Titel: | Neuere Pumpen. |
Fundstelle: | Band 288, Jahrgang 1893, S. 106 |
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Neuere Pumpen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 73 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuere Pumpen.
Einen kritischen Vortrag über die Fortschritte im Bau von Wasserwerksmaschinen hat
auf der 29. Jahresversammlung des deutschen Vereins von Gas- und Wasserfachmännern
in Stettin der auf diesem Gebiete bewanderte Professor Riedler-Berlin gehalten. Wir geben diesen Vortrag in seinen wesentlichen
Punkten wieder.
Zunächst warnt der Vortragende davor, Wasserwerksanlagen nach der Schablone
auszuführen, vielmehr sollman nach den mannigfachen Bedingungen und den
vielgestaltigen örtlichen Verhältnissen die Entscheidung von Fall zu Fall treffen.
Als Beleg werden die Anlagen in Köln, Essen, Rotterdam und Leipzig angeführt, welche
äusserlich kaum eine Aehnlichkeit zeigen und die den besonderen Bedingungen
gegenüber dennoch eine Berechtigung haben. Für einen Hauptfortschritt in der
Ausbildung der Wasserwerksmaschine hält der Vortragende die Berücksichtigung der
unmittelbaren Kraftübertragung; er äussert sich darüber (auszüglich) in folgender
Weise:
Es gibt viele Fachleute; die heute noch der Meinung sind, man müsse Wasserpumpen mit
sehr geringen Geschwindigkeiten und mit Uebersetzungen durch Zahnräder o. dergl.
betreiben. Die Hinfälligkeit solcher Anschauung dürfte wohl kaum erst zu erweisen
sein. Dem widerspricht schon die Thatsache, dass solche Räderübersetzungen bei
grossen Maschinen überhaupt kaum ausgeführt werden, und wegen ihrer
Unvollkommenheiten auch nicht gut ausführbar sind, somit dürfte kein Nachweis
darüber nöthig sein, dass man dieselben bei kleineren Maschinen, also unter weniger
schwierigen Verhältnissen, entbehren kann. Trotzdem gibt es noch immer Vertreter der
Ansicht, dass Pumpen nur mit einer Kolbengeschwindigkeit von 1 Fuss in der Secunde
laufen müssen.
Nach Anführung einiger Beispiele kommt der Vortragende zu dem Schluss, dass die
unmittelbare Kuppelung des Dampfkolbens mit dem Pumpenkolben ganz selbstverständlich
sei. Ausserdem gelte der allgemeine Grundsatz des Maschinenbaues: alle Kräfte in der
Maschine selbst und auf dem kürzesten Wege aufzufangen, ganz besonders für Pumpen;
aus diesem Grunde solle man auch die einfach wirkenden Pumpen zu vermeiden
suchen.
Von einer gut ausgeführten Pumpe verlangt der Vortragende auch, dass sie im Bedarfs-
und Nothfalle weit über ihre normale Leistung gesteigert werden kann. Das einzige
berechtigte Hinderniss bei Erhöhung der Geschwindigkeit kann immer nur die Saughöhe
sein; nur durch diese ist eine absolute Grenze gegeben, von welcher an die Pumpe
nicht mehr vollsaugen und nicht mehr betriebsfähig sein kann. Sonst ist ein
thatsächliches Hinderniss nicht gegeben; die einzelnen Maschinentheile lassen sich
ohne erhebliche Kosten doch alle so ausführen, dass die Maschine weit
steigerungsfähig ist.
Dass die Geschwindigkeit nicht erheblich gesteigert wird, hat seine Begründung in
vielen Fällen nur in der unrichtigen Aufstellung, im verwickelten Weg, welchen die
Kräfte zurücklegen müssen, und nicht immer in Einzelheiten der Maschinen, wie z.B.
in Ventilen, die man als Sündenbock für die verschiedenartigsten Fehler hinzustellen
beliebt.
