Die Sicherheitsvorkehrungen an dem Accumulator der hydraulischen Anlage zu Marseille. Mit Abbildungen auf Tafel 8. Sicherheitsvorkehrungen für die Marseiller Accumulatoranlage. Der bekannte englische Ingenieur William Armstrong machte es sich vor ungefähr 25 Jahren zur Aufgabe, die hydraulische Kraft auf groſse Entfernungen zu übertragen und gleichzeitig zur Bethätigung mehrerer Erahne und andere Hebevorrichtungen zu verwerthen (vgl. 1857 145 * 245. 1859 153 * 169). Die Unmöglichkeit, Wasserbehälter in solch groſsen Höhen anzulegen, als es der mit Rücksicht auf eine entsprechende Leistungsfähigkeit der Apparate erforderliche groſse Druck bedingt haben würde, führte Armstrong dahin, einen Hilfsapparat zu construiren, der diese Behälter ersetzen sollte und welchen er mit dem Namen Accumulator oder Kräftesammler bezeichnet hat. Die nach diesem System ausgeführten hydraulischen Apparate haben sich in England bei den verschiedenen Hafen-, Eisenbahn- und Industrieanlagen schnell verbreitet; in Frankreich finden wir, wie H. Schemfil in der Wochenschrift des Oesterreichischen Ingenieur- und Architektenvereins, 1882 S. 223 berichtet, die erste bedeutende Anwendung dieses Systemes in der Maschinerie der Compagnie des Docks et Entrepôts in Marseille, wo dieselbe seit ungefähr 20 Jahren mit der gröſsten Regelmäſsigkeit arbeitet. Es werden daselbst gegenwärtig 47 Krahne, 24 Elevatoren, 2 hydraulische Pressen und 3 Drehbrücken im Gewichte von 400 bis 700t, welche unter einander durch eine Druckwasserleitung von 8000m Länge verbunden sind, von einem Accumulator versorgt, über welchen nachstehend einige Mittheilungen folgen sollen. Der Accumulator besteht aus 4 Hauptbestandtheilen: 1) Aus einer Grundplatte aus Guſseisen mit einem Röhrenstück und Flanschen, mittels welcher der Accumulator mit dem Gesammtröhrennetze verbunden wird; 2) einem senkrecht stehenden guſseisernen Cylinder, dessen innerer Durchmesser 0m,454 und der äuſsere 0m,574 hat, welcher unten mit der Grundplatte verbunden ist und an dessen oberem Ende sich eine Verdichtung befindet; 3) einem ebenfalls aus Guſseisen hergestellten Brahma'schen Pumpenkolben, dessen Durchmesser 0m,432, dessen Hub 5m ist und der an seinem oberen Ende ein starkes Querstück trägt, an welchem ein ringförmiger Blechkasten aufgehängt ist; 4) einem Kasten aus Eisenblech, dessen Querschnitt ringförmig ist und dessen äuſserer Durchmesser 3m,121, der innere dagegen 0m,943 miſst, bei einer Höhe von 5m,753. – Der Kolben verdrängt somit ein Volumen von 735l; das Gewicht desselben, sowie des im Blechkasten untergebrachten Ballastes beträgt 78693k, so daſs der Druck des Kolbens auf das im Cylinder enthaltene Wasser 53k,716 auf 1qc beträgt. In unmittelbarer Nähe des Accumulators befindet sich eine horizontale Dampfmaschine von 120e, welche zwei ebenfalls horizontale Druckpumpen bewegt, die das ganze Röhrennetz sowie den Accumulator mit Druckwasser versorgen. Vorsichtshalber wurden in dem Maschinenhause zwei solcher Dampfmaschinen und zwei Accumulatoren aufgestellt, um im Falle eines Gebrechens der einen Maschinerie sofort die andere in Betrieb setzen und auf diese Weise jede Betriebsstörung in den Docks u.s.w. vermeiden zu können. Denken wir uns den Accumulator am unteren Ende seines Hubes; sobald die Druckpumpen zu arbeiten beginnen, werden sie vorerst das ganze Röhrennetz füllen, und sobald dies voll ist, wird das Wasser auf den Kolben der Accumulatorpresse wirken und denselben heben. In Folge des Kolben- und des Belastungsgewichtes befindet sich nunmehr das Wasser unter einem Druck von 52at. Wenn nun die Druckpumpen regelmäſsig arbeiten, so können die verschiedenen Hilfsmaschinen in Betrieb gesetzt werden. In den Hafenanlagen, Frachtenbahnhöfen, Niederlagen u. dgl. sind aber immer diese letzteren weit von einander und von dem Accumulator entfernt, daſs es unmöglich ist, den Maschinenwärter von jeder In- oder Auſserbetriebsetzung zu verständigen; es muſste also ein Mittel gefunden werden, welches den Accumulator bei seinem Auf- und Absteigen den Gang der Dampfmaschine selbstthätig regulirt und zwar so, daſs die Dampfmaschine stehen bleibt, wenn mit keinem der einzelnen Apparate gearbeitet wird, und