Titel: Radinger, über die Motoren auf der Wiener Weltausstellung.
Autor: Radinger, J. F.
Fundstelle: 1875, Band 215 (S. 1–15)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj215/ar215001

Die Motoren auf der Wiener Weltausstellung 1873; von Professor J. F. Radinger.

Einen der umfassendsten und vortrefflichsten Berichte, welche anläßlich der Wiener Weltausstellung 1873 verfaßt wurden, bildet der officielle Ausstellungsbericht*: „Die Motoren; von J. F. Radinger, Professor an der k. k. technischen Hochschule in Wien.“ Derselbe umfaßt**:

Die Dampfmaschinen. Stabilmaschinen, Halblocomobile, Locomobile.

Die hydraulischen Motoren. Wasserräder und Turbinen, Wassersäulmaschinen.

Andere Motoren. Windräder, Calorimotor, Heißluftmaschine, Kohlensäuremotor, Gasmaschinen, Petroleummaschinen, Elektromotoren.

Maschinentheile. Regulatoren, Riemen, Einzeltheile.

Apparate zur Untersuchung der Maschinen. Indicatoren. Bremsen.

Die Einleitung zu dem 1. Abschnitt der „Motoren“ bietet ein höchst interessantes Bild über den jetzigen Standpunkt des Dampfmaschinenbaues, welche wir mit gefälligst ertheilter Genehmigung nachstehend wiedergeben, um dadurch und durch einige nachfolgende Auszüge aus dem Gesammtberichte das eingangs ausgesprochene Urtheil über das vorliegende Werk, welches wir der eingehendsten Beachtung aller Maschinen-Constructeure empfehlen, um so mehr zu bekräftigen.

|2|

Allgemeines über Dampfmaschinen.

Die Anordnungssysteme der Dampfmaschinen für normale Arbeit verringern sich und nähern sich sichtbar einer einzigen Art. Während in Paris 1867 noch Balanciermaschinen mit den gegengeleiteten Kräften und den nutzlosen Zwischengliedern vorkamen, vermißte man dieses System hier bereits gänzlich, und es scheint dem Aussterben geweiht. Der Woolf'sche Zweicylinder kam verhältnißmäßig wenig vor, und jene Maschinen, welche den geringsten Dampfverbrauch pro Arbeitseinheit nachweisen, benützen denselben nicht. Das Woolf'sche Princip war wohl in verschiedenen neuen Formen gepflegt, von denen die Mehrzahl den Wegfall des doppelten Gestänges bezwecken. Wenn dies auf eine gute Weise gelingt, so dürfte dasselbe für den Betrieb der direct wirkenden Wasserpumpen herangezogen werden, denn heute arbeitet der Dampf in denselben ohne jede Expansion. – Bei den größeren Maschinen war ausschließlich die liegende Anordnung zu treffen, und bei der Mehrzahl derselben verdrängte der bajonnetförmige Seitenbalken bereits die frühere Form der unten durchlaufenden Grundplatte.

Das Princip der kleinsten Zahl der Theile bricht sich auch hier dauernd Bahn, und der Zusammenguß von Lager und Balken, welcher häufig auch noch den Cylinder umfaßt, kommt selbst schon bei größeren Maschinen vor. Auch in den Detailen sind geschlossene Schubstangenköpfe, angegossene Schieberkästen und Führungen etc. häufig zu finden und wären es gewiß noch mehr, wenn die Durchführung nur vom Wollen abhinge und nicht vom Können begrenzt würde.

Die Principe des centrischen Auffangens der Drücke und der kürzesten Hebelarme scheinen noch nicht allgemein gewürdigt. Wenigstens fand man häufig die Geradführungen etc. außer den Mitteln und die Zapfen und Kurbeln unnöthig weit von ihren Wurzeln entfernt.

Die Materialgebung wird durchwegs gesunder, und an den besseren Maschinen besteht außer der aus anderen Gründen übermäßig starken Kolbenscheibe kein hin und her gehender Theil mehr aus Guß. Theilweise wurden dadurch neue Detailformen nöthig, von welchen im Berichte näher die Sprache ist.

Die Geschwindigkeit der Maschinen* und der Dampfdruck steigt. Während die ersteren Constructeure froh der neuen Errungenschaft sich mit geringen Drücken beschieden und ihre Maschinen vorsichtigen |3| Ganges beließen, hebt sich die Erkenntniß über die Zulässigkeit und die Vortheile der höheren Spannungen und über die Ferne der Grenze der Kolbengeschwindigkeit. Wohl ist das Vorurtheil noch nicht besiegt, welches diese Geschwindigkeit in niederer „erfahrungsmäßiger“ Höhe bannt; doch ist der Fortschritt auch in dieser Richtung deutlich sichtbar, und noch nie gingen die Maschinen im Mittel so rasch als heute, wo vorgeschrittene Constructeure bereits 1,75 bis 2 Meter pro Secunde normal zulassen. Die Allen- oder eine ähnliche schnellgehende Maschine, wie diese von Paris 1867 bekannt ist (beschrieben in diesem Journal, 1871 200 249 und 201 1) war nicht vertreten. Wenn diese Maschinen sich bis heute keiner weiteren Verbreitung erfreuen, so spricht dies nicht gegen den schnellen Gang, sondern nur gegen die Allen-Maschine, deren Normalfüllung zu klein ist oder doch durch den Regulator zu weit herabgezogen werden kann, wo dann der Dampfdruck von vier Atmosphären Admissionsspannung rascher sinkt als der benöthigte Druck zur Beschleunigung der Gestängsmassen. Dadurch tritt nun während jedes einfachen Kolbenhubes ein zweimaliger Wechsel von Zug und Druck im Gestänge auf, und dessen Vibrationen und Stöße verderben die Maschine. Die höhere Kolbengeschwindigkeit muß eben von höherer Dampfspannung, aber auch von höherer Sorge in der Construction begleitet sein, und der Sprung von einen auf vier Meter Kolbengeschwindigkeit, wie er damals versucht wurde, war eben zu rasch.

