Titel: von Althaus, eine neue Art Kolben in Druk- und Saug-Pumpen etc.
Autor: Althaus, A. B.
Fundstelle: 1829, Band 31, Nr. XIX. (S. 81–85)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj031/ar031019

XIX. Eine neue Art Kolben in Druk- und Saug-Pumpen so wie auch Kolben gegen doppelten Druk. Von A. B. v. Althaus, Hauptmann und Salinen-Inspektor auf der Ludwigs-Saline Dürrheim im Großherzogthum Baden.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

So lange die Hydraulik besteht, ist die Verbesserung der Kolben für alle Arten Pumpen ein Gegenstand des Nachdenkens gewesen, und doch ist man noch nicht dahin gekommen, daß man solche nicht tadelnswerth gefunden, – welches also ganz natürlich die große Menge der Arten zur Anwendung brachte. Erst in späterer Zeit wurden die metallenen bei verschiedenen Werken angebracht, welche jedoch einen Stiefel voraussezen, der mit der größten Genauigkeit gearbeitet seyn muß, und daher für gewöhnliche Pumpwerke unanwendbar sind. – Außer diesen gehören die Kappenkolben zu den besten; – allein sie haben drei Hauptfehler:

a) Sie sind für solche Pumpen unbrauchbar, die aus einer beträchtlichen Tiefe ihr Wasser holen müssen, weil solche nicht mehr aus den Pumpen zu bringen sind, indem sie sich an den Zusammensezungen der Pumpröhren hineinpressen, so wie der Kolben herausgehoben werden soll; – b) wenn solche nicht beständig in Thätigkeit oder in der Flüssigkeit bleiben, so ziehen sie sich zusammen, und kommen nicht leicht wieder in Ordnung, und c) sie lassen doch immer etwas Wasser fallen, da der Rand bald ungleich wird, und daher nicht überall sich das Leder fest anpreßt. – Die neueste Art Kolben lernen wir von Hrn. Shalder (Dingler's polytechnisches Journal, Bd. XXVIII. Hft. 5.) kennen. Sie sind aber in den meisten Fällen unanwendbar, und werden jedem Mechaniker als eine unhaltbare Verbesserung erscheinen. – Es soll daher auch mit diesen Zeilen eine neue Art Kolben gezeigt werden, welche ihre Güte bereits zu allen verschiedenen Pumpwerken gezeigt haben, – und in drei verschiedene Abtheilungen zerfällt. – Bevor man zur Beschreibung der einzelnen Abtheilungen schreitet, wird hier im Allgemeinen das Princip dieser Kolben erklärt werden müssen.

Die Construction besteht darin, daß man den Kolben aus folgenden vier Haupttheilen verfertigt. a, das obere Stük von Metall, an welchem die Kolbenstange befestigt ist, wird an, b, ein Mittelstük |82| von Metall, – welches stark durchlöchert wurde, – angeschraubt, durch welches von Innen das Wasser auf die Lederung des Kolbens wirkt, und, c, das untere Stük des Kolbens von Metall wird gleichfalls an dieses Mittelstük geschraubt. – Sowohl das obere als das untere Stük hat einen ausgedrehten Rand von 3 bis 5 Linien Länge, über das Mittelstük hervorragend, welche beyde, – d, einen gut zusammengenähten Lederkranz von starkem Sohlenleder, ungefähr 4 bis 6 Zoll lang, der über das Mittelstük gelegt ist, festpaken, und sakmäßig durch das Zusammenschrauben des oberen und unteren Stüks auseinander dehnen; dieser wird beim Gebrauch, durch den Druk des zu hebenden oder zu drükenden Wassers, sich noch mehr ausdehnen, indem der Wasserdruk aus dem inneren Raum des Kolbens durch die Löcher im Mittelstük den Lederkranz nach Verhältniß des darauf wirkenden Gewichts (des Druks oder der Last) an den Pumpenstiefel fester anpreßt. – Diese Kolbenart hat nun folgende Vortheile: – 1) Kann die Reibung dieses Kolbens nur in dem Maße zunehmen, als der Druk es erfordert, wodurch nicht nur keine unnöthige Reibung entsteht, sondern die möglichst geringste Reibung Statt hat. – 2) Da der Druk gegen die Wand des Pumpenstiefels nach dem Druk der darauf wirkenden Wassersäule zunimmt, so kann er sowohl bei niederem als bei starkem Druk kein Wasser fallen lassen. 3) Ist derselbe bei langen wie bei kurzen Pumpen mit gleichem Vortheil anzuwenden, und läßt sich, unbeschadet des Kolbens, leicht herausnehmen und wieder einsezen. 4) Ist er in seiner neuen Anschaffung und seiner Unterhaltung der am wenigsten kostspielige. 5) Sind beinahe keine Reparaturen der Lederung nothwendig, weil er sich selbst im Verhältniß seiner Abnuzung auch ausdehnen kann, und bei längerem Gebrauch dennoch nicht mehr Wasser fallen läßt. 6) Ist derselbe bei unrunden wie bei ungleich gearbeiteten Stiefeln ebensogut, wie bei gut ausgearbeiteten, in Anwendung zu bringen. 7) Kann ihn jeder Schuster leicht repariren, wenn sich je das Leder durchgerieben haben sollte. – Nach der Auseinandersezung der Haupttheile und der Nüzlichkeit dieses Kolbens im Allgemeinen, sollen nun hier die drei verschiedenen Abtheilungen näher erklärt werden.