sich wieder in Bewegung setzt, sobald eine oder mehrere der zerstreut liegenden Werkzeuge in Arbeit treten. Dieses Resultat wurde auf folgende höchst einfache Weise erreicht: Der Accumulator befindet sich meistentheils zwischen dem Heiz- und Maschinenhause, so daſs die Dampfzuströmungsleitung durch den Accumulatorenthurm geht; in dieser Leitung und ungefähr gegenüber der Hauptachse der Presse befindet sich eine Klappe O (Fig. 1 Taf. 8), die sich um eine horizontale Achse dreht und von auſsen an einen Hebel befestigt ist. Das freie Ende desselben beschreibt einen Bogen AB, dessen Sehne gleich 1m ist. Befindet sich dieser Hebel in der Stellung OA, so ist die Klappe geschlossen, während in der Lage OB die Dampfzuströmung zur Maschine vollkommen frei ist. Die Bewegung dieses Hebels geschieht durch einen Sicherheitskolben E und durch den Belastungskasten des Accumulators. Die Vorrichtung des Sicherheitskolbens (Fig. 2 und 3 Taf. 8) besteht aus einem Röhrenstück Q von 0m,416 Länge und 0m,152 Durchmesser, das in dem Accumulatorenthurme an die Hauptdruckleitung angeschraubt wird; auf der oberen Seite dieses Röhrenstückes befindet sich eine Verdichtung mit dem fraglichen Sicherheitskolben aus Bronze, dessen Durchmesser 0m,038 und dessen Querschnitt 0qm,001134 hat. Das untere Ende dieses kleinen Kolbens taucht in das Druckwasser, während das obere Ende ein Gestell mit drei Kettenrollen trägt; unterhalb der Leitung und beiläufig in der senkrechten Achse des Kolbens sind ebenfalls drei solcher Rollen befestigt. Eine Kette von 10mm Durchmesser schlingt sich um das so gebildete Flaschenzugsystem herum, nachdem sie zuvor an einem Punkte des Röhrenstückes Q befestigt wurde. Durch die Kette versechsfacht sich der Hub des Kolbens, so daſs dieser nur ⅙ der Länge der Sehne AB, also 0m,167 zu sein braucht. Das Druckwasser übt auf den Kolben einen Druck aus = 0m,001134 × 53,716 = 609k. Der Zug in der Flaschenzugkette ist somit = ⅙ × 609 = 101k,5 und, wenn man hiervon die Reibungswiderstände des Systemes abzieht, welche ungefähr 30 Procent des gesammten Kraftaufwandes betragen, so stellt sich dieser Zug auf 71k. Ist nun AB der von dem Klappenhebel beschriebene Bogen, A bis E die Kette des Sicherheitskolbens, welche auf den Hebel den Zug von 71k ausübt, um die Dampfzuströmungsklappe O offen zu halten, n das Verbindungsglied einer zweiten Kette mn, die sich um die Rolle m schlingt, senkrecht neben dem Belastungskasten des Accumulators absteigt, an dem unteren Ende ein Gegengewicht P1 (18k) trägt und gleichfalls auf den Klappenhebel wirkt, so steht dieser Hebel unter der Einwirkung von P1 = 18k + P2 = 71k, zusammen von 89k. Der Accumulatorkasten trägt einen kleinen Ansatz M, welcher das Gewicht P1 in einer Hubhöhe von 3m,70 aufhebt, so daſs dann nunmehr das Gewicht P2 = 71k auf den Klappenhebel wirkt. Wird nun dieser Hebel mit einem Gewicht P = 82k belastet, so bleibt trotzdem die Zuströmung offen und zwar so lange, als die beiden Gewichte P2 und P1 zusammen wirken. Wenn nun die Druckpumpen arbeiten und der Accumulator in Folge eines geringeren Wasserverbrauches sich hebt, so wird, da diese Pumpen stets dieselbe Wassermenge liefern, bei einem Hube von 3m,70 des Accumulators das Gewicht P1 = 18k mit gehoben werden und es wirkt somit nunmehr das Gewicht P2 = 71k, welches kleiner ist als das Gewicht des Hebels P = 82k; unter dem Einfluſs der Differenz P1 – P2 wird sich nothwendigerweise die Zuströmungsklappe O theilweise schlieſsen müssen und die Umdrehungsanzahl des Dampfmotors wird sich proportional zu der auſser Dienst gesetzten Anzahl von Hilfswerkzeugen vermindern; nach einem weiteren Hube des Accumulators von 1m ist die Klappe O vollkommen geschlossen und steht die Maschine gänzlich still. Wird der eine oder der andere Hilfsapparat wieder in Betrieb gesetzt und Druckwasser verbraucht, so sinkt augenblicklich der Kolben des Accumulators und mit dem Blechkasten das Gewicht P1, welches nach und nach frei wird; die Dampfmaschine und mit ihr die Druckpumpen fangen wieder ihre Arbeit an.. Es könnte sich wohl auch ereignen, daſs sämmtliche Krahne und Hilfsapparate, welche mit dem Druckwasser des Accumulators betrieben werden, auf einmal