Die Dampfspannung, mit welcher die englischen Maschinen arbeiten, ist fast ausnahmslos 4 Atmosphären Ueberdruck, während in den deutschen Maschinen 4 bis 6 Atmosphären vorkommen und 5 Atmosphären die Regel ist. Eine Maschine (nämlich die Dingler-Maschine) war für 10 Atmosphären gebaut.

Die größeren Dampfmaschinen arbeiteten mit Condensation deren Vacuum sämmtlich mit Luftpumpen erzeugt wurde. Das Volumen, welches deren Kolben ansaugte, war im Mittel 1/8'3 desjenigen, welches der Dampfkolben durchläuft. Die Grenzen lagen bei 1/6'1 und 1/12. Das Vacuum beträgt in der Regel 70 bis 71 Centimeter Quecksilber. Die sogen. Strahlcondensatoren scheinen sich nicht zu bewähren und waren in der Ausstellung an keiner einzigen Maschine im Gang. Wo es sich aber nicht sowohl um ein beträchtliches Vacuum als um das Wegschaffen des Dampfes wie bei unterirdischen Aufstellungen handelt, ist durch sie ein neues Mittel dafür geboten.

Die Querschnitte werden bemessener, d.h. sowohl die Dampfwege als die Zapfen erhalten gleichförmiger die entsprechenden Dimensionen für ihren Dienst. Verf. hat von sämmtlichen der größeren und |4| halbgroßen Maschinen sämmtliche der diesbezüglichen Maße und meist durch directes Messen erhoben, und das Ergebniß auf naturgemäße, aber doch möglichst einfache Constanten zu beziehen gesucht. Dabei wurde für die Dampfwege in nothwendiger, wenn auch noch nicht allgemein anerkannter Abhängigkeit von der Kolbengeschwindigkeit das Verhältniß (Einströmfläche)/(Cylinderfläche) = Constante × Kolbengeschwindigkeit (f₁/f = Cv) zu Grunde gelegt und die Constante, welche nichts anderes als den reciproken Werth der mittleren Dampfgeschwindigkeit vorstellt, jedesmal berechnet. Aus mannigfaltigen früheren Versuchen hat Verf. 30 Meter (C = 1/30) als jene mittlere Dampfgeschwindigkeit gefunden, bei welcher sich unter den Krümmungen und Querschnittsänderungen gewöhnlicher Schiebersteuerungen im Diagramm noch kein Druckverlust erkenntlich macht, und im Berichte erscheinen jene Canäle als zutreffend bezeichnet, welche diesem Werthe nahekommen, was überdies in den besseren Maschinen sämmtlich geschieht.

Auf die Führungen und Zapfen entfallen Drücke, welche dividirt durch die Größe der Fläche, auf welche sie sich vertheilen, den Druck pro Flächeneinheit (p) geben. Dieser wurde bei jeder einzelnen Maschine in Kilogramm pro Quadratcentimeter (Atmosphären) bestimmt, wobei die Zapfen-Auflagfläche gleich dem Durchmesser × der Länge (dl) beide in Centimeter genommen wurde ( p = P/dl). Der Gesammtdruck P wurde aus der Cylinderfläche (nach Abschlag der Kolbenstange) und dem maximalen Dampfüberdruck berechnet, aber die eigenen Gewichte nicht mit berücksichtigt, indem deren Einfluß bei horizontal wirkenden Maschinen verschwindend ist, und selbst der Kurbellagerzapfen meist nur einen kleinen Antheil des abseitigen Schwungrades trägt.

Dabei ergeben sich nach Ausscheidung der grellsten Ausnahmsconstructionen folgende Mittelwerthe der Auflagedrücke:

Amerika England Schweiz Deutschland Oesterreich
Führungsfläche 3,4 1,8 2,5 2,6 2,3 Atmosphären
Kreuzkopfzapfen 122 63 81 99 96 „
Kurbelzapfen 61 58 63 71 70 „
Lagerzapfen 14 11 13,5 17,3 15 „

Doch schwanken die specifischen Belastungen weit um diese mittleren Größen, und unter Einbezug der französischen, belgischen und russischen Maschinen, welche als in zu geringer Anzahl vorgekommen, oben nicht angeführt erscheinen, sind die Mittel und die Grenzen der Belastungsdrücke: |5|

Mittel Grenzen
In der Führung 2,3 0,6 und 4,4 Atmosphären
Kreuzkopfzapfen 100 36 172 „
Kurbelzapfen 64 24 „ 115 „
Lagerzapfen 16 7,4 29 „

Weit wichtiger als diese Drücke, welche in erster Linie von der Consistenz der Schmiermittel abhängen und nur jene Grenze nicht erreichen dürfen, bei welcher diese wie aus einer Presse von den Schalen entfernt werden, scheinen die specifischen Abnützungs- und Reibungsarbeiten zu sein. Multiplicirt man nämlich den Druck, welcher auf die Flächeneinheit des Zapfens fällt, mit einem passenden Reibungscoefficienten (es wurde 1/20 gewählt) und der relativen Geschwindigkeit der Zapfenfläche gegen die Schale, so erhält man die pro Flächen- und Zeiteinheit auftretende Reibungsarbeit, welche die Abnützung resp. die Erwärmung der betroffenen Theile bewirkt.