I. Für gewöhnliche Drukstiefel, z.B. an Feuersprizen-Drukwerken etc. etc. – Diese Kolbenart bekommt kein Ventil und erhält, a, das obere Stük, an dem die Kolbenstange befestigt wird, aus einer ganzen Platte, welche nach dem gezeichneten Durchschnitt (Fig. 8.) mit dem Gewinde an das Mittelstük angeschraubt wird, und hat einen Rand, um zwischen diesem und dem Mittelstük |83| den starken Sohlenlederkranz, welcher an seinen Rändern zugeschärft wird, von oben festzuhalten. – b, das Mittelstük ist an verschiedenen Stellen mit Löchern versehen, durch welche das Wasser auf den Lederkranz drükt. – c, die untere Platte ist rosettenartig durchlocht, um das Wasser in das Innere des Kolbens eindringen zu lassen, – ist mit dem Gewinde an das Mittelstük angeschraubt, und hat eben denselben ausgedrehten Rand, um den Lederkranz von unten fest zu halten. d, der Lederkranz muß so stark gebraucht seyn, daß er sich kaum in den Stiefel noch einschieben läßt, die Nath muß fleißig gearbeitet seyn, um durch diese kein Wasser zu verlieren, und der ganze Kolben muß so groß als möglich für den Stiefel gemacht werden, um den Bauch des Lederkranzes so schwach als möglich machen zu dürfen. – Diese Art wurde bei einer Feuersprize mit 7 Zoll weiten unrunden, und ungleich weiten Stiefeln angewendet, ließ keinen Tropfen Wasser durch, hatte keine zu überwindende Reibung verursacht, und war die beste unter vier verschiedenen Arten.

II. Ein Kolben für sehr lange Saugpumpen wurde folgender Maßen construirt: – Fig. 9, a, das obere Stük besteht aus einem offenen Kranz, im übrigen wie dasjenige für Drukwerke, b, das Mittelstük ist gleichfalls wie in jenen, jedoch hat solches unten noch eine Platte eingeschraubt, auf welcher ein Klappen-Ventil steht, das nach oben gegen das Innere des Kolbens aufgeht, wodurch die Wasser beim Saugen durchgehen können. c, das untere Stük ist wie das obere, an welchem die Kolbenstange angebracht ist, hält also wie bei dem Drukkolben den Lederkranz fest, und im Heben liegt die ganze Wasserlast im Kolben selbst. d, der Lederkranz 4 bis 6 Zoll hoch, von starkem Sohlenleder, ist wie bei den Drukpumpen. Diese Art Kolben wurde bei einer Sohlenpumpe angewendet, welche 400 Fuß Saughöhe, 175 Fuß bis zum Kolbenstiefel, also zusammen 575 Fuß Länge hat, – der Kolbenstiefel war gleichfalls nicht sehr genau ausgearbeitet, ohne deßhalb Wasser fallen zu lassen, und ist jezt schon über 3/4 Jahr gegangen.

III. Ein Kolben gegen doppelten Druk, z.B. an einer Wassersäulmaschine, die mit einem Stiefel doppelt wirkend ist, wird durch Fig. 10. erklärt, welches sein Durchschnitt ist. a, das obere Stük, besteht aus einem offenen Kranz wie bei langen Saugpumpen. – b, das Mittelstük, ist gleichfalls wie die schon beschriebenen, und hat oben und unten noch eine Platte eingeschraubt, welche in der oberen ein Klappen-Ventil hat, das nach unten aufgeht, in der unteren Platte ist aber ein solches angebracht, welches nach oben sich öffnet, so daß wenn der Druk von unten kommt, sich das obere, wenn aber der Druk von oben kommt, sich das untere Ventil schließt. c, |84| das untere Stük ist, wie bei den Kolben für Saugpumpen, aus einem Kranz bestehend. d, die Lederung ist wie bei den oben beschriebenen Arten. Dieser Kolben wurde an einer doppeltwirkenden Wassersäulmaschine mit einem Stiefel angebracht, welche mit einer Fallhöhe von 80 Fuß die oben angeführte Sohlenpumpe treibt, und wurde gleichfalls als der beste unter allen verschiedenen Proben von Kolben erkannt. In diesem Kolben liegt sowohl im Auf- als im Abgehen die ganze Last der Süßwassersäule, in demselben drükt die Lederung fest an, schließt durch den wechselnden Druk das eine oder das andere Ventil, und verliert selbst durch diese Wechselbewegung des Druks ebensowenig Wasser, wie die oben beschriebenen Kolben.

