Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1912, Band 327 (S. 604–607)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj327/ar327185

POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU.

Ueber den Diesel-Motorenbau auf der Germaniawerft sprach auf der diesjährigen Sommerversammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft Maschinenbaudirektor Regenbogen-Kiel.

Nach einem kurzen geschichtlichen Ueberblick über die experimentellen und konstruktiven Arbeiten der Germaniawerft auf diesem neuen Gebiet kam der Vortragende auf den gegenwärtigen Stand des Diesel-Motorenbaues bei seiner Firma zu sprechen. Die ersten Versuche in Kiel wurden mit einer in Essen gebauten doppeltwirkenden Viertaktmaschine angenommen. Dieselbe besaß auch auf der unteren Kolbenseite zentrale Einspritzung, was durch Verwendung zweier Kolbenstangen ermöglicht wurde. In der Folge wurde diese Maschine in einen Zweitaktmotor umgebaut und auch damit Versuche angestellt. Insbesondere wurden Proben mit schräggestellter Brennstoffnadel und mit Wassereinspritzung in den Auspuffringkanal vorgenommen. Auch der Frage der Verwendung des Diesel-Motors in Unterseebooten für Unterwasserfahrt wurde die nötige Beachtung geschenkt. Es wurden Versuche angestellt, die bezweckten, den Betrieb ohne Frischluft durchzuhalten. Die Auspuffgase wurden zu diesem Zwecke mit Sauerstoff gemischt und dann als arbeitendes Medium verwandt. Der nächste Schritt zur Entwicklung neuer Diesel-Typen war der Bau eines raschlaufenden 50 PSe-Zweitaktmotors mit Stufenkolben. Die Anordnung des Stufenkolbens unter dem Arbeitszylinder ergab jedoch verschiedene Unzuträglichkeiten und einen geringen Nutzeffekt. Auch Bearbeitung und Montage gestalteten sich ziemlich schwierig, weshalb die Konstruktion nicht weiter verwendet wurde.

Der Bau von stationären Motoren begann im Jahre 1906. Vom Jahre 1908 ab, wo der Beschäftigungsgrad unserer Werften ein sehr schlechter war, wurde der Bau von stationären Diesel-Motoren in größerem Umfange betrieben, wobei sich für die Werft die Möglichkeit ergab, sich einen guten Arbeiterstand für den Diesel-Motorenbau heranzubilden und auf dem neuen Gebiet Erfahrungen zu sammeln. Die Werkstätten mußten bald vergrößert werden. Neben den stationären Modellen wurden auch eine ganze Reihe von Schiffsmotorentypen geschaffen. Dabei wurden die Erfahrungen des Schiffsdampfmaschinenbaues in ausgiebiger Weise zu Rate gezogen und die Getriebeteile der größeren Schiffs-Diesel-Maschinen sind durchweg denen von Schiffsdampfmaschinen nachgebildet. Bei der Schaffung größerer Einheitsleistungen spielte die Frage der Kolbenkühlung eine sehr wichtige Rolle. Bei langsamlaufenden Viertaktmotoren machte sich die Kühlung des Kolbens von etwa 500 mm ∅ ab erforderlich, bei raschlaufenden Viertaktmotoren insbesondere bei Zweitaktmotoren noch viel früher. Man hat es, um größeren Schwierigkeiten bei der Zuführung des Kühlmittels aus dem Wege zu gehen, mit der Oelkühlung versucht. Dieselbe besitzt den großen Vorteil, daß eventl. Undichtigkeiten nicht schaden, da das zur Kühlung verwendete Oel sich ruhig mit dem in der Kurbelbilge befindlichen mischen kann. Würde man als Kühlflüssigkeit Wasser, insbesondere Seewasser, nehmen, so würde eine eventl. Undichtigkeit zu großen Unzuträglichkeiten führen. Bei Maschinengrößen, die eben eine Kühlung des Kolbens erforderlich machen, genügt nun zur Erzielung der nötigen Betriebssicherheit schon das Abführen einer verhältnismäßig geringen Wärmemenge und es kann als Kühlflüssigkeit ohne weiteres Oel verwendet werden, obwohl letzteres nur eine spez. Wärme von 0,4 besitzt. Anders ist es bei Maschinen mit großem Durchmesser, namentlich wenn dieselben im Zweitakt arbeiten. Hier genügt nach Ansicht des Herrn Regenbogen das Schmieröl als Kühlflüssigkeit nicht mehr und man muß Wasserkühlung anwenden.1)