Diese Arbeit wurde nun auf die Secunde bezogen, in Kilogramm-Meter pro Quadratcentimeter Zapfenfläche (A = 1/20 . P/dl . dπn/60, wobei n die Umdrehungszahl pro Minute bedeutet) sowohl für den Kurbel- als den Lagerzapfen der einzelnen Maschinen untersucht, und es ergibt sich als Mittel dieser schädlichen Wirkung:

Amerika England Schweiz Deutschland Oesterreich
am Kurbelzapfen 0,91 0,70 0,80 0,84 0,87
im Kurbellager 0,43 0,29 0,32 0,40 0,34

Kilogramm-Meter Abnützarbeit pro Secunde und einzelnen Quadratcentimeter der Laufflächen.

Das Mittel aller derselben stellt sich:

am Kurbelzapfen mit 0,86 Kilogramm-Meter, Grenzen 0,28 und 3,58
am Lagerzapfen „ 0,38 „ „ Grenzen 0,12 „ 1,55

wobei aber bemerkt werden muß, daß die beiden Minimal- (Grenz-) Werthe Maschinen mit gekröpften Kurbelwellen angehören, welche aus Festigkeitsgründen größere Abmessungen erhalten, als es die Rücksicht auf Abnützung verlangt, während die Maximal- (Grenz-) Werthe einer Walzwerksmaschine angehören, deren Arbeit nicht ununterbrochen währt.

Was nun die zulässigen Grenzen der Auflagedrücke und Reibungsarbeiten betrifft, so sind diese sehr schwer festzustellen, indem das Material, die Sorgfalt in der Bearbeitung und Montirung und die Güte des Schmiermittels hier von weitgehendem Einflusse sind. Im Allgemeinen dürften jedoch die heute auftretenden mittleren Werthe schon ziemlich an der Grenze zulässiger Beanspruchung stehen und die Auflageflächen dürften |6| künftig eher eine Vergrößerung (größere Länge der Zapfen) zur Reduction der Drücke und Abnützarbeiten als eine relative Verkleinerung erfahren.

Die Steuerung war fast streng nach Ländern gesondert. Amerika, welches nur kleinere Maschinen gesendet hatte, verwendete nur einfache Schieber. England scheint noch nach einem vom Regulator einzustellenden Steuerungsmechanismus zu suchen, da man dort die Corlißanordnung als zu wenig verläßlich hält und auch höhere Füllungen wünscht, als deren einfacher Mechanismus gibt. So verwendet man denn dort gegenwärtig scharf getrennte Canäle und getrennte Schieber, deren Deckplatten entweder von Hand oder von dem Regulator mittels Coulissen, Rädergehänge etc. für andere Füllung beeinflußt werden. Letzteres ist jedoch in den englischen Maschinen nichts weniger als einfach oder gut erreicht.

Belgien, die Schweiz, Deutschland und Oesterreich pflegt heute die Corlißsteuerung. Diese erhielt von fast jeder Firma mehr oder minder werthvolle Abänderungen, welche entweder die Möglichkeit höherer Füllung, den Wegfall der Federn oder ähnliche Detailverbesserungen bezwecken. Doch ist sowohl die (neuere) echte Corliß-Steuerung mit den langen stehenden Blattfedern (vergl. 1874 214 272), als auch die Anordnung von Spencer und Inglis mit dem Doppeldaumen (beschr. 1874 214 270), beide von Paris her bekannt, in dauernder Verwendung.

Als neuere Steuerungsmechanismen traten die Drehschieber mit der ausgesprochenen Bestimmung auf, für Maschinen mit höherer Kolbengeschwindigkeit zu dienen, was durch ihre unbeschränkte Größe, der völligen Entlastung halber, den leicht möglichen Eingriff des Regulators in die Füllung und den gänzlichen Mangel von hin und her gehenden Theilen begründet wird.

Die lang bekannte Zweischiebersteuerung erfuhr aber auch in diesen Ländern eine solche Veränderung, welche den directen Einfluß des Regulators zuläßt. Dies geschah auf mehrfache und meist glücklichere Art als in den englischen Maschinen. Ueberdies traten die ersten Spuren dieses Bestrebens bereits in Paris 1867 auf, wo jedoch nur unbrauchbar verwickelte Mechanismen dazu versucht waren, während sich jetzt manche verhältnißmäßig einfache Lösung ergab.

Als Neuerung sind jene Steuerungen von Fördermaschinen zu erwähnen, welche eine selbstthätige Füllungsänderung während des Ganges bewirken, und der Erleichterung der Arbeit wegen der Aenderung der wirksamen Seilgewichte durch Minderfüllung im Cylinder ökonomisch begegnen. Ferner erschien eine Reihe von Umsteuerungsmechanismen, welche |7| der Coulisse entbehren. Die Ventilsteuerung bleibt vereinzelt. Die kleineren Maschinen sind ausnahmslos durch den einfachen Schieber gesteuert.

