Titel: Walther, über eine eigenthümliche Art von Centrifugalpumpe.
Autor: Walther, C.
Fundstelle: 1846, Band 100, Nr. XVII. (S. 84–90)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj100/ar100017

XVII. Ueber eine eigenthümliche Art von Centrifugalpumpe und ihre besondere Anwendung; von C. Walther, Lehrer der praktischen Mechanik und Maschinenkunde an der königl. polytechnischen Schule zu Augsburg.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Es wurde mir der ehrenvolle Auftrag, in einem größtentheils silbernen Tafelaufsatz, welcher als Festgabe des Kreises Schwaben und Neuburg für Se. königl. Hoheit den Kronprinzen Maximilian von Bayern bestimmt war, ein Pumpwerk so einzurichten, daß es wenigstens während zwei Stunden ununterbrochen zwei starke Strahlen Wasser liefere. Der Tafelaufsatz wurde von dem rühmlichst bekannten Künstler Hrn. Neureuther in München entworfen und seiner Güte verdanke ich es, der nachfolgenden Beschreibung des ausgeführten Uhrpumpwerkes auch eine Skizze des Aufsatzes beigeben zu können, so daß der Leser sich mit Hülfe derselben eine Vorstellung von dem Ganzen wird machen können.17)

Ausgeführt und zusammengestellt wurde das Kunstwerk unter der Leitung Hrn. Neureuther's von dem Silberarbeiter Hrn. Schmedding |85| in Augsburg, und die gegossenen silbernen Figuren wurden von Hrn. Fortner in München dazu geliefert.

Die einzelnen Theile des Aufsatzes waren zu der Zeit, als das Pumpwerk bestellt wurde, größtentheils schon fertig, so daß ich gezwungen war das Uhrwerk, welches die Pumpe treiben sollte, sowie die Pumpe selbst, dem zufällig gelassenen Räume anzupassen, wodurch die Aufgabe bedeutend erschwert wurde. Ueberdieß war der übrig gelassene Raum so klein, daß ich den Gedanken aufgeben mußte, irgend eine gewöhnliche Pumpe anwenden zu können; denn der ganze Platz für die Pumpe, die ununterbrochen, also ohne abzusetzen, viel Wasser geben sollte, war ein Cylinder von 3 Zoll Höhe und kaum 5 Zoll Durchmesser. Kolben und Ventile konnte ich auch nicht anwenden, weil der Weingeist des wohlriechenden Wassers, welches beständig ausströmen sollte, zwischen Metallflächen gebracht, die Reibung außerordentlich vermehrt, was um so nachtheiliger gewesen wäre, als es nur Uhrfedern waren, welche die bewegende Kraft für die Pumpe liefern sollten. Außerdem war zu befürchten, daß die Oele in dem wohlriechenden Wasser die Ventile verkleben würden, wenn man den Aufsah längere Zeit ungebraucht stehen ließe, so daß also nach jedesmaligem Gebrauche ein Auseinandernehmen und Reinigen erforderlich geworden seyn würde. Ein Schöpfwerk oder Eimerwerk konnte ich des kleinen Raumes wegen nicht gebrauchen, und auch deßwegen nicht, weil bei der großen Geschwindigkeit, die es hätte bekommen müssen, der Ausguß nicht mehr richtig erfolgt wäre und die Luft zu viel Widerstand geboten und dadurch Kraftverlust herbeigeführt hätte. Dasselbe wäre bei Anwendung einer Spiralpumpe der Fall gewesen, und bei der gewöhnlichen Schwung- oder Centrifugalpumpe, die aus einer zweiarmigen, parabolisch gebogenen Röhre, welche am Scheitel offen ist, besteht, befürchtete ich dieß ebenfalls, denn bei derselben wäre nicht bloß der große Luftwiderstand hinderlich gewesen, sondern der senkrecht gegen die Drehungsachse stehende Scheitel der parabolischen Röhre hätte auch beständig Wasser zu verdrängen gehabt, wodurch ebenfalls Kraftverlust verursacht worden wäre. Um nun diesen Kraftverlust so klein als möglich zu machen, kam ich auf den Gedanken, statt einer parabolischen Röhre eine runde parabolische Schale anzuwenden, deren Scheitel abgenommen wurde, so daß sie unten, wo sie einige Linien in das Wasser tauchte, offen war. Die runde Schale brauchte bei der Drehung kein Wasser vor sich her zu schieben, und auch der Luftwiderstand konnte nicht groß seyn, da bei deren Umdrehung keine vorspringende Stelle sich gegen die Luft bewegen mußte. Eine solche Schale ließ ich von ganz dünnem Messingblech auf der Drehbank drücken und |86| stellte nun Versuche mit derselben an. Diese Versuche fielen über meine Erwartung günstig aus; denn bei 10 Umdrehungen in der Secunde lieferte die kleine Pumpe von 3 1/2 Zoll Durchmesser und 2 3/4 Zoll Höhe in einer Minute über 1 bayer. Maaß (2 Pfd.) Wasser. Dieß war mehr als hinreichend, denn durch die zwei Ausflußöffnungen an dem Tafelaufsatze konnte eine Wassermasse von einem Eimer in einer Stunde nicht abfließen.