Nicht nur die Theorie, sondern auch der praktische Gebrauch haben diese neuen Kolbenarten als höchst vorteilhaft bewahrt, und sie können daher mit Recht Jedermann empfohlen werden.

Hier möge nun auch eine Verbesserung an Saugpumpen noch Plaz finden, die seit mehreren Jahren ganz gute Dienste leistet. – Die Saugpumpen ziehen öfters mit der Flüssigkeit aus ihrer Tiefe Koth, Sand und andere Unreinigkeiten herauf, die durch zufällig eintretende Ursachen, welche oft in der Natur der Sache liegen, aufgerührt, oder beigeführt werden. Diese sezen sich sodann entweder zwischen das Ventil, welches die Saugröhren von den Pumpröhren scheidet, oder zwischen das Ventil oder die Lederung des Kolbens, und hemmen leicht den Gang der Pumpen, was außer der Unannehmlichkeit des Stillstands, zeitraubend, und öfters eintretend durch das Auspuzen bei sehr langen Pumpensäzen, auch kostspielig wird. Um diesem Uebelstand meistens zu begegnen, wurde nun folgende Einrichtung angebracht. Es wurde Fig. 11. zwischen dem Saugrohr, d, und dem Pumpenstiefel, a, wo das untere Ventil, e, angebracht ist, in denselben noch ein Aufsazstük von 6 Zoll eingesezt, auf dieses sodann erst das untere Kegelventil befestigt, wodurch unter diesem Ventil zwischen dem Aufsaz und dem Kolbenstiefel ein hohler Raum entstand. Wird nun durch die Saugkraft Unrath in den Kolbenstiefel, a, gezogen, der schwerer ist als die zu hebende Flüssigkeit, so fallen beim Niedergehen des Kolbens diese hinab, und sezen sich in den Raum, b, hinein, der durch dieses Aufsazstük, c, gebildet wurde, und da die aufsteigenden Wasser in diesem Raum keine Bewegung der zu hebenden Flüssigkeit mehr hervorbringen können, so bleiben diese Uneinigkeiten ruhig darin liegen, wodurch also die durch solche Unreinlichkeiten entstehende Unordnung in den Ventilen auf lange Zeit verhindert wird. Es kann daher aus der Erfahrung diese Construction mit Recht jedem empfohlen werden, der Saugpumpen zu bauen hat, die dieser Unannehmlichkeit ausgesezt sind.

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Sowohl diese Kolbenart als diese Aufsazstüke in Saugpumpen, können auch für gewöhnliche Pumpen von Holz gebraucht werden, indem man solche leicht mit Eisen beschlagen kann. Die Hauptsache bleibt immer bei den Kolben, den Druk der zu überwindenden Wassersäule aus dem Innern des Kolbens auf die Lederung wirken zu lassen, was sich mit Modificationen auch auf Kolben in Dampfmaschinen vielleicht mit großem Vortheil anwenden läßt.

Bekanntlich hat die Lederung der Cylindergebläse viele Schwierigkeiten, weil theils die Cylinder von einem großen Durchmesser keine mathematischen Cylinder sind, also auch nie ganz gut passende Kolben erhalten können, wenn sie auch sehr fleißig gearbeitet seyn sollten. Dadurch wird eine große Reibung bei diesen Gebläsen verursacht, der Kolben mag eine Lederung haben, welche man will. – Ein größerer Nachtheil bei denselben ist aber immer, daß der Wind, – mag er einfach oder doppelt wirkend im Cylinder gepreßt werden, – beim Wechsel der Kolben, in den ungepreßten Zustand kommt, – und erst durch seine weiter fortgesezte Bewegung sich wieder verdichtet. –

Wendete man bei den Cylinder- oder Kasten-Gebläsen von einfachem Druk die Kolbenart an, welche für einfache Drukwerke (z.B. Feuersprizen) angegeben wurde, – und gebrauchte man ebenso, für solche wo in ein und demselben Cylinder sowohl im Aufsteigen als Niedergehen der Kolben den Wind hinauspreßt, also doppelt wirkend ist, den angegebenen Kolben für doppelt wirkende Wasserwerke (z.B. wie für doppelt wirkende Wassersäulmaschinen angegeben wurde) – so hätten diese Kolben bei den Gebläsen die großen Vortheile, daß:

  • 1) die Kolben sich weniger abnuzten, und weit luftdichter wären, als die bisher im Gebrauch stehenden.
  • 2) Würde in dem hohlen Raum dieser Kolben stets eine Masse Luft verdichtet seyn, welche beim Wechsel weit schneller die Schließung der Ventile hervorbrächte und sie sogleich fester verschließen würde, so daß weniger Wind verloren ginge und einen gleichmäßigeren Luftstrom verursachte, der bei Gebläsen so wichtig ist. Dabei hätten sie aber noch alle Vortheile, die bei der Anwendung bei Wasserwerken sich zeigen. –
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