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Die Germaniawerft hat sich daher zur Einführung von Wasserkühlung entschlossen. Es war dazu aber nötig, besondere Sicherheitsvorkehrungen zu schaffen, die ein Ausfließen des Schmieröls in den Kurbelkasten verhinderten. Der Arbeitskolben der Maschine erhielt deshalb an seinem unteren Ende eine Art hohlen Stufenkolben, dessen Innenraum mit dem Kühlwasserraum des Kolbens in Verbindung steht. Auf diesem stufenförmigen Fortsatz sind zwei Posaunenrohre aufgesetzt, die in zwei besonders abgeteilte Räume des Zylindermantels hineinragen. Die Stopfbuchsen, die die Abdichtung dieser Posaunenrohre gegen den Zylindermantel besorgen, liegen hierbei außerhalb des Kastengestells, so daß eventl. Undichtigkeiten kein Verschmutzen des Schmieröls im Kastengestell zur Folge haben. Die Kühlwasserzuführung erfolgt nun nach dem Zylindermantel in einen der beiden besonders abgeteilten Räume; durch das Posaunenrohr gelangt das Kühlmittel durch einen Steigkanal in den Kühlraum des Arbeitskolbens und durch ein Fallrohr wieder nach unten in den stufenförmigen Fortsatz und in das zweite Posaunenrohr. Aus letzterem fließt es dann in den zweiten besonders abgeteilten Raum des Zylindermantels und verläßt diesen durch eine Kühlwasserabflußleitung. Die Vorrichtung erfüllt allem Anschein nach ihren Zweck in sehr vollkommener Weise.

Auch der Frage der Teerölverwertung, welche ja für deutsche Verhältnisse ein besonders großes Interesse besitzt, hat die Germaniawerft beizeiten ihr Augenmerk zugewendet, und hat auch eine große Anzahl von Patenten auf diesem Gebiet angemeldet. Für Schiffsmotoren ist zwar die Teerölfrage von geringerer Wichtigkeit, doch kann es im Kriegsfalle sehr wertvoll sein, wenn wir auf unsere einheimische Teerölproduktion zurückgreifen können, um unseren Schiffen die nötigen Betriebsstoffe zu sichern. Das Verfahren der Germaniawerft beim Teerölbetrieb besteht darin, daß der durch Einleitung der Zündung erforderliche Zündtropfen unmittelbar an den Sitz der Nadel herangedrückt wird durch vorübergehende Druckminderung in dem Raum vor dem Nadelsitz. Der Brennstoff (das Teeröl) wird durch eine gewöhnliche Brennstoffpumpe über dem Zerstäuber eingeführt. Der Zündtropfen wird in einem Ringraum gelagert. Der letztere steht durch einen Kanal, der durch ein besonderes Steuerorgan verschlossen werden kann, mit der Atmosphäre oder einem Raum von niedrigerem Druck als die Einblaseluft ihn besitzt, in Verbindung. Einige Zeit vor Eröffnung der Nadel, d.h. vor Beginn der Einspritzung, wird nun der Druck in dem Ringraum, der den Zündtropfen aufgenommen hat, vermindert. Infolge des Ueberdruckes über dem Zerstäuber wird dadurch ein geringer Teil des Brennstoffes durch den Zerstäuber nach dem ringförmigen Brennstofflagerraum für den Zündtropfen gerissen.