Zu dem Uhrwerke und seinem Gestell hatte ich in dem Tafelaufsatze einen Raum von 1 Zoll 4 Linien Höhe und 8 Zoll Durchmesser, und außerdem noch einen cylindrischen Raum von 3 Zoll Durchmesser und 15 Zoll Höhe, in welch letzterem ich am passendsten die Federhäuser mit den Triebfedern legen konnte. Die Pumpe sollte, wie gesagt, 10 Umdrehungen in der Secunde machen, also in der Minute 600 und 36000 in einer Stunde. Ich nahm nun die gerade Zahl 40000 an und richtete das Uhrwerk so ein, daß es 3 Stunden laufen sollte, daß also die Pumpe 120000 Umdrehungen machen konnte, ehe das Uhrwerk wieder aufgezogen werden mußte. Bei dieser außerordentlichen Geschwindigkeit befürchtete ich anfangs, schon einige Federn nöthig zu haben, um nur die Reibung im Uhrwerk zu überwältigen; meine Besorgniß war aber unbegründet, denn der erste Versuch mit dem Uhrwerk bewies mir, daß keine zwei Triebfedern nöthig waren, um die letzte Achse mit der verlangten Geschwindigkeit zu bewegen. Um die Federn nicht zu stark anzustrengen, gab ich dem Federstifte, oder der Federachse beim Aufziehen nur 6 Umdrehungen; letztere durfte also in einer Stunde nur 2 Umdrehungen zurückmachen und es war deßhalb eine Uebersetzung des Triebwerkes von 1 : 20000 nothwendig. Während also die Federachse mit dem ersten Rade in einer halben Stunde eine Umdrehung zurückging, mußte die Pumpe 20000 Umdrehungen machen.

Aus nachfolgender Beschreibung wird die Anordnung des Triebwerkes und die Einrichtung der Pumpe deutlich werden.

Alle gleichen Gegenstände sind mit denselben Buchstaben bezeichnet.

Fig. 6 ist eine Ansicht des ganzen Aufsatzes nach einer Zeichnung des Hrn. Neureuther. Nur die Theile A, A sind von Bronze, alle übrigen von getriebenem Silber und zum Theil vergoldet. Die Figuren und die Schwäne sind von Silber gegossen. Das Bassin, in welchem die vier silbernen Schwäne sich befinden, wird mit Wasser gefüllt. Aus dem silbernen Schilfbüschel sprudeln in seiner Mitte bei B an entgegengesetzten Seiten zwei Quellen hervor; sie liegen beiläufig 2 Zoll über dem Wasserspiegel im Bassin. Am Grunde des Bassins, da wo der Schilfbüschel angelöthet ist, sind rings um den Büschel herum |87| kleine Oeffnungen angebracht, durch welche das Wasser, das aus den Quellen hervorsprudelt, wieder zur Pumpe zurückfließen kann, die sich innerhalb des Schilfbüschels befindet. Das Uhrwerk liegt getrennt von der Pumpe, also ganz trocken, unter dem großen Bassin. Die Höhe zwischen der untern Fläche des Bassins und der obern Fläche der von den silbernen Säulen C, C getragenen silbernen Gewölbe beträgt 1 Zoll 4 Linien, und dieß war der einzige Platz, wo das Uhrwerk passend angebracht werden konnte. Von dem Uhrwerke an abwärts, also durch die Mitte des Untersatzes, ging eine cylindrische Höhlung von 3 Zoll Durchmesser, und in diese hinein legte ich die Federhäuser mit den Triebfedern.