Einen wesentlichen Einfluß auf die Verbesserung der Steuerungen der Dampfmaschinen nimmt die steigende Verbreitung des Indicators. An den meisten größeren Maschinen (jedoch an keiner einzigen aus Deutschland) war das Instrument angebracht und der Einblick ermöglicht. Dabei zeigte sich der merkwürdige Umstand, daß trotz Ausstellungsarbeit und trotz des Indicators in der Mehrzahl der arbeitenden Maschinen noch durchaus nicht eine tadellose Dampfvertheilung erreicht und noch Manches zu verbessern übrig ist. Ueber die Instrumente selbst handelt – wie eingangs erwähnt – ein eigener Abschnitt des Berichtes.

Die Regulatoren erfuhren manche Aenderung; denselben ist ebenfalls ein eigenes Capitel des Berichtes gewidmet.

Die Detailconstruction wird mehr und mehr gleichartig.

Die unten durchlaufende Grundplatte – welche den Vortheil der solideren Befestigung an das Fundament bietet, jedoch der Hebelarme halber, an welchen die Dampfdrücke stets wechselnd auftreten, eine mindere Starrheit des Baues mit sich bringt, leicht Ungenauigkeiten der Ausführung birgt und dabei noch schwerer ins Gewicht fällt als der directe Colonnenbalken – findet sich ausnahmslos an sämmtlichen englischen und auch an einer Reihe österreichischer Maschinen.

Der bajonnetförmige Seitenbalken ist die moderne Form. Er trägt in sich die Vor- und Nachtheile vertauscht, welche der Grundplatte anhaften und ist bereits, hauptsächlich für größere Maschinen, häufig verwendet. In ihm läßt sich die obere und untere Geradführung leicht unterbringen und durch die Bohrung in Einem richtig erhalten, und auch für das in seine Längsachse fallende Kurbellager bietet sich die zwanglose Verbindung durch den Guß oder eine Verschraubung, welche fast kein Biegungsmoment trifft.

Eine Mittelform zwischen Grundplatte und Seitenbalken erscheint vielmals versucht, dürfte aber nur bei größerer Kolbengeschwindigkeit der unvollkommenen Balancirbarkeit der hin und hergehenden Massen wegen, oder bei Maschinen gerechtfertigt sein, welche harte Stöße erfahren.

Die Dampfcylinder sind in England ausnahmslos mit directem Dampfe geheizt, und dieses hochgehaltene Princip erstreckt sich selbst bis zu den kleinsten Locomobilen, indem dort (von einzelnen Ausnahmen abgesehen) jede Maschine als minderwerthig beurtheilt wird, welche dieser Zugabe entbehrt. Auch die belgische Maschine, die Schweizer und die |8| Mehrzahl der deutschen Maschinen trug den entsprechenden Mantel, welchen der Dampf meist auf seinem Wege zum Schieberkasten durchströmte. Von österreichischen Maschinen war keine einzige derartig ausgestattet, obgleich auch die einheimischen Gießereien die Doppelwand wohl ausführen können, wie es ein derartiges Ausstellungsobject im größten Maßstabe darlegte, und wie es früher oftmals gemacht wurde. Für den Colonnenbalken wird der Anguß des vorderen und oft doppelwandigen Deckels an den Cylinder benöthigt und häufig auch der Tragfuß mit diesem gewünscht. Nachdem nun noch die vier Gehäuse der Corlißsteuerung, der Dampfmantel und eine Reihe von anderen Angüssen für die Dampfwege, Regulatoraufsätze etc. hinzukommen, überschritt die Summe dieser Anforderungen bereits die gefahrlose Möglichkeit der Herstellung in einem Gusse, und zwei große Firmen (Bède und Comp. – Escher, Wyß und Comp.) brachten die Neuerung mehrtheiliger Cylinder, d. i. solcher, deren Steuertheile in gesonderten Ringen oder Scheiben untergebracht sind.

Alle Dampfcylinder, mit Ausnahme einer französischen, waren wohlverschalt, um gegen die Abkühlung geschützt zu sein. Woolf'sche Cylinder waren ohne Ausnahme stets zusammengegossen. Die Hinterböden der Cylinder werden meist mit einer blank gedrehten Gußkappe verkleidet, welche die Schrauben, Rippen etc. überdeckt und das Reinhalten erleichtert. An vielen deutschen Maschinen waren die Schieberkästen angeschraubt, während sie sonst meist angegossen sind. Bei den englischen Maschinen sind die Flanschen für die Deckel nach einwärts gestülpt, wodurch wohl der Schieberkasten, aber nicht die Dichtungslänge größer wird, und ein Uebergang mit dem Cylinder entsteht, welcher weniger Kanten zeigt.

Die Dampfkolben sind fast ausnahmslos Selbstspanner, deren Gußringe bei abgehobenem Kolbendeckel aufgeschoben werden. Die Verbindung beider Kolbenhälften und dieser mit der Kolbenstange geschieht fast ausnahmslos mit einer einzigen Hinterschraube auf der Stange, während der minder centrisch und mit kleinerer Auflagfläche wirkende Keil fast gänzlich verschwunden ist. Für schnellgehende Maschinen liegen bereits Gußstahlkolben vor, welche mit ihrer Stange in Einem, d. i. ohne Schweißung geschmiedet sind. – Das Gewicht des Kolbens wird bei halbwegs größeren Maschinen überall durch die rückwärtige Verlängerung der Kolbenstange und meist durch die Hinterstopfbüchse allein mitgetragen.