Dort erwärmt sich dieser zuerst vorgeschleuderte Brennstoff sehr stark, gelangt beim Oeffnen der Nadel zuerst in den Zylinder und leitet die Zündung ein. Der übrige Brennstoff folgt, mit Einblaseluft gemischt, nach, und findet in der Flamme des Zündtropfens eine genügend hohe Temperatur für seine eigene Verbrennung vor. Auf diese Weise wird es möglich, bis zu den kleinsten Belastungen des Motors herab ohne Zuhilfenahme eines leichter entzündlichen Brennstoffes den Betrieb aufrecht zu erhalten. Nur zum Anfahren wird ein leichter entzündliches Gasöl oder Paraffinöl verwendet, bis der Motor genügend warm geworden ist.

Außer den stationären langsamlaufenden Motoren schwerer Bauart (250 bis 300 kg f. d. PS) wurde auch ein mittelschwerer raschlaufender Typ durchgebildet mit einem Gewicht von 120 bis 160 kg f. d. PS. Die Maschine ist mit Preßschmierung in einem geschlossenen Gestell ausgestattet. Für stationäre Zwecke werden diese Maschinen in Gußeisen, für Schiffszwecke (Schiffshilfsmaschinen) in Stahlguß oder Bronze gebaut, wodurch das Gewicht des Motors auf 30 bis 40 kg f. d. PSe sinkt. Nach diesem System wurde ein 450 pferdiger Sechszylindermotor mit 400 minutl. Umdrehungen gebaut, der zum Antrieb von Dynamomaschinen für Kriegsschiffe dient. Nach einem ähnlichen Typ wurde der erste direkt umsteuerbare Schiffs-Diesel-Motor der Germaniawerft gebaut, welcher durch Verschieben der Nockenwelle umgesteuert wird.

Für Bootszwecke waren die bisher angeführten Typen immer noch zu schwer, weshalb eine besondere Type hierfür entworfen werden mußte. Man legte zu diesem Zwecke die Arbeitszylinder blockweise zu je zweien zusammen und sparte dabei je ein Kurbelwellenlager und dementsprechend auch an Baulänge. Als Baumaterial wurden fast ausschließlich Stahl und Bronze gewählt. Maschinen dieses Typs von mehr als 100 PS werden auch als direkt umsteuerbare Sechszylindermaschinen ausgeführt. Für die kleineren Leistungen wird die Umsteuerung durch ein Wendegetriebe oder eine Segelschraube ersetzt. Auch für Schraubenschiffsantriebe wurden diese raschlaufenden umsteuerbaren Bootsmotoren schon verwendet. Die Reduktion der Tourenzahl wurde dabei durch ein breites Pfeilräderpaar und großes Uebersetzungsverhältnis (1: 8) erzielt. Auch für stationäre Landanlagen hat die Werft schon ähnliche Aggregate geliefert. Neben den oben erwähnten Viertaktmotoren hat die Germaniawerft auch eine ganze Reihe von Zweitaktmotorentypen entwickelt. Für die Deutsch-amerikanische Petroleumgesellschaft baut die Germaniawerft zurzeit drei große Tankschiffe, die sie mit Zweitakt-Diesel-Motoren von je 1200 PSe-Leistung und 140 minutl. Umdrehungen ausstattet. Diese Maschine besitzt Ständerbauart, wie sie bei Dampfmaschinen gebräuchlich ist und ist mit einer Kreuzkopfführung versehen, obwohl die Arbeitszylinder nur einfachwirkend sind. Die Wasserkühlung der Arbeitskolben wird nicht in der oben beschriebenen Art bewirkt, sondern mittels Gelenkrohren, die das Wasser dem Kreuzkopf zuführen. Von diesen gelangt es durch ein Rohr in der hohlen Kolbenstange |606| nach dem Kolben, um auf der Außenseite dieses Rohres durch die hohle Kolbenstange wieder abzufließen. Die Zylinderbuchse ist ausziehbar, um eine bequeme Reinigung zu ermöglichen. Infolge dieser Anordnung ist es erforderlich geworden, die Auspuffleitung mittels Stopfbuchsen durch den Außenmantel des Zylinders hindurchzuführen. Zylinderkopf und Zylinderbuchse sind aus einem Stück gegossen. Der Ausbau des Kolbens kann nach unten oder nach oben erfolgen. Das erstere wird ermöglicht durch Teilung der Kolbenstange. Die Spülpumpe der Maschine wird mittels Balancier vom Kreuzkopf aus angetrieben. Die Umsteuerung erfolgt durch Längsverschiebung der obenliegenden Steuerwelle. Die Umstellvorrichtung, die das Umstellen vom Brennstoffbetrieb zum Anlaßbetrieb und umgekehrt besorgt, ist für die einzelnen Zylindergruppen geteilt ausgeführt, um einzelne Zylinder noch im Anlaßbetrieb arbeiten lassen zu können, während die anderen ihre ersten Zündungen machen. Dadurch wird eine gewisse Abstufung der Geschwindigkeit beim Manövrieren erreicht. Da die Umstellvorrichtung und die Umsteuervorrichtung bei dieser Maschine getrennt ausgeführt sind, mußte Vorsorge getroffen werden, daß die einzelnen Manöver nicht in verkehrter Reihenfolge ausgeführt werden können. Zu dem Zweck wurde eine zwangläufige Verblockung vorgenommen. Wenn drei Zylinder nach dem Umsteuern mit Brennstoffbetrieb arbeiten, können die anderen drei Zylinder entweder auf Dock oder ebenfalls auf Betrieb gestellt werden; was dann volle Fahrt ergibt. Dieser einfachwirkende langsamlaufende Zweitaktmotor wird von der Germaniawerft bis etwa 3000 PS-Leistung gebaut. Für größere Leistungen sind doppeltwirkende Motoren vorgesehen.

Auch eine langsamlaufende Zweitakttype für Schlepp- und schwere Verkehrsboote wird von der Germaniawerft gebaut. Dieselbe besitzt Säulenbauart und ist eine sogen. ventillose Zweitaktmaschine, d.h. eine Maschine, bei der nicht nur der Auspuff, sondern auch die Spülluft durch Schlitze gesteuert werden. Die Tourenzahl dieser Motoren darf nicht zu hoch genommen werden, weil die Spülung im Gegenstrom erfolgt. Eine Maschine von 120 bis 140 PSe-Leistung hat bei 320 Umdrehungen vollkommen zufriedenstellend gearbeitet. Die Maschine ist verhältnismäßig schwer (100 bis 120 kg f. d. PSe).

Für Kriegsfahrzeuge mußten besondere raschlaufende Maschinentypen von geringem Gewicht entwickelt werden. Die Werft baut für solche Fahrzeuge mittelschwere Motoren von 30 bis 40 kg f. d. PS, bei denen nur hochwertige Materialien Verwendung finden. Die sechszylindrigen Motoren sind vollständig gekapselt ausgeführt und besitzen direkte Umsteuerung. Die beiden Kompressorzylinder liegen in der Mitte zwischen zwei Dreizylindergruppen und die beiden Spülpumpen an je einem Ende der Maschine. Zwei Stück 600 pferdige Motoren dieses Typs, die fast ganz in Stahlguß und Bronze ausgeführt sind und 300 Umdr. i. d. Min. machen, wiegen mit allem Zubehör zur Maschinenanlage (ohne Wellenleitung) etwa 35 kg f. d. PS.

Nach ähnlichem Typ, aber wesentlich leichter gebaut, sind die Zweitakt-Unterseebootsmotoren der Germaniawerft. Dieselben sind aus sehr hochwertigen Materialien konstruiert und besitzen eine sehr hohe Tourenzahl. Sie sind mit der oben beschriebenen Kolbenkühlung ausgestattet, die sich viel besser bewährte wie die ursprünglich verwendete Oelkühlung, bei der sich stets nach 8 bis 14 Tagen Oelansätze bildeten. Jeder Zylinder besitzt drei Spülventile, welche von einem einzigen Hebel aus durch Vermittlung einer Platte bedient werden. Von diesen Motoren sind schon eine große Anzahl für die inländische und für ausländische Marinen gebaut worden.

Zu Anfang des Jahres 1911 wurde mit dem Bau einer doppeltwirkenden Maschine von großer Leistung begonnen. Die Versuchsmaschine, die zur Ermittlung einer geeigneten Zylinderkonstruktion mit günstigem Verbrennungsraum und zweckentsprechender Steuerung dienen sollte, wurde zunächst als Einzylindermotor gebaut. Dieser Motor ergab im Dauerbetrieb gute Resultate,

Es wurden weiterhin Versuche angestellt, die den Ersatz der Spülpumpen durch Strahlapparate zum Zwecke hatten. Ein weiterer Versuch diente der Untersuchung des Spülvorgangs im Zweitaktmotorenzylinder. Auf einen starkwandigen Glaszylinder wurde der Zylinderkopf und die Spülventile eines Zweitaktmotors aufgesetzt. Die Verlängerung des Glaszylinders wurde als Kolbenführung verwendet und enthielt die vom Kolben gesteuerten Auspuff schlitze. Die Bewegungsumkehr des Kolbens wurde beim Senken erzielt durch Gewichtsbelastung, beim Heben durch die unter dem Kolben einströmende Druckluft. Durch einen Mehrwegehahn wurde die zeitlich genau regulierbare Zu- und Abführung der Druckluft unter dem Kolben vermittelt. Die Steuerung arbeitete wie beim normalen Zweitaktmotor. Der Druck der Spülluft wurde durch fortlaufendes Nachfüllen in den Spülluftbehälter während der Versuche konstant erhalten. Der Kolben wurde bei den Versuchen etwas über den Auspuffschlitzen festgestellt und der Raum über ihm mit reiner Luft von 0,5 at Ueberdruck gefüllt. Sodann wurde in den Spülluftbehälter dichter Rauch eingesaugt, der auf dem Wege zum Arbeitszylinder möglichst gleichmäßig in der Luft verteilt wurde. Durch Ausrücken der Klinke des Steuerhähnes wurde der Kolben gesenkt, die Luft über ihm entspannt und ausgepufft, Beim Anheben der Spülventile trat dann die geschwärzte Luft in den Zylinder ein und besorgte die Spülung. Der Vorgang wurde durch einen Kinematographen festgehalten. Die Resultate waren mangelhaft. Der umgekehrte Weg war besser gangbar: Der Raum über dem Kolben wurde mit geschwärzter Luft gefüllt und die Spülluft war rein. Da der ganze Spülprozeß nur 1/15 bis 1/20 Sekunde dauerte, so konnten die Strömungslinien nicht milder wünschenswerten Präzision festgestellt werden. Der Versuch wurde deshelb verlangsamt.

Der eben beschriebene Versuch ist zwar ganz lehrreich, dürfte aber nach unserer Meinung immerhin kein richtiges Bild des Spülvorgangs liefern, da die dem Verbuch zugrunde liegenden Verhältnisse den in der Maschine auftretenden Verhältnissen auch nicht annähernd entsprechen. Die Luft stagnierte vor dem Eintritt in den |607| Zylinder und mußte erst beschleunigt werden. Ferner fehlten die beim wirklichen Verbrennungsprozeß auftretenden hohen Temperaturen und damit auch die Strömungen und Wirbelbildungen, die durch den Temperaturausgleich mit den Wandungen hervorgerufen werden. Die Bewegung beim Kolbensenken war anscheinend eine gleichförmig beschleunigte, während man es in Wirklichkeit mit einer verzögerten Bewegung zu tun hat, wie sich aus den Kurbeldiagrammen ableiten läßt.

Im ganzen genommen zeigt die Ausführung von Direktor Regenbogen, daß der Germaniawerft ein eminentes Verdienst um die Entwicklung des Motorenbaues in Deutschland zukommt.

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Die praktische Ausbildung der Ingenieure. Die Aufnahmebestimmungen unserer Technischen Hochschulen schreiben vor, daß die Studierenden des Maschinenbaues und der Elektrotechnik vor Ablegung der Diplomprüfung ein Jahr lang praktisch in einer Fabrik tätig gewesen sein müssen. Diese praktische Vorbildung bezweckt, dem angehenden Ingenieur einen Einblick in die Organisation und den Betrieb eines industriellen Werkes zu gewähren, ihm die für seinen Beruf notwendigen praktischen Kenntnisse und Fähigkeiten zu vermitteln und ihm eine gewisse Kenntnis der Lebensanschauungen und der ganzen Lebensart der Arbeiterschaft zuzuführen.

Die Frage, ob das praktische Jahr ganz vor Beginn des Studiums liegen soll, oder ob es teilweise in die Ferien verlegt werden darf, ist bislang nicht übereinstimmend entschieden.

Der Deutsche Ausschuß für Technisches Schulwesen berief im Mai 1912 zur Beratung über die Gestaltung der praktischen Vorbildung einen Ausschuß, an dessen Verhandlungen hervorragende Vertreter der Industrie, sowie Vertreter von staatlichen Behörden, Technischen Hochschulen und Technischen Mittelschulen teilnahmen. Nach eingehenden Beratungen einigte sich die Versammlung auf den Beschluß, daß es sich nach wie vor empfehle, von den künftigen Maschineningenieuren, soweit sie die Diplomprüfung ablegen wollen, eine einjährige praktische Ausbildung zu fordern, von der zum mindesten ein halbes Jahr vor Beginn der Studien abgeleistet werden müsse.

Für die Schüler höherer Maschinenbauschulen hat der Deutsche Ausschuß in seinen Beschlüssen vom 21. November 1910 eine mindestens zweijährige praktische Vorbildung als erforderlich bezeichnet, die ganz vor Beginn der Studien zurückzulegen ist.

Obwohl nun die deutsche Industrie anerkennt, daß sie im eigensten Interesse bestrebt sein muß, die Ausbildung ihrer künftigen leitenden und mittleren Beamten nach Kräften zu fördern, so ist es doch oft dem jungen Mann, der Maschineningenieur werden will, nicht leicht, ein Werk zu finden, das ihn in geeigneter Weise praktisch ausbildet. Der Deutsche Ausschuß hat beschlossen, hier versuchsweise vermittelnd einzutreten, er wird eine Vermittlungsstelle errichten, die den angehenden Praktikanten den Eintritt in geeignete Fabriken ermöglichen soll. Wenn seitens der Industrie genügende Unterstützung gewährt wird, dann kann die geplante Vermittlungsstelle zweifellos großen Nutzen schaffen und auch auf die bessere Ausgestaltung und Ausnutzung der praktischen Ausbildungszeit erwünschten Einfluß gewinnen. Diesem Zwecke sollen insbesondere auch die vom Deutschen Ausschuß herausgegebenen Merkblätter dienen, welche die Vermittlungsstelle den Praktikanten übermitteln wird.

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Anmerkung der Redaktion: Der Vortragende hat hierbei anscheinend außer Bedacht gelassen, daß das Schmieröl |605| einen weit höheren Siedepunkt als das Wasser hat und sich daher ohne Schaden für die Betriebssicherheit der Maschine auf eine weit höhere Temperatur erwärmen läßt, falls dies nötig sein sollte. Tatsächlich hat sich ja auch die Oelkühlung bei den neuen doppeltwirkenden Maschinen der M. A. N. sehr gut bewährt.

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