Fig. 7 zeigt den Durchschnitt des Bassins mit dem Schilfbüschel, sowie der Pumpe und des Uhrwerkes nach der Linie DE, Fig. 8. F ist die parabolische Schale, welche als Pumpe dient; sie ist unten bei a offen und taucht daselbst in die Flüssigkeit; oben bei b hat sie einen cylindrischen Rand, auf welchen der Deckel c aufgelöthet ist. In der Mitte des Deckels ist eine kleine Nabe d angelöthet, und diese ist auf die letzte Achse e des Triebwerkes aufgesteckt und durch die Mutter f gehalten. Die Schale ist auf diese Weise mit der Achse e vereinigt und dreht sich mit derselben. In dem cylindrischen Rande b sind die Ausgußöffnungen g der Pumpe.

Dreht sich die Schale, so steigt durch die Centrifugalkraft das Wasser an der inneren Schalenwandung bis zum cylindrischen Theile empor und tritt daselbst durch die angebrachten Ausgußöffnungen g Natürlich spritzt es dann gegen die innere Wand des Schilfbüschels G und läuft an derselben herab. Deßhalb mußte die kreisrunde Rinne H, in welcher sich das gehobene Wasser sammelt, innen in den Schilfbüschel eingelöthet werden. Von da aus fließt es durch die Ausgußöffnungen I zu beiden Seiten ab und zwar ganz gleichförmig und ohne Unterbrechungen, da die Pumpe ebenfalls beständig Wasser liefert. K ist ein ringförmiger Rand, auf welchen der obere Theil des Tafelaufsatzes aufgesteckt ist. L ist der Durchschnitt des Bassins. Inwendig in die Schale wurden noch ein Paar Silberblechstreifen gelöthet, die sich von unten nach oben zogen, damit die Schale sich nicht drehen konnte, ohne das Wasser, welches innerhalb der Schale war, mitzubewegen; durch die punktirte Linie sind dieselben angedeutet. Das Bassin L mußte unten eine Oeffnung haben, durch welche die letzte Achse des Triebwerkes gehen konnte; durch dieselbe durfte aber keine Flüssigkeit entweichen, weßhalb ich das silberne Röhrchen h auf den Boden des Bassins auflöthen ließ und dieses Röhrchen gleich als Führung für die aufrechtstehende |88| Achse e benützte. Oben in dem Röhrchen wurde nämlich eine kleine Metallbüchse i befestigt, und diese diente der Achse e als oberes Lager. Unten steht die Achse e auf dem Bügel M, Fig. 9, auf den ein hartes Stahlplättchen aufgeschraubt wurde, und welcher durch zwei Schrauben an die obere Gehäuseplatte N in der Mitte angeschraubt ist.