Die Stopfbüchsen erfuhren durch die neuen Baumwoll-Talgstein-Einlagen eine neue Packung, welche sich bereits bewährte und keiner Schmierung bedarf.

|9|

Die Schmierung der Kolben und Schieber erfolgt entweder durch die gesonderten Schmiergefäße, oder in Amerika und England durch die Dampföler.*

Die Kolbenstangen sind in sämmtlichen europäischen Maschinen aus Gußstahl. Die Dimensionen finden sich in der am Schluß beigegebenen Tabelle, welche sämmtliche Hauptmaße der Ausstellungsdampfmaschinen enthält. Die amerikanischen Maschinen hatten die Stangen aus kaltgewalzten Eisen (vergl. 1873 209 414), welche nicht gedreht waren, und folglich die harte glatte und genau cylindrische Fläche behielten, welche die Hyperboloidwalzen geben.

In den Kreuzköpfen herrscht manche Abweichung, welche theils von der Einführung des Schmiedeisens als Constructionsmaterial dieses Elementes stammt. Bei letzteren war die Aufgabe zu erfüllen, die obere und untere Führung, welche der gebohrte Colonnenbalken so zwanglos bietet, zu benützen, und die Führungsplatten centrisch, d. i. genau in der Verticalen des Kreuzkopfzapfens anzubringen.

Um nun nicht die theueren hohlen Schmiedeisen-Kreuzköpfe verwenden zu müssen, welche bei Locomotiven schon lange vorkommen, wird der Kreuzkopf ähnlich einem geschlossenen Schubstangenkopfe geformt, wo sich dann die Führungsplatten oder deren Tragschrauben genau im Mittel stützen können, während der Zapfen im Inneren spielt. Es ist dann nämlich das innere Ende der Schubstange kurz gegabelt und hält den quer durchgesteckten Zapfen fest; die Bewegung findet auf den Schalen statt, welche in dem schubstangenkopfförmigen Kreuzkopfe eingelegt sind, und entweder durch eine vordere Druckschraube gestellt werden, deren Kopf durch die Gabelung der Schubstange zugängig bleibt, oder welche durch einen Flanschendeckel angezogen werden. Derart ist das schlechte, überdies noch öfter vorkommende Detail der zwei nachstellbaren Innenenden der gegabelten Schubstange glücklich ersetzt. Letztere Form erschien noch an einer großen englischen und fast an allen französischen Maschinen.

Der sogenannte Corlißkreuzkopf, d. i. jener gußeiserne Gabelkopf, an dessen Wurzel die Führungen sich rückwärts und excentrisch zum auftretenden Verticaldruck stützen, kam ziemlich häufig vor und verdankt wahrscheinlich seinem Namen die unverdiente Verbreitung.

Die Führungsschienen sind in bekannter Weise entweder an das Maschinengerüst angegossen oder durch Schrauben befestigt. Die |10| ausgebohrte Form schützt den Kurbelzapfen vor Klemmungen, indem sie dem Gestänge eine Verdrehung gestattet, wenn solche in Folge von anderweitigen Unregelmäßigkeiten angestrebt wird. Nichtsdestoweniger war öfter diese Verdrehung eigens verwehrt und einmal sogar die ganze Führung als ebene Fläche eingehobelt. Die dachförmigen Führungen der originalen Corlißform geben meist zu geringe Auflageflächen und in Folge dessen große Geradführungsdrücke und rasche Abnützungen, welche die dabei stattfindende Nothwendigkeit stellbarer Gleitflächen weiter verbreiteten, als es früher der Fall war. Die Führungsschienen der kleineren Maschinen sind bei den französischen Constructionen fast ausnahmslos schwer in Guß gehalten und oftmals mit dem Cylinderdeckel aus einem Stück; die Maschinen der übrigen Länder haben aber schmiedeiserne Lineale. Die Geradführungsflächen bei blos unterer Auflage sind an einigen Maschinen in neuer Weise ohne Seitenschienen trotz ihrer Schwalbenschwanzform eingebracht.

An einer Maschine (Schneider und Comp.) waren Kolbenstange, Kreuzkopf und Führungsschuh aus einem Stück geschmiedet.

Die Schubstangen haben, abgesehen von zwei oder drei Ausnahmen, durchwegs runden Schaft. Dessen flache Form, die schön sein sollenden achteckigen Uebergänge an den Köpfen, Mittelbänder als Verzierung und ähnliche entweder unnöthige oder unwürdige Beigaben sind der durchwegs runden Herstellung fast gänzlich gewichen. Die geschlossenen Köpfe finden weitere Verbreitung als früher, was wieder ein Schritt mehr ist, welcher höhere Geschwindigkeit erlaubt. Die Bügelköpfe sind entweder künstlich geschlossen oder sonst sorgfältiger gehalten. Eine Firma legte den Bügel zwischen Längsnasen des Schubstangenkopfes, eine andere schob ihn mit cylindrischer Innenführung auf, was dort das Zapfenklemmen unmöglich macht, trotzdem eine breite untere Geradführung der Verdrehung des übrigen Gestänges vorbeugt.

Der sogenannte Marine-Schubstangenkopf, d. i. jener, dessen Außenschalen durch einen überlegten Deckel und zwei Schrauben gehalten werden, tritt in den stationären Maschinen kleinerer Gattung häufig auf. Er ist einfach, verlangt aber ein ausgeschmiedetes Schubstangenende und ist wegen der geringeren Steifigkeit gegen das Abschwingen nur für mäßige Geschwindigkeiten passend.