Einer der bedeutendsten Fortschritte, den die Wasserwerksmaschinen aufweisen, hat
Bezug auf die Genauigkeit ihrer Ausführung. Das, was gute Maschinenfabriken in
dieser Beziehung gegenwärtig leisten, ist höchst hervorragend und mit dem
Maschinenbau der früheren Zeit nicht vergleichbar. Die Anschauung, dass hohe
Genauigkeit in der Ausführung nur bei kleineren Maschinen erforderlich sei, ist
unsinnig; im Gegentheil, gerade die grossen Maschinen sind diejenigen, welche
sorgfältigste Arbeit erfordern. Leider wird diesem Factor wenig, zeitweilig sogar
keine Bedeutung zugemessen, unter anderem durch das Submissionswesen, welches in
vielen Fällen Maschinen zur Vergebung bringt, einzig und allein nach den
Preisangaben, ohne jede Rücksichtnahme auf die Genauigkeit der Ausführung. Im
Weiteren macht der Vortragende darauf aufmerksam, dass eine Maschine, wenn sie in
der Werkstätte genau hergestellt wurde; auch so aufgestellt und betrieben werden
muss, dass sie ihre Genauigkeit nicht verlieren kann. Dies findet vielfach nicht die
verdiente Beachtung. In dieser Beziehung sind die häufigsten Fehler: die
Nichtbeachtung sowohl der Durchbiegung der Maschinentheile und Rahmen durch ihr
eigenes Gewicht, als auch der freien Ausdehnung durch die Erwärmung und der
unvermeidlichen Formveränderungen, wenn die freie Ausdehnung gehindert wird.
Letzterer Fehler kommt häufig vor, und es gibt Maschinen, bei denen der
Dampfcylinder im Augenblick der ersten Ingangsetzung quer durchgerissen ist, in
Folge der secundären ungünstigen Beanspruchungen durch Wärmeausdehnung. Sehr häufig
sind auch die Fälle, dass Maschinen vorzeitig unbrauchbar werden in Folge
schädlicher Durchbiegungen einzelner Maschinentheile und Nichtbeachtung der
diesbezüglichen Grundsätze.
Was der Vortragende über die Dampfvertheilung sagt, können wir hier übergehen.
Dreicylinderanordnung hält er für Maschinen unter 100 nicht für angezeigt,
da diese hohen Dampfdruck erfordern (nicht unter 8 at) und zu umständlich sind. Aber
selbst wenn die Maschinenfrage vollständig gelöst wäre, so würden zur Zeit dennoch
Bedenken entstehen wegen der Dampfkessel. Da die Maschine nur Berechtigung hat bei
Dampfspannungen von 10 bis 14 at Ueberdruck, so kann man bei bewährten
Kesselsystemen bleiben, etwa Cornwall-Kessel oder Schiffskessel, und diese für die
hohe Pressung ausführen. Das ist auch geschehen, aber mit grossen Kosten und manchen
Nachtheilen für Herstellung und Betrieb. Ueberwiegend aber wird man bei diesen hohen
Dampfspannungen auf „Kunstkessel“ übergehen. Der Betrieb derselben ist aber
an bestimmte Bedingungen geknüpft, darunter eine, die nicht immer zu erfüllen ist:
dass sie mit reinem Wasser gespeist werden müssen. Dass sie trockenen Dampf liefern,
wird von allen solchen Kesseln behauptet, aber erwiesen ist das keineswegs. Der
Vortragende ist zwar überzeugt, dass die Wasserrohrkessel ihre Zukunft haben, würde
aber nicht wagen, einen grossen Betrieb mit dem nächstbesten System nach den
bisherigen unvollständigen Erfahrungen durchzuführen.
Auf diesem Gebiet, soweit es die Dampfvertheilung für den Betrieb von
Wasserwerksmaschinen betrifft, geht man vielleicht zu rasch und zu weit. Gewiss ist
es ungerechtfertigt, nach den heutigen Erfahrungen und Anforderungen für grössere
Anlagen Cornwall-Maschinen, Hubmaschinen ohne Schwungrad oder
Eincylinderdampfmaschinen oder überhaupt Maschinen zu bauen, die nicht vollkommene
Dampfausnutzung gewähren; aber der Sprung sollte bei massig grossen Anlagen nicht
bis zur äussersten Grenze der Dreicylindermaschinen gemacht werden. Was bei
vieltausendpferdigen Schiffsmaschinen bewährt ist, lässt sich nicht ohne weiteres
auf beliebige Wasserwerksanlagen übertragen.
Im Anschlusse an die Frage der Dampfvertheilung bei Dampfpumpen und die Frage des
vortheilhaftesten Betriebes derselben bespricht der Vortragende die
Eigenthümlichkeiten einer älteren Hubmaschine ohne Kurbel und Schwungrad, der Worthington-Pumpe. Es gibt Fachleute,welche die
Worthington-Pumpe als solche hinstellen, dass nunmehr alle Schwungradmaschinen
veraltet seien. Einige sind sogar so weit gegangen, zu sagen: die europäischen
Ingenieure seien überhaupt auf dem Irrwege mit ihren Constructionen; die Amerikaner
haben das Richtige gefunden, und das ist die Hubmaschine, die Worthington-Pumpe.