Unter dem Bassin L liegt das Triebwerk. Das Gehäuse desselben besteht aus zwei kreisrunden Platten N und O, die durch vier kleine hohle Cylinder P, durch welche vier Schrauben gehen, vereinigt sind. Mittelst der vier unten an das Bassin angelötheten Schrauben Q ist das Gehäuse des Triebwerkes an das Bassin befestigt. Unten an die Platte O sind zwei messingene Viertelscylinder R, die in Fig. 10 im horizontalen Durchschnitte zu sehen sind, angeschraubt. Zwischen diesen sind die neun Federhäuser S, welche senkrecht über einander stehen und von denen in der Zeichnung nur eines angegeben ist, durch Schrauben befestigt. Die beiden Viertelscylinder sind unten durch die Kapsel T wieder mit einander vereinigt. In letzterer liegt auch noch ein gewöhnliches Stellrad, wie solche bei fast allen Pendeluhren angewandt werden, welches verhütet, daß beim Aufziehen des Triebwerkes die Federn zu stark gespannt werden können. An die Kapsel T sind auch noch, was jedoch aus der Zeichnung nicht zu ersehen ist, zwei starke Träger angeschraubt, die in dem Fuße des Tafelaufsatzes befestigt wurden und den Zweck haben, das Verdrehen des Federhausgehäuses zu verhindern und das Gewicht des Triebwerkes mit dem darauf zum Theil ruhenden Bassin und dem Obertheile zu tragen. U ist die Federachse mit Haken versehen, in welche die Federn wie gewöhnlich eingehängt wurden; sie dreht sich unten in der Kapsel T und oben in dem Querstege V. Auf das untere Ende der Federachse, welches über die Kapsel T vorsteht, ist ein gezahntes Rad W, Fig. 11, aufgesteckt, in welches ein Getriebe X eingreift, das in einem auf die Kapsel T besonders aufgeschraubten Bügel Y liegt. Das eine Ende der Achse dieses Getriebes ist viereckig gefeilt und auf dasselbe wird die Kurbel zum Aufziehen des Triebwerkes gesteckt. Oben an die Federachse U ist das Sperrrad Z angelöthet. Das Gesperr ist wie gewöhnlich construirt und aus Fig. 12 zu ersehen. Auf dem Sperrrade Z liegt das erste oder größte Triebrad k; es ist auf die Achse U aufgesteckt und durch die kreisrunde Feder Fig. 13 darauf gehalten. Unten auf diesem Rade ist die Sperrfeder und die Sperrklinke, wie aus Fig. 12 zu ersehen, aufgeschraubt. Die Achse U kann sich also beim Aufziehen in dem Rade k drehen, während dasselbe mit bewegt wird, wenn durch die Kraft der Federn die Achse rückwärts sich dreht. Das Rad k hat 100 Zähne und greift in |89| ein Getriebe l von 10 Zähnen; auf der Achse des Getriebes l ist noch das Rad m mit 20 Zähnen befestigt; letzteres macht also 10 Umdrehungen bei einer Umdrehung der Federachse. Die Achse der letzten beiden Räder dreht sich unten in der Gehäuseplatte O und oben in dem besonders aufgeschraubten Bügel n. Das Rad in greift in ein Getriebe o von 10 Zähnen, auf dessen Achse das Rad p mit 100 Zähnen steckt; dieses dreht sich 20mal bei einer Umdrehung der Federachse. Das Rad p greift in ein Getriebe q von 10 Zähnen, welches sich also 200mal dreht bei einer Umdrehung der Federachse. Mit dem Getriebe q ist durch die Achse das Rad r von 100 Zähnen verbunden; diese Achse dreht sich unten in dem Stege V und oben in der Gehäuseplatte N. Das Rad r greift wieder in ein Getriebe von 10 Zähnen und dieses muß also mit dem Rade S 2000 Umdrehungen machen, während sich die Federachse einmal dreht; auch die Achse des Rades s steht einerseits in dem Stege V und andererseits in der Gehäuseplatte N; in das Rad s greift das letzte Getriebe t mit 10 Zähnen, welches bei einer Federstift-Umdrehung also 20000 Umdrehungen machen muß. Das Getriebe t ist auf der Achse e befestigt, und diese ist mit der Pumpe F vereinigt. Die Achse e steht, wie erwähnt, in dem Bügel M, Fig. 9.

Die Pumpe gibt 3 1/2 Stunden lang nach einmaligem Aufziehen ununterbrochen Wasser, und ihrer außerordentlichen Einfachheit wegen ist wohl anzunehmen, daß sie auch nach vielen Jahren noch, sie mag nun gebraucht werden oder nicht, ihre Dienste nicht versagen wird.

Um dem Triebwerke einen recht leisen Gang zu geben, wurden in das letzte Getriebe t Zähne von Hörn eingesetzt, und zwar auf eine besondere Weise. Fig. 13b ist das im vergrößerten Maaßstabe gezeichnete Getriebe t, woraus das Einsetzen der Zähne deutlich werden wird. Ich ließ nämlich ein Stahlscheibchen, dessen Durchmesser so groß gemacht wurde als der Grund der Getriebzähne, so ausdrehen, daß nur in der Mitte eine Nabe stehen blieb und außen herum ein Rand. Die Tiefe der Aushöhlung war so groß als die Breite eines Getriebzahnes. Der Rand wurde nun auf der Maschine getheilt und eingeschnitten und die Einschnitte gerade so groß gemacht als ein Zahn dick werden sollte. Es wurden nun Keile von Hörn gemacht, wie u in Fig. 13b anzeigt, diese nach der Oeffnung in dem Rande abgesetzt und die vorspringenden Theile der Keilchen bildeten nun die Zähne, die gehörig randirt und geschliffen wurden. In der Richtung des Radius kann nun unmöglich ein Zahn ausfallen, und damit auch keine Bewegung in der Richtung der Achse möglich ist, wurde ein Stahlplättchen von gleichem Durchmesser wie der |90| Grund der Zähne aufgeschraubt, so daß der keilförmige Theil der Zähne ganz eingeschlossen wurde.

An dem Tafelaufsatz wurde noch ein verborgener Drücker angebracht, durch welchen man das Triebwerk jeden Augenblick stillestellen oder wieder in Gang setzen kann. Es war dieß nur eine einfache Feder mit einem Vorsprunge, der zwischen eines der Triebwerkräder einfiel.

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Der Aufsatz ist von Hrn. Neureuther selbst lithographirt und Abdrücke davon sind in den Kunsthandlungen zu haben oder durch dieselben zu beziehen.

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