Eine neue Form des Schubstangenkopfes bestand aus einer an den Schaft geschmiedeten Gabel, deren vorderer Verschluß durch ein zwischen Quernasen eingeschobenes Massivstück gebildet war, welches dann eine Durchsteckschraube am Platze und die Gabel geschlossen hielt. Dabei übertragen die Quernasen den Druck auf breiten Flächen, welche vor |11| dem Verschlagen, wie es einer Keilbahn geschieht, durch ihre Größe geschützt sind. Diese Form paßt daher gleichfalls für hohe Geschwindigkeit (bei gekröpfter Welle) und war auch dafür verwendet.

Für kleinere Maschinen ist in England der schmiedbare Guß ziemlich verbreitet. Werden die Stangenköpfe daraus gemacht, so wird der Schaft mit denselben durch Einschrauben in deren Gewinde verbunden.

Die Kurbeln bestanden meist aus Schmiedeisen oder waren in die Form von Kurbelscheiben gebracht. Nur kleinere Firmen verwenden Gußkurbeln. Die schmiedeisernen Kurbeln waren öfter auf der Hinterseite theilweise oder gänzlich eben, was die Herstellung wesentlich erleichtert, aber sonst weder gut noch schön ist. Bei den Kurbelscheiben war der Vortheil, welchen diese bieten, nämlich die Unterbringung eines Balancegewichtes zwanglos zu gewähren, meist nur höchst bescheiden ausgenützt; ja selbst Maschinen der größten Gattung hatten gänzlich (nicht einmal den Kurbelzapfen balancirende) ebene Rückwände. Bevor nicht in dieser Hinsicht besseres Einsehen platzgreift, bleibt die „erfahrungsmäßige“ Kolbengeschwindigkeit klein.

Die gekröpfte Kurbel ist für gute Stationärmaschinen nicht mehr verwendet. Kleinere Modelle und Locomobile erhalten wohl diese Form, wobei die gebogene Welle, d. i. jene mit dem unzerstörten Faserfluß, die klobig geschmiedete und mit herausgebohrter Höhlung hergestellte mit Recht verdrängt. In dem Abbiegen und Fertigschmieden solcher Wellen wird Erstaunliches geleistet. Die herausgebohrten Kurbeln erscheinen dem Auge wohl weitaus gefälliger, aber jede bricht über kurz oder lang. Die Unterbringung der Balancegewichte bei gekröpften Kurbelwellen ist bereits in verläßlicher Weise mittels in den Kurbelarm seitlich eingelassener, das Balancegewicht durchsetzender und mit Endmuttern haltender Eisenbügel gelöst, wie es an mehreren Maschinen auch in der Ausstellung zu finden war.

Die Lagerung der Kurbelwelle in mehr als zwei Lagern ist bekanntlich schlecht. Trotzdem kamen dreimal gelagerte häufig, und an einer der anspruchvollsten französischen Maschine (keine Zwillingsmaschine; Schneider und Comp.) eine viermal gelagerte Welle vor.

Daß in den Wellen und ebenso bei den Zapfen und überall, wo halbwegs bedeutendere Kräfte oder Vibrationen vorkommen, das Princip der langsamen Querschnittsübergänge sichtbarer wird als je früher, verdankt der Maschinenbau wohl hauptsächlich den Erfahrungen der Eisenbahnen. Jeder plötzliche Querschnittsübergang birgt einen beginnenden Bruch. So sind denn auch die Kurbelwellen heute oft ohne jede Eindrehung, |12| ohne Bund etc. in das Lager gelegt und zur Aufnahme der Kurbel in gleicher Dicke belassen.

Unversenkte Bunde, welche zwischen Lager und Kurbel, oder zwischen Kurbel und Stangenkopf vorkommen, bezeichnen stets eine mindergute Construction, welche sich um die schädlichen Hebelarme wenig bekümmert.

Die Kurbellager sind meist mehrtheilig und mit Rücksicht auf die seitliche Abnützung im horizontalen Sinne stellbar. Die Nachstellung geschieht entweder durch hinterlegte Zugkeile von oben, oder durch Druckschrauben, welche durch die Lagerwangen hindurch geschraubt sind. Erstere sind meist beiderseitig, letztere meist nur auf der Außenseite des Lagers verwendet. Wegen der Schwächung der Lagerwangen und des von einer Spitze ausgehenden Druckes auf die Schalen scheint die Keilstellung, welche auch feiner stellt, die bessere zu sein, wenn sie auch theurer kommt. Keine der größeren amerikanischen und englischen Maschinen hatte übrigens derartige Lager, sondern nur solche mit schief geschnittenen Schalen.

Bei Verwendung des Seitenbalkens soll die Aufstellung des Lagers auf das Fundament eine größtmöglichste Fläche oder eigentlich eine größtmöglichste Masse desselben auf breitester Basis umfassen. Um nun weit mit dem Lagerfuße nach hinten kommen zu können, ist der Fuß häufig gesondert angesetzt. Bei Maschinen mit unten durchlaufender Grundplatte findet man das Lager meist angeschraubt und erst selten angegossen. Doch macht dies aus nahen Gründen hier weit größere Schwierigkeit als dort und war in der Ausstellung meist nur an englischen und französischen und der russischen Maschine zu finden.