Ueber diese und ähnliche Pumpen sind die widersinnigsten, durch nichts begründeten
Behauptungen aufgestellt worden und sind jetzt in der technischen Literatur schwarz
auf weiss zu lesen; Behauptungen, welche zum Theil sogar unabänderliche
wissenschaftliche Grundsätze auf den Kopf stellen. Man kann ja einer Construction
gute Eigenschaften nachrühmen, auf geschäftlichem Felde werden die
Eigenthümlichkeiten und Vorzüge eines Systems leider in der Regel sehr einseitig auf
Kosten anderer Systeme gerühmt, aber wissenschaftliche Principien lassen sich
hierdurch nicht verschieben. Der Vortragende hält die Worthington-Pumpe, aber nur
die Original-Worthington-Pumpe, nicht ihre NachahmungenWir sind hier mit dem Verfasser nicht
einverstanden, sondern halten den deutschen Maschinenbau bezüglich guter
Ausführung dem englischen gegenüber für mindestens ebenbürtig und die
deutschen Ingenieure für mindestens ebenso intelligent als die englischen.
(Vergl. Anlage für Stettin S. 63.)D. R. für die vollkommenste Hubmaschine, da sie
auf Grund langjähriger Erfahrungen in vollkommener Weise ausgeführt ist; ihre
Beurtheilung ist nur abhängig von den allgemeinen Grundlagen, die Ausführung der
Originalmaschinen ist eine untadelhafte; ihre Mängel können nur in den allgemeinen
Grundlagen die Ursache haben.
Die Behauptungen, welche zu Gunsten der Hubmaschinen gemacht werden, laufen im
Wesentlichen auf Folgendes hinaus: Mit den Schwungradmaschinen kann man allerdings
die vortheilhafteste Dampfwirkung, also beliebig weitgehende Expansion erzielen,
aber man muss die Nachtheile des Schwungrades in den Kauf nehmen, also Reibung,
Arbeitsverlust, grössere Kosten u.s.w. Diese Behauptung kann unmittelbar nicht
bestritten, nur eingeschränkt werden dahin, dass die Reibungsverluste durch das
Schwungrad und den Kurbelbetrieb bei Weitem nicht so gross sind, als behauptet wird.
Nach Versuchen von Thurston ist unzweifelhaft
nachgewiesen, dass die einzelnen Reibungsverluste bei Maschinen ungefähr so viel
Promille betragen, als man nach den alten Morin'schen
Reibungscoefficienten Procente berechnete, woraus sich auch die Thatsache erklärt,
dass man im Stande ist, grössere Pumpen mit Schwungraddampfmaschinen direct zu
betreiben und einen Gesammtwirkungsgrad von nahe 90 Proc., bei bester Ausführung
sogar über 90 Proc., einschliesslich aller Pumpenwiderstände zu erzielen, während
mit Hubmaschinen, wegen der Unvollkommenheit der Dampfmaschine (grosser, schädlicher
Raum, unbestimmter, ungleicher Hub, geringe Kolbengeschwindigkeit), ein besserer
Wirkungsgrad nicht erzielt wird.
Weiter aber wird behauptet; die Schwungmaschine sei unvortheilhaft wegen schlechter
„Wasserwirkung“. Das ist ein neu eingeführter Begriff, und unter dieser
schlechten „Wasserwirkung“ wird verstanden das Verhältniss zwischen
Geschwindigkeitsänderungen des Kolbens und der Wasserbeschleunigung. Beim
Kurbelbetrieb ändern sich die Kolbengeschwindigkeiten, von Null auf ein Maximum
steigend, und dann
wieder auf Null zurückgehend. Nun wird gesagt; das gibt Geschwindigkeitsänderungen,
also Beschleunigungen, welchen die Wassersäule folgen muss. Dagegen ist nichts
einzuwenden; nur gilt dies ebenso wohl von den Schwungmaschinen mit Kurbelbetrieb,
wie auch von den Hubmaschinen. Nun aber wird willkürlich behauptet, das sei bei den
Hubmaschinen nicht der Fall; bei denselben habe der Kolben „eine gleichmässige
Bewegung“; es gebe keine Geschwindigkeitsänderung, also auch keine
Beschleunigung der Wassermassen und keine Gefahr. Der Vortragende macht dagegen
geltend, dass der Kolben einer Hubmaschine doch auch seinen Hub wechseln muss, und
wenn ein Kolben seinen Hub wechselt, dann hat er im Hubwechsel doch die
Geschwindigkeit Null, und diese muss doch erst allmählich auf andere Geschwindigkeit
übergehen, und die Kolben- und Wasserbeschleunigung lässt sich durch kein Mittel
vermeiden.
