissen Einfluß auf die eigene Dampfverteilung aus. Tie aus dieser Steuerungsanordnung sich ergebende Schieberbewegung macht es nötig, auf der einen Seite zwischen Grund- und Expansionsschieber eine festliegende Zwischenplatte 16b einzuschalten, weil beide in einem Moment gleiche Bewegungsrichtung haben. Der schneller bewegte Grundschieber würde ohne diese Platte den langsamer geschobenen Expansionsschieber wieder überlaufen und noch eine Nacheinströmung bewirken.

Zur genauen Einstellung der Expansion sind außen kleine Stellböckchen mit Handrad, Zeiger und Skala angebracht, welche ohne weiteres den Grad der Füllung erkennen lassen. Mit Hilfe der Hubmarken am Zwischenstück kann man die Expansion damit so einstellen, daß die Pumpe nur soviel Füllung bekommt, wie zur Erreichung des vollen Kolbenhubes bei der jeweiligen Leistung erforderlich ist. Diese genaue Hubregulierung ist der Hauptzweck der Expansionssteuerung bei den Pumpen ohne Ausgleicher.

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Die Schmierung der Schieber und Treibstücke erfolgt durch den Dampf, dem das Öl mittels selbstthätiger Schmierapparale, mechanisch bewegterÖlpumpen oderSchmier-pressen, zugeführt wird.

Flg. 911.

Zur stoßfreien und sanften Begrenzung des Kolbenhubes und Vermeidung von Beschädigungen bei unvorsichtigem Anlassen, plötzlichem Nachlassen des Pumpenwiderstandes u. bergt, ist bei Pumpen ohne Drehbewegung stets eine Kompression, d. h. die Bildung eines Puffers von eingeschlossenem Dampf nötig. Diese Kompression erzielt man dadurch, daß der Dampfkolben den Auspuffkanal vor Beendigung des ganzen Hubes überläuft und schließt. Der eingeschlossene Dampf wird komprimiert und hindert den Kolben am Anschlagen, bildet also eine Hubbegrenzung. Bei der gewöhnlichen Duplexpumpe ist ein großer Dampfpuffer nötig. Sie hat auch zwei gesonderte Kanäle für Einströmung und Auspuff an jedem Dampfcylinderende, folglich viel schädliche Räume. Bei der

Oddesse-Pumpe kann der Hub, tote oben erklärt, eingestellt werden. Es ist also eine wesentlich geringere Kompression nötig, die schädlichen Räume sind kleiner und die Ökonomie ist schon hierdurch allein größer. Für Auspuff und Dampfeintritt ist nur ein Kanal an jedem Dampfcylinder nötig. Um beim Hubwechsel den Dampf hinter den Kolben gelangen zu lassen, sind an den Cylinderenden kleine Ventile 12 angebracht, die mit dem vom Kolben verschlossenen Kanal in Verbindung stehen und sich öffnen, sobald Frischdampf vom Schieberkasten in den Kanal gelangt. Der Kompressionsdruck schließt dieselben, indem er die Wirkung der Belastungsfeder unterstützt.

Fig. 910 zeigt die bildliche Darstellung einer solchen Oddesse-Dampfpumpe.

Die Dampfpumpen ohne Drehbewegung werden sehr vorteilhaft als sogenannte Wasserhaltungsmaschinen in Bergwerken benutzt. Sie haben als solche das Wasser aus den Schächten zu entfernen. Man bezeichnet sie auch wohl als Senkpumpen. Eine solche Pumpe von Weise & Monski in Halle giebt Fig. 911. Die ganze Pumpe wird zwischen einen Trägerrahmen montiert und nimmt so äußerst wenig Platz ein. Sie wird mittels Seilen in den Schacht hinabgelassen und bleibt dann an diesen hängen. Genannte Fabrik baut derartige Pumpen für Tiefen bis zu 200 Metern.

Große Dampfpumpen erhalten häufig eine Dampfsteuerung mit Drehschiebern, die ihre Bewegung ebenfalls von der Kolbenstange erhalten. Hierdurch wird dann auch die Expansion des Dampfes ausgenutzt. Es heißt weiter in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik": „Zur weiteren Verminderung des Dampfoerbrauches in Bezug auf die Pumpenleistung werden Kraftausgleicher angewendet, welche derart wirken, daß auf der ersten Hälfte des Kolbenhubes, wobei der Dampf wesentlich durch Volldruck wirkt, die überschüssige Kraft derselben durch Zusammenpressen einer abgeschlossenen Luft- oder Dampfmenge oder einer Feder aufgespeichert wird, und daß dann auf der zweiten Hälfte des Hubes, wenn infolge der bei Expansion des Dampfes entstehenden Druckabnahme desselben der Pumpenwiderstand durch die Dampfmaschine nicht mehr überwunden werden könnte, die aufgespeicherte Kraft die Dampfwirkung in genügendem Maße unterstützt."

„Ohne Expansionssteuerung und Kraftausgleicher und bei Benutzung von nur eincylindrigen Dampfmaschinen können die Dampfpumpen ohne Drehbewegung fast nur mit Volldruck des Dampfes arbeiten, brauchen also im Verhältnis zur Pumpenleistung sehr viel Dampf."

In unserer rastlos fortschreitenden Zeit verschafft sich immer mehr die Schnelligkeit der Arbeitsleistung und die größere Menge der Arbeitsleistung in der Zeiteinheit Geltung. Eine Vervollkommnung in dieser Beziehung wird immer mehr für alle Maschinen angestrebt. So hat man auch die Pumpen so durchkonstruiert, daß man wesentlich höhere Tourenzahlen anwenden kann. Es ergab sich die Anwendung der höheren Tourenzahlen auch schon durch die Vervollkommnung des elektrischen Antriebes. Die Kraftübertragung vom Elektromotor

geschieht bei den schnelllaufenden Pumpen oder Expreßpumpen durch einfache Räderübersetzung, Riemen- oder Kettentrieb, oder bei großen Maschinen durch direkte Kupplung

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Die Konstruktion dieser Pumpen mußte diesen hohen Kolbengeschwindigkeiten angepaßt werden und waren es hauptsächlich die Ventile, welche den schnellen Hubwechseln nicht gewachsen waren. Man hat daher bei den Expreßpumpen besondere Ventilkonstruktionen erdacht.

Die Maschinen- u. Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal ist auf diesem Gebiete bahnbrechend vorangegangen. Fig. 912

zeigt eine Expreßpumpe der Firma für eine Leistung von 660 cbm pro Stunde bei 60 m Förderhöhe und 150 Umdrehungen in der Minute. Der Plunger hat einen Durchmesser von 260 mm, der Hub beträgt 400 mm. Die Pumpe diente auf der Ausstellung    Düsseldorf 1902 zur    Speisung der    großen

Fontainen. Der Antrieb der Pumpen, von denen zwei miteinander zu einer Zwillingspumpe verbunden sind, geschieht mittels Riemen direkt durch einen Elektromotor.    Die Pumpen sind nach dem Una-System der Firma

mit nur einer außenliegenden Stopfbüchse und Führung des Plungers in einem Metallcylinder gebaut.    Die    Saug- und Druckventile    bestehen aus    vielen

einzelnen Ringventilen.    Ich    entnehme die folgenden    Ausführungen    dieser

Pumpen einem Aufsatz von H. Martens über Pumpen in der Deutschen Techniker-Zeitung 1902. Es heißt dort: „Von Interesse sind die Expreßpumpen der obigen Firma wegen ihrer eigenartigen Konstruktionsgrundlagen zur Erzielung einer sicheren Saugwirkung. Während die Druckhöhe keinerlei Schwierigkeiten bietet, muß man bestrebt sein, die Saughöhe aus wirtschaftlichen Gründen möglichst groß zu erhalten. Sie wird um so größer, je geringer die in der Zeiteinheit zu fördernde Wassermenge, die minütliche Umdrehungszahl und die Länge der bei    jedem    Hub zu beschleunigenden    Wassersäule sind; in

letzterer ist das Saugventil-Tellergewicht, in eine zu beschleunigende, gleichwertige Wassersäule umgewandelt gedacht, in Rechnung zu stellen. Reichliche Bemessung des freien Querschnittes der Säugventile, die Anordnung der Säugventile möglichst dicht unter dem Kolben, die Anbringung des Saugwindkessels dicht unter den Säugventilen, die Auflösung der großen, schweren Ventile in zahlreiche kleine mit Federbelastung sind die Hauptbedingungen für die gute Saugwirkung schnelllaufender Pumpen. Dazu kommt eine gute Wasserführung auf dem Wege vom Saugwindkessel zum Pumpencylinder, da die durch etwaige Querschnittsäuderung entstehenden Wirbel Reibungswiderstände und störenden Durchtritt der Luft hervorrufen, welche für eine gute Saugwirkung schädlich sind. Bei den sog. Massenventilen mit dem darunter befindlichen, in den Saugwindkessel eintauchenden Saugrohr in der gewöhnlichen Anordnung ist aber eine plötzliche Querschuitts-änderung unterhalb der Ventile unvermeidlich und die Wasserführung namentlich für die inneren Ventile mangelhaft, so daß diese Neigung zum Ecken und Hängenbleiben haben. Auch ist die Länge der zu beschleunigenden Wassersäule für die inneren Ventile größer, als die für die äußeren und es wird die um den unteren Rand des Tauchrohres tretende Luft nur den äußeren Ventilen zugeführt und zwar in großen Blasen, da die Wellenbewegung in dem um das Tauchrohr herum ganz freien Windkessel eine ziemlich erhebliche sein muß; durch diesen Umstand wird das Spiel der äußeren Ventile ungünstig beeinflußt."

„Diesen Übelständen wird durch das Patent Klein in folgender Weise abgeholfen. Unter jedem Massenventil befindet sich ein besonderes Saugrohr, so daß die große Pumpe gleichsam in eine Anzahl kleiner, nebeneinander arbeitender Pumpen zerlegt ist. Der freie Querschnitt unter den Säugventilen ist von diesen nur so viel verschieden, als es wünschenswert erscheint, und zwar ist er bei gleicher Anzahl der Massenventile kleiner geworden. Dies ist aber

ohne Belang gegenüber der erreichten, besseren Wasserführung, die ein Ecken der inneren Ventile unmöglich macht. Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Länge der zu beschleunigenden Wassersäule für die inneren Ventile genau so kurz ist, tote für die äußeren, und ferner die Wellenbewegung im Windkessel durch die vielen Rohre, die als Wellenbrecher wirken, wesentlich behindert ist, so daß die Luft allen Ventilen gleichmäßig fein verteilt in kleinen Luftblasen zugeführt wird, ohne ihren ruhigen Gang zu beeinträchtigen. Schließlich hat auch ohne äußere Raumvergrößerung eine wesentliche Vergrößerung des Saugwindkessels stattgefunden."

Die übrige Konstruktion der Pumpe geht aus der Figur deutlich hervor.

Die folgende Tabelle läßt die Abmessungen derartiger Expreßpumpen

erkennen:

Mit doppeltwirkendem Plunger

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Stündliche Fördermenge. . . cbm 60 90 120 180 240 30 45 60 90 120 Umdrehungen in der Minute . . . 240 220 210 200 190 240 220 210 200 190

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2. Kolbenpumpen, deren Kolben eine schwingende Bewegung machen.

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ihr Kolben ist meistens zur Aufnahme der Druckventile durchbrochen. Hierher gehört nun als bekannteste Pumpe die sogen. Flügelpumpe, die in Fig. 913 im Schnitt und in Fig. 914 bildlich dargestellt ist. In dem Gehäuse G wird

Prakt. Maschinenbauer.

der Kolben K durch einen Handgriff hin- und herbewegt. Der Kolben K ist auf der durch die beiden Wände des Gehäuses gehenden Kolbenstange befestigt. In das Gehäuse ist eine Wand W eingesetzt, welche die beiden Säugventile (Klappen) S enthält. Die Druckventile D befinden sich im Kolben selbst. Der Kolben wird, wie gezeichnet, nach rechts gedreht, dann ist das Säugventil links geöffnet und das Druckventil rechts läßt die bei der vorhergehenden Drehung des Kolbens nach links angesaugte Flüssigkeitsmenge durch den Kolben hindurchtreten über denselben. Ein Teil des über dem Kolben befindlichen Wassers wird zugleich in die Druckleitung gehoben.

Für kleine Wassermengen haben diese Flügelpumpen eine außerordentlich große Verbreitung gefunden.

3. Kolbenpumpen mit drehendem Kolben.

Diese Pumpen bezeichnet man auch als Kapsel- oder Würgelpumpen. In einem geschlossenen Gehäuse, werden meist zwei Kolben in drehende Bewegung EE    versetzt. Die beiden Kol

ben greifen ähnlich wie zwei Zahnräder ineinander. Beim Auseinandergehen der Zähne der beiden Kolben wird die Saugwirkung erzielt und bei ihrer Berührung die zwischen ihnen befindliche Flüssigkeit nach der Druckleitung verdrängt. Die Zahnräder sind mit einem oder mehreren Zähnen versehen. Die beiden Wellen der Kolben müssen, da ihre Zähne nicht immer in Eingriff miteinander bleiben, angetrieben werden.

Die Pumpe von C. H. Jäger & Co. in Leipzig-Plagwitz ist eine solche Kapselpumpe mit zwei drehenden Kolben (Fig. 915 u. 916). Die drei sogen. Arbeitskolben k sind in der Mitte des Pumpengehäuses an einer vollen Scheibe a befestigt. Sie drehen sich um einen in das Gehäuse fest eingesetzten Körper, der bei op nach einem Kreisbogen ausgeschnitten ist. Mit ihrem äußeren Umfang schließen sie sich an die Gehäuse-

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wand an. Den feststehenden inneren Cylinder bezeichnet man als den Abdichtungscylinder. Der sogen. Steuercylinder ist mit vier Zähnen w versehen, welche zwischen sich die Zahnlücken h freilassen. Die Zähne w dichten gegen den Abdichtungscylinder auf der Strecke o p ab. Die drei Kolben k greifen bei der Drehung der beiden Cylinder in die Zahnlücken h ein. Das Wasser strömt nun von links nach rechts durch die Pumpe. Dabei gelangt dasselbe in die Zahnlücken h und wird aus denselben durch die Kolben k verdrängt. Es arbeiten diese Pumpen demzufolge ohne Ventile und sonstige Teile. Die ganze Arbeitsweise ist ein einfaches Mitnehmen des Wassers. Von den beiden Kreis-

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Flg. 916.

kolben leistet nur der mit den Kolben k versehene Arbeit, während der andere nur steuert ohne Kraft zu übertragen. Demzufolge wird auch nur der erster Kolben angetrieben und der letztere durch eine Zahnradübersetzung von diesem mitgenommen.

Man kann durch diese Pumpen mit rotierenden Kolben dünne und dicke Flüssigkeiten gleich gut fördern; nur sandiges Wasser darf nicht durch die Pumpe gehen, wie ja das bei jeder andern Pumpe auch der Fall ist. Vor der Inbetriebnahme der Pumpe ist die ganze Saugleitung einschließlich der Pumpe und Druckleitung so hoch mit Flüssigkeit anzufüllen, daß dieselbe aus der geöffneten Verschraubung oben auf dem Gehäuse heraustritt, damit alle Luft entfernt wird. Die Saugleitung muß daher mit einem Fußventil ausgerüstet werden. Die Saughöhe halte man bei diesen Pumpen so niedrig wie möglich. Die Druckhöhe kann bei Dauerbetrieb bis zu 30 m betragen.

Fig- 917 zeigt die bildliche Darstellung einer Jäger-Pumpe. Diebeiden Achsen der Kolben gehen in Stopfbüchsen durch die seitlichen Deckel der Pumpe hindurch und sind außen gelagert. Auf der einen Seite bemerken wir die Zahnräder zum Antrieb des Steuerkolbens. Der Antriebskolben wird von der

Riemscheibe aus angetrieben. Die Pumpen werden für alle Antriebsarten, wie elektrischen, Dampf- u. bergt. Antrieb gebaut.

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Die folgende Tabelle auf Seite 630 giebt die Abmessungen der normalen Pumpen an.

Die Maschinen- u. Armaturfabrik vorm.

Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal baut eine rotierende Pumpe mit drei Kolben |L (Fig. 918). Der eigentliche Arbeitskolben ist über den beiden Steuerkolben gelagert. Jeder der Kolben ist mit zwei Zähnen versehen. Der Arbeits-kolben enthält zur Abdichtung gegen die Gehäuse- "    ^

wand besondere Dichtungskörper (in der Figur m schraffiert) eingesetzt. Die Drehrichtung der Kolben und die Durchflußrichtung der Flüssigkeit durch die Pumpe ist durch Pfeile gekennzeichnet. Der obere Kolben wird irgendwie angetrieben und die beiden unteren werden von ihm durch Zahnräder wieder mitgenommen.

Die Centrifugalpumpen oder Kreiselpumpen.

Bei den Centrifugalpumpen wird ein mit Schaufeln besetztes Rad in rasche Drehung versetzt, wodurch der in dem Schaufelrad befindlichen Flüssigkeit eine lebendige Kraft mitgeteilt wird, durch welche die Hebung derselben auf die Förderhöhe bewirkt wird. Durch das Schaufelrad wird die Flüssigkeit mit in

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Fig. 918.

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die Drehung hineingezogen. Das Schaufelrad wirkt nun sowohl durch Druck als auch durch die Fliehkraft, Centrifugalkraft, treibend auf die Flüssigkeit. Die Centrifugalkraft entsteht bei der Drehung des Schaufelrades. Die Fliehkraft

wird jedoch die Druckkraft stets überwiegen, weshalb man haupt-

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als

Treibkraft für die Flüssigkeit benutzt. Man bezeichnet auch deshalb diese Pumpen als Cen-trifugalpumpen. ^ Da die Fliehkraft mit der Umdrehungszahl des Schaufelrades wächst, wird die Förderhöhe um so größer sein, je schneller das Schaufelrad umläuft.

Fig. 919.

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Die Aufstellung der Centrifugal-pumpen geschieht meistens mit wagerecht, seltener mit lotrecht gelagerter Welle. Der Wassereinlauf zum Schaufelrad erfolgt entweder nur von einer Seite oder von beiden Seiten; das Schaufelrad ist

seitlich offen oder geschlossen. Die Schaufelräder haben entweder gleiche Breite oder sind nach den Umfang hin verjüngt. Die Krümmung der Schaufeln ist entweder nach vorwärts oder nach rückwärts gerichtet.

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Fig. 920.

EineCentrifugalpumpe nach Ausführungen der Maschinen- und Armaturfabrik vorm. Klein, Schanzlin & Becker in Frankenthal ist in Fig. 919

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Fig. 921.

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bis 922 dargestellt. Auf der Welle W ist das Schaufelrad 8 aufgekeilt, welches sich dicht anschließend in dem Gehäuse G dreht. In Bezug auf die Drehrichtung sind die Schaufeln des Schaufelrades nach vorwärts gekrümmt. Von dem Gehäuse G wird das Schaufelrad 8 spiralförmig umgeben, sodaß der Zwischenraum zwischen Schaufelrad - Umfang und Gehäusewand nach dem Druckrohr D hin immer größer wird. Das Saugrohr mündet bei R in das Gehäuse G und umgiebt das Schaufelrad 8 nach beiden Seiten hin, indem es sich in zwei Arme teilt. Die Flüssigkeit fließt demzufolge von beiden Seiten in das Schaufelrad und wird dann von den Schaufeln erfaßt und in das Druckrohr D gefördert. Die Welle muß an den Stellen, an welchen sie aus dem Gehäuse G heraustritt, durch Stopfbüchsen abgedichtet werden. Die freie Wand links des Gehäuses ist angeschraubt, so daß nach Abnahme derselben das Schaufelrad frei liegt. Der Antrieb des Schaufelrades erfolgt hier durch eine Riemscheibe^., welche zwischen zwei Lagern L auf der Welle W sitzt. Die ganze Pumpe ist auf einem Fundamentrahmen F aufgebaut.

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Bei kleineren Pumpen wird das Gehäuse zwecks Freilegens des

Schaufelrades in der Mitte geteilt. Die Größe der Centrifugalpumpen bestimmt man nach dem lichten Durchmesser des Saug- und Druckrohres. Die dargestellte Pumpe

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Fig. 923.

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Rohrweite. Die genannte Fabrik bemerkt noch: Die Saughöhe

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soll, wenn irgend möglich, nicht über 4 m betragen. Die Pumpe sowohl, als auch die Saugleitung muß vor Inbetriebsetzung mit Wasser angefüllt werden. Das Anfüllen erfolgt entweder durch die Bohrung der Entlüftungsschraube B ober, wenn möglich, durch das Druckrohr.

Fig. 923 zeigt die bildliche Darstellung einer solchen Centrifugalpumpe.

Bei den Pumpen mit einseitigem Einlauf wird die Flüssigkeit durch das Saugrohr parallel zur Welle in das Schaufelrad geleitet. Der Saugstutzen ist dann meist mit dem einen Gehäusedeckel aus einem Stück gegossen und abnehmbar eingerichtet, er nimmt auch zugleich die eine Stopfbüchse auf.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", sagt noch: „Im allgemeinen ist davon auszugehen, daß die Radgeschwindigkeit möglichst klein wird. Die Saughöhe kann wie bei den Kolbenpumpen bis zu 9 m im günstigsten Falle erhalten werden. Die erreichbare Druckhöhe hängt ab von der Radgeschwindigkeit; große Förderhöhen lassen sich also nur durch größere Räder und größere Umdrehungszahl erzielen. Da sie der praktischen Grenze unterliegt und man mit Rücksicht auf den Antrieb mit der Zahl der Umdrehungen nicht gut über 2000 in der Minute gehen kann, so ergießt sich eine erreichbare Druckhöhe bis zu etwa 40 m."

Die Centrifugalpumpen werden häufig direkt mit Dampfmaschinen, Elektro-

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motoren u. bergt, gekuppelt, was sich wegen ihrer großen Umdrehungszahl sehr vorteilhaft machen läßt.

Man kann auch unreine, schlammige oder sandige Flüssigkeiten mit Vorteil

heben.

Die vorstehende Tabelle giebt die Abmessungen und Leistungen der von oben genannter Fabrik gebauten normalen Centrifugalpumpen.

Die Dampfstrahlpumpen oder Injektoren.

Bei den Dampfstrahlpumpen strömt aus einer Düse ein Dampfstrahl aus und versetzt dabei die die Düse umgebende Flüssigkeit in Bewegung. Durch die der Flüssigkeit dadurch erteilte lebendige Kraft steigt dieselbe in das Druckrohr. Man läßt nun die Flüssigkeit entweder der Düse frei zuströmen oder läßt dieselbe durch den Dampfstrahl ansaugen. Durch die Kondensation des Dampfes entsteht dabei der für das Ansaugen notwendige Druckunterschied zwischen der Atmosphäre und der Luft hinter der Düse. Die Dampfstrahlpumpen sind demnach entweder nur saugend, drückend oder saugend und drückend.

Die Injektoren dienen nur zum Speisen von Dampfkesseln. Das Wasser wird durch den Dampfstrahl in den Kessel gedrückt.

Wir unterscheiden bei jedem Injektor drei Düsen und zwar die Dampfdüse, die Mischdüse und die Fangdüse. Die Mischdüse und die Fangdüse bilden entweder ein Gußstück oder sind voneinander getrennt. Bilden sie ein Gußstück, so sind an der Übergangsstelle von einer zur andern Düse Löcher vorgesehen. Durch diese Löcher bezw. durch den Raum zwischen den getrennt angeordneten Düsen kann das vorübergehend beim Ingangsetzen von der Fangdüse nicht aufgenommene Wasser in den Überlaufraum oder Schlabberraum treten und durch das Schlabberrohr ins Freie gelangen, bis der Dampfstrahl imstande ist, das zufließende Wasser so zu beschleunigen, daß es in einem geschlossenen Strahl von der Fangdüse aufgenommen wird. Hartmann, „Die Pumpen" sagt weiter: „Der Überlauf hat also einerseits den Zweck, die überflüssige Wassermenge abzuleiten, andererseits kann durch ihn auch Dampf abströmen, wo zu viel desselben zugelassen wird; bei richtigem Betrieb soll jedoch weder Wasser noch Dampf austreten. Die Fangdüse wird, wenn sie von der Mischdüse getrennt ist, an ihrer Mündung etwas trichterförmig erweitert, um das Aufsaugen zu erleichtern und eine Verspritzung am Rande zu vermeiden."

„Die Wirkung des Injektors ist an gewisse Vorbedingungen geknüpft; es müssen die Düsen passende Durchgangsquerschnitte und Form erhalten, ferner muß das Speisewasser eine genügend geringe Temperatur besitzen, damit in der Mischdüse eine rasche und möglichst vollständige Verdichtung des Dampfes entsteht."

„Die Injektoren können mit und ohne Saugwirkung ausgeführt werden, im ersteren Falle muß der Dampfzutritt geregelt werden können."

„Die Dampfzuleitung ist stets mit einem Absperrventil zu versehen, um den Injektor in und außer Betrieb setzen zu können. Ferner ist das Druck- und

Prakt. Maschinenbauer.

Speiserohr mit einem selbstthätigen Ventil auszurüsten, welches beim Stillstand die genannten Leitungen absperrt."

Die nichtsaugenden Injektoren. Diesen muß das Speisewasser aus einem höher gelegenen Behälter frei zufließen, sie drücken dasselbe dann in den Dampfkessel.

Fig. 924 zeigt den nicht saugenden Injektor von Schäffer & Budenberg, G. m. b. H. in Magdeburg-Buckau. Der Injektor wird durch den Abdampf der Dampfmaschine betrieben; er eignet sich zur Speisung von Dampfkesseln mit nicht mehr als 5 Atmosphären Überdruck. Der Abdampf gelangt in die Dampfdüse A und von hier in die Mischdüse D. In die Dampfdüse A ist ein konischer Stift B eingebaut, welcher den Dampf zwingt, in einem geschlossenen ringförmigen Strahl in die Mischdüse D einzutreten. Die Mischdüse D besteht

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aus einem festen und einem beweglichen Teil E, der um den Punkt a pendeln kann. Beide Teile passen genau zusammen. Die Lappen b greifen noch über den festen Teil der Düse hinweg, so daß die Lage beider Teile genau festgelegt ist. Unter der Mischdüse D sitzt die Fangdüse; zwischen beiden Düsen befindet sich ein kleiner Zwischenraum. F ist der Überlauf, welcher mit einem selbstthätigen Ventil versehen ist. Bei C fließt das Wasser in die Mischdilse D, bei H gelangt dasselbe durch die Löcher G aus der Fangdüse in die Rohrleitung zum Kessel.

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Fig. 924.

Läßt man den Injektor an, so wird der Teil E der Mischdüse D durch den durchströmenden Dampf abgehoben, so daß das Wasser und der Dampf in den Überlauf F treten.. Der Dampf kondensiert jetzt und infolgedessen tritt eine Luftverdünnung in dem Injektor ein, welche schließlich so groß wird, daß der Teil E durch die äußere Atmosphäre geschlossen wird. Jetzt ist der Injektor in Thätigkeit. Das Wasser und der Dampf strömt in geschlossenem Strahle in die Fangdüse und von da durch H in den Kessel.

Damit die Kondensation des Dampfes im Injektor wirksam genug vor sich geht, darf die Temperatur des Speisewassers 18° C. nicht übersteigen. Das Speisewasser wird durch die Mischung mit dem Dampf zugleich auf 70—90° C. vorgewärmt.

Unten befindet sich an dem Injektor noch eine Regulierung, durch welche eine Verstellung der Düsen erzielt werden kann. Diese dient dazu, eine geringere oder größere Speisung zu erhalten.

Die Retourdampfleitung und die Wasserzuflußleitung erhalten je ein Absperrventil. Die Speiseleitung nach dem Kessel ein selbstthätiges Speiseventil.

Zum Anlassen des Injektors hat man nur das Dampfventil und das Wasserventil zu öffnen.

Entsprechend nachstehender Tabelle werden diese Injektoren ausgeführt.

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Die saugenden Injektoren. Bei den saugenden Injektoren muß eine Einrichtung getroffen werden, daß zu Anfang nur wenig Dampf in die Mischdüse strömt, damit die Kondensation sicher und schnell vor sich geht und der Injektor durch die entstehende Luftverdünnung das Wasser ansaugen kann.

Später braucht der Injektor aber einen ziemlich kräftigen Dampfstrahl. Die Stärke des Dampfstrahles muß daher geregelt werden können, hierzu benutzt man einen durch eine Spindel verstellbaren konischen Dorn, der mehr oder weniger in die Dampfdüse eingeschoben wird und demzufolge einen größeren oder kleineren Ringquerschnitt der Düse für den eintretenden Dampfftrahl frei giebt. Um den richtigen feinen Dampfstrahl zum Ansaugen sicher zu finden, hat man die Spindel auch in der Achsenrichtung durchbohrt, so daß bei vollständig eingeschobener Spindel gerade so viel Dampf ausströmt, als zum Ansaugen erforderlich ist.

EinsaugenderJnjektorvonSchäffer & Budenberg, G- m. b. H. in Magdeburg-Buckau, ist in Fig. 925 dargestellt. An der mit Handrad versehenen Spindel sitzt unten ein konischer Dorn, welcher in die Spitze der Dampfdüse hineinreicht. Zum dichten Abschluß der ganzen Dampfdüse ist die Spindel noch mit einem konischen Ansatz versehen. Der untere Teil der Spindel ist in der Achsenrichtung durchbohrt, zu dieser Durchbohrung führen quer zur Achsen-

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Fig. 925.

richtung eingebohrte Löcher. Ist die Spindel nur wenig gelichtet, so tritt der Dampf durch diese Löcher und durch die Durchbohrung der Spindel in die Mischdüse und kondensiert hier. Das Schlabberwasser gelangt durch den Zwischenraum zwischen Misch- und Fangdüse in den Überlauf, der mit einem mit Feder belastetem Ventil versehen ist. Ist die Saugwirkung erreicht, so strömt der Dampf in die Fangdüse und drückt das Wasser durch das die Fangdüse selbstthätig abschließende Ventil in den Kessel. Dieses letztere Ventil kann fortfallen, wenn die Dampfkessel mit dem gesetzlich vorgeschriebenen Speiseventil versehen sind.

Der Universal-Jnjektor von Gebr. Körting in Körtingsdorf b. Hannover ist aus zwei Injektoren, von denen der eine saugend, der andere nicht saugend

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Fig. 927.

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ist, so zusammengesetzt, daß der saugende Injektor das Wasser dem nicht saugenden zuführt, von dem aus es dann in den Kessel gedrückt wird. Man kann durch diese Anordnung die Dampfspindeln entbehren. Der Injektor saugt ferner Wasser bis zu 60° C. und wärmt natürlich demzufolge dasselbe viel mehr als die übrigen Injektoren, welche eine geringere Temperatur des Speisewassers erfordern. Die Wirkungsweise dieses in Fig. 926 u. 927 wiedergegebenen Injektors ist folgende. Jede der beiden Dampfdüsen ist durch ein Ventil v und Vi, die an einem doppelarmigen Hebel sitzen, dessen Drehpunkt durch ein Excenter bewegt wird, verschließbar. Dieser Hebel ist demzufolge gezwungen, eine ganz bestimmte Bewegung zu machen. Das Excenter wird durch den feit»

lich am Gehäuse sitzenden Hebel bewegt, der auch zugleich die Drehung des Hahnes E ausführt. Ist nun der Hahn in der Wasserleitung geöffnet, so strömt das Wasser durch den Stutzen links in den Injektor. Durch den Handhebel bewegt man jetzt das Excenter so, daß der doppelarmige Ventilhebel das Ventil v des saugenden Injektors öffnet, während das Ventil des nicht saugenden Injektors geschlossen bleibt. Von rechts her strömt der Dampf durch v in die Düse F und saugt Wasser an, welches durch den Kanal M und Hahn E wieder austritt. Der Hahn E wird durch den Handhebel gleichzeitig mit den Ventilen v und v± verstellt. Durch Weiterdrehen an dem Handhebel wird schließlich auch das Ventil geöffnet und gleichzeitig der Kanal M von dem Hahn E abgeschlossen, so daß das Speisewasser gezwungen ist, von F aus nach der Düse Ft zu strömen. Vorläufig strömt noch Wasser unter Wirkung des aus vj strömenden Dampfstrahles durch die Düse Flf Kanal M, und Hahn E ins Freie, bis durch Weiterdrehen an dem Handhebel beide Ventile v und ganz geöffnet und Hahn E geschlossen ist. Jetzt strömt das Wasser durch das Speiseventil G in den Kessel.

Es soll möglich sein, mit diesem Injektor Saughöhen bis zu 6% m zu überwinden.

Die folgende Tabelle giebt die Abmessungen dieser Injektoren.

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Die Dampfdruckpumpen oder Pulsometer.

Bei den Pulsometern erfolgt die Wasserhebung durch den auf die Flüssigkeit lastenden Dampfdruck. Der Dampf wird zu gleicher Zeit durch Einspritzung kalten Wassers kondensiert und wird dann durch die hierdurch entstehende Luftverdünnung eine Saugwirkung erzielt. Die heute zur Verwendung kommenden Pulsometer sind fast sämtlich doppeltwirkend. Bei ihnen sind zwei Gefäße so zueinander vereinigt, daß in dem einen Flüssigkeit angesaugt wird, während im andern die vorher angesaugte Flüssigkeit in das Druckrohr gedrückt wird. Die Pulsometer haben eine vielfache Anwendung zu allen möglichen Zwecken der Wasserhebung gefunden.

In Fig. 928 u. 929 ist der Pulsometer von Schaffer & Budenberg, G. m. b. H. in Magdeburg-Buckau, veranschaulicht. Die beiden Saugkammern sind A und A₀, die Druckkammer D. Am Fuße jeder Saugkammer und in der Druckkammer ist eine Ventilklappe angebracht. Bei F schließt das

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Fig. 929.

Fig. 928.

Saugrohr, bei G das Druckrohr an. Der Dampf strömt bei d durch das Dampfventil abwechselnd in eine der beiden Kammern A und A₀. Die Steuerung bewirkt nun die die Zugangsöffnungen H und H₀ abschließende Doppelklappe f. Die Wirkungsweise ist folgende: Durch periodisches Öffnen und Schließen des

Dampfventils wird zunächst der Apparat mit Wasser gefüllt. Öffnet man dann vorsichtig das Dampfventil, so tritt der Dampf in eine der Kammern A A₀, während die andere Kammer durch die Klappe f geschlossen ist und druckt das Wasser durch das Ventil D fort.

Die Druckkammer steht durch die Öffnungen B und B₀ mit den Saugkammern A und A₀ in Verbindung. Sinkt nun in der Druckkammer der Wasserstand unter die Oberkante der Öffnung B oder B₀, so entsteht eine plötzliche Vergrößerung der Wasseroberfläche und dadurch zugleich eine bedeutend gesteigerte Kondensation des Dampfes. Letztere bewirkt wiederum plötzlich ein schnelleres Zuströmen des Dampfes, infolgedessen die Klappe f mitgerissen und der Dampf, dem hierdurch der Eintritt in die bisherige Druckkammer abgeschnitten wird, Zutritt zu der anderen Kammer erhält. Während sich nun diese in der eben beschriebenen Weise entleert, füllt sich, infolge der Kondensation des ab-

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Fig. 930.

gesperrten Dampfes, die erste wieder usw. Die Klappe f ist so eingerichtet, daß, wenn die eine Hälfte geschlossen, die andere geöffnet ist.

Um ein gutes und regelmäßiges Arbeiten des Apparates zu erzielen, ist es notwendig, daß die Druck- und Saugperioden in beiden Kammern gleichzeitig abschließen. Es wird deshalb durch die mit Ventilen r und t₀ versehenen Rohre R und R₀ aus der Druckkammer Wasser in die Kondensationskammer eingespritzt. Je stärker der Druck ist, d. h. je schneller sich eine Kammer entleert, desto stärker ist die Einspritzung und Kondensation in der anderen und desto schneller füllt sich diese.

Die oben am Apparate angebrachten luftsaugenden Ventile L und L₀ dienen zum Abschwächen der Kondensationsstöße, welche unvermeidlich sind. Diese hätten auf die Wasserförderung insofern Einfluß, als dieselbe stoßweise vor sich ginge. Bei den Pulsometern richtet sich die den Apparat zu gebende Saughöhe nach der Druckhöhe. Die Dampfspannung richtet sich nach der Druckhöhe und wird durch Drosselung am Ventile reguliert, muß aber stets 1 bis iy₂ Atm. höher sein, als der Druck der zu hebenden Wassersäule. Der Dampf soll möglichst trocken sein und mit voller Spannung in den Pulsometer eintreten.

Der Pulsometer von Gebr. Körting in Körtingsdorf bei Hannover (Fig. 930 u 931) zeigt insofern eine abweichende Konstruktion als Saug- und Druckventile H und Gr in einer Kammer untergebracht sind. Bei R schließt sich das Saugrohr an, Gr sind die Säugventile, H die Druckventile. Bei 8 beginnt das Druckrohr. Die Pulsometerkammern Kt und K₂ stehen mit dem Dampfrohr D durch das Dampfventil V in Verbindung. Die Steuerung besorgt eine zwischen beiden Kammern pendelnde Zunge Z. Die Zunge Z hat nur sehr wenig Spiel, sie schließt mit ihrer Seite die eine oder die andere Kammer ab. In jede der beiden Kammern mündet ein mit feinen Löchern versehenes Einspritzrohr E, das mit dem Windkessel W in Verbindung steht. Die Wirkung des Pulsometers besteht darin, daß jedesmal beim Entleeren (Ausdrücken) einer Kammer der zu dieser gehörige Einspritz-Windkessel W aus derselben mit Wasser von neuem gefüllt wird, welches seinen Weg durch das Einspritzrohr E nimmt, so daß in dem Windkessel der Druck entsteht, welcher der Förderhöhe gleichkommt. Sofort nach Entleerung der Kammer strömt nun das Wasser aus dem gleichen Wege aus dem Windkessel in die Kammer zurück; durch die in viele Strahle zerlegte Einspritzung wird der Dampf verdichtet und die Dampfzunge Z steuert durch die entstandene Luftleere um; während nun durch die Erzeugung der Luftleere die Kammer sich vollsaugt, wiederholt sich in der anderen Kammer das oben beschriebene Spiel des Ausdrückens. Durch die Luftventile L wird verhindert, daß Stöße durch das nachströmende Wasser in den Kammern entstehen können, da sich stets eine Schicht Luft über dem Wasser befindet.

Durch den Trichter F wird der Pulsometer zum erstmaligen Anlassen mit Wasser gefüllt.

Die folgende Tabelle giebt die Leistungen dieser Pulsometer an.

Nummer

des

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meters

Leistungen des Pulsometers in Litern in der Minute bei einer Förderhöhe bis

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Die Konstruktion der Pumpen.

Bezüglich der Konstruktion der einzelnen Teile der Pumpen sei auf den Abschnitt „Maschinen-Elemente" verwiesen, in welchem Kolben, Ventile usw. besprochen sind.

Fig. 932.

Es erübrigt hier nur noch einiges über die sogen Saugkörbe und Fußventile zu sagen. Es empfiehlt sich stets das Ende der Saugleitung mit einem Saugkorb zu versehen, welcher Unreinigkeiten u. bergt, von dem Eintritt in die Saugleitung und Pumpe abhält. Die Saugkörbe sind zu diesem Zweck mit einem Sieb, Drahtgeflecht, durchlochtem Blech u. bergt, umgeben, so daß nur die Flüssigkeit, nicht aber Unreinigkeiten in die Leitung gelangen können. Fig. 932 zeigt einen mit Drahtgeflecht umgebenen Saugkorb. Mit einem Flansch wird der Korb an dem untersten Flansch der Saugleitung angeschraubt.

Beim Stillsetzen einer Pumpe wird die bei dem letzten Hub angesaugte Flüssigkeit aus der Saugleitung wieder zurückfließen, wenn hierfür nicht besondere Gegenmaßregeln getroffen werden.

Fig. 633.

Will man z. B. behufs Anlassens der Pumpe dieselbe mit Flüssigkeit anfüllen, so würde diese aus der Saugleitung wieder abfließen, wenn die letztere nicht durch ein Ventil verschlossen würde. Diese sogen. Fußventile, welche das Zurückfließen der Flüssigkeiten verhindern, .werden nun direkt in die Saugkörbe eingebaut. Es sind meist Klappen, die sich beim Saugen der Pumpe selbstthätig öffnen und durch den Flüssigkeitsdruck wieder schließen.

Ein solches Fußventil ist in Fig. 933 dargestellt.

Man bemerkt zwei Klappen, welche sich nach innen öffnen. Unten schließt sich der aus durchlöchertem Blech bestehende Saugkorb an.¹)

») Fig. 932 u. 933 zeigen Ausführungen von C. W. Julius Blancke & Co. in Merseburg.

5. Die Dampfturbinen.

Die ausgedehnte Steigerung, welche die Anwendung der Elektrizität in den letzten Jahren erfahren hat, führte auch schließlich dahin, geeignete raschlaufende Antriebsmaschinen zu schaffen, welche eine direkte Kupplung mit den vorteilhaft rasch rotierenden elektrischen Maschinen gestatten. Die Kolbendampfmaschine, welche wir in vorliegendem Werk kennen gelernt haben, bedingen immerhin eine verhältnismäßig kleine Tourenzahl, so daß die nut ihnen direkt gekuppelten elektrischen Maschinen, die Dynamomaschinen, große Dimensionen im Verhältnis zu ihrer Leistungsfähigkeit erhalten. Je schneller nämlich die Dynamomaschinen lausen können, desto geringere Dimensionen ergeben sich für sie für die gleiche Leistung. Da andrerseits bei derartigen Maschinen nur eine direkte Kupplung mit der Betriebsmaschine von Vorteil ist, entsprach die Kolbendampfmaschine schon lange nicht mehr den gesteigerten Anforderungen, welche man in dieser Hinsicht an sie stellen mußte. Ein noch andrer Umstand fiel nicht unwesentlich gegen die Kolbendampfmaschine ins Gewicht, ihr großer Raumbedarf. Die Technik war daher bestrebt, einen neuen Motor zu finden, welcher eine direkte Kupplung mit rasch laufenden Dynamomaschinen erlaubt und wenig Platz zu seiner Aufstellung verlangt, welcher aber andrerseits doch alle Vorteile der großen, langsam laufenden Kolbendampfmaschinen, wie große Betriebssicherheit, ruhigen Gang, geringen Dampsverbrauch usw. aufweist.

Diese Eigenschaften erfüllt aber nun die Dampfturbine.

Wir wissen, daß bei den Kolbendampfmaschinen der Dampf abwechselnd auf der einen oder anderen Seite eines in einem Zylinder hin- und hergehenden Kolbens zur Wirkung kommt. Diese hin- und hergehende Bewegung muß erst, um praktisch verwendbar zu sein, durch den Kurbelmechanismus in eine rotierende umgewandelt werden. Dieser große Nachteil der Kolbendampfmaschinen ließ schon früh den Gedanken auftauchen, mittelst des Dampfes direkt eine rotierende Bewegung zu erzeugen, wie dies jetzt bei den Dampfturbinen geschieht.

Wie bei den Wasserturbinen ließ man nun auch bei den Dampfturbinen den Dampf gegen ein mit Schaufeln besetztes Rad strömen, wodurch dieses Rad in Umdrehungen versetzt wurde. Da nun aber die Geschwindigkeit des ausströmenden Dampfes eine außerordentlich hohe ist, ergaben sich für diese

Räder so hohe Umdrehungszahlen, daß sie praktisch nicht direkt verwendbar waren. Hierin bestand denn auch die Hauptschwierigkeit für die praktische Ausführung einer brauchbaren Dampfturbine, welche heute jedoch vollkommen überwunden ist.

Man kann nun im allgemeinen zwei Gruppen von Dampfturbinen unterscheiden und zwar:

1.    Dampfturbinen, bei welchen eine oder mehrere Einlaufdüsen vorhanden sind, in welchen die Expansion des Dampfes vor seinem Eintritt in das Schaufelrad stattfindet und

2.    Dampfturbinen, bei welchen die Expansion des Dampfes allmählich und stufenweise stattfindet und der Dampf nach und nach durch mehrere Einlaufapparate und Schaufelräder hindurchgeht.

Jede dieser beiden Gruppen hat ihre Vertreter und sollen im folgenden die einzelnen heute am meisten zur Anwendung kommenden Dampfturbinen näher besprochen werden.

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Die Dampfturbine von de Laval.

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Die Dampfturbine von de Laval ist die älteste Maschine dieser Gattung und ist eine Vertreterin der unter 1 oben aufgeführten Maschinen. Das Grundprinzip der de Lavalschen Dampfturbine ist durch Fig. 933 a gekennzeichnet.

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Auf einer Welle C ist ein am Umfang mit Schaufeln A besetztes Schaufelrad R befestigt.

Fig. 933 a.

Damit der Dampf verhindert wird, ohne Arbeit zu leisten durch seine Fliehkraft fortzuströmen, /J ist dieses Schaufelrad an seinem Umfang durch einen feststehenden Stahlring B umgeben, welcher sich eng gegen den Umfang des Rades anlegt.

Der Dampf strömt durch einige Düsen D auf der einen Seite des Schaufelrades R in die Schaufeln A desselben ein, gleitet an diesen entlang und verläßt es bezw. die Schaufeln auf der andern Seite. Hierbei teilt der Dampf dem Schaufelrad seine Arbeitsfähigkeit mit und setzt dasselbe in Umdrehung, welches diese auf die Welle C überträgt. Da der aus den Düsen ausströmende Dampf eine sehr hohe Geschwindigkeit hat, so ist die Umdrehungszahl des'Schaufelrades naturgemäß äußerst groß, so daß zu besonderen Wellenlagerungen geschritten werden mußte, da die auftretenden Fliehkräfte ganz besondere Anforderungen an diese stellten. De Laval ging deshalb bei der Konstruktion dieses Turbinenteiles von dem Grundsatz der Mechanik aus, daß sich ein sich selbst überlassend frei kreisender Körper sich stets auf die durch den Schwerpunkt gehende Hauptachse einstellt. Er verwendete deshalb eine ganz dünne Welle, welche ihrer Durchbiegung fast gar keinen Widerstand entgegensetzt, so daß sie sich leicht bei einer hohen Tourenzahl in ihre Hauptachse ein-

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Den Düsen D, deren Anzahl sich nach der Größe der Maschine richtet, strömt der Dampf durch ein von einem Regulator beeinflußtes Drosselventil zu. Diese Düsen sind besonders geformt, indem sie sich nach ihrer Ausflußöffnung hin konisch erweitern, so daß der Dampf am Düsenaustritt auf Auspuffspannüng

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Fig. 933o.

expandiert wird, wodurch aber wiederum durch das vorhandene Druckgefälle eine beträchtliche Dampfgeschwindigkeit beim Eintritt in das Rad hervorgerufen wird.

In Deutschland wird die Dampfturbine de Laval von der Maschinenbau-anstaltHumboldtinKalkbeiCöln hergestellt und zeigt Fig. 933b einen Längsschnitt durch eine derartige Maschine. Bevor der Dampf in den ringförmigen Kanal a tritt, an welchen die Dampfdüsen anschließen, wird derselbe oberhalb des Drosselventils durch ein Dampfsieb geleitet, welches alle Verunreinigungen sicher fernhält. Das Drosselventil wird vom Regulator beeinflußt und bewirkt demzufolge die Steuerung der Dampfturbine. An den ringförmigen Kanal a schließen die einzelnen Düsen an, deren Anzahl sich nach der Stärke der Maschine richtet; die Düsen sind vorn schräg abgeschnitten und schließen sich eng an das Schaufelrad an, ohne dasselbe jedoch zu berühren. Der Spaltverlust, welcher also durch den Zwischenraum zwischen Düsen und Schaufelrad entsteht, muß möglichst herabgemindert werden, weshalb der Zwischenraum zwischen beiden so klein als praktisch ausführbar zu wählen ist.

Von den vorhandenen am Umfang des Kanales a gleichmäßig verteilten Düsen sind einige abstellbar bezw. regulierbar, was durch Spindel und Handrad geschieht. Das Schaufelrad, auch Laufrad genannt, ist auf einer sehr langen und dünnen Stahlwelle A befestigt, die einerseits in einem festen Lager L, andrerseits in einem beweglichen Lager Lt gelagert ist. Das Laufrad, Fig. 933c,

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Fig. 933 d.

ist an seinem Umfang mit einer großen Anzahl an den Stirnseiten zugeschärs-ter Schaufeln versehen, es besteht aus zwei schmiedeeisernen ScheibenL, welche auf einer auf der Welle A befestigten Büchse C sitzen. Zwischen diesen Scheiben B sind die mit gezähnten Stielen versehenen Schaufeln S festgeklemmt. Die Befestigung der Schaufeln muß wegen der hohen auftretenden Zentrifugalkraft eine äußerst solide sein.

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Auf der Verlängerung der Turbinenwelle A sitzt zwischen zwei Lagern ein kleines Schraubenrad aus Stahl mit zrbei Reihen fein geteilterZähne, welche unter einem Winkel von etwa 80" gegeneinander geneigt sind und hierdurch Verschiebungen in der Längsrichtung der Achse verhindern.

Mit'diesem Stahlrädchen steht ein ähnlich hergestelltesBronzerad von 10 bis 13 mal grösserem Durchmesser im Eingriff, durch welchesdieBewegung mit entsprechend verminderter Tourenzahl aus eine zweite Welle W übertragen wird.

Auf dem der Turbine zugewendeten Ende dieser Welle ist ein kleiner sehr empfindlicher Zentrifugalregulator aufgesetzt, der auf das Hebelwerk des Regulierventils einwirkt und die Umlauszahl bei größten Krastschwankungen bis auf 2—3 % konstant erhält.

Von der Vorgelegewelle W aus kann die Kraft durch Riemen oder Seile auf langsam gehende Wellen und Arbeitsmaschinen übertragen werden, während raschlaufende Maschinen, wie z. B. Dynamomaschinen, sich direkt an dieselbe kuppeln lassen.

Fig. 933 d zeigt eine Dampfturbine von 300 effektiven Pferdestärken nach Ausführungen der Maschinenbauanstalt Humboldt in Kalk bei Cöln. Man sieht rechts die Turbine mit den einzelnen Düsen und dem Regulierventil; daran schließt sich nach links der geschlossene Kasten mit den Zahnrädern und weiter daran die auf den verlängerten Wellen sitzenden Seilscheiben zum Antrieb einer Transmission oder von Arbeitsmaschinen.

In der Praxis haben sich die Dampfturbinen de Laval als Antriebsmaschinen sicher und ökonomisch arbeitend erwiesen. Ihr Raumbedarf ist äußerst gering.

Die Dampfturbine von Brown-Boveri-Parsons.

Wir finden in dieser Dampfturbine eine Vertreterin derjenigen Gruppe, bei welcher die Expansion des Dampfes allmählich und stufenweise stattfindet und der Dampf nach und nach durch mehrere Einlaufapparate und Schaufelräder geht. Es muß von vornherein bemerkt werde», daß diese Dampfturbinen heute die größte Verbreitung gefunden haben, sie werden von Brown, Boveri L Cie., A.-G. in Mannheim, hergestellt.

Während in der Dampfturbine de Laval in einem einzigen Schaufelrad nur die lebendige Kraft des Dampfes beim Durchströmen durch die Schaufeln desselben ausgenutzt wird, wird in der Dampfturbine Brown-Boveri-Parsons sowohl die Expansionskraft, als auch die lebendige Kraft des Dampfes ausgenutzt. Der Erfinder Parsons erreichte aber auch durch die stufenweise Ausnutzung des Dampfes den wesentlichen Vorteil einer geringeren Tourenzahl seiner Dampfturbine, als de Laval. „Die Elektrizität" sagt in Heft 3, Jahrgang 1905: „Dies erhellt auch auf den ersten Blick, wenn man bedenkt, daß die günstigste Ausnutzung der Geschwindigkeit eines Dampsstrahles, die beim Ausströmen in ein Vakuum etwa 1200 m in der Sekunde beträgt, dann stattfindet, wenn die Anfangsgeschwindigkeit des Laufrades etwa halb so groß ist, wie die Dampf-geschwindigkeit. Läßt man also, wie de Laval dies tut, den Dampfstrahl nur auf ein Laufrad ausströmen und das ganze Druckgefälle in diesem einen Rade zur Wirkung gelangen, so muß dieses Rad eine Umfangsgeschwindigkeit von etwa 600 m in der Sekunde haben. Wird das Druckgefälle aber aus eine große Anzahl von hintereinander geschalteten Rädern verteilt, so vermindert sich die Umfangsgeschwindigkeit und damit auch die Umdrehungszahl der Laufräder entsprechend. Während auf diese Weise de Laval Tourenzahlen zwischen 10000 und 30 000 in der Minute für seine Turbine erhält, arbeitet die Parsonsturbine je nach der Größe nur mit 750 bis 3500 Umdrehungen in der Minute, die eine direkte Kupplung mit elektrischen und anderen schnelllaufenden Maschinen

ermöglichen, wogegen de Laval mittelst besonders konstruierter Zahnradvorgelege die Tourenzahlen auf brauchbare Geschwindigkeiten herabsetzen muß. Hierin liegt also ein prinzipieller Unterschied der beiden Systeme."

Wie weiter oben schon erwähnt, strömt der Dampf bei der Parsons-turbine nacheinander durch mehrere Schaufelkränze, welche nebeneinander auf

Fig. 933 e.

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einer Stahlwalze liegen. Damit der Dampf die einzelnen Schaufeln in richtiger Weise trifft, ist ein zweites System, und zwar feststehender Schaufeln vorhanden, welche im Innern eines gußeisernen Zylinders gleichfalls als Schaufelkränze gruppiert und so angeordnet sind, daß sie, unter Beibehaltung eines Abstandes von 3—4mm, zwischen die rotierenden Schauselkränze hereinragen. Die rotierenden Schaufelkränze sind die Laufräder, die feststehenden dieLeiträd er. Die Wirkungsweise des Dampfes ist mm folgende: Bei Durchströmen der ersten feststehenden Leiträder tritt eine teilweise Expansion des Dampfes ein, wodurch auf die unmittelbar folgenden Schaufeln des erstenLaus« rades eine Aktionswirkung ausgeübt und dieses in Drehung versetzt wird. In diesen Schaufeln ändert derDampf seineRich-tung, expandiert weiter und strömt in das zweite Leitrad über. Hierbei entsteht eine Reaktionswirkung auf die Laufradschauseln, welche die Aktionswirkung der ersten Beaufschlagung unterstützt und vermehrt. In dem zweiten und allen folgenden Leit- bezw. Laufrädern wiederholt sich diese Wirkung des Dampfdruckes, indem der Dampf bei jedem Übergang von einem Leitrad in das nächst-

folgende Laufrad und von diesem in das nächstfolgende Leitrad etwas weiter expandiert, bis er die ganze ihm innewohnende Arbeitsfähigkeit auf die rotierenden Schaufeln und durch diese auf die Welle der Stahlwalze übertragen hat. Zuletzt strömt der Dampf entweder ins Freie oder in den Kondensator.

In Fig. 933 e ist die Parsonsturbine schematisch dargestellt.

Der Dampf gelangt zunächst durch einen Dampfvorraum E in den Raum A als der eigentlichen Eintrittsstelle desselben in den gußeisernen Zylinder. Bei B tritt der Dampf aus. Die Stahlwalze erstreckt sich von C bis B, und zwar befinden sich die Schaufelkränze auf dem Teil AB, während auf dem Teil AC drei Kolben k, bis k₃ angeordnet sind.

Der Dampf expandiert nun von A bis B von Schaufelkranz zu Schaufelkranz, wobei das Volumen desselben gleichzeitig entsprechend zunimmt. Da diesem vergrößerten Volumen entsprechend auch größere Durchströmquerschnitte erforderlich sind, ist ver mit Schaufeln besetzte Teil A B der Stahlwalze in drei Stufen geteilt, deren Durchmesser verschieden groß ist.

Bei der Bewegung des Dampfes von A nach B wird auf die Stahlwalze ein achsialer Druck in der Richtung der Dampfströmung A B ausgeübt. Um diesen Druck aufzuheben, find auf dem Walzenteil A C die drei Kolben kx, k2 und kg angeordnet, deren Durchmesser den Durchmessern der drei Schaufelabteilungen in umgekehrter Reihenfolge entsprechen und auf welche ein Dampfdruck in der Richtung A C, entgegengesetzt p AB, ausgeübt wird.

Durch Kanäle i,, i₂ und i₃ stehen die Räume zwischen diesen Kolben und der Raum hinter dem letzten Kolben in Verbindung mit den entsprechenden Abstufungsstellen des Walzenteiles A B, beziehungsweise mit dem Dampfaustritt, wodurch erreicht wird, daß die Dampfdrücke in den Richtungen A C und A B sich vollständig gleich sind. Die Welle ist daher in bezug auf achsialen Druck vollständig entlastet.

Ein vorgesehenes Kammlager 8 soll noch ein etwa auftretendes Pendeln der Turbinenwelle verhüten. Die Welle tritt bei D aus dem Zylinder heraus. Lx und Lg sind außerhalb des Zylinders befindliche Lager für die Welle.

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Die Schaufeln werden aus Bronze hergestellt und sind in schwalbenschwanzförmige Nuten der Stahlwalze eingesetzt. Die Entfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaufelreihen beträgt 3—4 Schaufeln und Zylinderwandung ist so eng bemessen, daß ein Schleifen der Schaufeln gegen die Zylinderwandung nicht eintreten kann. Der größte Zwischenraum beträgt 2—3 mm.

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Da sich vor und hinter jedem der Kolben klz k₂ und k₃ Dampf verschiedenem Druck befindet, so müssen diese Kolben gegen den gußeisernen Zylinder abgedichtet sein. Zu diesem Zweck sind sowohl die Kolben wie die Zylinder mit ringförmigen Erhöhungen und Vertiefungen versehen, die gegenseitig ineinander greifen. Diese sogenannte Labyrinthdichtung bewirkt eine vollständige Abdichtung durch den Dampf selbst in der Weise, daß die den rotierenden Teil umgebenden Dampfteilchen infolge der Dampfreibung und der

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Prcikt. Maschinenbauer.

Drosselung in den Rillen, verbunden mit der Zentrifugalkraft, gewissermaßen zur Bildung eines Dampfschleiers zwischen rotierenden und feststehenden Teil veranlaßt werden. Dieser Dampfschleier fetzt dem Durchströmen des Dampfes einen großen Widerstand entgegen und bewirkt dadurch die gewünschte Abdichtung.

Auf die gleiche Weise wird die Welle bei den Stellen D, bei denen sie aus dem Zylinder heraustritt, abgedichtet.

Die außerhalb des Zylinders liegenden Lager L, und L₂ für die Welle bestehen aus einer Anzahl übereinander geschobener Lagerbüchsen, zwischen welche Schmieröl unter Druck geführt wird. Dieses Öl wird durch eine Olpumpe einem Ölbehälter entnommen und mit einem Druck von etwa P/a Atmosphären in die Lager eingeführt. Die Ölpumpe wird von der Turbinenwelle durch ein Schneckengetriebe angetrieben, welches gleichzeitig den Dampfeinlaß- und Regulierapparat betätigt.

Je nach der Belastung der Turbine müssen die in den Dampfzylinder einzulassenden Dampfmengen reguliert werden. Dies geschieht dadurch, daß ein am Dampfeintritt befindliches Ventil in gleichmäßig schneller Aufeinanderfolge fortwährend geöffnet und geschlossen wird, und daß dieses Ventil bei größerer Belastung und großem Dampfverbrauch bei jeder Auf- und Abbewegung längere Zeit geöffnet und kürzere Zeit geschlossen, dagegen bei geringerer Belastung und kleinem Dampfoerbrauch kürzere Zeit geöffnet und längere Zeit geschlossen bleibt. Der Dampf tritt also nur in einzelnen abgegrenzten Füllungen, je nach der Belastung der Turbine, in den Zylinder ein.

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Das Offnen und Schließen des Ventils V wird durch einen kleinen Kolben K bewirkt, welcher sich in einem kleinen Zylinder auf- und abbewegen kann. Bei Stillstand der Turbine, solange bei E noch kein Dampfdruck herrscht, wird der Kolben durch den Druck einer Feder nach unten und das Ventil V geschloffen gehalten. Der Kolben wird gehoben und das Ventil V gleichzeitig geöffnet, sobald unterhalb des Kolbens ein genügend hoher Dampfdruck vorhanden ist. Der Raum unterhalb des Kolbens steht durch einen kleinen Kanal e mit dem Dampfvorraum E der Turbine und durch den Kanal c mit einem kleinen Schieberkasten in Verbindung, in welch letzterem sich ein zwangläusig angetriebener Kolbenschieber T auf- und abbewegt. Solange der Schieber T den Kanal c schließt, wird der Kolben K durch den bei eintretenden Dampf gehoben und das Ventil V geöffnet; in dem Monient jedoch, in welchem der Schieber T den Kanal c öffnet, kann der Dampf unterhalb K entweichen, worauf die Feder den Kolben sofort nach unten bewegt und das Ventil schließt. Angetrieben wird der Kolbenschieber T zwangläufig der Turbinenwelle aus mittels Schneckengetriebes, Exzenters und Hebelübersetzung R R₃. Die Anzahl der Schieber- bezw. der Ventilhübe beträgt je nach Größe der Turbine 150 bis 250 pro Minute. Längere oder kürzere Öffnungsperioden des Ventils V entstehen nun in der Weise, daß der Moment, in welchem der Kolbenschieber T den Kanal c öffnet und somit der Federdruck das Ventil V schließt, etwas später oder früher eintritt. Dies wird dadurch

bewirkt, daß der gesamte Weg, welchen der Schieber zu einem Schließungsmoment bis zum nächsten Öffnungsmoment des Kanals c zu durcheilen hat, und folglich die Zeit, welche hierzu benötigt, größer oder kleiner wird. Zu diesem Zweck wird die Hebelübertragung, welche die zwangläufige Bewegung des Schiebers T betätigt, durch den Regulator derartig beeinflußt, daß die mittlere Schwingungslage des in ständiger Auf- und Abbewegung befindlichen Kolbenschiebers T je nach der Belastung tiefer oder höher eingestellt wird.

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InFig.933bist die bildlicheDarstellung einer mit einer Dynamomaschine direkt gekuppelten Dampfturbine Brown-Boveri-Parsons gegeben, worin bedeutet: H das Handrad zum Hauptdampfventil, C den Einlaßventilkasten, A den Handhebel zum ersten Anheben des Ventils bei der Inbetriebsetzung,

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P P E den Regulator und Steuerungsmechanismus, Z die Gegenfeder zum Einstellen der Tourenzahl, N K das Kammlager, DBL die Ölpumpe mit dem Windkessel L und der Kurbel vzur Betätigung vor der Inbetriebsetzung.

Die Dampfturbinen Brown -Boveri-Parsons haben sich in jahrelangem Betrieb auf das Beste bewährt und eine ungeahnt große Verbreitung gefunden. Als Vorzüge dieser Dampfturbinen werden angegeben:

1. Geringe Abmessungen, indem der Platzbedars der Dampfturbine etwa Vs desjenigen einer gleichgroßen liegenden, bezw. ¹/₂ desjenigen einer gleichgroßen stehenden Dampfmaschine beträgt;

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2.    geringes Gewicht; etwa 25 bis 15 kg pro Pferdekraft, gegenüber 100 bis 60 kg bei Dampfmaschinen;

3.    einfache und rasche Montage, welche nur einige Tage dauert;

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4.    kleine und leichte Fundamente;

5.    geringe Maschinenhauskosten, infolge der geringen Abmessungen;

6.    geringe Abnutzung und geringer Ölverbrauch:

7.    geringer Dampfverbrauch, welcher den besten Dampfmaschinen gleichkommt, wenn nicht sogar noch übersteigt;

8.    einfache, rasche Inbetriebsetzung, leichte Wartung und Bedienung;

9.    Unschädlichkeit von Kondenswasser in der Maschine, welches bei Dampfmaschinen zu schwerwiegenden Betriebsstörungen führen kann.

In Fig. 933g ist noch eine Maschinenanlage dargestellt, welche eine Dampfturbine von 525 Pferdestärken mit direkt angebauter Drehstrom-Dynamomaschine zeigt. Im Hintergründe sieht man eine stehende mit Dynamomaschine gekuppelte Dampfmaschine gleicher Leistung als die Dampfturbine.

Die Dampfturbine Oerlikon (System Rateau).

Während bei der Parsonsturbine infolge der Dampfwirkung eine Beaufschlagung der einzelnen Laufräder an ihrem ganzen Umfang erforderlich ist, ist dies bei der Rateauturbine nicht nötig, vielmehr werden hier die einzelnen Laufräder bis auf die fünf letzten nur partiell, d. h. teilweise beaufschlagt.

Während bei der ersten Turbine der Dampf größtenteils durch Reaktion, d. h. Überdruck, wirkt, kommt bei der letzteren die Aktionswirkung, d. h. die Druckwirkung des Dampfes, zur Ausnutzung. Da hierdurch bei der Parsonsturbine auf beiden Seiten der Laufräder Druckunterschiede entstehen, welche eine möglichste Verringerung der Zwischenräume zwischen Leit- und Laufrädern erforderlich machen, um schädlichen Dampfentweichungen einigermaßen vorzubeugen, können bei der Rateauturbine Spielräume von drei und mehr Millimetern zugelassen werden, was nicht unwesentlich zur Betriebssicherheit beiträgt, da natürlich dadurch die Gefahr einer Berührung zwischen den feststehenden und den rotierenden Teilen der Turbine hinausrückt, wenn nicht gar vollkommen ausgeschlossen ist. Infolge zu kleinen Zwischenraumes zwischen Leit- und Laufrädern besteht immer die Gefahr, daß, wenn sich die Lager abgenutzt haben, diese beiden Teile sich berühren, was dann Betriebsstörungen im Gefolge hätte.

Fig. 933h—i zeigt die schematische Darstellung der Dampfturbine Oerlikon, welche von der Maschinenfabrik Oerlikon in Oerlikon bei Zürich hergestellt wird. Wie aus vorhergehendem schon hervorgeht und wie die Figuren erkennen lassen, besteht die Oerlikonturbine ebenso wie die Parsonsturbine aus mehreren nebeneinander auf einer Welle sitzenden Laufrädern und den dazu gehörigen Leiträdern. Während die Parsonsturbine mit Laufrädern von verschiedenen Durchmessern ausgerüstet ist, erhält die Oerlikonturbine in diesen mehrere Abstufungen.

Beider dargestellten Turbine sind 13 Stufen oder Laufräder L hintereinander auf der gemeinschaftlichen Turbinenwelle W aufgesetzt. Die einzelnen Laufräder sind durch Scheidewände, welche durch die vollen Leiträder A gebildet werden, voneinander getrennt. Der vordere Deckel D des Turbinengehäuses G ist mit einem ringförmigen Kanal K ausgerüstet, in welchem der Dampf von dem Regulierventil T her einströmt. In dem Deckel D ist auch das erste Leitrad A eingebaut.

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welches so eingerichtet ist —wie aus Fig. 933 i hervorgeht — daß das erste Laufrad L nur teilweise beaufschlagt wird. Zunächst gelangt der Dampf nun durch die vorhandenen drei Stück Hochdruck - Laufräder v"n gleichem Durchmesser und gleicher Schaufelhöhe. Entsprechend der Volumenzunahme des Dampfes sind diese Räder jedoch mit zunehmender Beaufschlagung ausgeführt. Die aus Bronzeblech hergestellten Leitschaufeln sind in den Kranz eines Stahlgußrades eingesetzt, dessen Flächen durch Blechscheiben beiderseits abgeschlossen sind. Am äußeren Umfang sind die Leitschaufelgruppen durch Blechsegmente abgedeckt. Das Gehäuse G ist zweiteilig, so daß nach Abnahme des oberen Gehäuseteiles das Innere der Turbinefreiliegt.

Die Laufradschaufeln werden aus Stahlblech hergestellt und auf den doppelt umgebördelten Rand der Lausräder aufgenietet. Zwischen Laufrad, Leitrad und Gehäusewand wird ein Zwischenraum von 4—6mm gelassen.

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Auf den Hochdruckrädern der Turbine folgen jetzt vier Mitteldruckräder von unter sich gleichem, aber größerem Durchmesser wie die Hochdruckräder; die Beaufschlagung der-

selben nimmt ebenfalls von Rad zu Rad zu. Zu diesem Mitteldruckrädern kann unmittelbar Frischdampf aus dem Ringkanal K durch das Ventil V und Kanal B geführt werden, was bei Überlastungen der Turbine von Vorteil ist.

An diese Mitteldruckräder schließen sich jetzt weiter drei Niederdruckräder von gleichem Durchmesser aber zunehmender Beaufschlagung, und andiese drei Niederdruckräder von zunehmendem Durchmesser und voller Beaufschlagung.

Fig. 933 i.

Aus dem letzten Niederdruckrad strömt der Dampf durch H aus.

Die Turbinenwelle W ist in den beiden Lagern C gelagert, welche außerhalb des Dampfraumes liegen. Die Abdichtung der Turbinenwelle in den Gehäusedeckeln geschieht durch die Welle dicht umschließende Rotgußbüchsen E, die mit dem ersten und letzten Laufrad eine Labyrinthdichtung bilden. Ferner wird Dampf von 1,2 —1,5 Atmosphären in vor diesen Büchsen liegenden

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Kammern geführt. Hierzu dient die selbsttätige Einrichtung F. Die Regulierung der Turbine erfolgt durch Drosselung durch den Regulator E. Der Antrieb des Regulators geschieht mittels Schnecke und Schneckenrad von der Turbinenwelle aus. Fig. 933 k läßt eine Gruppe von Laufrädern, Fig. 9331 eine solche von mehreren Leiträdern erkennen. Die Turbine Oerlikon benötigt keinerlei Entlastungskolben wie die Parsonsturbine, da ein achsialer Druck auf die Laufräder nicht ausgeübt wird. Die Schmierung der Lager wird selbsttätig durch Ölpumpen bewirkt. Die Regulierung wird durch ein sicher empfindliches und in seiner Empfindlichkeit adjustierbares Regulierventil erreicht. Fig. 933 m gibt noch die bildliche Darstellung einer Dampfturbine Oerlikon System Rateau für eine Leistung von 150 Kilowatt.

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Fig. 933 L

Die Dampfturbine der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft, Berlin.

Die Dampfturbine der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft in Berlin, kurz A.-E.-G.-Dampfturbine genannt, hat eine gewisse Ähnlichkeit mit der Dampfturbine de Laval. Auch bei ihr strömt der Dampf durch besondere Düsen dem Laufrad zu, aber das letztere ist hier meist mit zwei Schauselkränzen ausgerüstet, welche der Dampf nacheinander durchströmt, indem er zwischen beiden Schaufelkränzen einen feststehenden Leitschaufelapparat passiert. Der Dampf arbeitet bei dieser Turbine nur durch Druck. Den allgemeinen Aufbau einer A.-E.-G.-Dampfturbine zeigt schematisch Fig. 933n, während die bildliche Darstellung Fig. 933 o widergibt. In die Augen springend ist vor allen Dingen der äußerst einfache Aufbau dieser Dampfturbine, indem sie mit der Dynamomaschine auf einen mit zwei Lagern L versehenen gußeisernen Rahmen R

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gesetzt wird. Das Turbinengehäuse T ist fliegend gegen den Rahmen it geschraubt, so daß es sich bei der Erwärmung nach allen Seiten hin frei ausdehnen kann. Es ist aus Gußeisen hergestellt. Zwischen den beiden Lagern L ist die Dynamomaschine M eingebaut. Das Turbinenrad, Laufrad A, ist mittels Flansches an dem einen Wellenende befestigt. Das Rad ist aus einer vollen Nickelstahlscheibe herausgedreht. Schaufeln und Rad bestehen aus einem Stück und das Material ist zwischen den einzelnen Schaufeln herausgefräßt. Der feststehende Leitschaufelapparat B ist zwischen die beiden Teile des Turbinengehäuses T eingeklemmt. Der Dampf tritt an der inneren Seite der linken Schaufeln ein, durchströmt diese nach außen hin, wird durch im Leitschaufelapparat B befindliche besondere Umkehr - Leitschaufeln

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von dem Außenkranz links hinüber in die äußere Seite des rechten Schaufelkranzes geführt, durchströmt diesen und tritt gegen die Mitte zu in das umgebende Turbinengehäuse T aus. Der Dampf gelangt durch ein feinmaschiges Sieb, welches im Hauptabsperrventil sitzt, nun zunächst in eine Verteilungskammer V, und verteilt sich dann durch eine Anzahl einzelner Rohre nach den Düsen D.

Fig. 933o zeigt das Turbinengehäuse T mit abgenommenem Verkleidungsdeckel und läßt die einzelnen gebogenen Rohre erkennen. Je nach Spannung und Temperatur des Dampfes und je nach der Anwendung von Kondensation oder freiem Auspuff oder von beiden schwankt die Anzahl der Düsen D in ziemlich weiten Grenzen. Die Zuleitungsrohre dienen für je eine oder auch für mehrere Düsen gemeinsam; durch die Reguliereinrichtung wird je nach der Belastung eine größere oder kleinere Anzahl dieser Rohre für den Dampfdurchtritt geöffnet oder geschloffen.

Die Turbine ist nicht an die volle Beaufschlagung des Rades, insbesondere nicht des ersten Rades gebunden, sondern wirkt auch bei nur teilweiser Beaufschlagung noch ebenso günstig wie bei Besetzung des ganzen Umfanges mit Düsen.

Der Regulator C ist unmittelbar auf dem freien Wellenende angebrachr und als Federregulator konstruiert. Die eigentliche Reguliervorrichtung — Fig.933p — ist in der Tampfverteilungskammer V untergebracht und wirkt in der Weise,

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Fig. 933o.

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fass die Öffnungen, welche von der Dampfkammer aus nach den Düsenröyren führen, durch ein übergelegtes Stahlband geschloffen oder geöffnet werden. Die Verstellkraft des Regulators C wirkt unmittelbar auf dieses Band, indem die Regulierscheibe mehr oder weniger verdreht wird, wodurch das Stahlband mehr oder weniger auf dieselbe aufgewickelt wird, wobei es mehr oder weniger Düsen abschließt oder öffnet. Diese Regulierung soll äußerst feinfühlig sein.

83*

Für den vollständigen Abschluß der Turbine ist noch ein Schnellschlußventil vorgesehen, das beim Überschreiten der Umlaufzahl um mehr als 15°/₀ zur Wirkung kommt. Das Hauptabsperrventil ist an dem Turbinengehäuse T unmittelbar angebracht und mit dem Regulator derart verbunden, daß es auch als Schnellschlußventil wirkt.

Man bezeichnet diese Bauart der A.-E.-G.-Dampfturbine, bei welcher nur ein Turbinengehäuse an einer Seite des Lagerbockes angebaut ist, als einstufige im Gegensatz zu der mehrstufigen Bauart, bei welcher an beiden Seiten des Rahmens und an beiden Wellenenden Turbinengehäuse und Turbinenräder

Fig. 933 p.

angebaut sind. Auch bei der mehrstufigen Bauart sitzt dann wieder die Dynamomaschine zwischen den beiden Lagerböcken des Rahmens, wie dies bei der einstufigen Bauart der Fall ist.

Fig.933qund933rzeigen noch zwei verschiedene Laufräder der A.-E-G.-Dampfturbine und zwar ist das Laufrad Fig. 933 q mit zwei Schaufelkränzen versehen, welche sich entgegengesetzt gerichtet sind, da ja, wie oben erwähnt, der zweite Schaufelkranz von dem Dampf in entgegengesetzter Richtung als der erste durchströmt wird. Fig. 933 r läßt ein Laufrad mit nur einem Schaufelkranz erkennen, wie solche für die mehrstufige Bauart der Turbine zur Anwendung kommen-

Die Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft in Berlin hat die Fabrikation dieser Dampfturbine ebenfalls im großen Maßstabe aufgenommen und sehr günstige Resultate erzielt. Sie liefert, wie die anderen Firmen, welche Dampfturbinen bauen, dieselben für Gleichstrom- und Drehstrom-Dynamomaschinen und auch zum Antrieb von Schiffsschrauben, auf welchem Gebiete in letzter Zeit die Dampfturbine erfolgreich mit den Dampfmaschinen in Wettbewerb getreten ist.

Wie jede neue Erfindung, welche mit Erfolg gekrönt ist, so hat auch die Lampsturbinentechnik einen nie geahnten Umfang angenommen und treten fast täglich neue Typen auf, welche sich mehr oder weniger voneinander unterscheiden. Hier kann von einer weiteren Besprechung deshalb abgesehen werden, da andere Dampfturbinentypen wesentlich neue Einrichtungen nicht zeigen. Die vier beschriebenen Gattungen sind die charakteristischsten und auch die verbreitetsten.

Der Kampf der Dampfturbinen mit den Dampfmaschinen wird von Tag zu Tag stärker und die neuesten Nachrichten vom Platze des friedlichen Wett-

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Fig. 933 q.

Fig. 933 r.

kampfes lassen vermuten, daß in nicht zu langer Zeit die Dampfturbine, wenigstens im Betriebe elektrischer Zentralstationen, den Sieg errungen und die Dampfmaschine verdrängt haben wird, wenigstens ist heute schon der Wettkampf soweit gestiegen, daß bei der Neuanlage bzw. Vergrößerung einer elektrischen Zentrale stets die Dampfturbine neben der Dampfmaschine zum Wettbewerb herangezogen wird und da der Dampfverbrauch der Dampfturbine demjenigen bester Dampfmaschinen gleichkommt, die Bedienung und Wartung der ersteren aber ganz wesentlich einfacher ist als bei Dampfmaschinen und zuletzt die Raumverhältnisse der Dampfturbine ganz bedeutend günstiger sind als bei Dampfmaschinen, dürfte wirklich der Sieg der Dampfturbinen über die Dampfmaschinen nicht zu fern liegen.

III. Hßschnitt.

Ute Meßinstrumente.

Einleitung.

Bevor wir zur Besprechung der Instrumente zum Messen der Schwere, der Arbeit, der Kraft usw. übergehen, wollen wir uns das für den in der Praxis stehenden Maschinenbauer wichtigste Gesetz, das Hebelgesetz, klar machen.

Das Hebelgesetz.

Der Hebel als solcher kann eigentlich als Maschinen-Element betrachtet werden. Selten tritt uns jedoch derselbe als eigentlicher Hebel allein entgegen, vielmehr

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Fig. 934.

, stoßen wir immer wieder auf das 1 Hebelgesetz, d. h auf die mit dem-jjr selben auszuübende Wirkung. Die-!\ ses Gesetz begegnet uns tagtäglich SA in seinen verschiedenen Anwendungen.

Wir werden sehen, daß schon beim Messen der Schwere, bei den Wagen, der Hebel zur Anwendung kommt, weiter haben wir denselben bei der Übertragung durch Zahnräder, Riemen usw. gefunden, dann bei den Kraftmaschinen, als Dampfmaschinen, Hebemaschinen usw.,

c endlich auch bei den Werkzeugmaschinen. Ja wir können sagen, daß der Hebel bei jeder Maschine überhaupt zur An-' P Wendung kommt.

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Fig. 935.

Denken wir uns z. B. den Wagebalken irgend einer Wage (Fig. 934), so wissen wir, daß, wenn wir z. B. 2 kg irgend eines Materials abwiegen wollen, wir auf die andere Wagschale ein Gewicht von 2 kg aussetzen müssen, um auch wirklich 2 kg Material zu erhalten. Steht dabei dann der Wagebalken horizontal, so sind wir überzeugt, daß das Gewicht des Materials stimmt. Technisch ausgedrückt, ist, wenn der Wagebalken horizontal steht, derselbe im Gleichgewicht. Wir haben nun hier weiter nichts,

wie einen zweiarmigen Hebel, welcher sich um den Punkt A drehen kann. In gleicher Entfernung von A nach beiden Seiten befinden sich die beiden Wagschalen und zwar in der Entfernung a. Demzufolge haben wir es hier mit einem gleicharmigen Hebel zu thun. Bezeichnen wir jetzt in Fig. 935 an einem gleicharmigen Hebel ABC, welcher in B seinen Drehpunkt hat, das abzuwiegende Material mit Q und die Gewichte, welche aufgesetzt werden müßten (Fig. 934), um Gleichgewicht zu erzielen, mit P, so muß nach obigem, wenn Gleichgewicht erzielt werden soll, Q = P sein.

Würde ich also diesen gleicharmigen Hebel dazu benutzen wollen, vielleicht einen Stein anzuheben (Fig. 936), der 50 kg schwer ist, so müßte ich am andern Ende des Hebels mit 50 kg drücken, um denselben anheben und Gleichgewicht herstellen zu können.

50 Kg

Sfbiueper Stein

Da nach obigem Q = P und a = a ist, so muß offenbar Q. a =

Fig. 936.

P. a sein. Vergegenwärtigen wir uns die Richtigkeit an einem Zahlenbeispiel: Es sei Q = 5 kg, dann muß, wenn Gleichgewicht hergestellt werden soll, auch P = 5 kg sein, a sollte gleich a sein, z. B- 5 m, so ist

Q. a = P . a

5.5 = 5.5 25 = 25

oder dieses Resultat in Worten ausgedrückt, erhalten wir folgendes Hebelgesetz: Last mal Hebelarm gleich Kraft mal Hebelarm.

§> B

Fig. 937.

Im Gegensatz zu dem gleicharmigen Hebel steht der ungleicharmige Hebel. Auf dem Prinzip des ungleicharmigen Hebels beruhen die sogenannten ungleicharmigen Balkenwagen, wie solche noch vielfach Verwendung finden. Eine solche Wage stellt Fig. 937 dar- Bei B wird die Wage aufgehängt, B ist also Drehpunkt des A Hebels, die beiden Hebelarme sind A B und B C, (ZF an dem Ende des kürzeren Hebelarmes A B hängt Sr eine Wagschale, während der längere Hebelarm A BC mit einem verschiebbaren Gewicht versehen /U ist und eine Einteilung erhält. Wir sehen, daß ~T~ das kleine Gewicht auf dem Hebelarm B C dem großen Gewicht auf der Wagschale das Gleichgewicht hält. Wäre z. B. auf der Wagschale ein Gewicht von 20 kg, so müßte das Gewicht, welches z. B- an dem zehnten Teilstrich steht, 2 kg schwer |fem, um Gleichgewicht zu veranlassen. Würden wir den Hebelarm noch länger machen und das Gewicht noch weiter hinausrücken, so würde es noch kleiner sein müssen. Je länger also der lange Hebelarm im Verhältnis zum kürzern ist, desto kleiner ist das Gewicht, welches einem bestimmten Gewicht am kürzeren Hebelarm das Gleichgewicht zu halten hat. Natürlich wird auch das Umgekehrte der Fall sein. Denn auch hier tritt das Gesetz auf: Last mal Hebelarm gleich Kraft mal Hebelarm. In Fy. 938 sei

AB C ein ungleicharmiger Hebel, welcher bei B seinen Drehpunkt hat; a sei der Hebelarm, an dem die Last hängt, welche durch die Kraft P am Hebelarm C im Gleichgewicht gehalten werden soll. Es kann hier also die Kraft P ebensoviel kleiner sein als die Last a, als der Hebelarm a, an dem die Last Q wirkt, kürzer ist, wie der Arm b, an dem die Kraft P wirkt.

Das Umgekehrte tritt ein, wenn, wie in Fig. 939, die Last Q an einem

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Fig. 938.

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Fig. 939.

längeren Hebelarm wirkt- Dann muß die Kraft P ebensoviel größer sein, als die Last Q, als der Hebelarm a, an dem die Last Q wirkt, länger ist wie der Arm B, an dem die Kraft P wirkt.

Wenn jetzt ein Stein von Q — 100 kg mittels eines ungleicharmigen Hebelarms anzuheben und der Hebelarm a = 5 cm ist, aber zum Heben desselben am andern Arm nur eine Kraft P = 50 kg zur Verfügung steht, so muß ich den Hebelarm C so lang machen, daß wieder die Beziehung richtig ist: Last mal Hebelarm gleich Kraft mal Hebelarm. Wir haben

Q. a = P . b

100.5 = 50.b 500 = 50.b

Der Hebelarm b müßte also 10 cm lang werden, um 500 und damit Gleichgewicht zu erhalten.

Hat man z. B- eine Last Q = 60 kg am Hebelarm a = 3 cm zu heben, so ist Q. a = 60.3 = 180. Damit Gleichgewicht entsteht, müßte dann beispiels-

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Fig- 940.

’ weise sein P = 20 kg und Hebelarm b = 3 cm oder P = 30 kg und b = 6 c cm u. s. w., je nachdem man die Größe der Kraft oder die Länge des Hebelarms als gegeben zu betrachten hat.

Es wird sich nun offenbar an diesem Gesetz nichts ändern, wenn man die Last A zwischen betn Hebeldrehpunkt und dem Angriffspunkt der Kraft P angreifen läßt (Fig. 940).

Die Hebelarme sind hier wieder a und b. Würden in diesem Fall beide Hebelarme gleich groß sein, so fällt P und Q zusammen, und ist es ohne weiteres klar, daß die Kraft P gleich der Last Q sein muß, um ein Anheben derselben zu bewerkstelligen, also Gleichgewicht herzustellen. Es wäre dann der Hebel überhaupt überflüssig, denn ich könnte die Last Q auch direkt anheben.

Eine sehr bekannte Hebelanordnung tritt bei den Sicherheitsventilen mit Gewichtsbelastung für Dampfkessel auf (Fig. 941). Der Drehpunkt des Hebels wird durch eine Schneide gebildet, welche am Ventil befestigt ist; der Dampfdruck unter

dem Ventil wirkt an dem kurzen Hebelarm vom Drehpunkt bis zur Mitte des Ventils, während das Belastungsgewicht an dem laugen Hebelarm angreift. Hier muß das Belastungsgewicht bezw. die Länge des Hebels so bemessen werden, daß, sobald der Dampfdruck im Kessel ein gewisses Maß überschreitet, das Ventil sich öffnet und Dampf ausströmen läßt. Ganz gleichgültig, wie auch der Hebel geformt sein mag, immer bleibt das Gesetz bestehen: Last mal Hebelarm gleich Kraft mal Hebelarm; also auch, wenn der Hebel eine Form nach Fig- 942 hat, d. h. wenn derselbe irgendwie gekröpft ist. A ist der Drehpunkt, während die Last Q am Hebelarm a, die Kraft P am Hebelarm b wirkt-

Flg. 941.

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Fig. 942.

In gleicher Weise, wie bei den eben besprochenen geradlinigen Bewegungen, findet der Hebel auch bei den Drehbewegungen Anwendung. Nehmen wir z. B-eine Rolle R (Fig. 943), um welche ein Seil 8 gelegt ist. Wenn an dem A !+-einen Ende des Seiles eine Last Q hängt, so muß an dem andern Ende des Seiles eine Kraft P wirken, welche genau so groß ist als die Last Q, wenn diese im Gleichgewicht gehalten werden soll. Hier wirkt der gleicharmige Hebel ABC mit dem Drehpunkt B in der Achse der Rolle R; der eine Hebelarm ist AB, der andere BC. Auch hier muß sein P.AB = Q.BC.

Dasselbe ist der Fall bei der einfachen Windenanordnung (Fig. 944). Hier wird die Last Q an dem Seil dadurch gehoben, daß das Seil um eine Trommel

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Fig. 944.

Fig 943.

gewickelt wird, wenn diese durch eine Kurbel in Umdrehung versetzt wird. Der Hebelarm der Kraft ist also der Kurbelarm K, der der Last der Halbmesser w der Trommel. Macht man hier den Kurbelarm größer als den Halbmesser der Trommel, so hat man einen ungleicharmigen Hebel.

Denkt man sich z. B. die Kurbel und die Trommel durch Zahnräder ersetzt, so erhält man auch hier wieder Hebelanordnungen. Man schaltet bej den Winden die Zahnräder stets zwischen Kurbel und Trommel, eine Übersetzung, wie man sich ausdrückt, im Grunde weiter nichts wie eine weitere Hebelanordnug, welche es uns ermöglicht, eine größere Last mit einer geringeren Kraft zu heben. Derartige Anordnungen haben wir früher kennen gelernt.

So ließen sich noch unzählige Hebelanordnnngen anführen, welche aber alle auf demselben Gesetz beruhen: Last mal Hebelarm gleich Kraft mal Hebelarm.

Die Meßinstrumente.

Zu den Meßinstrumenten des praktischen Maschinenbauers gehören vor allen Dingen die Instrumente zur Messung der Leistung von Maschinen. Da jede Maschine mechanische Arbeit verrichtet, so müssen wir Meßinstrumente zur Kraftmessung, Geschwindigkeitsmessung und Arbeitsmessung haben.

Zur Kraftmessung gehören die Wagen, Dynamometer, Manometer u. dergl., zur Geschwindigkeitsmessung die Tachometer, Tourenzähler, Hubzähler u. dergl., zur Arbeitsmessung der Indikator u. dergl.

1. Instrumente znm Messen der Kräfte, a. Die Wagen.

Einen Körper, sei derselbe fest, flüssig oder gasförmig, abwiegen, heißt denselben mit der international vereinbarten Gewichtseinheit, dem Kilogramm, vergleichen. Wir bestimmen dabei die Schwere des Körpers.

Gleicharmige einfache Balkenwagen (Fig. 945). Die Einrichtung und Wirkungsweise einer solchen Wage hatten wir schon durch Fig. 934 bei

es

Fig. 945.

Besprechung des Hebelgesetzes kennen gelernt. Wir haben dort erfahren, daß die beiden Arme des Wagebalkens, von seinem Dreh.-Punkt aus gerechnet, gleich lang sind, und daß, wenn Gleichgewicht vorhanden sein soll, die Gewichte beider Wagschalen genau übereinstimmen müssen. Man kann also bei dieser Wage den zu wiegenden Körper sowohl in die eine als auch in die andere Wagschale legen und sein Gewicht durch das entsprechende Gewicht des in der entgegengesetzten Wagschale befindlichen Wägesteines bestimmen. Beide Hälften der Wage müssen daher genau übereinstimmen. In Fig. 945 ist nur der Wagebalken dargestellt, welcher an seinen beiden Enden auf Schneiden ruhend die Ösen zum Befestigen der Wagschalen trägt. Ein Zeiger spielt vor einer Öffnung, welche mit einem Gcgenzeiger versehen ist. Sobald der Zeiger des Wagebaüens senkrecht über dem Gegenzeiger steht, ist Gleichgewicht vorhanden. Die ganze Wage ist mit einer Öse zum Aufhängen an irgend einer geeigneten Stelle versehen.

Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß beim Wiegen mit einer Wage überhaupt diese der Drehung fast gar keinen Widerstand, Reibung, in den drehenden Teilen entgegensetzen darf. Man läßt dieserhalb den Balken und die Wägeschalen sich nicht um runde Zapfen drehen, sondern um Messerschneiden und entsprechende Pfannen, wie solche wohl allgemein bekannt sind- Die Messerschneiden bringt man gewöhnlich am Wagebalken an, itoeil dadurch die Unabänderlichkeit ihrer Abstände von dem Drehpunkte des Balkens gesichert ist.

Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", schreibt weiter: „Die Wagschalen sind unter dem Wagebalken durch Ketten, Schnüre oder gekröpfte Stangen an den Drehpunkten aufgehängt. Die Ketten oder Schnüre sind unbequem, selbst eine einzige gekröpfte Stange, an der die Schale hängt, ist oft unzulässig. Da die Wagschalen an den Drehpunkten hin- und herpendeln, so gewähren sie keine genaue Unterlage für das Auflegen der Gewichte. Aus diesem Grunde wendet man häufig eine sogenannte Arretierung an, indem die Schalen entweder von aufwärts bewegten Scheiben aufgefangen oder durch Senken des Balkens auf die Unterlagen gelegt werden Die Arretierung kann zur Beschleunigung des Wiegens benutzt werden, indem erst nach ihrer Entfernung der Wagebalken freigegeben wird und dieser sich stets auf die Seite des etwaigen Übergewichtes neigt. Die Arretierung kann dazu dienen, die Messerschneiden und Pfannen vom Druck zu befreien, wenn Gewichte aufgelegt werden oder die Wage nicht benutzt wird."

Ungleicharmige einfache Balkenwagen. Bei diesen Wagen fällt die Unbequemlichkeit fort, daß immer stets der Wägestein dasselbe Gewicht haben muß wie der zu wiegende Körper. Fig. 937 zeigte schon eine derartige Wage. Wir haben hier ungleicharmige Hebelarme. Da diese Wagen meist als Laufgewichtswagen ausgeführt werden, so werden wir sie weiter unten kennen lernen.

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Gleicharmige zusammengesetzte Balkenwagen.- Die gleicharmigen einfachen Balkenwagen leiden immer an dem Übelstand, daß die Wageschalen schwer zugänglich sind, indem die Ketten, Schnüre oder bergt, für das Aufhängen der Wageschalen störend sind- Diesen Übelstand beseitigen die gleicharmigen zusammenge ten Balkenwagen oder oberschaligen

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Fig. 946.

Tafelwagen, welche heute fast allgemein ebrauch lich sind. Die zweckmäßigste Anordnung derartiger Wagen zeigt diejenige System Bcranger, welche in Fig. 946 schematisch dargestellt ist.

Die beiden Wageschalen, welche vollkommen freiliegen, stützen sich auf die Hebel 11 und die Drehpunkte a und c. Bei b liegt der Drehpunkt des Wagebalkens abc, welcher gleicharmig ist. Die Hebel 1 stützen sich auf die Drehpunkte k, welche mittels kleiner Lenker ki an die Hebel gi angreifen. Die Hebel gi wiederum sind mittels kleiner Lenker gf an dem Gestell der Wage drehbar befestigt. Der Wagebalken abc ist noch mit Hebeln dh und eh mit den Hebeln gi verbunden. Gegenüber anderen Wagen ähnlichen Systems hat diese jWage den jVorzug, daß in den Hebeln außer Biegungsspannungen auch

Zugspannungen auftreten, wodurch vermieden wird, daß beim Auf- und Abnehmen der Gewichte die Messerschneiden nicht so leicht aus den Pfannen springen können. Die bildliche Darstellung einer solchen Wage giebt Fig. 947 wieder. Zum Anzeigen der Gleichgewichtslage dienen hier Zungen, welche

an den Schalenträgern angebracht find und welche sich bei Erreichung der Gleichgewichtslage in eine Ebene stellen. Fig. 947 zeigt die Gleichgewichtslage.

Fig 947.

Ungleicharmige zusammengesetzte Balkenwagen. Ebenso wie bei den ungleicharmigen einfachen Balkenwagen brauchen auch hier nur die Wägesteine denjenigen Teil des Gewichtes des zu wiegenden Körpers zu haben, als das Verhältnis der beiden Hebelarme ausmacht. Die gebräuchlichsten Hebelübersetzungen sind 1:10 und 1:100, daher Dezimalwagen und Centesimal-wagen (decimus = der Zehnte; centesimus = der Hundertste). Im allgemeinen bezeichnet man diese Wagen als Brückenwagen. Die Charakteristik dieser Wagen giebt I. Hoch in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik", wie folgt an: „Jenes zur Ausführung von Gewichtsvergleichungen bestimmte mechanische Instrument, dessen Lastschale in zwei oder mehreren Achsen gestützt wird, welche nicht in ein und derselben Geraden liegen. Bei jeder gut gebauten Dezimaloder Brückenwage muß die A    Wagschale, Tafel oder Brücke

A'D

so geführt sein, daß irgend eine mit ihr fest verbunden gedachte Horizontalebene ihrer P    Anfangslage nahezu parallel

Fig 948.

bleibt, wenn die Wage um ihre Gleichgewichtslage kleine Schwingungen macht; ferner muß das Wägeresultat von der zufälligen Lage des Körpers auf der Brücke unabhängig sein." Die gebräuchlichste Dezimalwage ist die    Quintenzsche oder Straß

burger Brückenwage, welche in Fig. 948 schematisch dargestellt ist. An dem Wagebalken ABCF, welcher bei B seinen Drehpunkt hat, greift bei C die Stange CD an, welche die Brücke DE trägt. Auf DE wird die Last aufgesetzt. Bei E liegt die Brücke mittels Schneide auf einem Hebel HE Gr, welcher an der Stange FO hängt, die wiederum bei F an den Wagebalken angreift. Es stützt sich also die Last einerseits bei E auf den Hebel HEG und übt so durch die Stange FG Einfluß auf den Wagebalken aus, andererseits übt die Brücke direkt ihre Wirkung auf den Wagebalken durch die Zug-

stanze C D aus. Durch diese Konstruktion ist es gleichgültig, auf welcher Stelle die Last Q auf der Brücke steht. Steht sie mehr nach vorn, so ist der Druck auf GH größer als der Zug, welcher durch CD auf den Wagebalken übertragen wird. Das Umgekehrte ist der Fall, wenn die Last mehr nach CD rückt. Am Ende des Tragbalkens bei A hangt die Gewichtsschale P.

Wählt man hier C — 10a, so wird P =0,1. Q, d. h. das Gewicht P ist gleich dem zehnten Teil der Last Q, woher der Name Dezimalwage kommt. In der Regel nimmt man dann das Verhältnis a:c = f:d^=l:6.

Nach Ausführungen der Kommandit-Gesellschaft für Pumpen- und Maschinen-Fabrikation W. Garvens in Hannover zeigt eine derartig eingerichtete Dezimalwage Fig. 949. Die Wage ist mit einem Holzgestell versehen. Die Brücke trägt hinten ein senkrecht stehendes Brett zum Anlegen der

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Fig. 949.

zu wiegenden Gegenstände. Im übrigen ist die Anordnung aus der Figur deutlich zu ersehen. Auf dem Wagebalken befindet sich eine Zunge, welche bei der Gleichgewichtslage mit einer Zunge am Gestell übereinstimmen muß. Auf dem Wagebalken befindet sich ferner ein kleines verstellbares Gewicht, welches dazu dient, vor dem Wägen die Wage auf ihre Gleichgewichtslage einzustellen. Man hat nur nötig, das kleine Gewicht in der erforderlichen Richtung auf dem Wagebalken zu verschieben und wenn die Gleichgewichtslage erreicht ist, auf dem Wagebalken festzuschrauben. Um ferner die Wage genau wagerecht hinstellen zu können, ist noch ein an der Rückwand rechts sichtbares Lot angebracht.

Um beim Abwiegen das Auflegen kleiner Gewichtsstücke auf die Wagschale zu ersparen, ist mit dem Wagebalken noch ein Hilfslaufgewicht verbunden, welches auf einer mit entsprechender Einteilung versehenen Stange verschoben werden kann und zum genauen Einregulieren in die Gleichgewichtslage beim

von 100 kg „    150 „

Wägen dient. Man hat dieses Gewicht, welches auf der Skala abzulesen ist, dem Gewicht auf der Wagschale dann hinzuzuzählen.

Diese Hilfslaufgewichts-Einrichtung ist in Fig. 950 besonders dargestellt, aus welcher Figur auch zugleich die Konstruktion des Wagebalkens mit den Schneiden genau ersichtlich ist.

Die Skala des Hilfslaufgewichts erstreckt sich bei Wagen

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Eine Entlastungsvorrichtung gestattet ein Feststellen des Wagebalkens und ein Entlasten der Schneiden und Traghebel. Die Schneiden der Traghebel

Fig- 950.

werden dabei gänzlich außer Zusammenhang mit den Lagern der Brücke gebracht und gleichzeitig wird der Wagebalken angehoben. Die Brücke legt sich dann auf den Holzrahmen. Fig. 949 zeigt diese Stellung. Es ist zu diesem Zwecke nur das Umlegen eines Hebels notwendig. Diese Dezimalwagen werden für die verschiedensten Zwecke ausgeführt.

Als Centesimalwage erhält die Brückenwage eine Ausführung nach der schematischen Fig. 951. Der ganze Apparat stützt sich auf sechs Punkte, welche schraffiert sind. An dem Wagebalken ABC, welcher bei B seinen Drehpunkt hat, hängt bei A die Wagschale P. Bei C hängt an der Stange CD der Hebel

a.

DE. Dieser trägt an den Armen F und Gr durch die Stangen FH und GH die zwei gleichen, um die Achsen KL und NM schwingenden Hebel KLH und NM J. Die Brücke abcd ruht mittels vier Stützen auf diesen Hebeln.

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Sollen derartige Wagen genau wiegen,

N so müssen die Kanten sämtlicher Messerschneiden in einer wagerechten Ebene liegen.

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Flg. 951.

Diese Centesimalwagen, welche hauptsächlich als Fuhrwerks- und Waggonwagen benutzt werden, kommen aber selten mit eigentlichen Gewichtsschalen zum Aufsetzen von Gewichten zur Ausführung, vielmehr werden sie als Laufgewichtswagen gebaut, welche wir im folgenden kennen lernen werden.

Einfache Laufgewichtswagen. Im wesentlichen sind es ungleicharmige

Balkenwagen, auf deren langem Hebelarm ein Gewicht beim Wiegen so lange verschoben wird, bis die Gleichgewichtslage des Wagebalkens erreicht ist. Das Gewicht des zu wiegenden Gegenstandes wird dann an dieser Stellung des Laufgewichtes von einer Skala des Wagebalkens abgelesen. Man kann hieraus schon ersehen, daß das Verwiegen mittels Laufgewichtswagen schneller von statten gehen wird, als mit anderen Gewichtswagen, weil man das Auf- und Absetzen der Gewichte hier nicht nötig hat.

Eine einfache Laufgewichtswage war schon bei dem Hebelgesetz durch Fig. 937 besprochen. Eine andere Ausführung einer solchen Wage zeigt Fig. 952. Ausführung der Kommandit-Gesellschaft für Pumpen- und Maschinen-

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952»

fabrikation W. Garvens in Hannover. Der Wagebalken ist an einem drehbaren Wandarm aufgehängt. Der kurze Hebelarm trägt einen Haken zur Aufnahme des zu wiegenden Gegenstandes, ferner am Ende ein Gewicht zur Ausbalancierung des langen Hebelarmes und Einstellen in die Gleichgewichtslage. Auf dem langen Hebelarm ist das Laufgewicht über einer Skala verschiebbar, Diese Wage gestattet bei gewählten Hebellängen bis 100 kg zu wiegen. Ein Zeiger zeigt wieder die Gleichgewichtslage.

Nach Ausführungen der Düsseldorfer Maschinenbau-A.-G. vorm. I. Losenhausen in Düsseldorf-Grafeuberg ist in Fig. 953 eine Dezimal-Laufgewichtswage wiedergegeben.

Die Konstruktion ist aus der Figur ohne weiteres nach dem vorher Gesagten verständlich. Der lange Balkenarm ist zur Bestimmung der Gewichtsunterabteilungen mit einer über ihm angeordneten zweiten Stange für ein kleines

Laufgewicht fest verbunden. Am Ende rechts sind die Spitzen zur Erkennung der Gleichgewichtslage ersichtlich. Der Hebel mit dem Sperrrad dient zur Entlastung der Schneiden und Pfannen, indem der ganze obere Teil der Wage

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gig. 953.

durch die Säule heruntergelassen wird, hergestellt.

Die Wagen sind ganz aus Eisen

Zusammengesetzte Laufgewichtswagen. Die Fig. 954 bis 956 zeigen eine Waggonwage, wie sie von obiger Firma gebaut werden. Die Wage hat im wesentlichen die Einrichtung nach Fig. 951. Fig. 954 giebt einen Längsschnitt der halben Wage, Fig. 955 einen Querschnitt der Wage in Wägestellung. Die Radkränze sind von den Schienen abgehoben und stehen auf den Trägern der Wage. Fig. 956 giebt einen Querschnitt mit abgestellter Wagenbrücke, die Radkränze ruhen auf den Schienen. Wir erkennen hieraus schon, daß, wenn der Waggon auf den feststehenden Unterbau der Wage mit den Schienen gefahren ist, die Wage selbst angehoben werden muß und zwar mit dem Waggon so viel, daß die Radkränze ganz frei von den Schienen sind. Hierzu ist ein besonderes Windwerk vorgesehen, welches dies leicht gestattet. Das Gewicht der Wagenbrücke selbst wird durch ein Gegengewicht ausbalanciert. Man ersieht aus dem Längsschnitt der halben Wage den Angriff des Hebels KLH (Fig. 951) an der Brücke, die kleinen Hebel FH und Gl, sowie den Hebelarm FG. Der Hebel ED ist in Fig. 955 ersichtlich; er greift an einer Kette an, welche durch das Windwerk um ein Kettenrad gewickelt und die Wage angehoben wird. Die Stange CD ist in beiden Figuren strichpunktiert nach oben gezeichnet. Der Wagebalken trägt in der bekannten Weise ein Laufgewicht.

Zwecks Bedienung der Entlastungsvorrichtung heißt es im Katalog der Firma: „Soll gewogen werden, so genügt ein leichter Druck nach rückwärts

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auf die Kurbel, um eine selbstthätige Bremse auszulösen und die Brücke durch das Gegengewicht bei stillstehender Kurbel bis an die Spurkränze des Waggons hochzuziehen. Darauf wird ein Handgriff, der bis jetzt auf Ruhestellung zeigte, auf Wiegestellung eingestellt und der Waggon hochgewunden. Nachdem derselbe gewogen ist, wird, durch einen Druck nach rückwärts, die Bremse nochmals gelöst, wodurch bei stillstehender Kurbel der Waggon bis auf die Fahrschienen heruntergeht. Der erwähnte Handgriff wird hierauf wieder auf Ruhestellung

85

Prakt. Maschinenbauer.

gestellt und die Brücke durch Drehen der Kurbel vollends herabgelassen. Die Bremse bewirkt Stillstehen des Windwerkes und der Kurbel, sobald letztere losgelassen wird."

Derartige Brückenwagen werden häufig mit Vorrichtungen versehen, welche

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Fig. 956.

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Fig. 955.

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J.LOSENHAUSEN Düsseldorf-GraPenberg.

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ein selbstthätiges Aufdrücken der Gewichte auf Zettel gestatten. Eine solche Vorrichtung ist die in Fig. 957 wiedergegebene Ch ameroysche. Auf der Lausgewichtsschiene ist das Laufgewicht, zugleich Druckapparat, verschiebbar. Es läßt sich auf der Laufschiene mittels einer Klinke feststellen. Die Klinke wird hierzu in Einkerbungen der Laufschiene gedrückt. Die Laufschiene selbst trägt auf der

vorderen Seite oben eine Skala 10000, 9000 usw. zum Ablesen und auf der unteren Seite entsprechend erhabene Zahlen. Der Druckapparat ist mit einem kleinen leistenförmigen Läufer versehen, welcher vorn ebenfalls eine Skala für die Gewichtsunterabteilungen 0,200, 400 usw. und auf der unteren Seite die entsprechenden erhabenen Zahlen trägt. Die Zeiger zum Anzeigen der Gleich-

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Fig. 957.

gewichtsstellung befinden sich links. Es wird jetzt zunächst das Laufgewicht soweit verschoben, daß annähernd Gleichgewicht vorhanden ist, dann festgestellt; jetzt wird der kleine Läufer soweit verschoben, daß die Zeiger genau einspielen. Man kann jetzt das Gewicht ablesen. In den Schlitz des Druckapparates läßt sich jetzt ein Zettel einschieben und mittels des vorhandenen Hebels (in der Figur nach unten gerichtet) die Zahlen auf denselben aufdrucken.

Die Kranwagen.

Oft ist es,. zumal in Werkstätten, nicht möglich, die einzelnen Maschinenteile bis zu einer Wage zu transportieren, oft ist eine Wage zum Wiegen großer sperriger Teile überhaupt nicht vorhanden. In diesem Falle sind Wagen, welche zwischen einen Kranhaken und der anzuhebenden und zu verwiegenden Last gebracht werden können, am Platze. Durch einen Kran wird ja der zu verwiegende Maschinenteil allemal angehoben werden können.

Die Kranwagen werden an den Haken des Kranes gehängt und an einen Haken der Wage die zu verwiegende Last. Die Kranwagen sind ungleich-armige Balkenwagen nach dem Laufgewichtssystem und enthalten meist drei oder • vier ungleicharmige Wagebalken.

Fig. 958 u. 959 stellt eine Kranwage der Düsseldorfer Maschinen-bau-A.-G. vorm. I. Losenhausen in Düsseldorf-Grafenberg dar. Mittels einer Öse 0 ist die ganze Wägern den Kranhaken K gehängt. Das Gehäuse der Wage selbst besteht aus einem zusammengesetzten schmiedeeisernen

Körper, der vorn durch eine Thür geöffnet werden kann. An den Haken K, wird die Last gehängt. Der Haken mit der Last greift an einem Hebel H bei B an, der bei C seinen Drehpunkt hat und bei A auf ein Charnier D wirkt, welches an dem Hebel Ht bei E angreift. Dieser Hebel Hj hat seinen Drehpunkt bei F und greift bei Gr an dem Charnier D, an, welches bei I aus den Laufgewichtswagebalken Ha wirkt, der seinen Drehpunkt bei L hat. Wir haben also hier drei ungleicharmige Hebel, durch welche je nach dem Verhältnis der einzelnen Hebelarme zueinander, die Verwiegung einer verhältnismäßig großen Last geschehen kann. Der Laufgewichtsbalken, der die bekannte Ein-

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Fig. 958.

Fig. 959.

richtung zeigt, spielt bei Z in einen Zeiger ein, der am Gehäuse befestigt ist. Das Laufgewicht Q ist mit Registriervorrichtung versehen.

In Fig. 959 ist links ein Lot zu ersehen, um die Wage horizontal einhängen zu können, was durch Verschieben des Gewichtes Qi auf dem Laufgewichtsbalken möglich ist.

Ferner ist in Fig. 959 unten links noch ein Hebel zu ersehen. Dieser Hebel dient zur Entlastung des ganzen Wiegemechanismus. Durch Umlegen desselben auf die andere Seite wird der Haken angehoben und so die Schneiden und Pfannen entlastet. Zu diesem Zwecke ist dieser Hebel mit einer excentrisch gelagerten Welle, an welcher der Haken Kx hängt, verbunden. Wird nun jetzt Last angehängt, so schadet dieses den Lagerungen nichts. Die Wage kann also stets am Kran hängen bleiben, wenn auch nicht gewogen werden soll. Wird

gewogen, so ist die Thür zu öffnen Und das Laufgewicht entsprechend zu bedienen. Andernfalls man die Thür schließt, wodurch der ganze Mechanismus vor Staub und Witterungseinflüssen geschützt ist.

Diese Kranwagen liefert die genannte Fabrik in folgenden Größen:

Nr.

Wiegekraft 1000    2500    5000    7500 10000 15000 20000 25000 kg

Nr.

9    10    11

Wiegekraft 30000    40000 50000 kg.

Die automatischen Wagen.

Diese Wagen kommen vorwiegend in der Müllerei und in Lagerhäusern zur Verwendung, wo sie zur selbstthätigen Verwiegung eines immerwährend

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Mg. 960.

rinnenden Getreidestromes dienen. Aber auch zur selbstthätigen Verwiegung aller anderen Materialien stnden sie Anwendung so z. B. als Malzwage in Brauereien, als Rübenwage in Zuckerfabriken, als Cementwage in Cement-

X.

fabriken usw. Diese Wagen nehmen die Verwiegung des Materials vollkommen selbstthätig vor; nachdem das Wiegefaß auf ein bestimmtes Gewicht gefüllt ist, entleert dieses sich selbstthätig, nachdem der zufließende Materialstrom zuvor abgeschlossen ist. Derartige Wagen bauen als langjährige alleinige Spezialität die Hennefer Maschinenfabrik C. Reuther & Reifert in Hennef a. d. Sieg. Aus den Fig. 960 bis 964 ist die Konstruktion derselben ersichtlich.

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Fig. 961

Die eigentliche Wage besteht aus einem gewöhnlichen, gleicharmigen Wagebalken A, der mit einem nach abwärts gerichteten Zeiger Z versehen ist, und an welchem auf der einen Seite der Getreidebehälter B und auf der anderen Seite die Gewichtsschale C hängt.

Der Einlauf-Mechanismus besteht aus dem Einlauftrichter D und zwei Einlaufklappen F und GK Die eine Einlaufklappe F hat den Zweck, kurz vor erreichter genauer Füllung des Getreidebehälters den Zufluß an Getreide zu reduzieren, die andere Einlaufklappe G sperrt bei eingetretenem Gleichgewicht den Zufluß gänzlich ab.

Der Entleerungs-Mechanismus besteht hauptsächlich darin, daß der

Zuströmung.

Das Zählwerk X ist ein sogenannter springender Zähler, der je nach der Größe der Wage bei jeder Entleerung des Behälters um 5,10 oder 20 kg weiterspringt.

Er zählt bei der 5 kg.SBage bis 99995 „    „ 10 „    „

„    » 20 „    „

Fig. 962.

„ 999990 „ 999980

Durch die darauf folgende Entleerung stellen sich dann alle Zahlen selbst auf 0. Die Kontroll- und Regulier-Einrichtung besteht darin, daß man jeden Augenblick durch Herumlegen eines kleinen Hebels o die Wage sowohl

J2-

leer als auch mit gefülltem Behälter einspielen lassen und etwaige kleine Ungenauigkeiten durch Verschieben eines kleinen Gewichtes V

hi

Fig. 963.

Getreidebehälter B mittels Schneiden d in den Gehängen b drehbar gelagert ist. So lange das Füllen des Behälters erfolgt, ist er in seiner aufrechten Stellung durch einen Arretierungshaken O festgehalten; sobald aber das genaue Gewicht eingefüllt ist, löst die den Zufluß absperrende zweite Einlaßklappe Gr diese Arretierung, worauf der gefüllte Behälter umkippt und seinen Inhalt entleert (punktierte Stellung des Behälters in Fig. 960). Erst nach ganz vollständiger Entleerung richtet sich der Behälter wieder auf und öffnet dadurch die Einlaufklappen und bie|

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El

Fig. 964.

beseitigen kann. Die automatische Wage arbeitet wie folgt: Das Wiegegut läuft aus dem Trichter v, der so groß sein soll, daß er stets eine ganze Füllung des Behälters B aufnehmen kann, in das Gefäß B und füllt diesen rasch an, denn beide Einlaß-

klappen F unb Gr sind geöffnet; kurz bevor bas Gewicht der in der Gewichtsschale C aufgestellten Gewichtsstücke erreicht ist, senkt sich die Gefäßseite der Wäge, weil der Hebel I, auf beut noch der mit einem Gewicht belastete Hebel H einwirkt, sich mit der Schneide i unter die Gewichtsschale stemmt und diese anhebt und läßt die obere Einlaßklappe F zufallen, indem der Hebel R (Fig. 963), der die Klappe gestützt hatte, von der Nase q des Gefäßes B abrutscht. Die untere Einlaßklappe Gr bleibt aber noch offen, denn sie ist durch das Kniegelenk LMP gestützt. Die obere Einlaßklappe F besitzt zwei halbrunde Öffnungen, durch welche noch zwei dünne Strahlen Wiegegut in das Gefäß B einlaufen, bis das genaue Gewicht erreicht ist. Sobald dieser Moment eingetreten ist, kommt die Wage abermals in Bewegung. Durch die entsprechende Drehung des Wagebalkens 'F wird ein mit ihm verbundener Zeiger U nach rechts bewegt und drückt mit dem an seinem Ende befindlichen Stift V gegen einen Hebel W, infolgedessen das Kniegelenk LMP seine Stütze verliert und einknickt. Dadurch fällt auch die zweite Einlaßklappe Gr zu und sperrt den Zustuß des Wiegegutes vollständig ab. Gleichzeitig schlägt die mit der Klappe Gl verbundene Hängegabel N den an dem Gehänge b angebrachten Haken 0 aus der Nase k des Gefäßes B, so daß dieses überkippen und seinen Inhalt entleeren kann. Damit das Wiegegut nicht vorher aus dem Behälter ausströmen kann, ist dieser mit einer Klappe verschlossen, welche sich erst öffnet, wenn der Behälter herumkippt. Sofort nach erfolgter Entleerung richtet sich der Behälter B wieder auf, öffnet vermittelst der Nase q und des Hebels R beide Einlaßklappen und hakt sich an dem Haken 0 wieder fest. Das Spiel der Wage beginnt von neuem.

Die Kontroll- und Regulierfähigkeit der Wage beruht auf der auch nach dem Schließen der ersten Einlaßklappe F noch fortdauernden Einwirkung des Hebels I auf die Wage. Je größer diese Einwirkung, also der nach aufwärts gerichtete Druck auf die Gewichtsschale b ist, desto früher erfolgt der vollständige Schluß der Zuströmung. Durch Verschieben des Gewichtes V auf dem Hebel I nach links oder rechts wird die Einwirkung des Hebels I auf die Wage vergrößert oder verkleinert; es erfolgt der Abschluß der Zuströmung früher oder später und somit läuft je nach der Stellung des Gewichtes weniger oder mehr Wiegegut in das Gefäß B.

Es wird sich von Zeit zu Zeit nötig machen, die Wage int leeren Zustande zu kontrollieren, der Wagebalken muß sich dann im Gleichgewicht befinden. Man hat folgendes vorzunehmen:

Sind die Gewichte abgenommen, die Staubkapsel für die Gewichte aber aufgestellt, so drehe man den Griff o nach links und drücke den Griff Q so in die Höhe, daß der hintere Teil desselben hinter den Stift k geklemmt wird, was zur Folge hat, daß das Gefäß der Wage etwas nach links und die Anschlagnase s von dem Böckchen 8 etwas abgerückt wird und die Wage ohne Reibung einspielen kann. Hebt man jetzt das Gewicht H und damit den Hebel I so hoch als möglich an (bei großen Wagen ist eine Stütze angebracht), so muß die Zunge Z einspielen. Thut sie dies nicht, so muß die Differenz

ausgeglichen werden, was an der Höhlung c der Gewichtsschale C durch Zulegen oder Herausnehmen von Blei geschieht.

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Fig. 965.

Hat man sich auf diese Weise davon überzeugt, daß die Wage in Ordnung ist, so müssen die Gewichte in der Gewichtsschale unter der Blechkapsel aufgestellt und der Einlauftrichter D mit Wiegegut gefüllt werden. Um nun die einzelnen Füllungen des Gefäßes genau mit dem aufgestellten Gewicht in Einklang zu bringen, muß das auf dem Hebel I sitzende Schiebegewicht V genau eingestellt werden. Dies geschieht wie folgt: Der Griff o wird nach links gedreht, der Haken 0 ausgehoben und das Gefäß B in die entleerende Stellung gedrückt. Wird das Gefäß jetzt losgelassen, so richtet sich dasselbe von selbst wieder auf und eröffnet den Einlauf, wodurch eine Füllung in dasselbe einläuft, die aber, da der Griff o nach links steht, nicht entleert wird. Selbstverständlich muß man während des Füllens des Gefäßes die Wage ganz sich selbst überlassen. Erst nach erfolgtem vollständigen Abschluß des Zuflusses hebe man das Gewicht H und damit den Hebel I mit der Hand so hoch als möglich an und zwar so lange, bis die Wage nicht mehr schwingt und bis man sich überzeugt hat, ob die Zunge Z einspielt oder nicht. Spielt die Zunge Z ein, so ist die Füllung richtig, spielt sie aber nicht ein, so ist die Füllung entweder zu leicht oder zu schwer- Ist sie zu leicht, so muß das Schiebegewicht V auf dem Hebel I nach rechts, ist sie zu schwer, nach links geschoben werden, damit die nächste Füllung schwerer oder leichter wird. Nach entsprechender Verschiebung des Gewichtes V hakt man den Haken 0 aus der Nase k, so daß der Behälter B seinen Inhalt entleeren, sich wieder aufrichten und eine neue Füllung wieder aufnehmen kann. Diese neue Füllung wird in derselben Weise wie vorhin kontrolliert und diese Manipulation so lange wiederholt, bis die Zunge Z einspielt. Jetzt bringt man die Wage in Thätigkeit dadurch, daß man den Griff o in die Stellung nach rechts überschlägt.

Hieraus geht der große Vorteil dieser Wagen vor anderen hervor, daß man, ohne eine andere Wage benutzen zu müssen, sich jederzeit von der Richtigkeit derselben überzeugen kann.

Fig- 965 zeigt die bildliche Darstellung der Wage, wie sie von der genannten Fabrik zur Verwiegung von Getreide ausgeführt wird. Die folgende Tabelle giebt die Leistungen dieser Wagen an:

Nummer der Wage.

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!Ungefäbre Anzahl der Aus- Ungefähre Leistung pro schüttungenpro Stunde in kg. Stunde.

Weizen und Roggen.

Gerste und Malz.

Hafer.

Weizen und Roggen. Gerste und Malz.

Hafer.

Weizen und Roggen.

Gerste und Malz.

Hafer.

Höhe der Wage in mm.

^ad) den Bestimmungen der Aichordnung über selbstthätige Registrierwagen werden die verschiedenen Nummern wie folgt geaicht-

300 280

1500

1400

45'

für Weizen und Roggen. „ Gerste und Hafer.

„ Oelsaat.

3a

260 255

1950

1580

471

10

250 230

2500

2300

550

für Weizen und Roggen. „ Gerste und Malz.

„ Oelsaat.

4a

12

230 225

3450

2700

565

20

230 215

4600

4300

665

für Weizen und Roggen. „ Gerste und Malz.

„ Oelsaat, Reis.

5a

24

210 205

6300

4920

690

mit 25 kg wie vorstehend.

6a

50 37V2 200 185 140 10000    9250

60j 45    180175130 13500 10500

5250

5850 925

„ 37% kg nur für Hafer.

mit 75kg für Weizen und Roggen.

100 75

180 165 125 18000 16500 93751120

mit 100 kg für alle Frucht exkl. Hafer. „    75 kg nur für Hafer.

Als Sackwage für alle Frucht inkl. Hafer (siehe Anmerkung*).

7a

150

120 90

160 155 HO

24000 18600 99001150

mit 150 kg für Weizen und Roggen.

200

150100

150 135 110

30000

20250 11000

1230

mit 200 kg für Weizen und Roggen. „ 150 kg für alle Frucht exkl. Hafer. „ 100 kg für alle Frucht inkl. Hafer.

8a 300

250 200

135 125

90

40500

31250 18000

1375

mit 300 kg für Weizen und Roggen. „ 250 kg f. alle Frucht exkl. Hafer. „ 200 kg f. alle Frucht inkl. Hafer.

8b 400

300240

130120 90 52000 3600021600

1400

/Mit 400 kg für Weizen und Roggen. X „ 300 kg f. alle Frucht exkl. Hafer.

500

400300

130120 90 65000 48000270001570

mit 600 kg für Weizen und Roggen. „ 400 kg f. alle Frucht exkl. Hafer. „ 300 kg f. alle Frucht inkl. Hafer.

9a

600

450 350

130 115

90

76000 51750 31500 1600

mit 600 kg für Weizen und Roggen. „ 450 kg f. alle Frucht exkl. Hafer. „ 350 kg f. alle Frucht inkl. Hafer.

9b

700

500400

120115 60

84000 57500 32000 1740

f mit 700 kg für Weizen und Roggen. | „ 500 kg f. alle Frucht exkl. Hafer. ( „ 400 kg f. alle Frucht inkl. Hafer.

10

900

700 500

120 110

80 108000

77000 40000 1770

mit 900 kg für Weizen und Roggen. „ 700 kg f. alle Frucht exkl. Hafer. „ 500 kg f. alle Frucht inkl. Hafer.

10a 1200    1000

mit 1200kg für Weizen und Roggen. „ 1000kg f. alle Frucht exkl. Hafer. „    700kg f.alle Frucht inkl. Hafer.

2000

700 110 100 75132000110000 525

b. Die Dynamometer oder Kraftmesser.

Nächst den Wagen kommen zur Messung von Kräften die Dynamometer ir Betracht und da das Produkt aus Kraft mal Geschwindigkeit mechanische Arbeit ist, so gehören hierher auch die Arbeitsmesser.

*) Zum Füllen von Säcken wird die Wage Nr. 7 für alle Fruchtarten und Ausschüttungen, welche vor 100 kg bis 75 kg abwärts beliebig gewechselt werden können, geaicht und erhält dann einen Zähler, der nicht die Anzahl der Kilogramm, sondern die Anzahl der Entleerungen des Behälters, also die Anzahl der Säcke anzeigt.

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Mit den Dynamometern führt man entweder nur Kraftmessungen aus oder man mißt die in einer bestimmten Zeit geleistete Arbeit, benutzt sie also zur Summierung oder Totalisierung der geleisteten Arbeit, weshalb man die letzteren auch totalisierende Dynamometer nennt.

Man unterscheidet folgende Dynamometer:

1.    Dynamometer mit indirekter Kraftmessung oder Bremsdynamometer,

2.    Dynamometer mit direkter Kraftmessung oder Transmissionsdynamometer und

3.    Totalisierende Dynamometer.

1. Dynamometer mit indirekter Kraftmessung, Bremsdynamometer.

Die Bremsdynamometer sind nur für Kraftmaschinen in Gebrauch und finden daher vielfache Anwendung zur Messung der Leistung derselben. Zu dem Zwecke wird die Maschine durch eine am Umfang einer Scheibe auf der Hauptwelle angebrachte Bremsvorrichtung soweit gebremst,' daß sie immer langsamer

läuft. Ist die Geschwindigkeit er-    \>-

reicht, bei welcher die Maschine h ^H arbeiten soll, so hört die weitere Bremsung auf. Die nun bis da- ^ j hin erzeugte Reibungsarbeit giebt    E J

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Fig 966.

die in der Zeiteinheit geleistete Arbeit, oder dieselbe in Verbin- r' düng gebracht mit der Geschwindigkeit, oder der Anzahl der Umdrehungen der Maschine die geleistete Arbeit überhaupt, bezw. die Arbeit, welche die Maschine leisten kann.

ju bremsenden Kraftmaschine wird eine Bremsscheibe A befestigt, deren Umfang ein Holzbalken B und ein mit Holzklötzen ausgelegtes Band D mit zwei

Das bekannteste Bremsdynamometer ist der Pronysche Zaum. Eine Aussührungsform desselben giebt Fig. 966 wieder. Auf der Maschinenwelle der

Schraubenbolzen E umgiebt, durch welche die beiden Bremsbacken auf den Umfang der Scheibe gepreßt werden, man hat zur weitern Anpressung dann nur die Muttern h nachzuziehen. Die obere Bremsbacke B ist mit einem Hebel L von der Länge 1 versehen, an dessen Ende sich eine Wagschale J befindet. Es empfiehlt sich, elastische Einlagen (Gummischeiben oder Federn) h zwischen beide Backen zu bringen, um das durch das starke Anpressen der Bremse gegen den Scheibenumfang bewirkte Zittern derselben zu verringern und die Bedienung dadurch zu erleichtern. Auf die Wagschale werden nun so viel Gewichte P gelegt und die Bremse dabei stets nachgezogen, bis die Maschine die Anzahl Umdrehungen macht, bei welcher ich ihre Arbeit messen will. Die Gewichte müssen der Bremse das Gleichgewicht halten. Diese Gewichte stellen nun in Verbindung mit dem Hebelarm 1 das Maß für die Reibung zwischen Bremsscheibe und Bremsbacken dar. Hieraus läßt sich dann leicht die geleistete Arbeit bestimmen.

Bei dem Anziehen der Bremse könnte der Fall eintreten, daß dieselbe mit herumgenommen wird, es müssen daher Anschläge C und Cx vorhanden sein»

welche dies verhindern, und zwar müssen diese Anschläge so stehen, daß der Hebel L nur wenig aus seiner horizontalen Lage gedreht werden kann. Besser ist es, wenn die Bremse so gestellt wird, daß sich der Bremsbalken nach dem Fußboden zu dreht und sich vielleicht direkt mit einem am Ende angebrachten Fuß auf eine Dezimalwage stützt, durch welche das Gewicht P dann angegeben wird.

Ein Hauptübelstand des Pronyschen Zaumes ist der, daß, sobald die Bremse und mit ihr der Gewichtshebel beim Anziehen derselben mitgenommen wird, sich der Hebelarm 1, an dem das Gewicht sich befindet, verändert, d. h. derselbe kleiner wird. Es ist also stets darauf zu achten, daß der Hebelarm möglichst horizontal liegt, darnach sind auch die Anschläge C und Ct zu setzen.

Viele Abänderungen des Pronyschen Zaumes wollen diesem Übelstand ab-

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Mg. 967.

helfen. Ungünstig ist auch das große Gewicht und der große Raumbedarf des Pronyschen Zaumes.

Bei der Verwendung des Zaumes ist vor allen Dingen für eine sehr ausgiebige Schmierung zu sorgen.

Es heißt weiter in Lueger, „Lexikon der gesamten Technik": „Ein Hauptnachteil der Backenbremsen ist auch die außerordentlich geringe Wärmeabgabe an die äußere Luft oder Luftkühlung und die hierdurch bedingte starke Wasserkühlung. Da nun Holz eine sehr geringe Wärmeleitungsfähigkeit besitzt, so geht hieraus ohne weiteres hervor, daß es vorteilhaft ist, an Stelle der Backenbremsen die Bandbremsen zu verwenden, deren dünne Stahlbänder eine große Wärmeabgabe ermöglichen. Dieselben besitzen gegenüber dem Pronyschen Zaum und den aus ihm hervorgegangenen Konstruktionen der Backenbremsen aber noch manche • andere Vorzüge, so der leichteren Anbringung und Handhabung, des Fortfalls einer besonderen Bremsscheibe, des Fortfalls der Wasserkühlung und der dadurch verursachten Unannehmlichkeiten, der größeren Dauerhaftigkeit, der leichteren Selbstregulierung, des geringeren Gewichtes, der wesentlich geringeren Gefährlichkeit der Handhabung gegenüber dem Pronyschen Zaum u. s. ro."

BeidemBrauerschen Bremsdynamometer wird eine Bandbremse benutzt.

Dasselbe soll im folgenden näher beschrieben werden. Fia. 967 zeigt eine neuere Ausführung desselben. Es kommt ein dünnes Stahlband zur Verwendung, welches direkt um das Schwungrad oder um eine auf der Schwungradwelle sitzende Riemscheibe geschlungen wird. Das Stahlband B ist mit seinen beiden Enden an einem Hebel H befestigt, welcher durch ein Seil 8 gehalten ist, wodurch das Mitnehmen der Bremse verhindert wird. Die ganze Bremse ist in einen Rahmen R eingebaut, dessen schmale Seiten Kreisbogen bilden; an einer dieser Seiten ist das Belastungsgewicht P aufgehängt. Da das Seil. an dem das Gewicht P aufgehängt ist, sich über einen Kreisbogen legt, muß der Hebel- * arm des Gewichtes stets derselbe bleiben. Zum Anziehen der Bremse wird für gröbere Einstellungen eine Schraube Gr benutzt, während feinere Einstellungen mit Hilfe einer Feder und Schraube F reguliert werden. Das ganze System ist mit einem verstellbaren Gewicht Q versehen, welches eine Einstellung des Schwerpunktes gestattet.' Klötze I verhindern das seitliche Abrutschen des Bremsbandes.

Diese Bremse schwingt bei richtiger Einstellung nur sehr wenig um ihre Gleichgewichtslage und zeigt auch die mittlere Leistung der Maschine mit großer Genauigkeit an.

Die Bremse kann auch für Seilschwungräder benutzt werden, indem in die Rillen dann einzelne Drähte gelegt werden, deren Enden verbunden werden.

Für gute Schmierung ist natürlich auch bei den Bandbremsen zu sorgen.

2. Dynamometer mit direkter Kraftmessung oder Transmissionsdynamometer.

Die Transmissionsdynamometer werden zum Messen der Leistung von Arbeitsmaschinen benutzt; sie heißen Transmissionsdynamometer deshalb, weil sie als Zwischenglieder zwischen Kraftmaschine, die die Kraft abgiebt, und Arbeitsmaschine, die die Kraft aufnimmt, eingeschaltet werden. Bei ihnen wird entweder ein Riemen zwischen Transmission und Arbeitsmaschine eingeschaltet und seine Spannungen oder durch ein Zahnradgetriebe der Zahndruck gemessen; hieraus wird dann mittels Multiplikation mit der Riemen- oder Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrades die geleistete Arbeit bestimmt.

Zahndruckdynamometer von White (sprich Weit). (Fig. 968.) Vier Kegelräder Ist bis R* sitzen auf zwei sich rechtwinklig kreuzenden Wellen BB ' <e> und CD und zwar sitzen die zwei größeren Kegelräder R, und R₃ auf der

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| lose.

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I lose.

Fig. 968.

zvrArfcai'tsmascl),

R₂ (X

von Ae.r KraFlmasch. ed.Transniiss.

Welle BB, die zwei kleineren R₂ und R₄ auf der Welle CD. Auf der Welle BB    sitzen noch    zwei feste    und zwei    lose Riemscheiben.    Ein Riemscheiben

paar wird durch Riemen von der Kraftmaschine angetrieben, während das andere durch Riemen die Kraft an die Arbeitsmaschinen weitergeben. Die festen Riemscheiben sind durch hohle Naben mit den Kegelrädern Rt bezw. Rs fest verbunden, während sie auf der Welle BB lose laufen. Auf der Welle CD sitzen die Kegelräder R₂ und R₄ ebenfalls lose. Diese Welle kann um die Welle BB frei schwingen, indem dieselbe in der Mitte eine Hülse II trägt, durch welche die Welle BB hindurchgeht. Die Welle oder Schwinge CD wird durch ein Gewicht G im Gleichgewicht    gehalten.    Auf dem andern    Ende derselben kann

ein    Gewicht Q    verschoben    werden.    Dieses Gewicht    dient zur Messung

der    übertragenen    Kraft. Liegen die    Riemen auf den    beiden Festscheiben,

so erfolgt z. B. Drehung des ganzen Getriebes in den eingezeichneten Pfeilrichtungen.

Riemendynamometer von Elihu Thompson (sprich Tomsen). (Fig. 969.) Bei diesem Dynamometer dient der Unterschied zwischen den Riemenspannungen im ziehenden und gezogenen Trum eines Riementriebes als Maßstab für die geleistete Arbeit. In der Figur ist A die Riemscheibe, welche die Kraft abgiebt, B die Riemscheibe der zu messenden Arbeitsmaschine. Über beide Riemscheiben läuft ein Riemen, der im ziehenden Ende die Spannung S₁₍ im andern die Spannung 8z besitzt. Diese beiden Spannungen werden gemessen. Zu dem Zweck ist zwischen die beiden Riemscheiben A und B eine dritte Riemscheibe C von gleichem Durchmesser wie A eingeschaltet. Zwischen A und C sind zwei Leitrollen E und D in der in der Figur angegebenen Weise eingebaut. Dieses Leitrollensystem steht mit einer ungleicharmigen Balkenwage W in Verbindung. Infolge der Spannungen S4 und 8z wirkt auf die Leitrolle E Me Kraft Qlf auf die Leitrolle D die Kraft Q₂. Der Unterschied dieser beiden Kräfte Qx und Q₂, also Qt—Q₂, wird durch das verschiebbare Gewicht Q abgewogen. Das Gewicht g hält das ganze System im Gleichgewicht. Die Drehrichtungen sind in Fig. 969 durch Pfeile eingezeichnet.

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Fig. 969.

3. Totalisierende Dynamometer.

Diese Dynamometer beruhen im allgemeinen auf demselben Prinzip wie die bisher besprochenen. Es ist zur Totalisierung, Summierung, der Arbeit nur eine Registriervorrichtung einzuschalten, welche die Leistung der Maschine aufzeichnet.

Das Aufzeichnen der geleisteten Arbeit geschieht in der verschiedensten Weile.

Wir können diese Meßinstrumente hier übergehen, da dieselben in der Praxis nicht sehr häufig vorkommen.

c. Die Manometer.

Die Manometer dienen zum Messen des Druckes von Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen in geschlossenen Gefäßen, Rohrleitungen und dergleichen.

Man unterscheidet Flüssigkeitsmanometer und Federmanometer, je-nachdem zum Messen der Druck einer bestimmten Flüssigkeit oder die Kraft einer Feder benutzt wird. Bei den letzteren kann die Feder platten- oder röhrenförmig ausgebildet sein, weshalb man Plattenfeder- oder Röhrenfedermanometer unter- o scheidet.

Die Flüssigkeitsmanometer. Als Flüssigkeit kommt bei diesen Manometern Quecksilber zur Anwendung. Man hat Heber- oder Gefäßmanometer zu unterscheiden. Bei den Hebermanometern, wie die Anordnung eines solchen in Fig. 970 dargestellt ist, kommt eine C-förmig gebogene Röhre von überall gleichem Querschnitt zur Anwendung, welche mit Quecksilber zum Teil gefüllt ist. Der eine Schenkel steht mit dem Gefäß in Verbindung, von welchem der in demselben befindliche Druck gemessen werden soll. Würde ein Druck in dem Gefäß herrschen, welcher dem Druck der Atmosphäre gleich ist, so würde in beiden Schenkeln die Flüssigkeit gleich hoch stehen. Sobald der Druck aber größer ist, so wird das Quecksilber heruntergedrückt und zwar um soviel, daß die im andern Schenkel befindliche Flüssigkeitssäule dem Druck das Gleichgewicht hält. Es sei AI z. B. die Flüssigkeit, in dem Schenkel A B, dur ch den in demselben fflf herrschenden Druck um die Höhe x über die ursprüngliche Höhe 1 M M (Stellung der Flüssigkeit bei einem Druck gleich dem der At- ||j mosphäre) heruntergedrückt, dann muß die Flüssigkeit im andern jfj Schenkel CD auch um die Höhe x über MM hinaussteigen. Die Höhe b = 2x giebt dann die Flüssigkeitssäule an, welche nötig ist, dem Druck das Gleichgewicht zu halten und ihr Gewicht selbst den herrschenden Druck.

Ein Hebermanometer nach Ausführungen von Dreyer,

Rosenkranz & Droop in Hannover zeigt Fig. 971. Der Eintritt der Druckflüssigkeit geschieht oben bei A in das Fallrohr und wirkt dasselbe sowohl auf das im engeren Glasrohr r als auch auf das im Eisenfallrohr ß befindliche Quecksilber, welches aus beiden Röhren in das gemeinschaftliche Steigrohr P drängt wird. Das Steigrohr P trägt oben ein weites Auffangegefäß, welches ein Überlaufen des Quecksilbers verhindert. Es sind bei diesem Manometer also zwei Teilungen vorhanden, eine größere durch das Rohr R, und eine R wiederum teilend, durch das Rohr r. Wegen seiner kleinen Teilungen eignet sich dieses Manometer besonders für sehr hohen Druck.

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Fig. 970.

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Fig. 971.

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Bei den Gefäßmanometern kommt nur ein Rohr zur Verwendung, welches mit einem Gefäß in Verbindung steht, das mit Quecksilber angefüllt ist.

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Fig. 972.

Fig. 972 zeigt die Ausführung eines solchen Manometers der oben genannten Firma. Das Quecksilbergefäß Q hat einen sehr viel größeren Querschnitt als die Steigröhre T. Je größer der Unterschied dieser beiden Querschnitte ist, d. h. je größer der Querschnitt des Gefäßes im Verhältnis zu dem der Röhren ist, desto kleiner braucht der Druck auf dem Quecksilber zu sein, um dasselbe in die enge Röhre schon um ein beträchtliches Stück zum Steigen zu bringen. Die Gefäßmanometer eignen sich deshalb besonders zum Anzeigen sehr kleiner Druckschwankungen. Durch' das Rohr a steht das Gefäß Q mit dem Druckbehälter in Verbindung. Die Skala für die Druckeinteilung befindet sich auf einem Brett, auf welches das ganze Manometer montiert ist. Das Steigrohr T ist oben mit einem erweiterten Gefäß versehen, welches ein Überlaufen des Quecksilbers verhindern soll.

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Ein Übelstand des eben besprochenen Gefäßmanometers ist es, daß man zur Messung eines höheren Druckes ein verhältnismäßig sehr langes Rohr georaucht. Dieser Übelstand wird durch das Manometer, Fig. 973, von derselben Firma beseitigt. Am oberen Ende des Steigrohres befindet sich ein weites Gefäß, welches mit einem Schwimmer versehen ist, welcher aus dem bis in dieses Gefäß reichenden Quecksilber ruht. Dieser Schwimmer ist mit einer Schnur oder Kette über eine Rolle gelegt und am Ende der Schnur oder Kette mit einem Zeiger versehen, welcher über eine Skala streikt. Wird jetzt ein Druck auf das Quecksilber im unteren Quecksilbergefäß ausgeübt, so steigt das ~ Bk Quecksilber im oberen Gefäß nur wenig, weil dasselbe ebenfalls einen großen Querschnitt hat. Der Schwimmer wird demzufolge nur wenig gehoben oder gesenkt und der Zeiger macht damit nur eine geringe Bewegung.

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Erwähnt sei noch, daß auch die Hebermanometer mit Schwimmer eingerichtet geliefert werden.

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Fig. 974.

Erwähnt seien noch die Multiplikationsmanometer, welche zur Messung des Druckes in Windleitungen von Kupolöfen, des Schornsteinzuges u. s. w. dienen. Bei diesen Manometern sind die beiden Glasschenkel eines Hebermanometers geneigt angeordnet. Je nach Fig 973 ‘3ct Steigung dieser Manometer wird die Ver-¹⁹ schiebung des Quecksilbers oder Wassers in den Röhren infolge eines Druckes eine mehrere Male größere als bei aufrecht stehenden Glasröhren. Fig. 974 zeigt ein solches Luftdruck-Manometer obengenannter Firma. Das Doppelschenkelrohr aus Glas, mit entsprechender Teilung in mm auf einem verschiebbaren Streifen ist in geneigter Lage, welche eine vergrößerte Teilung gestattet, an einem mit Fuß versehenen Brett befestigt.

Man füllt das Nohr so weit mit Quecksilber, daß auf dessen Stand beide Nullpunkte der Teilung eingestellt werden können. Der Stand der Teilungen in beiden Schenkeln wird immer zusammengezählt. Die Verbindung des Manometers mit der Windleitung, dem Schornstein u. dergl. erfolgt durch einen Gummischlauch. Zum Drücken dient das obere, zum Saugen das untere Nohr.

Die Federmanometer.

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Eine größere Anwendung wie die eben besprochenen Manometer finden die Federmanometer, welche, wie wir aus Obigem schon wissen, je nach Ausführung der Feder als Plattenfeder- oder Röhrenfeder-ma.nometer zur Verwendung kommen.

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Flg. 975.

Ein Plattenfedermanometer zeigt Fig. 975 Ausführung von Schaffer & Budenberg, G.m. b.H.', in Magdeburg-Buckau. In dem oval erweiterten Gehäuseteil befindet sich zwischen zwei Flanschen fest eingeklemmt eine gewellte Metallplatte, welche einen kleinen Hebel trägt. Wird jetzt von unten her gegen die Metallplatte ein Druck ausgeübt, so biegt sich dieselbe durch und hebt dabei den Hebel an. Da dieser mit einem Zahnsegment in Verbindung steht, welches er bei einer Bewegung in Drehung versetzt, und dieses wiederum mit einem kleinen Zahnrad auf der Zeigerwelle, so wird der Zeiger selbst vor einer Skala eine Bewegung ausführen und durch seine Endstellung den unter der Plattenfeder wirkenden Druck anzeigen.

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Die Zeigerwelle steht mit einer Spiralfeder in Verbindung, welche dem Hebeldruck nach oben entgegenwirkt und daher, sobald der Druck unter der Plattenfeder nachläßt, den Zeiger entgegengesetzt herumdreht bezw. in seine Endstellung zurückführt, wenn überhaupt kein Druck mehr vorhanden ist.

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Flg. 976.

Wie aus Fig. 975 ersichtlich ist, ist die gewellte Plattenfeder mit einer Dichtungs-zwischenlage einfach zwischen zwei Flanschen, die durch Schrauben zusammengezogen werden, eingeklemmt. Diese Befestigungsart der Federn läßt den Nachteil auftauchen, daß sich, weil die Federn nur durch Reibung festgehalten werden, dieselben bei anhaltendem oder stoßweise ersolgendem Druck, wobei die Schrauben immer etwas nachlassen, mehr oder weniger zwischen den Flanschen ziehen und dann bei nachlassendem Druck nicht wieder genau in ihre frühere Stellung zurückkehren. Da der Hub der Plattenfeder naturgemäß ein

nur sehr geringer sein sann, so können durch derartige Verschiebungen unangenehme Fehler auftauchen. Dieser Übelstand ist durch Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover dadurch vermieden, daß dieselben auf dem Rand der Feder einen schmiedeeisernen Ring (Fig. 976) aufnieten. Die Nietköpfe sind in entsprechende genau passende Löcher in dem unteren Flansch des Manometers versenkt, so daß ein Herausziehen der Feder mit dem Ring nach Zusammenschrauben der beiden Flanschen ausgeschlossen ist. Die Federü selbst sind unten durch versilbertes Kupferblech vor dem Rosten geschützt.

Das Manometer selbst ist im übrigen ebenso eingerichtet wie dasjenige Fig- 975. Die Röhrenfedermanometer wurden zuerst von Bourdon angegeben. Sie erhalten eine gekrümmte Röhre von ovalem Querschnitt, die an dem einem Ende mit dem Gehäuse fest verbunden ist, während sie an dem

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Srifl. 977.

Fig. 978.

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andern Ende mit einem Zeigerwerk in Verbindung steht. Die Druckflüssigkeit oder das Gas, meist Dampf, tritt in die Röhre ein und streckt bei zunehmendem Druck das freie Ende der Feder nach außen, während bei abnehmendem Druck dasselbe nach innen gezogen wird. Diese Bewegung wird auf ein Zeigerwerk übertragen. In Fig. 977 ist ein Röhrenfedermanometer nach Bourdon von Dreyer, Rosenkranz L Droop in Hannover wiedergegeben. Die Einrichtung ist nach dem eben Gesagten ohne weiteres verständlich. Zur Rückdrehung des Zeigers dient wieder, wie bei dem Plattcnfedermanometer, eine Spiralfeder. Für kleinere Drucke werden die Röhren aus Messing, Tombak oder Neusilber, für größere Drucke aus gehärtetem Stahl gefertigt. Diese Federmanometer nach Fig- 977 leiden aber auch an dem Übelstand, daß sie nach einigem Gebrauch nicht mehr zuverlässig richtig anzeigen, da die Feder mit der Zeit Federkraft verliert.

Diesem Übelstand ist durch obige Firma durch ihre Röhrenfedermanometer mit Stahlspannung nach Rosenkranz begegnet worden. Fig. 978 zeigt ein solches Manometer. Neben der Röhrenfeder R ist konzentrisch der gehärtete

Stahldraht D angeordnet, der bei x im Federkörper befestigt ist und bei y mit dem geschlossenen Ende der Röhrenfeder fest verbunden ist, so daß er an ihren Bewegungen teilnimmt und der Hebung folgt, indem er zugleich die Federkraft unterstützt und sowohl auf den Hin- als auf den Rückgang dauernd günstig einwirkt.

Die Firma sagt: „Man kann daher die mit Patent-Stahldrahtfeder nach Rosenkranz ausgerüsteten Röhrenfedermanometer für Teilungen bis 50 Atmosphären überall mit Sicherheit anwenden, wo man bisher gezwungen war, Stahlrohrmanometer zu benutzen."

„Stahlrohrmanometer unter den Druckgrenzen von 50 Atmosphären haben den Nachteil, daß sie zu dünnwandig ausfallen und daher leicht durchrosten oder springen. Über 50 Atmosphären werden dieselben ausreichend stark und sind von da an als durchaus gut und haltbar zu bezeichnen."

Zur Prüfung der Manometer auf ihre Genauigkeit dienen die Kontrollmanometer. Ein solches Mano meter ist in Fig. 97 9 (S ch ä f f er B u d en b e r g,

G. nt. b. H. in Magdeburg-Buckau) in Verbindung mit einem gewöhnlichen Manometer dargestellt. Die ganze Verbindung der beiden Manometer ist fertig zum Prüfen des obenstehenden Manometers eingerichtet. Zu dem Zwecke ist das Kontrollmanometer an dem Kontrollflansch des gewöhnlichen Manometers befestigt. Zu beachten ist,' daß das Kontrollmanometer stets nach unten hängt. Die Kontrollmanometer

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Fig. 979.

Fig. 981.

Fig. 982.

Fig. 980.

sind meist Röhrenfedermanometer mit zwei Zeigern. Die Federn sind mit Glycerin gefüllt zum Schutze gegen Eintritt direkten Dampfes. Bemerkt sei hier übrigens, daß jedes Manometer mit dem sogenannten Kontrollflansch mit Kontrollhahn nach gesetzlicher Vorschrift zum Aufschrauben des Kontrollmano-ineters versehen sein muß. Die Dimensionen dieses Kontrollflansches sind ebenfalls gesetzlich festgelegt.

Zur Prüfung der Kontrollmanometer selbst wieder dienen besondere Manometerprüfungspumpen.

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Die Verbindung des Manometers mit dem Dampfraum des Kessels geschieht zweckmäßigsten mittels eines genügend weiten Rohres, das zu einem Wassersack gebogen ist. Derartige Rohre stellen Fig. 980 u. 981 dar. Auf dieses Manometer-Wassersackrohr wird dann der Kontroll-Dreiweghahn mit Kontrollflansch geschraubt, auf diesen das Manometer selbst. Ein Kontroll-Dreiweghahn mit Kontrollflansch ist in Fig. 982¹) dargestellt. Dieser Dreiweghahn soll nicht nur die Absperrung zwischen Manometer und Kessel, sondern auch zwischen Manometer und Atmosphäre gestatten. Durch letztere Verbindung wird das Manometer entlastet, der Zeiger geht auf 0 zurück und man hat hierdurch eine allerdings nur oberflächliche Kontrolle von der Richtigkeit des Manometers.

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Für die regelmäßige Beobachtung des Dampfkesselbetriebes, Überwachung der Heizer bei Nacht u. s. w. dienen die Federmanometer mit Schreibzeug, wie ein solches nach Ausführungen von Dreyer, RosenkranzLDroop in Hannover in Fig. 983 wiedergegeben ist. Die Bewegung einer dem Druck ausgesetzten Röhrenfeder F wird durch entsprechende Hebelübersetzung auf den Zeigerarm Z übertragen, dessen Spitze auf einer Teilung den Druck wie bei einem Federmanometer angiebt. Bei 0 trägt der Zeigerarm eine mit besonderer Tinte zu füllende Füllfeder (oder einen Bleistift), welche die Druckveränderungen auf einer mit eingeteiltem Papier bespannten und durch ein Uhrwerk gedrehten Trommel T verzeichnet. Das Uhrwerk liegt unter der Trommel und muß alle 24 Stunden aufgezogen werden. Ein Zeiger zeigt die Stunden an. Der Halter 8 dient

zur Befestigung an der Wand und Aufnahme des Ganzen. Bei G wird die Verbindung mit dem Druckerzeuger hergestellt. Die senkrechte Teilung des Papierstreifens entspricht der Zeiteinteilung und stimmt mit der Stundenteilung am unteren Rande überein. Ein fester Zeiger gestattet dabei das Ablesen der Zeit. Die wagerechte Teilung entspricht dem Druck. Man kann nun aus einem solchen ausgezeichneten Diagramm nachträglich ersehen, wie und ob der Druck im Laufe der Zeit sich änderte, zu welcher Zeit er sich änderte, ob er die höchste zulässige Spannung überschritt usw. Auf die Bedienung des Kessels überhaupt ist aus dem Diagramm zu schließen.

2. Instrumente zum Messen der Geschwindigkeit oder Tachometer»

Von diesen Meßinstrumenten interessieren uns hier nur diejenigen, welche zur Ermittelung der Umdrehungszahl von rotierenden Wellen dienen.

Bei den Tachometern, welche hier in Betracht kommen, benutzt man die Centrifugalkraft eines Schwungkugelregulators und bewirkt dadurch die Verschiebung eines Zeigers.

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Es handelt sich beim Messen der Geschwindigkeit nicht nur um die durchschnittliche Geschwindigkeit einer rotierenden Welle zu einer beliebigen Zeit, sondern um die Messung der Geschwindigkeit in jedem Augenblick und um Sichtbarmachung der immer wiederkehrenden Änderungen dieser Geschwindigkeiten. Ein Zeiger streicht über eine Skala und gestattet so die Geschwindigkeiten (Anzahl der Umdrehungen pro Minute) der mit dem Tachometer verbundenen Welle zu jeder Zeit zu messen.

Entweder kommt nun bei den Centrifugal-Tachometern die Centrifugalkraft in Verbindung mit der Schwerkraft oder mit der Kraft einer gespannten Feder

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Fig. 984.

zur Anwendung.

Das Centrifugalpendel (Fig. 984). An eine SBeCe W werden gelenkartig zwei oder mehrere Pendelarme Plr P₂ angehängt, welche, sobald die Welle in Umdrehung versetzt wird, ebenfalls rotieren und infolge der Centrifugalkraft nach außen geschleudert werden. Je schneller die Welle W rotiert, desto weiter werden die Pendelarme von der Welle weg nach außen geschleudert. Die Entfernung der Pendelgewichte von der Welle giebt also einen Maßstab für die Anzahl der Umdrehungen oder der Geschwindigkeit der Welle. Verbinden wir jetzt aber noch die Pendelarme Plf Ps mit der Welle W durch gelenkartig angehängte Arme Av A₂, welche durch eine verschiebbare Hülse H an der Welle angreifen, fo wird die Hülse H bei einem Ausschlag der Pendelarme auf der Welle W verschoben. Überträgt man diese Verschiebung auf ein Zeigerwerk, so kann man dann die Geschwindigkeit der Welle W messen.

Soll ein derartiges Centrifugalpendel zuverlässige Angaben machen, so ist es nötig, daß dasselbe stets genau senkrecht steht.

Da dies aber in den meisten Fällen nicht möglich ist, so ersetzt man die Schwerkraft der Pendelgewichte durch die Kraft einer Feder und benutzt dann

das doppelte Centrifugalpendel (Fig. 985). Bei demselben sind die Pendelarme Pv P2 über ihren Drehpunkt hinaus verlängert und so die Schwerkraft der Peudelgewichte ausgeglichen. Die Hülse H drückt bei einer Verschiebung auf eine auf der Welle W sitzende Feder F, welche andererseits gegen einen festen Anschlag A auf der Welle W drückt. Die Federkraft wirkt der Centrifugalkraft also entgegen.

Handelt es sich um die Messung verschieden großer oder sehr kleiner Geschwindigkeiten, so ist nur ein Pendel vorbesprochener Art zu verwenden.

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Fig. 985.

Derartige Centrifugalpendel mit Feder sind in die Tachometer eingebaut. Fig. 986 bis 988 zeigt ein Tachometer nach Ausführungen von Schäffer & Budenberg, G. m. b. H. in Magdeburg-

Buckau.

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Dieses Tachometer ist stationär und erhält seinen festen Platz. Zum Befestigen ist es mit einem Fuß versehen. Der Antrieb erfolgt durch eine kleine Riem-

scheibe durch Riemen direkt von der

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Fig. 986.

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drehungen gemessen bezw. beobachtet werden sollen. In dem Gehäuse g befindet sichdasCentrifugal-pendel, welches hier mit einer Spiralfeder verbunden ist, welche der Ver-

Fig. 987.

schiebung der Tachometerwelle h f entgegenwirkt. Das Ende der Tachometerwelle steht mit dem Räderwerk des Zeigers in Verbindung.

Das Instrument zeigt in jedem Augenblick die Anzahl der Umdrehungen pro Minute an. Die Drehrichtung der Antriebsriemscheibe ist gleichgültig. Nur ist darauf zu achten, daß ein sehr geschmeidiger Riemen zur Verwendung kommt.

Die Aufstellung kann horizontal, vertikal oder sonst beliebig geschehen, da das Gehäuse im Stativ gedreht werden kann.

Ein Tachometer für Handbetrieb derselben Firma giebt Fig. 989 wieder. Die Einrichtung dieser Tachometer ist dieselbe wie die der eben besprochenen für Riemenbetrieb. Die Rotation der zu kontrollierenden Welle wird vermittelst einer auf biegsamem Schaft angeordneten Dreikantspitze, welche in eine entsprechende Vertiefung des Kopfendes der Welle gehalten wird, auf die Welle des Tachometers übertragen.

Die Handtachometer besitzendreiAntriebs- |pss| wellen, auf welche II lg die Dreikantspitze be- jgjgjljj liebig Paßt. Je nach- §H| dem man die Spitze auf die erste, zweite oder dritte Welle steckt, können die Instrumente von 30 bis 200, von 150 bis 1000, oder von 300 bis 2000 Umdrehungen pro Minute gebraucht werden.-Die Zifferblätter sind zu diesem Zwecke mit drei entsprechenden Skalen versehen.

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Fig. 988.

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Fig. 969.

Auch die Tachometer werden ähnlich wie die Manometer mit Registriervorrichtungen versehen, welche die Geschwindigkeitsänderungen durch ein Diagramm auf einen Papierstreifen aufzeichnen.

Zu den Meßinstrumenten zum Messen der Geschwindigkeit rotierender Wellen gehören eigentlich auch die Zählwerke, welche dazu dienen, die Anzahl der Umdrehungen einer Welle, oder die Anzahl der Hübe einer Maschine in

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einer bestimmten Zeit zu messen. Diese Zählwerke müssen, wenn sie vorteilhaft sein sollen, so eingerichtet sein, daß man von ihnen ohne weiteres jede Anzahl von Umdrehungen oder Hüben mit einem Blick ablesen kann. Am zweckmäßigsten wird dies dadurch erreicht, wenn die Anzahl direkt durch eine ganze Zahl angegeben wird. Vergegenwärtigen wir uns die Wirkungsweise eines solchen Zählwerkes an einer Ausführung von Schäffer & Budenberg, G. nt. b. H- in Magdeburg-Buckau (Fig. 990). Das dargestellte Zählwerk ist für östellige Zahlen eingerichtet. Man kann also als höchste Zahl 99999 ablesen. Der Kasten, in welchem sich das Werk befindet, ist zum Teil abgebrochen; er trägt Ausschnitte, vor welche die Zahlen treten. Man liest hier also die Einer, Zehner, Hunderter, Tausender und Zehntausender ab, d. h. wenn man z. B. nur 25 Umdrehungen zu zählen hätte, so würden nur die Zahlen der beiden letzten Ausschnitte erscheinen. Da nun 1 X 10— 10; 10x 10= 100 usw. ist, so ist auch ohne weiteres klar, daß, wenn ich das rechts sichtbare kleine Zahnrad mit einem größeren Zahnrad in Eingriff bringe, welches 10 mal mehr Zähne

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Fig. 982 ist dem Kataloge von C. W. Julius Blancke & Go. in Merseburg

entnommen

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gig. 990.

hat, als das kleine, dasselbe sich einmal herumdreht, wenn sich das kleine Zahnrad 10 mal herumdreht. Auf der Achse dieses großen Zahnrades sitzt wieder ein kleines Zahnrad, welches wieder mit einem großen Zahnrad mit 10 mal soviel Zähnen in Eingriff steht. Eine Umdrehung der zweiten Achse entspricht dann einer Zehntelumdrehung der dritten Achse usw. Bei 9 Umdrehungen der zweiten Achse treten also die Zahlen 0—9 vor die Öffnung. Nach Vollendung der 10. Umdrehung aber, hat sich auch die dritte Achse I mal herumgedreht, es erscheint dort die Zahl 1, während bei der zweiten Achse wieder die Zahl 0 erscheint. Es sind also 10 Umdrehungen oder Hübe vollendet. In gleicher Weise erscheinen die Hunderter, Tausender usw.

Mit dem dargestellten Zählwerk lassen sich nur die Umdrehungen einer Welle zählen, zu welchem Zweck der Triebling rechts mit einer kleinen Welle in Verbindung gebracht wird, welche wiederum ihre Drehung von der Welle, deren Umdrehungen zu zählen sind, erhält, indem man die kleine Welle z. V. in eine Vertiefung derselben drückt.

Die Zählwerke, welche neben der Zählung der Umdrehungszahl auch zum Zählen der Hubzahl dienen, sind fast durchweg mit der sog. Einzahn-Übertragung versehen. Ein solches Zählwerk ist nach Ausführungen der Aktiengesellschaft Strube iu Magdeburg-Buckau in Fig. 991 u. 992 dargestellt.

Der Hebel rechts, welcher die schwingenden Bewegungen des Maschinenteils mitmacht, überträgt diese auf einen mit zwei Zähnen versehenen Sperrkegelanker, welcher mit einem Sperrrad in Eingriff kommt und zwar wird das Sperrrad bei jedem Hub durch den Sperrkegel um einen Zahn vorwärts bewegt.

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Fig. 991.

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Durch diese Bewegung wird dann der ganze Mechanismus in Bewegung gesetzt und zwar dienen dazu Zahnräderübertragungen nach Fig. 993.

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Fig. 992.

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Fig. 993.

Breslauer, „DerMaschinenbau", schreibtdazu: |jgl „Auf der Achse B sitzt eine Scheibe S; auf ihrer unteren Seite trägt sie einen Zahn S₁₍ während unmittelbar hinter demselben die Scheibe mit einem Ausschnitt versehen ist. Auf der Welle Bt ist ein zehnteiliges Zahnrad Z angebracht, in dessen verhältnismäßig weite Lücken runde Stifte eintreten. Die Achsen B und Bx sind dabei in einer solchen Entfernung voneinander gelagert, daß der Umfang der Scheibe 8 gleichzeitig zwei Stifte der anderen Scheibe streifen kann. Bei der Drehung der Scheibe 8 in dem Sinne des Pfeiles wird der Stift Sx zunächst den Zahn des Zahnrades Z, welcher in der Mittellinie der beiden Achsen B und Bx zu stehen kommt, mitnehmen und dadurch den nächstfolgenden Stift 2 bis zu dieser Mittellinie verschieben, in welche zu gleicher Zeit auch der Ausschnitt der Scheibe 8 ein-treten muß. Bei der Fortbewegung der Scheibe wird dadurch der Stift 2 mitgenommen bis zu

der Stelle, an welcher Stift 1 gestanden hat, so daß die Scheibe 8 nunmehr die beiden Stifte 2 und 3 streifen wird. Auf diese Weise macht die Welle B eine Zehntelumdrehung, während die Welle B eine Umdrehung macht." In gleicher Weise werden dann die weiteren Wellen für die Hunderter, Tausender usw. angetrieben.

Behufs Zählung von Umdrehungsbewegungen wird der Hebel rechts, Fig- 991, entfernt und ein Zapfen in die auf der Rückseite des Apparates

88

Prakt. Maschinenbauer.

'698

befindliche Öffnung für den Antrieb des Sperrkegels gesteckt, indem man ihn gleichzeitig in geeigneter Weife mit der Welle verbindet, deren Umdrehungen gezählt werden sollen.

Will man den Apparat auf Null zurückstellen, so drücke man den Hebel links auf die Seite, wodurch sämtliche Rädchen frei werden und auf Null eingestellt h werden können.

Diese Apparate werden auch nach Fig. 994 geliefert, indem sämtliche Rädchen auf einer Achse nebeneinander angeordnet werden. Schäffer L Budenberg fertigt unter anderen solche Apparate.

Rotationszähler anderer Art, welche auf dem folgenden Prinzip nach Fig. 995 beruhen, sind wohl am meisten im Gebrauch. Auf einer Welle A ist eine kleine Schnecke 8 angeordnet, welche mit zwei auf einer Achse B sitzenden Schneckenrädern K, und ß₂ in Eingriff steht. Von diesen beiden Schneckenrädern fitzt das Rad R₂ auf der Welle B fest, das Rad B₂ lose. Das Rad Bz hat aber auch noch einen Zahn mehr als das Rad R₂ und zwar hat gewöhnlich das Rad Bz 101 Zähne, während das Rad Rt 100 Zähne hat. Das Rad R₂ ist mit zwei Skalen, einer äußeren und einer inneren, versehen, über welche Zeiger streichen. Der Zeiger Z₂, welcher mit dem Gehäuse fest verbunden ist, läuft über die äußere Skala, der Zeiger Z,, welcher fest auf der Welle B sitzt, über die innere Skala. Bei einer Umdrehung der Welle A oder der Schnecke 8, r.t icht die Welle B oder das Schneckenrad R₂ eine hundertstel Umdrehung, weil das Schneckenrad R, 100 Zahne hat, eine Übersetzung 1:100 also zwischen Schnecke und Schneckenrad herrscht. Es sind demzufolge 100 Umdrehungen der Schneckenwelle A erforderlich, um eine Umdrehung der Welle B zu erhalten, / und dadurch das Fortrücken des Zeigers Z₂ um einen Teilpunkt auf der äußeren Skala. Das Schneckenrad R₂ bleibt gegen das Schneckenrad Rx stets um einen Zahn zurück, weshalb man mit einer solchen Einrichtung 100x101 = 10100 Umdrehungen zählen kann, nach welcher Zahl der Zeiger Z, der inneren Skala seine Anfangsstellung wieder einnimmt.

Ein so eingerichteter Rotationszähler ist in Fig. 996 wiedergegeben. Die Schneckenwelle ist mit einer Dreikantspitze versehen, mittels welcher der Zähler in eine Vertiefung der Welle gedrückt wird. Sollte die Welle auf der

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Stirnfläche spitz sein, so dient eine ausgehöhlte Hülse A zur Übertragung der Umdrehungen der Welle auf die Schneckenwelle.

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Die beiden Schneckenräder, Differentialräder, liegen hier übereinander und zwar liegt das Rad mit 101 Zähnen unter dem Rad mit 100 Zähnen, welches mit den beiden Skalen versehen ist; auf einer hohlen Welle ist das untere Rad fest aufgeschoben, während das obere Rad sich lose auf derselben drehen kann. Durch diese Hohlwelle reicht ein Zapfen, welcher in der unteren Gehäusewand befestigt ist und fest steht. Mit diesem ist der längere Zeiger fest verbunden; er steht somit fest, während der kürzere Zeiger die Umdrehungen der Hohlwelle mitmacht. Der längere Zeiger giebt somit die vollen, der kürzere die Bruchteile der Umdrehungen der Schneckenwelle an.

3. Instrumente zum Messen der Arbeit.

Von den Instrumenten dieser Gattung kommen für uns nur die Indikatoren in Betracht, welche dazu dienen, die Druckänderungen in den Cylindern der Kraftmaschinen zur bildlichen Darstellung zu bringen. Aus dieser bildlichen Darstellung kann dann die von der Maschine in einer bestimmten Zeit geleistete Arbeit berechnet werden. Da die Indikatoren nun wohl am meisten zur Ermittelung der geleisteten Arbeit von Dampfmaschinen benutzt werden, so müßten sie also die Spannung des Dampfes im Cylinder in einer bestimmten Zeit aufzeichnen. Man benutzt als Aufzeichnungszeit einen Kolbenhub der Maschine. Breslauer, „Der Maschinenbau", sagt: „Der Indikator zeigt uns nicht allein an, welchen Einfluß der Dampf beim Betriebe der Dampfmaschinen ausübt,

sondern er belehrt uns auch über die Thätigkeit der Maschinenteile, welche zur Regelung des j?

Dampfeintrittes und des Dampfaustrittes dienen.

Während wir also einerseits durch den Indikator    -

in die Lage versetzt werden, das Wesen der treibenden Kraft der Flüssigkeiten oder Gase bei den Kraftmaschinen zu studieren, so können wir andererseits umgekehrt aus den Beobachtungen, welche wir dabei machen, die Aufzeichnungen des Indikators dazu benutzen, um auf den Zustand der Kraftmaschine rückzuschließen. Die Aufzeichnung des Indikators sagt uns dann nicht allein, daß wir mit einer höheren oder niederen Spannung in dem

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Fig. 997.

einen oder betn anderen Falle gearbeitet haben, sie zeigt uns auch an, wenn der Kolben oder Stenermechanismns undicht ist, oder wenn letzterer die Dampf-eintrittS- oder DampfaustrittS-Kanäle zu früh oder zn spät abschließt oder wieder eröffnet. Kurz, wir sind in der Sage, mit Hilfe des Indikators einen großen Teil der Unregelmäßigkeiten zu kontrollieren, welche innerhalb der Kraftmaschinen vor sich gehen und welche die Veranlassung größerer Verluste fein mußten, ohne daß wir der Ursachen gewahr würden, wenn wir uns nicht des Indikators zur Prüfung der Kraftmaschinen bedienten."

DaS Instrument zeichnet nun mit seinem Schreibstift auf einem auf einer Trommel befindlichen Papierstreifen eine Linie auf, welche in sich selbst zusammenläuft und eine Fläche umschließt. Der Lauf der Umgrenzuugslinie zeigt uns bann die Vorgänge im Cylinder an, während die umschlossene Fläche zur Berechnung der geleisteten Arbeit dient. Eine solche Figur nennt mau Diagramm oder Schaubild.

In Fig. 997 ist das Diagramm einer Auspuffmaschine mit Expansion dargestellt. Jedes Diagramm geht von einer horizontalen Linie a t, der atmosphärischen Linie auS, welche vom Indikator gezeichnet wird, wenn kein anderer Druck auf dem Kolben derselben stattfindet, als der der Atmosphäre. Diese Linie ist für daS Diagramm von großer Wichtigkeit, denn von ihr aus werden die verschiedenen Druckänderungen gemessen.

Der Jndikatorkolbeu nun, welcher mit dem Schreibstift in Verbindung steht, muß bei dem weiteren Aufzeichnen des Diagramms genau dem veränderlichen Dampfdruck beim Hin- und Rückgang des Kolbens folgen. Die vier Perioden, welche bei einem Hin- und Rückgang beS Kolbens auftreten, sind in Fig. 997 verzeichnet als Eintritt, Expansion, Austritt und Kompression. Die beiden ersteren Perioden treten beim Kolbenhingang, die beiden letzteren beim Kolbenrückgang auf. Sobald der Dampfdruck steigt, wird auch der Kolben des Indikators gehoben und somit der Schreibstift, so daß er also eine aufsteigende Linie beschreibt, bei sinkendem Dampfdruck muß umgekehrt eine fallende Linie verzeichnet werden, weil auch dann der Jndikatorkolbeu unter Einwirkung einer Feder sinkt.

AuS einem solchen Diagramm kann man nun folgendes erkennen:

1.    Welche höchste Dampfspannung im Cylinder der Dampfmaschine thätig war. Es ist das sehr wichtig, um dem Kesseldrucke gegenüber zu wissen, ob und wodurch Druckverluste entstanden.

2.    In welcher Stellung beS Kolbenhubes der höchste Druck erreicht wurde.

3.    Wie der Druck sich während eines Kolbenhubes änderte.

4.    In welchem Punkte der Dampfeintritt abgeschnitten wurde (Füllung).

5.    Ob das Abschneiden allmählich oder plötzlich erfolgte.

6.    In welchem Punkte beS Kolbenhubes und mit welchem Druck die DampfauSströmung erfolgte.

Da die Bewegung des Jndikatorkolbens durch den Dampfdruck auf eine Feder übertragen wird, so ist es notwendig, daß, entsprechend den vorkommenden höchsten Dampfdrücken bei verschiedenen Maschinen, verschiedene diesen Drucken

entsprechende Federn eingesetzt werden. Nachdem zum Zwecke des Auswechseln? der Federn der obere Deckel des Jndikatorcylinders abgeschraubt ist, kann man den Kolben herausziehen und nach Abschrauben des Kolbens von der Kolbenstange, die auf dieser sitzende Feder auswechseln.

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Der Indikator von Richards (sprich: Ritschards) (Fig. 998). Jeder Indikator besteht eigentlich aus zwei Teilen, dem Jndikatorcylinder und dessen Zubehör und der Papiertrommel. Der Indikator-kolben K bewegt sich in einem kurzen Cylinder E, welcher in dem eigentlichen Jndikatorcylinder C unten eingeschraubt ist.

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Direkt unter dem Kolben setzt sich das Verbindungsstück zum Anschrauben des Indikators an dem Dampfcylinder an den Cylinder 0 an. Dasselbe ist mit einem Hahn H versehen. Zwischen

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dem oberen Teil des Cylinders E und dem Chlinder C bleibt ein freier Raum, welcher eine Abkühlung des Cylinders E verhindern soll, da sich dort ein Dampfmantel bildet. Die Kolbenstange 8 findet in dem abschraubbaren Cylinderdeckel D Führung. Zwischen Kolben K und Cylinderdeckel D sitzt die Jndikatorseder welche dem Dampfdruck entgegenwirkt. Diese wird mittels der Muttern M, und M₂ gehalten.

Fig. 998.

Nach Abschrauben des Kolbens K von der Kolbenstange 8 läßt sich diese Feder leicht auswechseln.

Da der Kolben nur einen sehr geringen Hub macht, so kann man nicht direkt am Ende der Kolbenstange den Schreibstift befestigen, welcher das Diagramm aufzeichnen soll, muß vielmehr noch eine Hebelübersetzung einschalten, welche den Hub des Kolbens vergrößert und ein so entsprechend größeres Diagramm aufzeichnet. Zu dem Zwecke ist nach Fig. 999, welche eine Darstellung dieses Indikators von Schaffer & Budenberg, G. m. b. H., in Magdeburg-Buckau wiedergiebt, der Cylinder C mit zwei Armen versehen, von denen der eine den Hebel trägt, an welchem die Kolbenstange 8 gelenkartig angreift, der andere den Gegenlenker, für den zwischen beiden an einem Verbindungshebel sitzenden Schreibstift.

In dieser Hebelübersetzung liegt ein Übelstand des Richardschen Indikators, indem der Mechanismus durch seine großen Massen zu sehr ins Schwingen gerät

und daher zackige Diagrammlinien aufzeichnet. Diese Indikatoren sind daher über 200 Touren der Maschinen nicht zu verwenden.

Der zweite Teil jedes Indikators, die Papiertrommel oder der Schreibcylinder ist mit dem Jndikatorcylinder fest verbunden. Sie besteht aus einem Cylinder P₂, welcher über einen Cylinder P, geschoben ist. Unten tragen diese beiden Cylinder eine Schnurrolle S, welche wiederum lose drehbar auf einem Zapfen F sitzt. Während die Schnur beim Hingang des Kreuzkopfes die Papiertrommel mitnimmt, muß beim Rückgang des Kreuzkopfes die Schnur im andern Sinne abgewickelt werden. Dies geschieht durch eine Spiralfeder F₂, welche in der verlängerten Nabe N der Schnurrolle 8 lagert und einerseits mit dieser,

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andererseits mit dem Zapfen F verbunden ist. Die Rolle R dient als Leitrolle für die Schnur. Auf dem Papiercylinder sind zwei Klemmfedern an ebracht, welche das Papier aufnehmen, siehe Fig. 999.

Der Kolben erhält einen Durchmesser von 20,3 mm.

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Fig. 999.

Indikator von Thompson (sprich: Tomsen). Fig. 1000 u. 1001. Der Übelstand des Richardschen Indikators der großen schwingenden Massen in der Hebelübersetzung ist bei dem Indikator nach Thompson 888 auf das geringste Maß beschränkt, indem diese Hebel möglichst kurze Wege zurücklegen. Deshalb können diese Indikatoren für Maschinen bis 600 Umdrehungen je nach ihrer Ausführung gebraucht werden. In Fig. 1000 ist nur der Jndikatorcylinder, in Fig. 1001 ein Indikator neuester Bauart nach Ausführung von S ch äffer & Bud enb erg, G. m. b. H., in Magdeburg-Buckau wiedergegeben. Der Jndikatorkolben K ist hier direkt in den Chlinder C eingesetzt und im übrigen ebenso konstruiert wie bei dem Indikator nach Richards. Der obere Teil des Cylinders trägt wieder zwei Arme. An dem einen derselben ist der Hebel, an dem die Kolbenstange angreift, gelenkartig angehängt, während an dem andern der Lenkerhebel für den Schreibstift angebracht ist. Der Schreibstift sitzt hier aber direkt an dem Ende des Hebels, welcher von der Kolbenstange gehoben oder gesenkt wird, während der Lenker möglichst nahe dem Angriffspunkt tier Kolbenstange an diesem Hebel angreift,

damit nur kleine Wege zu machen sind. Der ganze Hebelmechanismus kann um den Cylinder gedreht werden, so daß der Schreibstift von der Papiertrommi l

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Fig. 1000.

Fig. 1001.

entfernt werden kann. Die neuere Bauart nach Fig. 1001 zeigt einen zum Zwecke der Reinigung leicht herausnehmbaren, von Dampf umspülten Cylinder und ist lose vermittelst eines Kugelgelenkes auf der Kolbenstange befestigt. Dieses Kugelgelenk bildet gleichzeitig die Befestigung für die doppelt gewundene Kolbenfeder.

Der Schreibcylinder ist im wesentlichen ebenso ausgeführt wie derjenige der Richardschen Indikatoren und zeigt nur insofern eine Abweichung, als die Papiertrommel direkt auf die Schnurscheibe aufgesetzt und anstatt mit einer flachgewundenen Feder für die Rückwärtsbewegung mit einer Spiralfeder versehen ist. Fig. 1002 zeigt den Schreibcylinder. Obige Firma liefert diesen Indikator in zwei Ausführungen, einer großen und einer kleinen. Es heißt in beren Katalog:

Der Thompson-Jndikator und zwar sowohl die große als auch die kleine Ausführung desselben wird mit einem Kolbendurchmesser von 20,3

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ausgeführt.

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Fig. 1002.

Außer dem 20,3 mm-Kolben wird jedem Instrument ein kleiner Kolben, dessen Querschnitt gleich x/₂ desjenigen des großen Kolbens ist, beigegeben, welcher gegen den größeren ausgewechselt werden kann. Dieser kleinere Kolben gleitet in dem unteren, engeren Teile des Jndikatorcylinders. Für den großen und kleinen Kolben kommen dieselben Federn zur Anwendung und zwar wird die-

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8fig. 1003.

selbe Feder bei Benutzung des kleinen Kolbens ¹f₂ so viel zusammengedrückt wie bei Benutzung des großen Kolbens unter demselben Druck."

Das große Modell ist brauchbar bis zu 400 Umdrehungen in der Minute,

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Indikator von Rosenkranz. Ausführung von Dreyer, Rosenkranz & Droop, in Hannover (Fig. 1003 und 1004). Die neueste Ausführung dieses Indikators erhält behufs Vermeidung der Abkühlung des Cylinders einen besonders ausgebildeten Dampfmantel. Der Cylindereinsatz E bildet unten

bei D einen Dampfmantel von solcher Sänge, daß der Kolben K, auch in den höchsten Stellungen, sich nur in der dünnwandigen Strecke bewegt. Es liegt aber auch, um eine Ausdehnung dem ganzen Cylinder möglich zu machen, Teil E nicht an dem Außencylinder C unmittelbar an, sondern es ist ein kleiner Spielraum dazwischen vorgesehen.

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Dieser Einsatz E ist oben in den Cylinder C eingeschraubt und dichtet bei x leicht ab. Der Cylinderdeckel R, welcher das Schreibzeug trägt, das sich auf ihm herumdrehen läßt, ist in dem Einsatz E eingeschraubt.

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Der Drehschieber 8 mit der Handhabe P gestattet in jeder Sage des Indikators den Kondens-wasserabfluß einzustellen.

Fig. 1004.

Die Papiertrommel zeigt dieselbe Einrichtung wie die in Fig. 1002 dargestellte. Fig. 1004 ist mit einer Papiertrommel mit Anhaltevorrichtung versehen, worauf wir später noch zu sprechen kommen.

Während die Indikatoren nach Thompson und Richards meist nur einfach gewundene Federn haben, erhält der Indikator nach Rosenkranz eine doppelt gewundene Feder. Fig. 1005 zeigt eine solche Feder mit den beiden Muttern zum Befestigen am Kolben einerseits und am Cylinderdeckel IDM andererseits. Je länger nämlich einfach gewundene Federn werden, desto leichter haben sie das Bestreben, sich seitlich auszubiegen und an den Cylinderwandungen zu reiben. Bei doppelt gewundenen Federn wird dies kaum zu befürchten sein, da diese steif genug werd kn.

1005.

Für hohen Wasserdruck erweist sich der 20 mm-Jndikatorkolben ttl§ zu groß und wird daher zu starke Federn voraussetzen, welche in gtg™ betn Dampfcylinder des Indikators keinen Platz finden. Es werden daher für diesen Fall nach Vorschlägen von Prof. Riedler kleinere Jndikatorkolbcn angewendet (Fig. 1006). Um nun die gewöhnlichen Indikatoren verwenden zu können, werden Ansatzstücke P auf den ursprünglichen Jndikatorkolben geschraubt, welche den kleineren Kolben K aufnehmen. Sollte dieser Kolben K noch nicht Rein genug sein, so kann man noch besondere Reduktions-Stücke einsetzen.

89

Prakt. Maschinenbauer.

Im folgenden sollen nun noch einige Teile der Indikatoren näher besprochen

werden.

Der Papier- oder Schreibcylinder. Die gewöhnliche Einrichtung der Schreibcylinder haben wir schon bei Besprechung der einzelnen Indikatoren kennen gelernt. Es erübrigt hier noch, die Schreibcylinder mit Anhaltevorrichtung näher zu besprechen. So lange bei dem Schreibcylinder ohne Anhaltevorrichtung der Kreuzkopf, an dem gewöhnlich die Schnur der Schnurrolle befestigt wird, seine hin- und hergehende Bewegung vollführt, wird auch der Schreibcylinder

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Fig. 1007.

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hin- und hergehen. Man muß also, um eine neues Papier aufzustecken, die Schnur außer Verbindung mit dem Kreuzkopf bringen, was immer sehr umständlich ist. Hier sind die Anhaltevorrichtungen angebracht, welche ein Feststellen des Schreibcylinders gestatten, ohne die Schnurrolle anzuhalten oder die Verbindung zwischen Schnurrolle und Kreuzkopf stören zu müssen. Man kann also während des Betriebes leicht ein neues Papier aufstecken. Die Anhaltevorrichtung von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover ist in Figur 1007 wiedergegeben. Der Indikator, Figur 1004, war auch schon mit einer solchen Vorrichtung versehen. Auf dem Dorn D dreht sich die Hülse H, welche mit dem Schnurkranz 8 ein Stück bildet und behufs Rückdrehung mit Federgehäuse und Feder F versehen ist. Um die Hülse H dreht sich eine zweite Hülse Hx, welche die Papiertrommel aufnimmt. Diese Hülse liegt gegen den Anschlag 2 mit Anschlagschraube 1 an und schwingt so mit dem Schnurkranz 8 als ein Ganzes für gewöhnlich mit. Die Hülse, welche die Papiertrommel trägt, besitzt indes unten einen Teil eines Zahnkranzes Z. Auf einer kleinen Säule T ist die Sperrklinke K angebracht, die durch den federnden Riegel R, welcher

durch Verschiebung an dem Knopf 0 verstellt wird, beliebig bei der Drehung der Trommel P zum Eingriff mit den Zähnen Z gebracht werden kann. Stellt man auf diese Weise die Papiertrommel fest, so schwingt der Schnurkranz im Betriebe ruhig für sich weiter und die Schnur zur Maschine bleibt straff und

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Fig. 1009.

Fig. 1008.

thätig. Man kann nun ein neues Papier aufstecken und durch eine kleine Verschiebung des Knopfes 0 den Eingriff wieder auslösen, so daß die Papiertrommel wieder mitschwingt.

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Hubverminderungs-Rolle. Um den Hub der Maschine auf die Papiertrommel übertragen zu können, muß man eine Verminderung, Reduktion, desselben vornehmen, da selbstverständlich nicht die Papiertrommel den ^

Fig. 1010.

Hub der Maschine in der wirklichen Größe v mitmachen kann. Dazu kann man nun beliebige Hebelanordnungen sich für jeden Fall herstellen. Diese haben immer den Nachteil, daß die Schnur ungleichmäßig gespannt wird, was stets eine Störung in der Abnahme des Diagramms bedeutet. Es ist daher vorteilhafter, die drehende Bewegung der Papiertrommel auch für den Zwischenmechanismus, welcher zur Hubverminderuug dient, beizubehalten. Man benutzt daher hierzu besondere

Hubverminderungsrollen. Man unterscheidet solche hubvermindernde Rollen, welche an einem Teil der Maschine irgendwo befestigt werden und solche, welche direkt an dem Indikator angebracht werden.

Eine sehr zweckmäßige Ausführung der ersten Art ist die Hubverminderungsrolle nach Stanek, wie sie von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover und SchäfferLBudenberg in Magdeburg-Buckau ausgeführt wird. Fig. 1008 bis 1010 *). Ein Stellring R dient dazu, einen Befestigungspunkt zu schaffen, zu welchem Zwecke der Ring mit den drei Stellschrauben p um irgend einen Dorn, Mutter usw. gespannt wird. Bei x kaun ein langer Dorn D eingesetzt werden. Oft macht es sich indes einfacher, eine Stellschraube p zu entfernen und den Dorn D statt derselben einzuführen. Diese oder jene Anbringungsart hängt von den örtlichen Verhältnissen ab. Der Dorn D dient nun zur Aufnahme des eigentlichen Hebelverminderers und gestattet seiner Länge halber eine in ziemlich weiten Grenzen verstellbare Höhenlage und beliebige Drehung der Hülse H, welche durch die Klemmschraube P festgestellt wird, im Kreise. Die Hülse H nimmt bei 8 eine Spindel T aus Stahl mit Linksgewinde auf, ferner ist mit ihr an einem Ende eine leichte Blechtrommel Q fest verbunden. Diese Trommel ist behufs Rückdrehung, ebenso wie die Papiertrommel der Indikatoren, mit einer starken Spiralfeder versehen, deren eines Ende an der Spindelmutter festsitzt. Behufs fortwährender Spannung derselben, auch im Ruhezustände, ist ein Anschlag angebracht, welcher sich indes bei drehender Bewegung von selbst auslöst. Die Trommel Q ist dazu bestimmt, die zur Maschine führende Schnur aufzunehmen, welche über eine in der Ebene der Bildfläche drehbare Rolle V läuft. Wenn die Trommel Q, den Bewegungen der Maschine folgend, sich dreht, so wandert sie den Schraubengängen der- Spindel entsprechend hin und her, und zwingt die Schnur, sich in Schraubenwindungen nebeneinander zu legen, sodaß die ganze Breite von Q ausgenutzt werden kann. Das andere Ende der Spindel T ist mit Innengewinde versehen und dient zur Aufnahme der verschieden großen Rollen 1—10, auf welche sich die Schnur für die Papiertrommel des Indikators aufwickelt. In Fig. 1008 und 1009 ist eine dieser Rollen Nr. 10 eingeschraubt gedacht. Die von hier ablaufende Schnur wird über ein Rollenpaar b mit fester und c mit drehbarer Rolle geführt. Die an der Hülse H sitzenden Arme bilden die Rollenhalter. Die Schnur, welche zur Maschine führt, ist am Ende mit einem Ring versehen, welcher infolge des an dem Rollenhalter angebrachten Stiftes das Durchgleiten der Schnur verhindert, sodaß bei gehöriger Länge derselben die Schnurwindungen gleichmäßig auch im Ruhezustände aufgewickelt bleiben. Für den Betrieb ist in diese Schnur eine Hilfsschnur einzuhängen.

Die Größe der Schnurrollen 1—10 richtet sich noch dem Hub der Maschine und sind zu nehmen:

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Hub der Maschine in mm 3900 2750 2020 1650 1250 900 700 540 400 280 Zugehörige Rolle

9 Die Fig. 1008—1010 sind dem Katalog der Firma Dreyer, Rosenkr anz L Droop in Hannover entnommen.

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Eine Hubverminderungs-Rolle, welche unmittelbar unter dem Indikator angebracht wird, zeigt Fig. 1011 und 1012 nach Ausführungen von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover. Die Rolle R aus Aluminium, behufs Rück-

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Fig. 1012.

drehung mit einer starken Spiralfeder P (Fig. 1012) versehen, wird von der Maschine mittels einer Schnur bewegt, welche über eine drehbare Leitrolle P

(Fig. 1011) läuft. Die Rolle R ist an einem Arm V angebracht, dessen eines abgeplattete Ende unter der Tragplatte der Papiertrommel befestigt wird- Um den Hubverminderer anzubringen, wird nach Entfernung der Flügelmutter H der Vermindere! mittels der Mutter M unter der Papiertrommel des Indikators befestigt, so daß die Leitrollen des Indikators mit der kleinen Rolle des Ver-minderers in einer Ebene liegen. Die Welle 0 8, auf welcher die Rolle R sitzt, ist mit Gewinde versehen, dessen Gängen die Rolle bei der Drehung folgt, so daß die Schnur sich in Schraubenwindungen aufwickelt. Dieselbe Welle nimmt die eigentlichen Vermin derungsrollen 1 bis 4 auf, die mittels der Mutter L gegen die große Rolle gedrückt werden. Die von der Papiertrommel kommende Schnur wird um die betreffende Verminderungsrolle geschlungen und mittels Knoten in dem Einschnitt derselben eingehakt. Der Anschlag ist durch einen Gummiring g auf der Spindel bewirkt, und erfolgt beim Reißen der Schnur ein sanftes Bremsen.

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Es gehört hier Rolle zu einem Hub der Maschine von 1500 1000 800 500 mm.

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Bei 2000 mm Hub wickelt sich die Schnur von der Papiertrommel unmittelbar auf die Welle OS, welche zur Aufnahme der Rollen 1—4 dient und ist in diesem Fall selbst Verminderungsrolle.

Anbringung der Indikatoren und ihre Verbindung mit der Maschine. An jeder Maschine sind an beiden Cylinderenden hinter dem Kolben je ein Jndikatornocken vorgesehen, deren Bohrungen zur Aufnahme der Indikatoren selbst oder deren Verbindungsrohre dienen. Sind die Indikatoren entfernt, so werden die Öffnungen durch eine passende Schraube verschlossen. Durch die Bohrungen der Jndikatornocken tritt der im Cylinder befindliche Dampf unter den Jndikatorkolben. Im folgenden seien zwei der gebräuchlichsten Anbringungsarten von Indikatoren wiedergegeben. Die Figuren sind betn Katalog von Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover entnommen.

Fig. 1013 zeigt die Anbringung eines Indikators, welcher mittels unmittelbar an ihm befestigten Hubverminderer verbunden ist. Der Indikator ist mit einem Dreiweghahn auf ein Bogenrohr geschraubt, welches beide Jndikatornocken

miteinander verbindet. An dem Kreuzkopf der Maschine sitzt der in den Zapfen desselben geschraubte Mitnehmer M, der die Schnur vom Hubverminderer aufnimmt. Die Schnur wird an dem auf dem Mitnehmer M verstellbaren Stift x mittels Ringes angehängt und ist, wenn der Indikator keine Anhaltevorrichtung besitzt, hier leicht abzuziehen.

Fig. 1014 zeigt die Anbringung von zwei Indikatoren, die mittels Hub-verminderer nach Stanek mit der Maschine verbunden sind. Auf jeden Indikator-nocken ist ein Indikator geschraubt. Bei genauen Versuchen sind stets zwei Jn-

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Fig. 1014.

dikatoren anzubringen. Die gelieferten Diagramme sollen dann möglichst übereinstimmen. Die Papiertrommeln beider Indikatoren sind durch eine Schnur verbunden und arbeiten gleichzeitig. Die Hubverminderungs-Rolle nach Stanek (siehe Fig. 1008) ist mittels des Stellringes R an der Deckelschraube des Cylinders bei O befestigt und auf den dort eingesetzten Dorn D gesteckt. Der Mitnehmer M zur Schnur für den Maschinenhub ist in den zweiteiligen Stellring V ge-schraubt, welcher auf der Nabe des Kreuzkopfes befestigt wird.

Zur Befestigung des Stellringes R könnte auch die Fundamentschraube P benutzt werden.

Für die Verwendung der Indikatoren zu Untersuchungen von Dampfmaschinen sind besondere Bestimmungen vom Verein deutscher Ingenieure und dem Verbände der Dampfkessel-Überwachungsvereine aufgestellt, welche in den Grundsätzen und Anleitungen für die Untersuchungen an Dampfkesseln und Dampfmaschinen zur Ermittlung ihrer Leistung enthalten sind. Die betreffenden Bestimmungen seien im folgenden wiedergegeben:

1.    Die Indikatoren sind möglichst unmittelbar am Cylinder ohne lange und scharf gekrümmte Zwischenleitungen anzubringen. Die Verbindung beider Cylinderenden zu dem Zwecke der Verwendung nur eines Instrumentes für beide Kolbenseiten ist bei Dampfverbrauchsversuchen zu vermeiden.

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Bei genauen Versuchen ist an jedem Cylinderende ein Indikator zubringen.

2.    Bei rasch gehenden Maschinen mit kleiner Füllung sind gebotenen Falles Indikatoren mit reduzierten Massen anzuwenden.

3.    Die zur Verwendung kommenden Indikatoren und deren Federn müssen vor Beginn des Versuches entweder durch direkte Belastung oder an offenen Quecksilber-, bezw. Justiermanometern bei einer der mittleren Dampfspannung des Versuches entsprechenden Temperatur geprüft werden.

Diese Prüfung ist nach Versuchen von längerer Dauer zu wiederholen; ergeben sich Unterschiede, so ist der Mittelwert maßgebend; sind tägliche Federprüfungen während der Versuchszeit ausführbar, so sind diese vorzuziehen.

Die Druckskalen sind durch Druckbelastung, die Vakuumskalen durch Luftleere festzustellen. Die Skalen sehr schwacher Vakuumfedern sind nach dem jeweiligen Barometerstände und in derselben Lage zur Horizontalen zu berichtigen, welche sie während des Versuches inne haben.

4.    Die Übertragung der Kolbenbewegung auf die Papiertrommel muß möglichst direkt mit Hilfe solcher Vorrichtungen geschehet!, welche, die Bewegungen genau proportional den Kolbenwegen wiedergeben. Durch die Übertragung darf kein toter Gang der Papiertrommel entstehen, auch sollen die Schnüre nicht peitschen.

5.    Bei Entnahme von Diagrammen ist der Indikator gehörig vorzuwärmen; deshalb soll, bevor man den Stift schreiben läßt, der Kolben einige Spiele machen. Vor dem Ziehen der atmosphärischen Linie ist der Kolben je einmal auf- und einmal abwärts zu drücken und langsam in seine Gleichgewichtsstellung zurückzulassen. Weichen die erhaltenen Äinien erheblich voneinander ab, so ist das Instrument zu reinigen. Der Kolben soll dann bei herausgenommener Feder in aufrechter Stellung des Indikators durch sein Gewicht gleichmäßig niedersinken.

6.    Während des Versuches sind je nach der Gleichförmigkeit der Belastung alle 10—20 Minuten Diagramme an jedem Cylinderende möglichst gleichzeitig abzunehmen. Die Diagramme sind mit Ordnungsnummern und der Zeit der Entnahme zu versehen.

7.    Jedes Diagramm ist mindestens zweimal zu schreiben und sollen sich die erhaltenen Linien nahezu decken. Die Diagramme dürfen außer leichten Wellenlinien, welche den wirklichen Verlauf der Curve noch mit Sicherheit erkennen lassen, keine sichtbaren Einflüsse des Instrumentes zeigen.

8.    Die Ausrechnung der Diagrammflächen geschieht mit Hilfe eines Polarplanimeters oder in anderer zuverlässiger Weise und ist der Kontrolle wegen zu wiederholen. Durchmesser des Dampfcylinders, Hub des Kolbens sind zu messen, der Querschnitt der Kolbenstange in Rechnung zu nehmen.

Der Polarplanimeter. Mittels des Polarplanimeters kann man den Inhalt des Diagrammes ohne weiteres messen, indem derselbe durch Zahlenscheiben angezeigt wird. In Fig. 1015¹) ist der Polarplanimeter von Amsler Söffen dargestellt. Will man mit Hilfe des Planimeters ein Diagramm be-

rechnen, so stellt man zunächst die Spitzen x und y so ein, daß das Diagramm der Länge nach, in der atmosphärischen Linie gemessen, genau zwischen diese Spitzen paßt. Dann stellt man das Planimeter derart auf das Reißbrett auf, das mit Papier überzogen sein soll und auf dem das zu messende Diagramm befestigt ist, daß es auf der Rolle A, dem Fahrstifte B und der Nadelspitze C ruht. Die mit einem Gewicht belastete in das Papier leicht einzudrückende Spitze C muß während des ganzen Meßverfahrens unverrückt bleiben; ihre Lage zur Figur ist willkürlich, nur muß sie das Umfahren derselben mit dem Fahrstifte B ermöglichen. Wenn irgend möglich, wähle man den Platz für C außerhalb der Figur. Hierauf setze man die Spitze des Fahrstiftes B auf irgend

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Fig. 1015.²)

einen Punkt des Diagramm-Umfanges und umfahre dann das Diagramm möglichst genau mit dem Fahrstift B in der Zeigerbewegung der Uhr, bis man aus dem Ausgangspunkt wieder anlangt. Dabei rollt die Rolle A auf betn Papiere sich ab und überträgt ihre Bewegung durch Schraube ohne Ende auf die Zahlenscheibe Z. Die Scheibe Z ist in 10 Teile geteilt und so eingerichtet, daß jeder Raum zwischen zwei Teilstrichen genau einer Umdrehung der Rolle A entspricht. Eine Zunge am Lagerbügel H dient ihr als Zeiger. Um die Bewegung der Rolle A, welche auf dem Papiere herrollen soll, zu messen, ist sie in 100 Teile geteilt und mit Kleinteilen behufs Abstufung der Tausendstellen versehen. Dieses Rollenpaar mit dem Lager ist an einer Hülse H befestigt, in welcher die Stange mit dem Fahrstift B verschoben werden kann. Durch die Abrollung der Rolle A beim Umfahren des Diagramm-Umfanges wird ohne weiteres der Flächeninhalt

angezeigt.

Um nun noch aus der Ablesung die mittlere Diagrammhöhe zu ermitteln und daraus den mittleren Dampfdruck in Atmosphären, so hat man nur die gefundene Zahl mit 0,06 zu multiplizieren. Hat man z. B. 431 abgelesen, so erhält man die mittlere Diagrammhöhe zu 431 x 0,06 = 25,86 mm.

Um hieraus den mittleren Dampfdruck abzuleiten muß man die Einteilung des Indikators, d. h. den Federdruck, kennen. Entspricht z. B. 12 mm einer Atmosphäre, so wäre der mittlere Dampfdruck 25,86:12 ---- 2,155 Atmosphären.

Die Einteilung des Indikators ist bei demselben stets vermerkt.

IV. jl£> schnitt.

Berechnungen.

(Siehe bei Verfolgung der Berechnungen auch jeweils die in den betr. Kapiteln des Textes gemachten Angaben.)

Zur Ergänzung des Inhaltes des vorliegenden Werkes soll im nachstehenden die Berechnung der vorauf behandelten Maschinen-Elemente und Kraftmaschinen behandelt werden. Da bereits einzelne Kapitel Berechnungen enthalten, können diese hier unter entsprechendem Hinweis auf dieselben übergangen werden und sollen diese, wo erforderlich, hier nur ergänzt werden.

I. Abschnitt. Die Maschinen-Elemente.

I. Maschinen - Elemente zur Verbindung von Maschinenteilen oder verbindende

Maschinen-Elemente.

Die Keile.

Längskeilverb in dun gen.

Die Tabelle auf Seite 7 gibt praktisch erprobte Dimensionen von Keilen für Längskeilverbindungen an. Man kann für die Keilbreite der Nutenkeile im allgemeinen setzen b = 5 mm -J- 0,2 d, wenn d den zugehörigen Wellendurchmesser bedeutet.

Die Schraube«.

Die Festigkeilsberechnung einer Schraube erfolgt auf Grund der axialen Belastung Q derselben. Für Zug und Druck lautet die Festigkeitsformel

Q = s-

Y"' wobei der Kernquerschnitt    für Befestigungsschrauben

0,45—0,60d², im Mittel 0,5d² qcm beträgt, wenn d — Bolzendurchmesser. Die Bolzenstärke d ergibt sich somit aus

Q = 0,5d²-s zu

0,5 • s.

Nach Lueger „Lexikon der gesamten Technik" soll die zulässige Spannung s in kg pro qcm betragen:

200 für Schrauben, die mit Rücksicht auf Abnutzung ein gröberes Gewinde erhalten sollen, z. B. an Stopfbüchsen, oder deren Höchstbelastung unbestimmt steigen kann;

300 für Schrauben für geringe Kräfte, für plötzlichen Kraftwechsel und für exzentrische Belastung;

400 für Schrauben, die unter der Belastung angezogen oder überhaupt fest angezogen werden;

500 für Schrauben, die nicht unter Spannung angezogen werden;

600 für sauber geschnittene Schrauben aus gutem Material;

600—800 für stählerne Schrauben, sonst wie vor;

700—900 für Schrauben von bestem Material bei ruhender Belastung;

500—600 für Schrauben für normale Flanfchenrohre, Zylinderdeckel, je nach ihrer Stärke.

Die Niete«.

Siehe die Berechnungen im entsprechenden Kapitel des Textes.

II. Die Zapfen, Achsen und Welle«.

Die Zapfen.

Berechnung des zylindrischen Tragzapsens nach Hütte „Des Ingenieurs Taschenbuch":

Es bezeichne

P —Zapfendruck in kg, d — Durchmesser des Zapfens in cm, t — Länge des Zapfens in cm, kd — zulässige Biegungsspannung in kg pro qcm, k — zulässiger Flächendruck in kg pro qcm.

Die Festigkeit ergibt für den vollen Zapfen:

pi=o,ik„d».

Mit Rücksicht auf die Größe des zulässigen Flächendruckes wird:

P — k-l-d.

Aus beiden folgt

Da die Kraftrichtung in den meisten Fällen wechselt, ist die zulässige Biegungsspannung kb für Flußstahl — 500, für Schweißeisen — 300—400, für Gußeisen — 150—250 kg pro qcm.

Für den Flächendruck k kann gesetzt werden:

gehärteter Flußstahl auf gehärtetem Flußstahl bis 150 kg pro qcm,

„    „    „ Bronze

80 „ „

ungehärteter „

Schweißeisen mit glatter, dichter Oberfläche auf Bronze 40 ..    „

„ nicht ganz reiner „ eisen auf Bronze .. mit nicht ganz reiner Oberfläche auf Gußeisen 25 „ auf Pockholz bei Wasserschmierung

oder Guß-

50 „    „

30 „    „

25 „    „

Für Zapfen, welche sich nicht beständig drehen, sondern schwingen, kann höher gegangen werden; für Zapfen von Seil- und Kettenrollen usw., welche sich nur unterbrochen drehen, werden die gegebenen Werte 50 bis herab auf 25 um das Doppelte bis Dreifache überschritten.

Für die aus Flußstahl gefertigten Kurbel- und Kreuzkopfzapfen normaler Dampfmaschinen wählt man k — 60 bzw. 75 bis 80 kg pro qcm.

Damit der Zapfen nicht heiß läuft, muß sein:

P'p_

= 30000 w’

hierin ist w eine Erfahrungszahl und n — Umdrehungszahl des Zapfens. Diese darf für Flußstahlzapfen auf Bronze, bei denen beide Lagerschalen die Wärme abführen, unter Voraussetzung guter Luftkühlung (Kurbelzapfen von Dampfmaschinen) zu 1,25 angenommen werden. Andernfalls sinkt w bis auf 0,5 herab.

Hat man zunächst nun ^ bestimmt, so ist P zu berechnen. Hat man daraus d gefunden, so folgt 1. Es muß jetzt untersucht werden, ob der Wert

Pn

für 1 der Gleichung l^ocoO-w

genügt. Genügt der Wert, so können d

und 1 beibehalten werden, andernfalls man 1 aus der letzten Gleichung berechnen und danach d bestimmen muß.

Berechnung des ebenen Spurzapfens.

P = 0,8kd»

(]77 P-n = 60000-w

mit w — 0,67 bei gehärtetem Stahl auf Bronze.

Die Achse« und Welle«.

Bei der Berechnung der Achsen kommt das Biegungsmoment in Betracht, welches man aus

Mb — kb

findet, worin

32    10

kbd⁸

kb die zulässige Biegungsbeanspruchung und d der Durchmesser der vollen Achse ist.

Für kb setze man: Für Flußstahl 400— 500, für Fluß- und Schweißeisen 300—400, für Gußeisen 130—250 und für Stahlguß 250—350 kg pro qcm.

Für die Berechnung der Wellen siehe die Angaben inv entsprechenden Kapitel des Textes.

III. Die Elemente der Triebwerke.

Die Kupplunge« ««d Lager.

Die Dimensionierung der Kupplungen und Lager geschieht in der Regel nach praktischen Erfahrungen, so daß eine allgemein gültige Berechnung nicht aufgestellt werden kann.

Dke RSdertrkeVe.

Bezeichnet:

Die Zahnräder.

r — Teilkreishalbmesser in cm, z — Zähnezahl = 2 nx \ t, t — Teilung in cm, b = Zahnbreite — /St in cm,

1 — Zahnlänge — 0,7 t in cm, s — Zahnstärke im Teilkreise gemessen in cm,

P — Zahndruck in kg, bestimmt durch das |u übertragende Drehungsmoment Md = P • r,

n — Umdrehungszahl des Rades pro Minute,

N — Anzahl der zu übertragenden Pferdestärken, so ist, wenn der Zahndruck P an der Ecke eines Zahnes oben angreift:

P = k-b-t

mit k— 18 bis 21 für Gußeisenzähne und k = 24 bis 28 bei Windenrädern. Für Transmissionsräder nimmt man:

für n — 16    36    64    100    144    196    256

wobei

k= 16    14    12    10    8    6    4

42

Man erhält nun aus

oder Md —Pr —71620

mit

75n — p ^yrrn ⁷ W ^ 100 - 60

2 Trr — zt und P —k-b -t —k-^S-t^

450 -N k/S-z-n

die Teilung t zu

t=io^/

oder zu

⁹ k ß • z

Das Verhältnis wählt man — 2 für Windenräder, =2-^3 für Transmissionsräder und —3-^5 für Transmissionsräder, welche große Kräfte zu übertragen haben.

Bei Schnecke und Schneckenrad wird ebenfalls von der Gleichung P — k • b • t ausgegangen und zwar für Gußeisen mit k — 18, wenn nur die Festigkeit in Betracht kommt, und mit k = 8-h 12 wenn die Abnutzung vorwiegend ist. Ferner nimmt man b— 1,5 t

Ist h = Ganghöhe der Schraube — der Teilung und ^ = Reibungskoeffizient == 0,1, so muß sein, wenn das Getriebe selbstsperrend sein soll:

.. h f = 2 7t r.

Der Riementrieb.

Für die Berechnung der Riementriebe siehe die Angaben auf Seite 127 und folgende deD zugehörigen Textes.

Der Hanfseiltrieb.

Nach Bach „Maschinen-Elemente" sei die zu übertragende Kraft P = 3d²-^4d² wenn D ^ 30 d und P = 5d²H-6d²    „    D^50d ist, worin

d — Durchmesser des Seiles und v — Durchmesser der Seilscheibe bedeutet.

Im übrigen siehe die Angaben auf Seite 139 und folgende des zugehörigen

Textes.

Der Drahtseiltrieb.

Für die Berechnung der Drahtseiltriebe siehe die Angaben auf Seite 146 und folgende des zugehörigen Textes.

IV. Maschinenteile der geradlinigen Bewegung.

Die Hanfseile.

Siehe die Angaben auf Seite 151 des zugehörigen Textes.

Bezeichnet

Die Drahtseile.

8 — Zugkraft, die auf das Seil wirkt, d — Drahtdicke,

E — Elastizitätsmodul des Materials,

D — Seilscheibendurchmesser,

k — zulässige Gesamtanstrengung des Materials pro qmm, so gilt für die erforderliche Anzahl der Drähte:

3d

h-D-E=k-

4-S_

1 TT • d²

Bedeutet weiter

d = Durchmesser des Seiles in cm, a — Dehnungskoeffizient des Drahtmaterials, so gilt

31 ö 8«D =

wenn

ist, ergibt sich

2150000

---s- 800000 v, ^ k.

i^d2    D =

4

Im übrigen siehe die Angaben auf Seite 157 und folgende des sprechenden Textes.

ent-

Die Kette».

Q — Zugkraft der Kette in Tonnen (1 Tonne — 1000 kg), d — Durchmesser des Ketteneiseus in

Bedeutet

so gilt

cm,

636 2-rd²

4-1000

woraus folgt

d=V Q-

Für kalibrierte Ketten gilt

d = /l,5Q.

Im übrigen siehe die Angaben auf Seite 164 des zugehörigen Textes.

Y. Die Elemente des einfachen Kurbelmechanismus.

Die Kolbe« und Kolbe«stauge«.

Nach Rebber & Pohlhausen „Berechnung und Konstruktion der Maschinen-Elemente" nehme man den Durchmesser s der Deckelschrauben zu

^+10 (D = Durchmesser des Zylinders).

Tie Anzahl derselben sei

„ D ^ 1000 Lueger „Lexikon der gesamten Technik" sagt:

„Der Kolbenstangen-Durchmesser d beträgt rund 7, vom Zylinderdurchmesser D. Genauer berechnet man ihn auf Knickfestigkeit mit 8 — 8—11 facher Sicherheit für stehende bezw. liegende, einfachwirkende Maschinen und 8 = 15-4- 22 für stehende bzw. liegende, doppelt wirkende Maschinen nach der Formel J=SP1²: tt² E. Setzt man hierin (alle Längen in cm) das Trägheitsmoment J = d⁴ : 20, 8 — 20; die Stangenkrast P = p7rD²:4 für x Atm. höchsten Überdruck; die Länge 1 von Mitte Kolben bis Mitte Kreuzkopf etwa 1,4S bis 1,58 für 8 cm Hub; schließlich E = 2200000 kg/qcm, so erhält

4 _

z. B. d = /0,00018PP oder d:D = 0,075 /(S; D)^

8    12 Atm.

8    7 — v:d

7    6 — „

man

S:D = i

..    =1,5

mm

3    Stück.

4    ober 5 Stück, 6 Stück,

12

5= „

Die Zugspannung in der Kolbenstange ist jedenfalls gering, etwa bis 800 kg/qcm zu nehmen."

Für große Maschinen verursacht das Kolbengewicht noch eine Durchbiegung der Kolbenstange.

Die Kreuzköpfe uud Geradführumge«.

Bezeichnet

P = Kolbendruck,

N = oon P herrührenden Normaldruck auf die Gleitbahn, 1 = Länge der Schubstangen, r = Länge der Kurbel.

pf

jo

so ist

r    1

y wählt man in der Regel zu

Ist weiter

b — Breite der Projektionsfläche der Gleitbacken,

h — Länge „    „    „    „

k — zulässige Flächenpressung — 0,02 kg pro qmm für Gußeisen»

N = b-h-k oder

b-h =

N

y-, woraus man, wenn man die Größe einer der beiden Unbekannten b oder h wählt, die andere bestimmen kann.

Die Berechnung des Kreuzkopfbolzens siehe Seite 197 des zugehörigen

Textes.

Die Schubstangen.

In Lueger „Lexikon der gesamten Technik" heißt es:

„DieZug- und Druckspannung, einschließlich der Biegnngsspannung desSchaftes, sollin keinem Querschnitt über 300-400kg/qcm fürSchmiedeeisen, 400-i-500 kg/qcm für Stahl betragen. In der Regel ist der Schaft auf Zerknickung zu berechnen.

I

die zulässige Kraft P in Tonnen

TT² E - J

8 l²

Führt man in der Knickformel P = statt in kg ein und die Stangenlänge L in m statt lcm und setzt E = 2000000 für Eisen oder Stahl, so erhält man J cm⁴ = ^ s • P • L. Der Sicherheitsgrad s steigt bis 25 hinauf."

„Runden Schastquerschnitt wählt man gern mit Rücksicht auf die leichte Herstellung. Der Durchmesser d int mittleren Teile der Stange, etwa bei ²/s ihrer Länge vom Kurbelzapfen aus, ergibt sich, indem man für langsamen Gang

8^25 setzt, aus ^/^25PL² ober d⁴^250PL*. Wenn Stöße zu erwarten

sind, z. B. bei Pumpen, kann s und damit d⁴ auf das Doppelte erhöht werden. Gewöhnlich nimmt der Stangendurchmesser nach der Kurbel zu auf 0,8 d, nach dem Kreuzkopf zu auf 0,7 d ab."

Die Kurbeln und Exzenter.

Nachdem der Kurbelarm nach Augenmaß aufgezeichnet ist, kontrolliert man rechnerisch seine Biegungsbeanspruchung kb.

Das Biegungsmoment für irgend einen Querschnitt des Kurbelarms im Abstande x von der Mitte des Kurbelzapfens ist:

Mb = P • x (P — größter Gesamtdruck auf den Kolben).

Das Drehungsmoment ist

M, = P • y {j — Abstand von Mitte Kurbelzapfen bis Mitte Kurbelarm).

Ist W das Widerstandsmoment des angenommenen Querschnittes und kb die zulässige Biegungsbeanspruchung alles auf mm bezogen, so muß sein:

|Mb + |j/Mb² + Mt² mit

W-k =

kb^6 für Schmiedeeisen,

kb ^ 2 für Gußeisen und bh²

W = -g- für den rechteckigen Querschnitt.

p

Der Flächendruck p = j—^ bei Kurbelzapfen kann 60—70 kg pro qcm bei normalen Verhältnissen betragen. Bei schnelllaufenden Dampfmaschinen sei derselbe jedoch nicht höher als 40—50 kg pro qcm. Das Verhältnis ^ sei

1,0 —r-1,25 —T-1,4. Der Durchmesser des Zapfens ergibt sich aus P 2 — 0,1 ds - s

mit der Biegungsspannung s — 500 kg pro qcm.

d-TT-n

Häder „Die Dampfmaschinen" sagt: „Um das Warmlaufen zu vermeiden, macht man den Kurbelzapfen gewöhnlich größer, als es die Rechnung auf Festigkeit ergibt."

p

100-60

„Es sei wieder p —j der Flächendruck pro qcm in kg, v =

die Umfangsgeschwindigkeit des Zapfens in m pro Sekunde, so sei für gewöhnliche Betriebsmaschinen: p^80, vp^32."

Bedeutet für die Berechnung der Kurbelwelle einer Dampfmaschine

1 — Entfernung von Mitte Kurbelwellenlager bis Mitte Kurbelzapfen in cm,

r — Radius der Kurbel in cm,

so ist das Biegungsmoment für den Zapfendurchmesser d des Kurbelwellenlagers

Mb = P • 1

und das Drehungsmoment

Md = P-r.

Das ideelle Biegungsmoment ergibt sich somit zu, wenn Mb^Md ist: (Mb); — 0,625 Mb + 0,6Md = W-k.

Das Widerstandsmoment ist W —0,1 d³.

nimmt man 1,8.

Für das Verhältnis Zapfenlänge___

d Zapfendurchmesser Man kann weiter setzen für den Kurbelwellenhals d, —1,15 d und für den Bund, auf welchem das Schwungrad sitzt, d₂ = 1,4 d.

VI. Die Röhren und Röhrenverbindungen. Hierfür stehe die Angaben des zugehörigen Textes.

VII. Die Abschlußvorrichtungen.

Hierfür siehe die Angaben des zugehörigen Textes.

91

Prakt. Maschinenbauer.

VIEL Die regelnden Maschinen-Elemente.

Die Schwungräder.

Bezeichnet nach Häder „Die Dampfmaschinen":

N — Anzahl der effektiven Pferdestärken der Maschine» n — Umdrehungszahl pro Minute, r — Kurbelradius in m,

1 — Länge der Schubstange in m, r    1

^ — Verhältnis der Kurbel zur Schubstange = ^ -H

Gr — Gewicht des Schwungradkranzes in kg,

E — mittlerer Radius des Kranzes in m, v — mittlere Umfangsgeschwindigkeit in m pro Sekunde,

den Ungleichförmigkeitsgrad,

Vmax V min

d~

ä — Gleichförmigkeitsgrad — 40—60 für Transmissionsdampfmaschinen, 60—100 für Maschinen für Spinnereien, elektrische Beleuchtung usw. und größer als 70 für Zweizylinder-Maschinen,

so ist für Einzylinder-Maschinen

Gl —100 i

<?.N

G-v²n

und d —

100-i-N'

i ist ein Koeffizient, welcher vom Füllungsgrad abhängig ist und wie folgt genommen werden kann:

v2> n

Füllung h — .. i =

0,5 0,33 0,25 0,2 0,15 70    80    90    95    100

Die Umfangsgeschwindigkeit v berechnet sich aus

2?r Rn

r-i lO

er

1—1 IO

0,08 0,06 0,00 110    115    120.

v —

Das Gesamtgewicht des Schwungrades einschl. Arme und Nabe setze man

Gl, =1,35 0.

- Für Zwillings- und Compound-Maschinen sei

3-N v². n Die Regulatoren.

Von einer Berechnung der Regulatoren kann abgesehen werden, da diese einmal sehr umständlich und schwer verständlich ist, das andere Mal aber Regulatoren fertig von Spezialfabriken zum Verkauf gelangen.

60

0 = 30!

II. Abschnitt. Die Araftmaschtnen.

Die Wasserräder.

Um den Nutzeffekt bezw. die Anzahl der Pferdestärken zu ermitteln, welche eine bestimmte Wassermenge zu leisten imstande ist, bezeichne v — mittlere Geschwindigkeit des Wasserstromes,

Q — Querschnitt der fließenden Wassermenge,

O = Gewicht der Waffermenge, y — Gewicht eines cbm Wassers = 1000 kg, g — Beschleunigung der Schwere = 9,81.

Man erhält dann den absoluten Nutzeffekt des fließenden Wassers aus

TT 2    TT 2    TT 2

G^=rQ^=i000Q^;

oder in Pferdestärken

2g

2g

1000Q v*

—    75 2g

Ist weiter h = Fallhöhe des Wassers — dessen Gefälle, so wirkt das Wasser durch sein Gewicht und es ist

A=Gr-h = yQ.h= 1000Q-h und

1000

75 ^'h'

Im übrigen siehe die Angaben im zugehörigen Kapitel Seite 316 und folgende des Textes.

Die Turbine«.

Zur Berechnung der Turbinen ist vorerst festzustellen, unter welchem Winkel a die Leitradschaufeln die Radebene oder bei Radialturbinen die Tangente an den Radkreis schneiden, ferner, unter welchem Winkel ß die Laufradschaufeln die Radebene (oder bei Radialturbinen die Tangente an den Radkreis) an der Eintrittsstelle des Wassers und endlich unter welchem Winkel d sie die Radebene (oder bei Radialturbinen die Tangente an den Radkreis) an der Austrittsstelle schneiden.

Bedeutet weiter im folgenden:

| für Radialturbinen, 1 für Achsialturbinen,

n J

r = inneren Radius des Laufrades, rt — äußeren bj = innere Brette b₂ — äußere „ at — obere „ a₂ — untere „ v — Umfangsgeschwindigkeit des Rades an der Eintrittsstelle, c — absolute Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers in das Rad. w — relative Geschwindigkeit des Wassers, mit welcher dasselbe an den Schaufeln des Laufrades entlang in die Kanäle desselben einfließt, vlt Ci und w, die entsprechenden Werte für die Austrittsstelle des Wassers aus dem Laufrad,

R — mittleren Radius des Leitrades und Lauftades an der Austrittsstelle des Wassers aus dem Leitrads in m, a — Breite des Radkranzes in radialer Richtung gemessen an dieser Stelle in m,

Q Me

— Anzahl der Schaufeln des Laufrades,

= Dicke der Schaufeln des Laufrades an der Austrittsstelle deS Wassers in m,

TO-

b = Breite des Laufradkranzes in achsialer Richtung gemessen, r = Halbmesser des Laufrades an der Eintrittsstelle des Wassers, so ist nach Pechan „Leitfaden des Maschinenbaues":

a) für Radialturbinen mit Ausweitung:

cotg a—cotg ß?

sin 6 —

91*

b) für Radialturbinen ohne Ausweitung:

sinö =

(0²

cotg a—cotg/9 c) für Achsialturbinen mit Ausweitung:

sin d =

cotg a—cotg ß' d) für Achsialturbinen ohne Ausweitung:

sin ö

cotg a—cotg ß

Für Aktionsturbinen ist ß = 2«. Setzt man diesen Wert in obige Gleichungen ein, so erhält man für Aktionsturbinen der Reche nach folgende Werte:

-1

sin d —

b)

sin ö —

c)

sin d —

(N

sin 2 a.

Für den Eintritt des Wassers ist:

sin (ß—a) y = c---

V    sin (ß—a) sin a

Y    sin (ß—a)

w² = c³-J~ v²—2 ■ c • y cos a.

Für den Austritt des Wassers ist:

wi² = cx² +vt y± — w± cos 6 c± — wx sin ö.

Hierbei ist für Achsialturbinen

für Radialturbinen

Vi = v und

Vl=l

Es ist nun in obigen Gleichungen für Jonvalturbinen

• v.

a,

für achsiale Girardturbinen

a2

^ — 2 bis 3'/, und mehr, oder

at

— = 0,3-r-0,5,

3/2

s) für achsial beaufschlagte Partialturbinen m = 1-^6,

m = 6 h- 7 12.

für radiale Girardturbinen (Schwamkrugturbinen)

— 0,4 — 0,5,

b,

r_4    5

Die Verhältnisse für die Winkel «, ß, ö sind im zugehörigen Text Seite 345 und 346 gegeben.

Sind die Winkel a, ß und ö bestimmt, so erhält man weiter

g • H • sin ß cos a - sin (ß—a)

worin 8 — Gefälle in m und

A —9,81 Beschleunigung der Schwere bedeutet.

Weiter ist

g • H • sin (ß—a)

cos a • sin ß Für Aktionsturbinen mit ß=2a ist

c = k y 2 g H und v

2 cos«

Den Koeffizient k setze man —0,9->0,85.

Der Halbmesser r bestimmt sich wie folgt:

a) für vollbeaufschlagte Radialturbinen mit innerer Beaufschlagung r =0,564 mit

H — Wassermenge in cbm,

b)    für vollbeaufschlagte Radialturbinen mit äußerer Beaufschlagung

r — 0,8 /"Q,

c)    für vollbeaufschlagte Achsialturbinen

d) für achsiale Partialturbinen (Girardturbinen), wenn der Leitapparat nur über des ganzen Radumfanges reicht

V:

2 n • sin a—i

e) für radiale Partialturbinen mit innerer oder äußerer Beaufschlagung

SOI 83

r=V;ti

m-Q

(“) (

Den Koeffizient m kann man nehmen:

2 7t sin u—i

b) „ radial

Weiter ist |= 0,25 ^0,4 und ~ = 0,25.

Für die Schaufeln ist ^ = ^ = 0,01 für Stahlblechschaufeln und g = — 0,02 für gußeiserne Schaufeln.

c* i • s

Die Weite der Kanäle b des Leitapparates istffür vollbeaufschlagte Radialturbinen mit i — Anzahl der Schaufeln des Leitapparates,

s = e • sin a—a (s — normale Weite der Austrittsöffnung eines Leitkanales, und Schaufelteilung des Leitrades),

2ttt

Man kann die Anzahl i der Schaufeln des Leitapparates und diejenige i, des Laufrades nehmen zu:

a)    für vollbeaufschlagte Radialturbinen mit innerer Beaufschlagung:

i= 24—4-30 und £, = 30 -4- 36,

b)    für vollbeaufschlagte Radialturbinen mit äußerer Beaufschlagung:

i=16-r-20 und = 24-r-30.

Im allgemeinen ist Y = i-f-1.

Weiter ist:

a)    für Jonvalturbinen i = 16-h20; Y =24-4-30,

b)    für vollbeaufschlagte Girardturbinen £ = 20-4-30; i, = 30 -r- 40,

c)    für achsiale Partialturbinen 35 -f- 50 R; £x =r£-f-1,

30 + 30-rbis35-j-50r; ix ■=£-}-1.

d)    für radiale Die Kranzbreiten des Laufrades ergeben sich zu:

a)    für Reaktionsturbinen

aj = a (für Achsialturbinen), bj = b (für Radialturbinen),

b)    für Aktionsturbinen

ai = a -j- (10 -4- 25 mm) (für Achsialturbinen), bj = b -f- (10 -4- 25 mm) (für Radialturbinen).

Die Kranzhöhen b für das Leitrad und b* für das Laufrad ergeben sich für Achsialturbinen zu

a) für Jonvalturbinen

bj — Yg R, b = Y« blr

= R, b — SU bv

b) für Girardturbinen

Bedeutet weiter

?Spurzapfendruck in kg, l —Länge der Tragstange in m,

so bestimmt sich der Durchmesser d an der schmiedeeisernen Tragsäule aus

*^is

Der Durchmesser des Zapfens ergibt sich aus

(n — Umdrehungszahl der Turbine).

Die Dampfkessel.

Siehe die Angaben im zugehörigen Text Seite 452 und folgende:

Zur Bestimmung der Blechdicke eines Kessels muß man dessen Durchmesser kennen. Dieser bestimmt sich meistens aus der Praxis und richtet sich nach der Heizfläche, Dampfproduktion usw.

Der Durchmesser der Flammrohre bei Flammrohrkesseln richtet sich nach folgenden Angaben: Die Ebene des niedrigsten Wasserstandes muß wenigstens 100 mm über den Flammrohren liegen und soll ¹U des Kesseldurchmessers von der Oberkante des Kessels abliegen. Zwischen Kesselmantel und Flammrohrumfang müssen wenigstens 130->150 mm Abstand liegen. Dieser Abstand muß auch zwischen den beiden Flammrohren bestehen und muß dieser wenigstens in der Länge eines Schusses 280 mm betragen.

Bedeutet d — Blechdicke des auf inneren Druck beanspruchten Kesselmantels, D — innerer Durchmesser des Kessels, p — größter Betriebsdruck,

K — zulässige Zugspannung des Materials,

cp — Festigkeit der Nietnaht im Vergleich zu derjeni gen des vollen Bleches,

s° ist

d=Dp.l.

<P

2 K

Die Praxis hat folgende Werte ergeben, wenn D in m und p in Atm. effektiv eingesetzt wird:

Für Schmiedeeisenbleche:

Für Stahlbleche:

<Lm = l,5D.p-|-2 bei einfacher Nietung, i?mm=l,2D.p-j-2 „ doppelter „

<?mm=l,lD.p-|-2 bei einfacher Nietung,

= 0,9 D • p -|- 2 „ doppelter „

Die Blechdicke der auf äußeren Druck beanspruchten Flammrohre findet

man aus

t^mm — 1,8 D • p -J- 5.

Die Dampfmaschine«.

Über die Berechnung der Dampfmaschinen kann hier nichts gesagt werden, da dieselbe, wie schon im zugehörigen Text Seite 521 hervorgehoben, große theoretische Kenntnisse voraussetzt und lediglich Sache des Konstrukteurs ist. Wer sich hierin weiter ausbilden will, sei das Buch:

HrabLk „Hilfsbuch für Dampfmaschinm-Techniker" und Häder „Die Dampfmaschinen" zum Weiterstudium empfohlen.

Die Gaskraftmaschine«.

Wie die Berechnung der Dampfmaschinen Sache des Dampfmaschinen-Technikers ist, ist die Berechnung der Gaskraftmaschinen eine Erfahrungssache

des Gasmaschinen-Technikers, so daß hier allgemeine Angaben nicht gemacht werden könneru

Zur Fortbildung sei hierfür empfohlen:

Knoke „Die Kraftmaschinen des Kleingewerbes".

Die Hebezeuge.

Die allgemeine Berechnung der Hebezeuge ist im zugehörigen Text Seite 558 und folgende ziemlich ausführlich wiedergegeben.

Hierfür ist das maßgebenste Werk, welches zum Weiterstudium empfohlen werden kann:

Ernst „Die Hebezeuge".

Die Pumpe«.

f=

Lueger „Lexikon der gesamten Technik" sagt: „Wenn ein Kolben vom Querschnitt F (qm) sich um den Weg 8 (m) von der Einmündung des Saug- oder Zuflußrohres weg bewegt, so wird ein Raum FS (cbm) frei, in welchem Flüssigkeit eintreten kann, verdrängt anderseits der Kolben auf dem Wege 8 die im Pumpenzylinder vorhandene Flüssigkeit, so wird dabei die Menge FS in das Druckrohr gepreßt. Die nach dem Ausfluß gehobene theoretische Flüssigkeitsmenge ist bei einem Kolbenhin- und -rückgang bei der einfachwirkenden Saug- und Druckpumpe M = F 8; bei der einfachwirkenden Saug- und Hubpumpe M = F-S; bei der doppeltwirkenden Saug- und Druckpumpe mit einseitig abgehender Kolbenstange vom Querschnitt f:M = FS + (F—f)• 8 = (2F—f)S; mit beiderseits abgehender Kolbenstange M — 2 (F—f) S; bei der einfachwirkenden Saug- und doppeltwirkenden Druckpumpe mit Saugkolben vom Querschnitt f:M = (F—f)8 + fS = F-S; soll hierbei während jedes einfachen Hubes im Druckrohr die gleiche Flüssigkeitsmenge gefördert werden, so muß F

2 sein. Bei Pumpen mit mehreren Kolben sind die Werte jedes einzelnen

Zylinders zusammenzusetzen "

„Bei n Kolben spielen (Doppelhube) in der Minute ist die in der Sekunde tatsächlich geförderte Flüssigkeitsmenge in cbm unter Berücksichtigung des Lieferungsgrades fi:

Q—

60

Der Wert fi ist — 0,9 -f-1."

Die Kolbengeschwindigkeit ergibt sich zu v = in der Sekunde in m.

oU

„Die Größe der Ventile wird nach der Wassermenge für eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von 1—2,5 m pro Sekunde berechnet. Die Sitzweite beträgt 5—20 mm, noch weniger bei harten Metallen und geringem Druck. Der Flächendruck, berechnet aus der Belastung und dem Flüssigkeitsüberdruck auf die ganze abgedichtete Fläche in kg, bezogen auf die Horizontalprojektion der schmalen abdichtenden Sitzfläche in qcm, ist beschränkt: auf höchstens 50 kg/qcm für Leder und Hartgummi, 80 kg/qcm für Gußeisen, 150 kg/qcm für Rotguß, 200 kg/qcm für Phosphorbronze."

mm.

Der Hub der Ventile beträgt 4—10

Namens- und Sachregister.

Seite

fl.

Abblasevorrichtung ......

Ablaßvorrichtung.......

Abschlußdecke des Wehres ......

Abschlußvorrichtungen......

Abschlußvorrichtungen, Berechn, ders.

Absperrschieber........

Absperrventile .    . ......

Achsen...........

Achsen, Berechnung ders......

Achsenregulatoren.......

Achsialturbinen........

Admission..........

Aeußere Ueberdeckung......

Aktionsturbinen........

Ankerkette....... . . .

Anlegung von Dampfkesseln . . . .

' Anstellvorrichtungen f. Schwungräder

Anthracit..........

Anzug des Keiles..... .    .

Arbeitskolben.........

Arbeitsräder.........

Aufnehmer . .........

Aufstellung der Dampfkessel . . . Aufstellungsort der Dampfkessel . .

Äugenlager........

Ausdehnungskupplungen. . . . Ausgleichungsrohre .... Ausladung des Lagers ....

Auslaßtopf ........

Auslegerkrane .    .    .    . . ...

Auspuffmaschinen ......

Auspufftopf . ......I

Ausrücker........¹

Ausrückkupplungen......

Ausrüstung der Dampfkessel . . .

Außenverzahnung......

Ausströmungs-Periode .... Automatische Wagen.....

450

450

296

239

721

254

240

39

716

286

324

464

465

323

159

434

268

362

626

107

486

436

436

70

49

237

81

545

578

460

545

66

126

51

435

104

465

677

v.

Backkohle .    .    .    .

Bajonettrahmen . . Balkenwagen . . -Bau der Dampfkessel Baulänge der Röhren Befestigungsschrauben

362

191

12

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L-ette

Seite

84

Bocklager .

Bockwinden.

Bogenstücke.

Bouilleurkessel Brauersches Bremsdynamometer . . 684 Braunkohlen .... Bremsdynamometer Bremskupplung . . .

Brille der Stopfbüchsen

Bronze......

Brückenwagen....

Brust des Wehres . .

Bühnenkrane ....

Bürstenkupplung. . .

Bußscher Regulator. .

573

225

387

362

683

566

181

68

668

296

578

62

274

143. 151

c.

377

Cariofeuerung Chameroyscher Druckapparat . .    . 674

Collmann-Steuerung Compoundmas chinen Corlißrahmen. . .

472

460

191

Drahtseile

Drahtseile, Berechnung ders.....718

Drahtseiltrieb Drahtseiltriebe, Berechnung ders. . . 718 Drahtseilscheiben Drehkrane . . Dreifach-Expansionsmaschinen . . . 460 Dreifußwinde ....

Dreiweghähne . . . Dreizylindermaschinen.

Drosselklappen . . .

Druckhöhe.....

Drucklagerbremse . .

Druckperiode ....

Druckprobe.....

Druckrohrleitung. . .

Druckturbinen....

Druckwindkessel . . .

Dubiausche Rohrpumpe Duplexpumpen . . .

Durchgangsventil . .

Dynamometer . . .

145

141

578

571

259

459

253

593

566

592

436

592

323

600

423

610

241

682

v.

e.

Dampf........... 358    Eckabsperrventil.......

Dampfdom.......... 359    Economiser.........

Dampfdruckpumpen ....... 637    Einfachwirkende Pumpen....

Dampfdüse.......... 633    Einflammrohrkessel......

Dampfentnahmeventil...... 450    Eingängige Schrauben.....

Dampfkessel......... 358 Eingriff ..........

Dampfkessel, Berechnung ders.    ...    727    Eingriffslinie........

Dampfkesselbetrieb....... 455 Einlaßtopf.........

Dampfmaschinen........ 457    Einspritzkondensatoren......

Dampfmaschinen, Berechnung    ders.    .    727    Einspritzwasser........

Dampfpumpen mit Drehbewegung . 608 Einströmung . . . ’......

Dampfpumpen ohne Drehbewegung    610    Einströmungs-Periode......

Dampfraum der Kessel...... 359    Einzylindermaschinen......

Dampfschieber......... 255    Eisengeschwindschrauben.....

Dampfstrahlpumpen ......    633    Eisenschrauben........

Dampfturbinen........ 642    Effektive Wvheit........

Dampfturbine d. Allg. Elektrizitäts-    Elektrische Zündung.......

Gesellschaft, Berlin..... 656    Elemente der Triebwerke, Berechnung

Dampfturbine von Brown-Boveri-    ders.......... .

Parsons......... 647    Elemente des eins. Kolbenmechanis-

Dampfturbine von de Laval.... 643 mns, Berechnung ders. . Dampfturbine Orlikon (Syst. Rateau)    653    Elsner-Steuerung ....

Dampfüberhitzer........ 426    Endfräser.......

Dampfzylinder........ 462    Energie........

Dehnungsröhren........ 237    Englische Kette.....

Deutsche Kette.........159    Entlastungsvorrichtung . .

Deutsches oder metrisches Gewinde-    Ergänzungskegel.....

.shstem..........14    Evolvente.......

Dezimalwage......... 668    Evolventenverzahnung.    .    .

Diagonalstangen....... 316    Expansion ......

5?a9raJJ}!n • •......... 700    Expansionsmaschinen . . .

Drehte Nietverbindungen.....26    Expansions-Periode....

^K^te Wehre ....... 296    Expansionsschieber ....

Difserential-Flaschenzug..... 564    Expreßpumpen.....

Doppelhaken..... 165    Exzenter .......

^o^pelmuffe ........ 225    Exzenter, Berechnung ders. .

Doppel-Schiebersteuerungen .... 468    Exzenterbügel......

Doppeltwirkende Pumpe..... 595    Exzenterstangen.....

Doppel-Wasserstandszeiger .... 442    Exzentrizität......

241

451

593

391

11

95

104

544

508

507

464

464

459

17

16

521

533

716

719

474

718

270

159

670

99

103

. 105 459. 465

459

465

468

623

211

720

211

¹

Mg. 1015 ist betn Katalog der Aktiengesellschaft Strube inMagdeburg-Buckau ent

nommen.

²

Mnrch ein Versehen sind die hiernach folgenden Figuren-Ziffern von 1016 bis 1081 übersprungen worden.

Seite

103

633

689

279

287

439

26

26

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365

406

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369

361

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15

11

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533

390

390

217

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561

625

198

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294

294

70

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22

22

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96

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365.

36

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160

11

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543

362

522

522

230

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160

543

543

190

299

358

123

578

250

272

11

12

578. 585

328

361

663

662

86

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248

533

518

108

437

.    362

181

99

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295

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545

256

, 256

479

164

18

362

346

34

132.    148

718

130

134

82

79

209

27

f.

Fadenlinie..........

Fangdüse..........

Federmanometer .......

Federn (Keile)...... . .

Federregulatoren.......

Federwage........ . .

Feine Armatur........

Feste Nietverbindungen.....

Feste und dichte Nietverbindungen .

Fette Kohle.........

Feuerbrücke.........

Feuerbüchse.........

Feuerbüchsenkessel.......

Feuergeschränk

Feuerungen der Dampfkessel . .

Feuerzüge ........

Flächenkeil ........

Flachgängige Gewindesysteme . . Flachgängige Schraube ....

Flachkeil .........

Flachregler ........

Flammenzündung......

Flammrohre........

Flammrohrkessel ......

Flanschenröhren.......

Flaschenwinde .......

Flaschenzüge........

Flügelpumpe........

Flügelstangen........

Flüssigkeits-Manometer .... Fontainescher Oberzapfen....

Förderhöhe ........

Förderkohlen........

Formstücke .........

Franzisturbinen .'......

Freie Rostfläche ......

Freifluter.........

Freilauf .........

Froschlager ........

Fuchs ..........

Füllung .........

Füllungsgrad........

Fundamentplatten......

Fundamentschrauben.....

Funkenfänger........

Fußkreis .........

Fußplatte.........

Fußscheiben........

Fußventil.........

e.

Gabelzapfen . •

Galloway-Röhren Gallsche Ketten .

Ganghöhe . . •

Gangtiefe . . .

Gasbehälter . •

Gaskohle .    .    .

Gaskraftmaschinen.......522

Gaskraftmaschinen, Berechnung ders. 727 Gasmaschinen Gasmotoren

Seite

Gasröhren . .

Gasschieber Gauß ....

Gefäßmanometer Gegenstromkondensatoren .... 510 Gekreuzte Riementriebe Gekröpfte Wellen. . .

Gelenkketten ....

Generator .....

Generatorgas ....

Geradführungen . . .

Geradführungen, Berechnung ders. . 719 Gerinne ......

Gesättigter Dampf Geschränkte Riementriebe Geschwindigkeitsbrems e Gesteuerte Glührohrzündung . . . 533 Gesteuerte Ventile Gewichtsregulatoren Gewinde....

Gewindesystem Gießereikrane . .

Girardturbinen .

Glanzkohle . . .

Gleicharmiger Hebel Gleichgewicht . .

Gleitende Reibung Gliederketten . .

Glockenventile. .

Glührohrzündung Gradierwerke . . ,

Griffon-Getriebe . .

Grobe Armatur . .

Grobkohle ....

Großwasserraum-Kessel . . . 359. 409 Grundbüchse Grundkegel.

Grundkreis .

Grundmaße Grundschieber Gruskohle .

Guericke . .

Gummibeutel

h.

Hähne . . .

Hahnküken . .

Hahnsteuerungen Haken. . . .

Hakenschrauben Halbfette Kohle

Halbmesser der Wasserräder . . . 318 Halslager für Turbinen .

Halszapfen......

Hanfseile......

Hanfseile, Berechnung ders Hanfseilscheiben ....

Hanfseiltriebe........

Hanfseiltriebe, Berechnung ders. . . 718 Hängebock Hängelager

Hängende Dampfmaschinen .... 459 Handkurbeln Handnietung

CO

INy

Handpumpen.......

Haubenventile ....    .    ,

Hebelgesetz ......

Hebermanometer......

Hebezeuge ......

Hebezeuge, Berechnung ders. . .

Heißdampf .......

Heizwert ........

E-gS

TS

Hilfsmuffe.......

Hill-Kupplung ......

Hochbahnkran ......

Hochdruckzylinder.....

Hochkeil.........

Hohlkeil ........

Holzschrauben.......

Holzzähne...... . .

Horizontale Dampfmaschinen . Hubverminderungs-Rolle . . Hülsenkupplung......

Indizierte Arbeit.....

Indikatoren.......

Injektoren . .......

Jnnenfeuerungen.....

Jnnenplungerpumpe . . . . Jnnenverzahnung .    .    .    .    .

Innere Überdeckung.....

Jonvalturbinen......

Justierung der Regulatoren .

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578.

508.

435. 439

Kurbeln ......

Kurbeln, Berechnung ders. Kurbelradius . . . . .

Kurbelscheibe.....

Kurbelschleife.....

Kurbelstangen . . . .

Kurbelwelle.....

Kurbelwellenlager . . . Kurbelzapfen . . . . . Kürzgliedrige Kette . .

L.

Lager .........

Lager, Berechnung ders. . . . Lagerböcke . . ... . . . Lagerdeckel. .......

Lagerentfernung .....

Lagerkörper .......

Lagerschalen .......

Lagerstühle........

Langgliedrige Kette . . . . Längskeilverbindung . . . .

Lattengradierwerk.....

Laufgewichtswagen.....

Laufkatzen........

Laufkrane........

Laufrad der Turbinen .... Leerlaufbüchse ......

Leichte Wehre......

Leitrad der Turbinen . . .

Leitrolle ........

Lenkstange........

Lentz-Steuerung......

Liderung . .......

Liderungsringe......

Liegende Dampfmaschinen . . Linksgängige Schrauben . .

Lokomobilen.......

Lokomobilkessel......

Lokomotivkessel......

Lösbare Kupplungen . . . .

Lose Rolle..... .    .

Losscheiben .......

Luftpumpen.......

m.

Mac-Nicol-Kessel . . .

Magere Kohle .... Mannesmannsröhren .    .

Mannlöcher.....

Manometer.....

Manometer-Prüfungspumpen . . . Manometer-Wassersackrohr .    .    . .

Maschinen-Elemente, Berechn, ders. .

Maschinennietung.......

Maschinenschrauben.......

Maschinenteile der gradlinigen Bewegung, Berechnung ders. . . Mattkohle ..........

Mauerkasten .    ........

Mehrgängige Schrauben ......

Membrane ...........

Seite

Membranpumpen . . .... .

Messingröhren .........

Meßinstrumente ........

Metrisches oder deutsches Gewindesystem .........

Meyersche Schiebersteuerung . . .

Mischdüse.........

Mis ch kond ens atoren .......

Mittelschlächtige Wasserräder . . . Motoren-Kupplungen Mujfenkupplung . . .

Musfenröhren . .. . Multiplikations-Manometer . . Muttern......... n.

68 Nasse Luftpumpen . . 44 Nasser Dampf . . . 66 Niagara-Pumpe . . . 66 Nichtsaugende Injektoren 85 Niederdruckzylinder . .

159 I Nieten......

5 ! Nieten, Berechnung ders. 518 Nietverbindungen . .

670 Nußkohle.....

570 Nutenkeil.....

0?

Oberflächen-Kondensatoren . . . . Oberschlächtige Wasserräder. . . . Oberwassergraben .......

Oberwasserzapfen.......

Ochwandtseher Wasserstandszeiger Ölbremse für Regulatoren ... . Offene Glührohrzündung. . f . . Offene Riementriebe ... . . . Ottoscher Motor....... .

P.

⁵¹ Papierzylinder .......

Parallel oder Kettennietung . . Parallelstrom-Kondensatoren . .

Partialturbinen.....

Pechkohle.........

Peltonrad...... . . .

Petroleummotoren ......

Pseilzäbne........ ,

Planrostfeuerungen......

Plattenfedermanometer ... . 437 Pleuelstangen........

68    Plungerkolben .......

69    Polarplanimeter . ......

69 Polygonroste........

714 Poncelet-Rad........

28 Porterscher Regulator ...

17 Probierhähne .

Probierventiel

Pröllscher Regulator . . .    275.

Pronysche Zaum.....

85 Prüfung der Dampfkessel ..... 11 I Prüfungsmanometer . .

694 j Pulsometer . . .

Seite

204

720

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198

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213

205

159

66

716

604

236

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14

469

633

508

308

. .    63

65

46

220

688

16

84

508

358

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460

25

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29

03 CD

585

322

126

296

323

558

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170

458

12

498

405

406

513

301

294

l> 00 CO CO CO xH 00 CO 03 03 CO xh 03 lT} lQ

559

126

516

233

435.

718

362

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Seite

Seite

592

5.

311

362

296

635

593

641. 597

Pumpen

Pumpen, Berechnung ders.....728

Sagebien-Rad . . .

Sandkohle.....

Sattel des Wehres . . Saugende Injektoren .

Saughöhe.....

Saugkorb.....

Saugperiode . . . . Saugrohrleitung. . .

Säugventil.....

Schaft der Witten . .

Pyramidenventile........ 248

a.

189. 193

Querhaupt . . .

592

Querkeilverbindung Quintenzsche Brückenwage .... 668

592

597

R.

.    25

158

Rädertriebe, Berechnung    ders.    .    . .    717    Schaft der Schubstange    . . .    198.    202

47

Räderwinden    .    .    .    .    .    ,    .    . .    573    Schakenketten ....

268

Radialstangen......... 317 Schalenkupplung. . .

11

Radialturbinen ........ 332 Schaltwerke ....

700

Rauchkammer ......... 406 Scharfgängige Schraube

Rauchröhren-Kessel ...... 398 Schaubild.....

301

Rauchschieber...... .    361.    -*437    Schaufelkonstruktion der    Turbinen    .    345

Reaktionsturbinen ...... 323 Schaufelräder

Receiver......... 461.    486    Schaufelteilung der Wasserräder    .    .    318

168

Rechen.......... 294 Schaufelzahl der Wasserräder . . . 318

47

Rechtsgängige Schrauben ....    12    Scheibenkolben . .

27

Reduktionsstück...... . . 225 Scheibenkupplung

254

Regelnde Maschinen-Elemente- * Be- Schellhammer . . .

459

rechnung ders......'. . 722 Schieber.....

467

159

. . 633

633

367

577

25

571

20

16

99

100

99

360. 383

375

10

10

566

11

> 11

16

10

16

Berechnung ders.......721    Schraubenlinie . .

99

Rohrpunzpe, Dub tausche..... 423 Schraubenmuttern .

24

Rollende Reibung.......87 Schraubenräder .. . ,

23

Rollenlager......... 91    Schraubenschlüssel .

570

Rollenzug Rollkreis Rost . .

Rostbeschickungs-Apparate .... 371 Rostfläche . .

Roststäbe . .

Rotguß ...

Rückenschlächtige Wasserräder .    . . 305

Rückkühlanlagen Rückschaufeln .

Rückschlagklappen

Rollen und Trommeln . 149. 157.    162 Schraubensicherungen ,

25

706

198

Schubstangen ....

198

.    .    364 Schubstangen, Berechnung ders. . . 720

365

.    .    365 Schubstangenköpfe ....

375

.    .    68 Schürplatte......

Schüttrostfeuerungen . . •.

340

518 Schutzhülsen für Keile . .

330 Schwamkrug-Turbinen . .

253 Schweizerkeil......

CO

Oi

Seite

Seite

446

Straßburger Brückenwage . . . . 668

Stülpkolben........•? 178

Stützachsen    . .

Stützznpfen    . . <N

Suspensions-Rad

Schwimmer Schwungräder

Schwungräder, Berechnung ders. . . 722 Schwungradregulatoren

Scrubber.....

Seilgeschwindigkeit . .

Seilhaken .....

Seilscheiben ....

Seilspannwagen . . .

Seiltrieb.....

Seitrohrkessel ....

Selbsttätige Ventile .

Sellers-Gewindesystem Setters-Kupplung . .

Setters-Lager ....

Senkpumpen ....

Setzkops .....

Sicherheitsapparat, elektrischer. . . 447 Sicherheitsarmatur

Sicherheitsventile . . . 248. 435. 439 Siederkessel ....

Sinterkohle ....

Sohle des Wehres . .

Sohlplatte.....

Spannschloß . . .

Spannwagen . . . ,

. Sparroststäbe . . .

Speiseraum der Kessel Speiserufer . . .

Speiseventile . . .

Speisung der Dampfkessel .... 435 Speiseventil . . .

Speisewasser . . .

Sperradbremse . .

Spiralturbinen . .

Spiritusmotoren Spitzenwinkel . .

Spurlager ....

Spurpfanne . . .

Spurzapfen . . .

Spurzapfen für Turbinen ....    346    Überdruckturbinen

Stangenschloß......... 5    überfallschwelle

Stationäre Damvfmaschinen ...    460    überfallwehre .,

Stationäre Kessel....... 404    Überhitzer . .

362 I überhitzter Dampf 297 Überlauf. . . ,

159 Überlaufsraum

21 , Übersetzungsverhältnis ...    94.

Stehende Dampfmaschinen . . 459. 494    Uhlhornsche Knpplung

Stehlager..........66    Umfangsgeschwindigkeit.....

Steigung . ....... .    11 Umfangsgeschwindigkeit der Wasser-

Steigungswinkel....... .    11 rüder . . .......

Steinkohlen . \........ 361 Umschaltet) entile ....    ...

Steinschrauben........ 19    Unapumpe

Stellringe . ........ 44    Unempfindlichkeitsgrad'

Stellringschrauben....... 17    Ungleicharmiger Hebel.....

Stellzeug........v • 269 Ungleichförmigkeitsgrad ... 26

Steuerzylrnder........ 628    Universal-Jnjektor    .

Steuerungen......... 462    Universülschlüssel    . .

Stiftschrauben ........ 17    Unterfeuerungen

Stirnkurbeln........ 205    Unterlegkeile

Stirnräder..........95    Unterlegscheiben

.......-    34 Unterschlächtige Wasserräder . . . 314

Stopfbuchsen.........181    UnterwaAergraben    .

Stopfbüchshähne........257    Unterwasserzapfen

Stöpsel........... 227    Urne der Regulatoren ' :

Staubkohlen Stauhöhe . .Stegketten . Stehbolzen ,

265

286

543

. . 141. 145

164

130

138

130

394

244

13

48

72

622

25

439

387

362

296

66

21

138

367

360

446

246

435. 450

359

. . 576

337

545

13

86

36.    86

36

17.

39

36

316

... 693

Tachometer.......

Taucherkolben.......

Teilkreis........

Teilung ........

Tellerventile . ......

Tenbrinkfeuerung .....

Tendermaschinen......

Tollescher Regulator ....

Topf der Stopfbüchsen . . .

Totale Rostfläche.....

Totalisierende Dynamometer .

Totpunktslagen......

Tragachsen . ,. . . . . . .

Traglager-........

Tragzapfen .......

Transmissions-Dynamometer . . . 685 Transmissionspumpen Transportable Dampfmaschinen 460. 498 Transportable Kessel . . .

Treibketten ......

Treibstangen......

Trenckscher Regulator . . . Treppenrostfeuerungen . .

Trockene Luftpumpe . . .

Trockener- Dampf . . . .

Trommeln . .

Trum . . .

Turbinen . .

Turbinen, Berechnung'ders. . . . . 723

177

95

96

246

376

461

283

181

364

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458

39

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404

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.    273

Seite

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307

Ventilationsspalt

Ventile......

Ventilmaschine . . ,

Ventilsteuerungen . .

Verbindungskeil . . . Verbrennnngswärme .

Verbundmaschinen . . Verdampfungsfähigkeit Verschlußkappe . . .

Verstellungskraft . .

Verteilungsschieber . .

Vertikale Dampfmaschinen . . 459. 494 Vertikale Kessel Verzahnungen Vierfach-Expansionsmaschinen . . . 460 Viertaktsystem Vierweg Hähne ^ Volldruckmaschine Vollturbinen .

Vorausströmung

239

459

472

. . 363

486

468

408

102

Wheatstone . .......

Whitworth Gewindesystern . .

Widderkopf . .......

Widemann-Steuerung . . . . Winden .........

Windenböcke.......

Windkessel........

Winkelräder.......

Winkelriementriebe.....

Wirkungsgrad der Wasserräder Wolfsche Maschine

Würfelkohle.......

Würgelpumpen •.....

734

13

165

475

570

571

600

98

123

. . 317

460

. . 362 . . 626

2.

Zabels Regulatore .....

Zählwerke........

Zahnbreite........

Zahndicke........

Zahndruckdynamometer . . .

Vorausströmungs-Periode    ....    465    ZähneteUung

. . 363 Zapfen, Berechnung ders.....

. . 357 Zapfenverbindungen

. . 543 Zellenräder . .......

. . 358 Zentesimalwage . ......

Zentral-KondensaZonsanlagen    .    .

292 Zentrifugalpendel......

301 Zentrifugalpumpen......

Zentrifugal-Regulatoren ....

359 Zickzacknietung .......

odelturbinen. .    .    .    .    .    .    .

ro.

523

.    259

459

324

465

Wagen......

Wahl des Wasserrades Wanddrehkran . . ,

Wandmaschine .    .    .

Wandpumpen ....

Wärmeeinheit ....

Wärmemotoren . . .

Wäscher......

Wasserdampf .... Wasserhaltungsmaschinen .... 622 Wassermotoren Wasserräder Wasserräder, Berechnung ders. . . .    722

Wasserraum der Kessel .

Was'erröhrenkessel .    .

Wasserschieber....

Wasserspiegel der Kessel Wasserstandsgläser .    .

Wasser landsmarke . .

Was'erstandszeiger . . Wasserstrahl-Kondensatoren .... 511 Wasservorlage....

Wechselventile ....

Wehrbaum .....

Webrb anten ....

Wehre......

Weißmetall.....

Wellen......

Wellen, Berechnung ders Wellendurchmesser . .

Wellrohre.....

Wendegetriebe....

409

254

ugorgane .........

359 Zulagen..........

68 Zweitaktmaschinen......

40 Zweiwegventile.......

716 Zwillingsmaschinen......

44 Zylinderkessel........

394 Zykloide......' . #. .

127 I Zykloidenverzahnung.....

543

244

Druck von Hallberg & Büchting (Inh. L. A. Klepzig), Leipzig.

K.

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