Das Schwungrad besteht selten aus mehr als zwei Theilen. Die Verbindung durch warm aufgezogene Ringe an der Nabe und Einlagkeil im Kranz scheint völlig ausreichend zu sein und war häufig verwendet. Den Schnitt durch die Arme zu führen und diese halben Weges nochmals zu verschrauben, fand sich auch einigemale und zwar zumeist in Oesterreich vor.

Daß die Uebertragung der Arbeit vom Rad auf die Transmission in der Mehrzahl der Fälle durch Riementrieb und nicht mittels Zahnräder erfolgte, dürfte hauptsächlich der kurzen Verwendungsdauer zuzuschreiben sein. Große Riementriebe verursachen nämlich größere Uebertragungsverluste als Zahnräder. Da aber letztere von den speciellen örtlichen Bedingungen abhängen, unter welchen die Maschinen endgiltig arbeiten, so waren für die vorübergehende Ausstellung meist die Schwungräder gedreht und die Riemen auf sie gelegt, was hier noch manchen Nebenvortheil brachte. Ueber die Riemen selbst handelt ein eigener Theil des vorliegenden Berichtes.

|13|

Entwickelten sich derart für die Anordnung und für die Detaile gewisse, von der Mehrzahl der Constructeure als entsprechendst erkannte Zweckformen, so gilt dies nicht minder von dem eigentlichen Stil, in welche diese Formen gekleidet werden. Dieser charakterisirt bereits völlig den Zweck, welchem das Ganze, und welchem jedes einzelne Glied dient. Dessen starre oder elastische Flächen und Linien, die sich bereits gänzlich von jenen der Steinarchitektur losgerungen haben, wecken in dem Beschauer den beruhigenden Eindruck, daß bei der Formgebung die Kräfte wohl bedacht und gewürdigt wurden, welchen die Maschine und deren Theile zu begegnen haben, und daß bei der Construction jener klare Ernst obwaltete, der jedes unwürdige Spiel verabscheut. Dabei ist der Schönheit, welche sich durch naturgemäße Symmetrien, durch Verwendung von Formen gleicher Festigkeit, des wechselnden Materiales etc. außer den harmonischen Verhältnissen und einer reinen Zeichnung von selbst ergibt, in hohem Maße Rechnung getragen, aber dieselbe ausschließlich durch die Zweckmäßigkeit und nicht durch das Ornament gewonnen.

Die consequente Zweckmäßigkeit der Formen (welche auch die leichte Herstellbarkeit umfaßt) kennzeichnet also die heutigen Maschinen. Keine unnöthige Linie und kein Zierath ist an ihnen zu finden, und jeder ihrer Theile trägt den Charakter felsiger Ruhe oder blanker Beweglichkeit, wie er eben zu dienen hat. Verirrungen gegen diesen berechtigt herrschenden Geschmack kamen nach beiden Seiten hin vor, ohne jedoch mehr als Ausnahmen zu sein.

Die Gewichte der großen Antriebsmaschinen, soweit es sich in der Ausstellung erheben ließ, betragen zwischen 4,4 und 7,4 Kilogramm pro 1 Quadratcentimeter Cylinderquerschnitt ohne Schwungrad. Im weiten Mittel ist das Gewicht einer heutigen Maschine gleich dem Dampfdruck auf ihrem Kolben, so daß es für den Kurbelzapfen gleichwerthig ist, ob die Maschine an ihm aufgehangen wird oder der volle Dampf auf ihn drückt.

Die Dampfverbrauche waren nur selten und dann meist unverläßlich zu erfahren. Bei der geringen Beanspruchung der Leistungsfähigkeit der Ausstellungsmaschinen wären aber directe Versuche nicht angezeigt gewesen.

Die Vornahme der Untersuchungen, welche überdies den Hauptfactor für die Beurtheilung solcher Motoren abgeben würde, hätte großartiger Vorbereitungen bedurft und, da das Ergebniß mit von der Güte der Kessel abhängt, auch diese umfassen müssen. Solche Versuche aber hätten Unsummen gekostet und wahrscheinlich die Mehrzahl der Aussteller von der Beschickung zurückgehalten.

|14|

Wo Indicatoren oder Bremsen vorhanden waren, hat Radinger dieselben benützt und die Ergebnisse bei den einzelnen Maschinen angeführt.

Die Ordnung, in welcher die Maschinen besprochen werden, reiht sich jener an, welche Verf. in seinem Berichte über Dampfkessel befolgte und welche im Programm des Berichtes liegt. Es ist die Reihenfolge nach den Ländern, und insofern eine ganz gesunde, als sie die Constructionseigenthümlichkeiten großer Gebiete und Völker umfaßt, welche sich sonst nicht wohl erkennen ließen, und auch das Aufsuchen einer einzelnen Maschine erleichtert. Innerhalb der Ländergruppen sind die Maschinen nach ihrer Beachtenswürdigkeit, und zwar meist nach der Steuerung geordnet, so daß die Maschinen mit in die Füllung greifenden Regulatoren voran und die einfach gesteuerten kleinen Maschinen gegen Ende kommen. Die halblocomobilen Dampfmaschinen und die Locomobile sind eigens und wieder nach Ländern geordnet zusammengestellt.

Als Schluß des Berichtes über die Dampfmotoren sind in der beiliegenden Tabelle die Hauptabmessungen und Bezugsverhältnisse der größeren Maschinen und zwar in derselben Reihenfolge zusammengestellt, in welcher der Verfasser die Besprechung derselben angeordnet hat.