und plötzlich still stehen, und es müſsten demzufolge auch der Dampfmotor und die Pumpen zu arbeiten aufhören; aber durch die Trägheit des Schwungrades kann die Maschine immerhin noch einige Umdrehungen machen und der Accumulatorkolben würde aus seinem Preſscylinder herausgestoſsen werden; um dies zu vermeiden, wurde an dem Blechkasten eine Kette befestigt, welche, sobald der Accumulator einen Hub von 4m,70 gemacht und die Zuströmungsklappe O vollständig geschlossen ist, ein Sicherheitsventil öffnet, durch welches sich das durch die Pumpen während der letzten Umdrehungen des Schwungrades gelieferte Wasser entfernt und in die Vorrathsbehälter zurückflieſst. Es muſs hier auch noch bemerkt werden, daſs der Widerstand der Pumpen gegen den Druck des Accumulatorkolbens (53,716 k/qc) hinreichend groſs ist, um die Rotationsträgheit des Schwungrades zu neutralisiren; sonst würde ja die Maschine selbst, wenn die Zuströmungsklappe geschlossen ist, noch eine bedeutende Anzahl von Umdrehungen machen. Es kann sich aber weiter der Fall ereignen, daſs in Folge eines Röhrenbruches der Druckwasserleitung der Accumulator anstatt zu steigen, sich rasch senken würde; aber auch in diesem Falle verhindert der Sicherheitskolben jede Beschädigung des Accumulators und bewirkt den Stillstand der Dampfmaschine, welche unter solchen Bedingungen mit auſserordentlicher Geschwindigkeit arbeiten würde, da sie keinen nennenswerthen Widerstand zu überwinden hat. Wir haben vorhin dargethan, daſs der Zug auf die Kette A bis E gleich 71k ist. Sobald aber ein Röhrenbruch stattgefunden hat, ist das in der Leitung und in dem Röhrenstück Q des Sicherheitskolbens befindliche Wasser nicht mehr unter Druck, folglich ist die Kraft P1 = 0 und das Gewicht P2 = 18k wirkt allein auf das Gegengewicht P = 82k des Klappenhebels, so daſs sich die Dampfzuströmungsklappe unter dem Einflüsse dieses letzteren schlieſsen muſs und die Maschine zum Stillstande zwingt. Auſser dem neben der Dampfmaschine befindlichen Accumulator befinden sich an den Enden der Druckwasserleitung noch weitere 3 Accumulatoren, die jedoch um etwa 3000k weniger belastet sind als die Hauptaccumulatoren, aber weder Sicherheitskolben, noch Sicherheitsventil besitzen; der Austritt des Kolbens aus der Presse wird durch ein hinreichend starkes Holzgerüst oberhalb der Belastungskasten verhindert. Die Erfahrung hat nämlich gezeigt, daſs durch diese Hilfsaccumulatoren die Druckverluste am Ende der Leitung um 40 Proc. geringer sind. In Folge der geringeren Belastung befinden sich die Hilfsaccumulatoren stets am oberen Ende ihres Hubes und der Druck in jedem Punkte der Leitung ist so ziemlich gleichförmig, wenn nur eine geringe Anzahl von Hilfsapparaten arbeiten und die entfernt gelegenen Accumulatoren am oberen Ende ihres Hubes bleiben; sind aber 30 bis 40 Apparate im Betrieb, so vermindert sich der Druck vom Hauptaccumulator angefangen, wo er immer unverändert auf 53k,716 bleibt, bis zu den entfernteren, wo er auf 49k fällt. In diesem Falle haben sich auch diese letzteren gesenkt. Diese Differenz hat natürlicherweise ihren Grund in den einzelnen Druckverlusten, welche durch die Reibung des Wassers in der Leitung, die Verengerungen der Ausfluſsöffnungen und die Röhrenkrümmungen entstehen. Die Gesammtlänge der Druckwasserleitung der Docks und Niederlagen von Marseille beträgt, wie oben erwähnt, etwa 8000m und ist aus guſseisernen 2m,75 langen Röhren zusammengesetzt, deren innerer Durchmesser 0m,127, der äuſsere 0m,172 miſst; dieselben werden senkrecht gegossen und vor ihrer Verwendung auf 200at erprobt. In Entfernungen von 300 bis 400m sind in der Hauptleitung Compensationsröhren eingelegt, welche einerseits die durch den Temperaturwechsel entstehenden Längendifferenzen ausgleichen und andererseits dazu dienen, um die Erneuerung eines schadhaft gewordenen Rohres zu erleichtern. Nachdem das Druckwasser in dem Apparate gedient hat, geht es unter einem Drucke von ungefähr 4at durch eine eigene Leitung in die Maschinerie zurück, um von Neuem durch die Pumpen unter den Accumulator getrieben zu werden. (In kalten Gegenden ist es nothwendig, im Winter dem Druckwasser bis zu 10 Proc. Chlormagnesia hinzuzufügen.)