Bei Schwungradmaschinen ergeben sich die Geschwindigkeitsänderungen aus dem Gesetz
des Kurbeltriebes. Durch genügend grosse Schwungmasse kann constante
Kurbelgeschwindigkeit erzielt werden, dies gibt höchst günstige
Beschleunigungsverhältnisse, weil die Geschwindigkeit des Pumpenkolbens von Null in
sehr günstiger Weise wächst, so allmählich und vortheilhaft, wie dies in anderer
Weise gar nicht vortheilhafter geschehen kann.
Bei der Hubmaschine ohne Schwungrad ergibt sich ein Uebergang des Hubkolbens bei
grosser und plötzlicher Geschwindigkeitsänderung und der kann nur ungünstig
erfolgen, weil der vermittelnde Einfluss des Kurbeltriebes und der Schwungmassen
fehlt. Dies erklärt auch die Thatsache, dass Hubmaschinen über ihre sehr geringe
normale Hubzahl fast gar nicht gesteigert werden können, weil dann die
Anfangsbeschleunigung zu sehr gesteigert wird und die Pumpe in jedem Hubwechsel
heftig stösst. Bei der Hubmaschine ist die anfängliche Geschwindigkeitsänderung eine
viel grössere und die gefährliche Anfangsbeschleunigung muss eine grössere sein,
weil die Massenbewegung niemals in der allmählichen Weise hergestellt werden kann;
wie bei der Schwungradmaschine.
Dass eine Pumpe zertrümmert wird, ist ja gewiss häufig vorgekommen, aber bei
Hubmaschinen noch viel öfter als bei Schwungradmaschinen, und die Ursache sind nicht
die Schwungmassen, sondern Fehler an der Pumpe.
Der unbestrittenen Thatsache, dass die Schwungradmaschinen vortheilhafteste
Dampfwirkungen ermöglichen; ist nicht nur jetzt, sondern auch schon vor Jahrzehnten
die Behauptung gegenübergestellt worden, das könnten die Hubmaschinen auch; in
diesen könne der Dampf auch beliebig expandiren, weil man die für die Expansion
erforderlichen Schwungmassen durch die Wassermassen ersetzen könne. Die Behauptung
ist theoretisch nicht unrichtig, aber es ist bisher keine Pumpe bekannt geworden,
welche das geleistet hätte. Man ist so weit gegangen, zu sagen: Durch diese
Massenbewegung kann man das Ventilspiel ersparen; das Ventil hat nur zu reguliren;
auch etwas, was theoretisch nicht unrichtig ist, was aber Niemand ausführen
kann.
Nachdem die Expansion mit Wassermassenausgleichung überall misslungen ist, wird die
Unmöglichkeit der Durchführung meistens zugestanden und man wendet in neuester Zeit
bei den Hubmaschinen Hilfsvorrichtungen an, die bekannten Ausgleich Vorrichtungen.
Es wird Luft comprimirtoder sonst ein Widerstand erzeugt, und nachher wieder
Kraft abgegeben. Ein solcher Ausgleicheapparat, der mit hohen Spannungen arbeitet,
in der Regel über 20 at, verursacht sehr wesentliche Kosten und
Betriebsschwierigkeiten und beeinträchtigt die Einfachheit der Hubmaschine, die dann
nicht mehr die einfache Maschine ist, die sie war, sondern die sich den
complicirtesten Schwungradmaschinen nähert und kostspieliger als Schwungradmaschinen
wird, der letzteren aber in jeder Hinsicht nachsteht, ganz besonders hinsichtlich
der Betriebskosten.
Mit der Benutzung solcher Ausgleichungen lässt sich aber die Gesammtexpansion, die
bei jeder Schwungradmaschine erzielt wird, nicht erreichen, und der Dampfverbrauch
ist auch bei den besten Ausführungen um mindestens ein Viertheil grösser, als bei
guten Schwungradmaschinen. Ohne vollkommenste Ausführung ist der Dampfverbrauch der
Hubmaschinen um die Hälfte und mehr grösser als bei guten Schwungradmaschinen und es
ist unbegreiflich, wie ein solches Maschinensystem bei grossen Wasserwerksanlagen,
wo die Anlagekosten gegenüber den Betriebskosten nicht die erste Rolle spielen,
überhaupt in Frage kommen kann. Diagramme von zahlreichen Hubmaschinen liessen sich
für diese Behauptung ins Feld führen.
Die Worthington-Pumpen sind auch nicht billiger als Schwungradmaschinen; sobald für
die Schwungradmaschine eine auch nur massige Geschwindigkeit angenommen wird. Werden
die allgemein üblichen sehr niedrigen Umdrehungszahlen nur um 25 Proc. erhöht, so
ist der Preis einer Schwungradmaschine schon geringer als der einer
Worthington-Pumpe. Betreibt man die Schwungradmaschine mit grösseren
Geschwindigkeiten, so ist sie wesentlich billiger als die Hubmaschine. Es wäre sehr
an der Zeit, die zahlreichen, über die Hubmaschinen in die Welt gesetzten
unrichtigen Behauptungen schärfer zu prüfen und streng zu unterscheiden zwischen
wissenschaftlich und erfahrungsgemäss feststehenden Grundlagen und den im Interesse
der Geschäftsanpreisung zu Gunsten eines marktfähigen Massenartikels aufgestellten
Behauptungen.
Der Vortragende geht nun zu den eigentlichen Pumpen über und erblickt die
Fortschritte im Pumpenbau hauptsächlich darin, dass die wissenschaftlichen
Grundlagen besser erkannt und berücksichtigt werden, als dies früher der Fall war.
Es dürfte kaum eine Maschine geben, bei welcher gegen unveränderliche Grundlagen und
Naturgesetze so viel gesündigt worden ist, als gerade bei den Pumpen. Als Belag
hierfür werden die Fehler an den Saug- und Druckwindkesseln angeführt. – Die
ältesten Wasserwerkspumpen findet man gewöhnlich ohne Saugewindkessel, bei den
späteren sind wohl welche vorhanden, aber meistens an einer zu tief gelegenen Stelle
der Saugeleitung, nur die neueste Anlage hat ihn in der Regel, wie es gemacht werden
muss, unmittelbar unter den Saugventilen. Der Saugwindkessel wirkt aber nur dann,
wenn er auf bestimmte Höhe mit Luft gefüllt ist. Nicht 10 Proc. der vorhandenen
Saugwindkessel sind aber mit denjenigen Vorrichtungen versehen; die unerlässlich
sind, um den Windkessel in richtigem Stand zu erhalten. Dazu sind Wasserstandsgläser
oder Probirvorrichtungen, Vacuummeter u. dergl. erforderlich, welche alle Vorgänge
im Inneren des Sauge Windkessels erkennen und nötigenfalls deren Regelung bewirken
lassen.
Für die Brüche an Pumpengusstücken, die so häufig vorkommen, als ob das ein
unvermeidliches Uebel sei, macht der Vortragende lediglich die unrichtige
Construction verantwortlich, die besonders in der unzureichenden Berücksichtigung
der durch die Stutzenöffnungen veranlassten Schwächungen begründet ist. (Unseres
Erachtens liegt der Grund meistens in der ungeschickten Anordnung und Vertheilung
des Gussmateriales. Plötzliche Uebergänge in der Wandstärke, scharfe Biegungen sind
unbedingt zu vermeiden, denn diese sind Ursache der gefährlichen Molekularspannungen
in den Gusstücken. Diese Spannungen machen das Gusstück unzuverlässig, unberechenbar
und führten schon oft bei unbelasteten Gusstücken den Bruch herbei. D. R.)
Ein wichtiges Detail an Pumpen sind die Ventile, die der Vortragende jedoch nur
bedingt als den wichtigsten Bestandtheil ansieht. Einer schlecht construirten Pumpe
kann auch durch das beste Ventil nicht geholfen werden; die Ventilconstruction
selbst ist durchaus nebensächlich, sie gewinnt erst Bedeutung, wenn die Construction
im Allgemeinen richtig ist und nun durch eine besondere Ventilart bestimmten
Bedingungen entsprochen werden muss.
Die heutige grosse Mannigfaltigkeit der Ventile hält der Vortragende nicht für
berechtigt, sondern schreibt nur wenigen Ventilformen einen grösseren Werth zu. Als
solche Formen werden die Stufenventile und die Ringventile angeführt, mit denen auch
schwierige Aufgaben gelöst werden können. Die Gruppenventile, also die Anordnung,
dass man einen Gesammtquerschnitt auf eine grosse Anzahl von Einzelventilen
vertheilt, hält der Vortragende nicht für zweckmässig, sowohl der Kosten wegen, als
weil sich die kleinen Ventile nicht alle öffnen, sondern nur nach Maassgabe der
verschiedenen Widerstände und meist nur in unmittelbarem Wasserstrome, und der
Durchgangsquerschnitt ist ein viel kleinerer; als bei der Berechnung zu Grunde
gelegt wurde. Man würde genau dasselbe erreichen, wenn man die Ventile mit
geringerem Durchgangsquerschnitt, aber in solcher Construction ausführte, dass die
Ventile sich auch richtig öffnen müssen. (Wir sind der Meinung, dass dieser
Anschauung nur wenige Techniker bedingungslos beitreten werden; für ungeschickt
angeordnete Gruppenventile, die nicht gleichmässig bezieh. nicht der
Durchflussgeschwindigkeit entsprechend vertheilt sind, auf die das durchfliessende
Wasser demgemäss mit verschiedener Geschwindigkeit treffen muss, mag der Vortragende
Recht haben. D. R.)
Bezüglich der Geschwindigkeit der Pumpen ist der Vortragende der Meinung, dass rasch
gehende Pumpen erst noch gebaut werden müssten, und er hält Pumpen mit 1 bis 2 m
Kolbengeschwindigkeit bei 50 bis 60 Umdrehungen noch für solche mit normalem Gange.
Er behauptet vielmehr: „Es ist das Ziel und die Zukunft des Pumpenbaues, alle
Pumpen mit denselben Geschwindigkeiten zu betreiben, die bei Dampfmaschinen die
vortheilhaftesten sind, mit der Einschränkung, dass man bei kurzhubigen Pumpen
nicht auf zu grosse Hubzahlen gelangt. Die Kolbengeschwindigkeit kann beliebig
sein, sie kann auch 3 bis 4 m betragen; die empfindlichere Grenze kann nur die
Hubzahl sein, weil diese maassgebend ist für den Schluss der Ventile, das ist
die Zurücklegung eines bestimmten Weges in kurzer Zeit.“
Im weiteren Verlauf gibt der Vortragende zu, dass zwar mit Ring- und Stufen
ventilen jeder beliebige Durchgangsquerschnitt zu erzielen sei, dass aber für
grössere Abmessungen und grössere Geschwindigkeit deren Construction „ungeheuer
beschwerlich und kostspielig“ werde und „die Steigerungsfähigkeit ihrer
Geschwindigkeit alles zu wünschen übrig lasse“. „Solche Ventile,“
sagt der Vortragende wörtlich, sind nicht mehr zweckmässig; sie enthalten eine
solche Summe von Dichtungsflächen, dass bei höherem Druck sogar die Instandhaltung
schwierig wird. Es sind Ventilkasten erforderlich von solchen Abmessungen, dass die
Sache zwar technisch ausführbar, aber nicht zweckmässig ist.
„Diese Uebelstände vermeide ich dadurch, dass ich dem Ventil den
vollen Hub gebe, so wie er theoretisch, mit Einrechnung der hydraulischen
Widerstände, erforderlich ist, während umgekehrt bei den selbsthätigen Ventilen
der Hub in dem Maasse verkleinert werden muss, als man die Geschwindigkeit
erhöht. Bei raschem Gang darf der freie Ventilhub nur wenige Millimeter
betragen; es muss daher der Ventilumfang ins Ungeheure vergrössert werden. Ich
nutze aber bei kleinstem Ventilumfang den Hub vollständig aus. Ein Ventil von so
grossem Hub kann sich aber dann nicht mehr selbsthätig schliessen, das ist
unmöglich; ich verwende deshalb für den Schluss des Ventils einen eigenen
Mechanismus, eine Steuerung.Vgl. S.
73, wo Ventile nach Riedeler dargestellt
sind. Das Ventil muss dann genau im Hubwechsel geräuschlos
und gezwungen sich schliessen. Alle gefährlichen Folgen, welche aus schlechter
und ungenauer Function der Ventile entstehen, sind vollständig beseitigt und die
Pumpe ist bei sonst richtiger Construction für ruhigen Gang befähigt; die
Geschwindigkeit kann erhöht werden, wodurch sich die Abmessungen und Kosten
wesentlich vermindern.
„Das ist das einfache Princip der gesteuerten Ventile. Dieses ist
mehrfach sehr missverständlich aufgefasst worden. Es wurde mir zugemuthet: Ich
bewegte die Wassermassen mit fabelhaften Geschwindigkeiten, die im höchsten
Grade gefährlich wären u. dergl. Das ist ganz unrichtig; es handelt sich nur um
das Detail; um den nie versagenden Ventilschluss zu erzielen. Der Ventilhub ist
grösser, als man ihn sonst machen darf, und die Folgen dieses grossen Ventilhubs
sind durch die Steuerung ausgeglichen. Das Ventil muss sich dann schliessen,
trotz des grossen Hubes, und dieser einfache Vorgang lässt die erwähnten grossen
Vortheile ausnutzen.
„Im Uebrigen ändere ich aber gar nichts; im Gegentheil gehe ich
vorsichtiger vor, als viele andere. Ich weiss nicht, wie ich mich in der
kürzesten Weise ausdrücken soll; ich möchte Folgendes veranschaulichen: Eine
Wassersäule ist anzusaugen, diese bewegt sich in der Saugleitung mit geringer
Geschwindigkeit zur Pumpe hin, und von dieser Wassermasse schneidet man mit den
älteren, langsam laufenden Pumpen ein bestimmtes Wasservolumen weg; dieses ist
aber so gross und so schwer, dass es nur mit grossen Kräften weiterbefördert
werden kann. Das will ich, als gefährlich, vermeiden. Ich schneide von der sich
langsam bewegenden Saugwassersäule einfach die Abschnitte rascher und kleiner
ab, jede einzelne Wassermasse mit kleineren Kräften weiter befördernd. Ich
weiche dadurch allen Schwierigkeiten aus, die bei grossen Maschinen aus den sehr
grossen Kräften und Massen sich ergeben. Worin da eine Gefahr liegen soll, ist
mir unerklärlich, denn die Windkessel wende ich an wie andere; im Gegentheil,
ich kann sie wegen der viel geringeren Abmessungen viel wirksamer und günstiger
anbringen, als bei langsam laufenden Pumpen; ich habe keine schwierige
Massenbewegung, die irgendwie eine Gefahr bringen könnte.
„Das Missverständniss kommt daher, dass, wenn von rasch laufenden
Maschinen die Rede ist, der rasche Gang willkürlich auf die Bewegung der ganzen
Wassersäule übertragen wird. Das ist durchaus unzutreffend; die grössere
Kolbengeschwindigkeit und Hubzahl, die ich in Folge der gesteuerten Ventile
auszuführen in der Lage bin, haben mit der Wassergeschwindigkeit direct nichts
zu schaffen; letztere, sowie die Wassermassen kann ich nach Belieben klein
halten.
„Rascher Gang ist bei selbsthätigen Ventilen auch deshalb
bedenklich und selbst normaler, d.h. langsamer Gang nicht ohne gelegentliche
Gefahr, weil es keine Construction von selbsthätigen Ventilen gibt, bei welcher
nicht gelegentlich der Schluss des Ventils versagen könnte. Die Ventilführungen
sind nicht der Art, dass ein Klemmen des Ventils unmöglich wäre; weiter liegen
alle Ventile in Wasserströmung, können also durch die Wasserströmung schief
gezogen werden, also kurz, der Fall kommt bei selbsthätigen Ventilen vor, dass
ein Versagen des Ventilschlusses eintritt, das Ventil gelegentlich seine
uncontrolirbaren Bewegungen ausführt. Tritt aber einmal ein Versagen der Ventile
ein, so treten bei langsam laufenden Pumpen, wegen der unvermeidlich grossen
Kräfte und Massen, sofort sehr gefährliche Folgen auf, Folgen, die bei sonst
ganz gleichen Umständen viel unbedenklicher wären, wenn die Pumpen rascher, das
ist mit geringen Kraftwirkungen und geringeren Massen betrieben würden.
„Solchen unsicheren, gefährlichen Zustand will ich nicht; das
Ventil muss eine ganz genaue, nie versagende Bewegung machen, deshalb versehe
ich es mit einer Steuerung. Ich halte es für die grösste, wenn auch durch
Jahrhunderte ererbte Unvollkommenheit der Pumpen, dass der wichtigste
Bestandtheil, das Ventil, gelegentlich eine uncontrolirbare, nicht genau
vorgeschriebene Bewegung ausführen und dadurch Gefahren hervorrufen kann.
„Was ich durch die gesteuerten Ventile erziele, ist die rasche
Aufeinanderfolge der Abschnitte und die sichere Fortbewegung kleiner
Wassermassen mit kleinen Kräften und die absolut sichere Bewegung des Ventiles.
Ich habe die Construction nie für etwas anderes ausgegeben, als für ein Detail,
welches eine sonst richtig gebaute Pumpe befähigt, diese einzelnen Abschnitte
rasch zu machen, mit viel geringeren Kräften, und deshalb auch viel sicherer zu
arbeiten, als langsam laufende Pumpen, bei welchen schon die grossen Kräfte und
Formveränderungen allein bedeutende Gefahren mit sich bringen.
„Ich wünschte, es gäbe eine Statistik derjenigen grossen Pumpen,
welche nur deshalb verunglückt sind, weil sie bei langsamem Gang mit so
übermässig grossen Belastungen arbeiten und bei den geringsten Störungen der
Ventilbewegung die zerstörende Wirkung dieser grossen Kräfte hervorrufen müssen.
Ich bin überzeugt, die Unfälle, die aus dem Umstand entstanden sind und
entstehen werden; sind viel häufiger und viel gefährlicher, als die Gefahren,
welche rascher Gang mit sich bringt. Bei raschemGang habe ich es, unter
Voraussetzung ganz zuverlässig arbeitender Ventile, nur mit den
Abnutzungsverhältnissen zu thun; die lassen sich leicht beherrschen. Mit
Massenbewegungen und allen ihren Gefahren habe ich nichts zu thun, weil die
absatzweise zu bewegenden Wassermassen viel geringer sein können, als sie bei
irgend welcher anderen, gut construirten Pumpe unvermeidlich sind.
„Nach den heutigen Erfahrungen lässt sich die Behauptung
begründen, dass durch die Anwendung des Zwangsschlusses für die Ventile, bei
gleichen Anlagekosten, unbedingt eine Mehrleistung von mindestens 75 Proc.
erreichbar ist. Und weiters sind mit diesem System Aufgaben gelöst worden,
welche mit gewöhnlichen Pumpen mit selbsthätigen Ventilen nur mit viel höheren
Kosten lösbar wären.
„Bei der ersten Durchführung des Systems der gesteuerten Ventile
hatte ich sehr grosse Schwierigkeiten durchzukämpfen, es ist aber stets
gelungen, sie zu überwinden, und es sind mir viele Fälle vorgekommen, wo man der
Sache ohne jedes Vorurtheil entgegengetreten ist und mit bestem Erfolg die Sache
ausgeführt hat. Zu meiner ganz besonderen Freude ist das jetzt auch in England
und Amerika geschehen, unter recht schwierigen Verhältnissen und mehrfach in
directem erfolgreichen Wettbewerb mit den besten Worthington-Maschinen.“
Dem anerkennenswerthen Vortrage Riedler's wurde von Thometzeck, dem Director des Bonner Wasserwerkes, der
Einwurf gemacht, dass man sich bei Wasserversorgungsanlagen für Städte aus dem
Grunde mit einer geringeren Geschwindigkeit begnügen müsse, da die Dauerhaftigkeit
der Anlage die erste Bedingung sei. Ref. ist der Meinung, dass diese Rücksichtnahme
wenigstens in demselben Maasse für Bergwerkspumpen gelten muss.
Noch ein Umstand müsste wohl in Erwägung gezogen werden: Es wird unseren Lesern
bekannt sein, dass die grossen Erfolge der schnell laufenden Dampfmaschinen
hauptsächlich dem von Radinger gegebenen Anstosse
zufolge in der Nutzbarmachung der lebendigen Kraft der sich bewegenden Theile der
Dampfmaschine erreicht sind. Gegenüber der lebendigen Kraft des Gestänges
verschwinden die Gewichte des Dampfes vollständig. Bei dem Wasser liegen aber die
Verhältnisse ganz anders, da die Wassermasse einen bedeutenden Einfluss ausübt.
Ferner übt jede Richtungsänderung einen bedeutenden Einfluss auf alle das Wasser
umschliessenden Theile aus, was beim Dampfe nur in geringem Maasse der Fall ist.
Ebenso wirkt jeder Schlag bekanntlich in der Wasserleitung auf eine weite Entfernung
auf Pumpe und Leitungstheile. Es sind hier nur einige Umstände namhaft gemacht; wie
weit dieselben einwirken und wie weit die regelmässige Wiederkehr der Pumpenschläge
zu den vorkommenden Brüchen beitragen, das sind alles noch Fragen, die der
Erledigung harren und die eine dankbare Aufgabe für weitere Forschungen bilden.
Herrn Riedler aber gebührt für seine Anregungen
unzweifelhaft der lebhafteste Dank.
(Fortsetzung folgt.)