Die wesentlichen Ergebnisse des durch diese Zusammenstellung gewonnenen Ueberblickes finden sich bereits in dem vorstehenden allgemeinen Theile und sind auch da die Mittelwerthe der Kolbengeschwindigkeiten, Canalquerschnitte, Auflagedrücke, specifischer Abnützarbeiten, Luftpumpengröße und der Maschinengewichte bereits ausführlich erörtert. Hier erübrigen nur folgende Bemerkungen.

Die Leistungsfähigkeit der einzelnen Maschinen erscheint stets nach der Angabe der Fabrik eingestellt und entspricht wohl jenem Effecte, welchen der Motor bei normalem Gange und einer mittleren Füllung thatsächlich von der Schwungradwelle abzugeben im Stande ist. Die Größe dieser mittleren Füllung ist in die Tabelle aus dem Grunde nicht aufgenommen, weil dieselbe von den Fabriken nur rückhaltend und in den seltensten Fällen präcise ausgesprochen wird, indem damit ein bestimmtes Güteverhältniß der Maschine festgestellt würde. Indem aber dieses von der Wartung und manchen anderen Umständen mit abhängt, welche sich dem Einflusse der erzeugenden Fabrik entziehen, so werden nur beiläufige und mögliche Füllungsgrenzen angegeben, welche sich wohl im Texte bei der einzelnen Maschine finden, jedoch für eine Tabelle, welche klare Werthe verlangt, nicht passen.

Die weiter folgenden Dimensionen hat der Verfasser fast ausnahmslos selbst gemessen und die Berechnungsart der Beziehungen entweder nach selbstverständlicher Art oder, wie bei den Auflagedrücken und specifischen

|Zu Seite 14|

Die stabilen Dampfmaschinen der Weltausstellung.

Textabbildung Bd. 215, S. 14
|interleaf| |15|

Abnützarbeiten, nach jenen einfachen Principien vorgenommen, welche bereits oben auseinander gesetzt wurden.

Wo nur auf Grund complicirter Rechnungen oder hypothetischer Annahmen ein Resultat zu erhalten wäre, wie eben die Leistungsfähigkeit der Maschine, die specifischen Abnützarbeiten an den Geradführungen und Kreuzkopfzapfen, das Luftpumpenverhältniß zum verbrauchten Dampfgewicht, der Gleichförmigkeitsgang des Schwungrades etc., fehlt hier das berechenbare Verhältniß, und zwar größtentheils in Folge der gedrängten Zeit.

Minder wichtige oder selbstverständliche Abmessungen fehlen in der Tabelle; erstere sind jedoch der Mehrzahl nach im Texte enthalten. Hierzu gehören Wandstärken der Cylinder, Kolbenhöhen, Dimensionen der Grundplatten, Längen der Schubstangen, Fundamenttiefen etc.

Bezüglich des Materiales ist zu bemerken, daß die Kolbenstangen und die Kreuzkopf- und Kurbelzapfen durchwegs aus Gußstahl und die Schubstangen und Kurbelwellen aus Schmiedeisen oder Bessemermetall bestehen. Das Material der Auflageflächen in Geradeführung und Schalen findet sich im Texte angeführt, wo auch bei den Führungen stets erwähnt wurde, ob sie nachstellbar sind oder nicht.

Die Gewichte der Maschinen und der Schwungräder sind meist nur nach der Mittheilung der ausstellenden Fabrik angegeben, und nur in wenig Fällen konnte sie der Verfasser aus den Frachtbriefen direct entnehmen; daher entfällt in der Tabelle die Einstellung des Gewichtes per Flächeninhalt des Dampfcylinders, welche aber im Texte stets erscheint.

Wo die Auflageflächen doppelt vorkommen, wie in den Führungen etc., erscheint der Factor 2 in der Tabelle, während der Factor 1/2 bei den Zahnbreiten der Schwungräder bedeutet, daß der zu übertragende Effect durch eine zweite Maschine verdoppelt wird.

|1|

83. Heft. 296 S. in gr. 8. Mit 130 Holzschnitten und einer tabellarischen Uebersicht über die Hauptabmessungen und Bezugsverhältnisse der größeren Maschinen. Preis 5 fl. ö. W. Druck und Verlag der k. k. Hof- und Staats-Druckerei in Wien 1874.

|1|

Von Radinger ist im gleichen Verlag bereits früher schon erschienen (und in diesem Journal, 1874 212 8, 256. 365. 455. 213 13. 370 citirt) der officielle Ausstellungsbericht über „die Dampfkessel“ (Stabilkessel, Halblocomobile, Locomobile, Heizapparate, Kesselsteinapparate, Schornsteine). 55. Heft. 104 S. in gr. 8.i M 55 Holzschnitten und einer Tabelle. Preis 2 fl. 30 kr. ö. W.

D. R. v. D. p. J.

|2|

Die Ansicht des Verfassers findet sich des Weiteren in seiner Studie (Radinger: Ueber Dampfmaschinen mit hoher Kolbengeschwindigkeit. 2. Auflage, Wien bei C. Gerold) begründet. Vergl. dies Journal, 1870 197 465.

|9|

Vergleiche den officiellen Ausstellungsbericht über „die Kesselarmaturen und Schmiervorrichtungen“; von Novelly. Heft 82. Mit 18 Holzschnitten. Preis 80 Neukreuzer.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: