Die Dampfmaschinen der Berliner Gewerbeausstellung 1896. Von Fr. Freytag in Chemnitz. Mit Abbildungen. Die Dampfmaschinen der Berliner Gewerbeausstellung 1896. Die gesteigerten Anforderungen, welche, uni den Wettkampf mit anderen Culturvölkern auf dem Weltmarkte aufnehmen zu können, in neuerer Zeit mehr denn je an die Erzeugnisse aller Industriezweige gestellt werden, sind auch auf den Bau von Dampfmaschinen nicht ohne Einfluss geblieben und haben neben sorgfältigster Bearbeitung der aus bestem Material hergestellten Einzeltheile weitere Vervollkommnungen derselben herbeigeführt. Die vorjährigen grösseren Ausstellungen in Stuttgart, Berlin und Nürnberg liessen namentlich an den zum Betreiben elektrischer Licht- und Arbeitsmaschinen ausgestellten Dampfmaschinen beachtenswerte Verbesserungen erkennen. Die hervorragenden Leistungen derjenigen Firmen, welche die Ausstellung für Elektrotechnik und Kunstgewerbe in Stuttgart mit Dampfmaschinen beschickten, sind bereits in einem bezüglichen Berichte zum Ausdruck gebracht worden (1896 301 * 220). Nachstehend sollen die auf der Gewerbeausstellung in Berlin vertreten gewesenen, fast ausschliesslich zum Betreiben elektrischer Maschinen zur Erzeugung von Licht und Kraft dienenden Dampfmaschinen eingehender besprochen werden, während die Beschreibung der auf der II. bayerischen Landesausstellung in Nürnberg ausgestellten Dampfmaschinen einem späteren Fachberichte vorbehalten bleibt. Nach einer dem Specialkataloge VII – Maschinenbau, Schiffsbau, Transportwesen, Elektrotechnik – der Berliner Gewerbeausstellung vorausgeschickten Abhandlung von K. Specht wird der Bau von Dampfmaschinen in Berlin in einer grösseren Anzahl von Fabriken gepflegt, die zumeist auf der Ausstellung vertreten waren. Zunächst ist A. Borsig zu nennen, welcher neuere Maschinen theils nach dem Verbundsystem, theils nach dem Dreifach-Expansionssystem ausführt. Die Anforderungen, welche an Motoren elektrischer Beleuchtungsanlagen bezüglich hoher Umdrehungszahl und Gleichmässigkeit des Ganges zu stellen sind, waren bei den von Borsig ausgestellten Dampfmaschinen in hohem Maasse erfüllt. Die Actiengesellschaft für Eisengiesserei und Maschinenfabrikation vorm. J. C. Freund baut ebenfalls grössere und kleinere Dampfmaschinen. Durch Anwendung der Knittel'schen Patente auf Dampfmaschinensteuerung und -regulirung erreichen die Maschinen dieser Fabrik einen hohen Grad von Sparsamkeit im Dampfverbrauch wie auch von Gleichmässigkeit im Gange. Weiter ist die Schiffs- und Maschinenbau-Actiengesellschaft Germania in Tegel zu nennen, welche hauptsächlich den Bau von Schiffsdampfmaschinen betreibt, daneben aber auch grosse Maschinen für den Bergwerks- und Hüttenbetrieb liefert. Zu den ältesten Fabriken für Dampfmaschinenbau gehört diejenige von C. Hoppe, der sich das grosse Verdienst erwarb, zuerst die Expansionskraft des Dampfes für den Maschinenbetrieb nutzbar zu machen und die Construction der Dampfmaschine wesentlich zu vereinfachen. Ebenso hat Hoppe bahnbrechend für die Einführung des Woolf'schen Dampfmaschinensystems gewirkt. Seine erste Leistung auf diesem Gebiet bestand darin, dass er im J. 1847 der den gesteigerten Anforderungen nicht mehr genügenden Condensationsdampfmaschine der Stettiner Walzenmühle eine 50pferdige Hochdruckdampfmaschine anfügte, mit deren Abdampf die alte Condensationsmaschine gespeist wurde. Hierauf erfolgte die erste Bestellung auf eine 40pferdige Woolf'sche Maschine. Das gleiche System wendete Hoppe auch für Wasserhaltungsmaschinen an; die grösste derartige von ihm erbaute Maschine hat 1500 . Von den später entstandenen Fabriken, welche sich hauptsächlich mit Dampfmaschinenbau befassen, ist die im J. 1852 von L. Schwartzkopff errichtete Eisengiesserei und Maschinenbauanstalt zu nennen. Die Fabrik ging 1871 an die Berliner Maschinenbau-Actiengesellschaft vormals L. Schwartzkopff über. Des Weiteren nimmt die 1872 errichtete Maschinenfabrik Cyclop (Mehlis und Behrens) eine hervorragende Stelle im Dampfmaschinen- und allgemeinen Maschinenbau ein. Ausser den bisher genannten Fabriken sind für Dampfmaschinenbau noch Brodnitz und Seidel, Petzold und Co., Carl Flohr, die Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft und Leop. Ziegler zu nennen. Von nicht in Berlin domicilirten Firmen brachten die Kottbuser Maschinenbauanstalt und Eisengiesserei, A.-G., in Kottbus und R. Wolf in Magdeburg-Buckau Dampfmaschinen bezieh. Locomobilen zur Ausstellung. Der für Ausstellungszwecke erforderliche elektrische Strom wurde in drei Kraftstationen erzeugt, während eine vierte Station den Strom für die Sonderausstellung „Kairo“ lieferte. Zar ersten Kraftstation im nordwestlichen Theil der Maschinenhalle gehörten 17 Dampfmaschinen mit einer normalen Gesammtleistung von rund 3700 . Die Maschinenbauanstalt A. Borsig war auf der Ausstellung durch sieben Dampfmaschinen verschiedener Construction vertreten, die sämmtlich in belastetem Zustande im Betrieb waren. Die vier stehenden Verbunddampfmaschinen von je 400 mit 550 und 870 mm Cylinderdurchmesser, 500 mm Kolbenhub und normal 150 Umdrehungen in der Minute dienten theils Beleuchtungszwecken, theils dem Betriebe der auf der Ausstellung befindlichen elektrischen Rundbahn. Die Kraftabgabe erfolgte bei drei Maschinen direct durch Kuppelung der Maschinenwelle mit der Dynamowelle, bei der zum Betreiben der elektrischen Rundbahn dienenden Maschine indirect durch Riemenübertragung von zwei Schwungrädern. Textabbildung Bd. 303, S. 2 Fig. 1.Stehende Dampfmaschine von Borsig. Bei allen vier Maschinen sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Cylinder hinten durch zwei kräftige gusseiserne Ständer, welche zur Führungsbahn der Kreuzköpfe ausgebildet sind, und ihnen gegenüber durch drei schräge, schmiedeeiserne, blanke Säulen gestützt. Letztere sind so gestellt, dass die bequeme Zugänglichkeit der arbeitenden Theile vollständig gewahrt bleibt. Ständer und Säulen sind auf einer kräftigen gusseisernen Grundplatte, welche die Lager für die doppelt gekröpfte Kurbelwelle trägt, montirt. Der Hochdruckcylinder wird mit Frischdampf, der Niederdruckcylinder mit Receiverdampf geheizt. Die Kolbenstangen, die zur besseren Führung auch oben in Stopfbüchsen laufen, sind mit den Kreuzkopfkörpern in einem Stück hergestellt. Die Pleuelstangen, welche die fünffache Kurbellänge haben, sind mit Lagerschalen aus Rothguss versehen, von denen die unteren, den Kurbelzapfen umfassenden mit Weissmetall ausgegossen sind. Die doppelt gekröpfte Kurbelwelle ist aus einem Stück hergestellt und mit angeschmiedetem Endflansch zum Ankuppeln der Dynamo welle oder der Hauptbetriebs welle versehen. Die Kurbeln sind um 90° gegenseitig versetzt. Die Körper der drei Kurbellager sind mit der Grundplatte zu einem Gusskörper vereinigt. Ausserhalb des auf der Niederdruckseite angeordneten Schwungrades ist noch ein viertes Lager zum Tragen der Schwungradwelle angeordnet. Die Dampfvertheilung des Hochdruckcylinders erfolgt durch eine Expansionsschiebersteuerung, System Rider, deren Grundschieber, als Kolbenschieber ausgebildet, den gleichfalls cylindrischen, gegen den Dampfdruck vollkommen entlasteten Expansionsschieber centrisch umschliesst. Durch einen den Füllungsgrad selbstthätig und direct verstellenden Regulator wird ein genügend gleichmässiger Gang der Maschine erzielt. Textabbildung Bd. 303, S. 3 Fig. 2.Borsig's Dampfmaschine mit Rider-Steuerung. Textabbildung Bd. 303, S. 3 Fig. 3.Borsig's Dampfmaschine. Die Steuerung des Niederdruckcylinders wird durch einen Trick'schen Kanalschieber mit doppelter Einströmung bewirkt. Die Schmierung der Maschine erfolgt selbsthätig von einer Centralstelle aus; für die Schmierung der Dampfcylinder ist eine besondere Doppelschmierpumpe vorgesehen, welche das Oel direct dem Schieberkasten des Hoch- bezieh. Niederdruckcylinders zuführt. Das gebrauchte Schmiermaterial wird durch Spritzblenden und Oelfänger aufgefangen und einem Sammelbehälter zugeführt. Sämmtliche bei Inbetriebsetzung der Maschine zu bedienenden Handgriffe sind von der Vorderseite der Maschine leicht zu erreichen. An der Rückseite ist ein Podest mit Treppe, auf der Grundplatte sind zwei Auftritte angeordnet. Alle vier Maschinen sind für Condensation eingerichtet, ausgeführt ist diese aber nur und zwar als Einspritzcondensation für die Maschine im Kuppelbau der Maschinenhalle, welche eine Drehstromdynamo der Firma Siemens und Halske direct antreibt. Die einfach wirkende Luftpumpe wird vom Kreuzkopf des Niederdruckcylinders durch Balancier angetrieben. Das Condenswasser fliesst der Pumpe, bei welcher die Saugklappen in Wegfall gekommen sind, durch Schlitze in der Wandung des Pumpencylinders selbstthätig zu. Die Druckklappen sind von oben leicht zugänglich gemacht. Im Kuppelbau der Maschinenhalle zu beiden Seiten der stehenden Condensationsmaschine hatte A. Borsig ferner je eine liegende Schiebermaschine ausgestellt. Die auf der linken Seite aufgestellte war eine 20pferdige Eincylindermaschine ohne Condensation mit Dampfcylinder von 250 mm Durchmesser für 400 mm Kolbenhub. Die Maschine diente mittels hinten durchgeführter Kolbenstange zum directen Betreiben eines Luftcompressors, welcher einer gleichfalls von der Firma ausgestellten Mammuthpumpe (1896 300 * 2) die erforderliche Druckluft lieferte. Die in Fig. 2 ersichtliche Maschine zeigt die jetzt übliche Bauart mit Bajonnetrahmen. Dampfcylinder, Compressorcylinder und die Lager der Steuerwelle sind auf einer gemeinsamen Grundplatte montirt. Für den Dampfcylinder ist eine Expansionsschiebersteuerung, System Rider, mit flachem Grundschieber und directer Einwirkung des Regulators auf den Expansionsschieber vorgesehen. Der Tragspiegel des letzteren wird durch ein in den Grundschieber eingesetztes besonderes Futter aus hartem Eisenguss gebildet, in welchem für jede Cylinderseite zwei Dampfeinströmungskanäle in solcher Lage einander gegenüber angeordnet sind, dass eine vollkommene Entlastung des Schiebers vom Dampfdruck stattfindet. Die Steuerung des Compressorcylinders geschieht durch einen Flachschieber mit Ueberströmung behufs Erhöhung der volumetrischen Leistung. Auf dem Rücken dieses Flachschiebers befindet sich das Druckventil. Textabbildung Bd. 303, S. 4 Fig. 4.Verbundmaschine von Borsig. Die auf der rechten Seite aufgestellte Maschine war eine 100pferdige Verbunddampfmaschine ohne Condensation mit Dampfcylindern von 325 bezieh. 475 mm Durchmesser, 450 mm Kolbenhub und 150 Umdrehungen in der Minute. Die Maschine (Fig. 3) zeigt eine sehr gedrängte Bauart, ohne dass jedoch dadurch die Uebersichtlichkeit und leichte Zugänglichkeit ihrer Einzeltheile beeinträchtigt wird. Beide Cylinder sind mit den Schieberkästen zusammen in einem Stück gegossen. An ihrem vorderen Ende sind dieselben mit dem Flansch des Geradführungsbalkens fest verbunden, hinten sind sie durch einen gusseisernen Fuss gestützt. Die Heizung der Cylinder erfolgt in gleicher Weise wie bei den stehenden Schiebermaschinen. Der Hochdruckcylinder hat Rider-Steuerung mit vollkommen entlastetem, von einem Federregulator direct beeinflussten Expansionsschieber, beim Niederdruckcylinder geschieht die Dampfvertheilung durch einen Trick'schen Kanalschieber. Die Schieberkästen sind beiderseits nach aussen angeordnet. Durch die Lage der Excenter zwischen Kurbel und Kurbellager wird ein directer Antrieb der Schieber vom Excenter aus ermöglicht, ohne dabei lange Dampfkanäle zu erhalten. Die Schmierung der Dampfcylinder erfolgt durch eine Doppelschmierpumpe, die das Oel direct den Schiebergleitflächen zuführt; für den Expansionsschieber des Hochdruckcylinders ist noch eine besondere Oelvase vorgesehen. Die doppelt gekröpfte Kurbelwelle ruht in drei Lagern, die mit den beiden Geradführungen zu einem kräftigen Grundrahmen vereinigt sind, ausserdem noch in einem hinter dem Schwungrade besonders angeordneten Stehlager. Die Kurbellager haben viertheilige, nachstellbare Lagerschalen aus Gusseisen mit Weissmetallausguss. Die Kraftübertragung erfolgte im vorliegenden Falle vom Schwungrade aus mittels Riemen auf eine Drehstromdynamo von Gebr. Naglo in Berlin, doch eignet sich diese Maschinenform ganz besonders auch für directen Antrieb von Dynamos. Eine in der Kraftstation der Maschinenhalle noch befindliche wagerechte Verbundmaschine von A. Borsig mit Ventilsteuerung hatte 400 bezieh. 600 mm Cylinderdurchmesser für 800 mm Kolbenhub. Bei normaler Füllung und 98 Umdrehungen in der Minute leistet die Maschine 160 . Die Bauart der Fig. 4 und 5 ersichtlichen Maschine ist diejenige moderner Betriebsdampfmaschinen. Die Schwungrad welle ruht in den beiden Lagern des Bajonnetrahmens und trägt zwei, im rechten Winkel zu einander angeordnete Endkurbeln. Der Hochdruckcylinder ist mit einer zwangläufigen Präcisionsventilsteuerung, System Radovanovic (D. R. P. Nr. 65698, D. p. J. 1895 296 177) ausgerüstet. Diese Steuerung zeichnet sich durch eine vollständig centrische Anordnung der Gelenke aus und besitzt bei Vermeidung von Klinken, Luftbuffern und anderen leicht abnutzbaren Theilen nur eine geringe Rückwirkung auf den Regulator, so dass selbst bei sehr stark und schnell wachsenden Belastungen der Maschine die Umdrehungszahl derselben constant bleibt. Der Niederdruckcylinder hat zwangläufige Ventilsteuerung gewöhnlicher Construction für ein festes Expansionsverhältniss, welches der mittleren Beanspruchung der Maschine entsprechend regulirt wird. Die Kolben laufen in besonders eingesetzten Arbeitsbüchsen aus hartem Eisenguss, die nach erfolgter Abnutzung leicht ausgewechselt werden können. Die Heizung der beiden Cylinder sowie des Receivers erfolgt mit Frischdampf. Die Luftpumpe der über Flur liegenden Condensation wird vom hinteren Ende der beiderseits in Stopfbüchsen laufenden Kolbenstange des Niederdruckcylinders aus direct angetrieben. Textabbildung Bd. 303, S. 5 Fig. 5.Verbundmaschine von Borsig. Abgegeben wurde die Kraft vom Schwungrade mittels Riemen auf eine Gleichstromdynamo der Elektricitäts-Gesellschaft vorm. W. Lahmeyer und Co. in Frankfurt a. M. Die von der Schiff- und Maschinenbau-Actiengesellschaft Germania in Tegel und Kiel ausgestellte stehende Dampfdynamobetriebsmaschine ist als zweifache Verbundmaschine mit unter 90° versetzten Kurbeln und mit Einspritzcondensation gebaut. Die Durchmesser der Cylinder betragen 400 bezieh. 630 mm für 300 mm Kolbenhub. Die normale Leistung der Maschine stellt sich bei 230 minutlichen Umdrehungen und 10 at Admissionsspannung des Arbeitsdampfes auf 160 effective . Textabbildung Bd. 303, S. 5 Maschine der Actiengesellschaft Germania in Tegel. Wie Fig. 6 und 7 erkennen lassen, sitzt auf der doppelt gekröpften Schwungradwelle links das fliegend angeordnete Schwungrad mit eingebautem Achsenregulator, Patent Stein, rechts auf der verlängerten Kurbelwelle der Ring einer Gleichstromdynamomaschine von 100 Kilo-Watt Leistung bei 250 Volt. Die beiden Dampfcylinder bilden mit ihren Schieberkästen und dem Receiver ein einziges Gusstück, welches vorn durch drei schmiedeeiserne Säulen, hinten durch zwei gusseiserne Ständer gestützt wird; letztere werden in bekannter Weise gleichzeitig als Kreuzkopfführungen benutzt. Die Kolbenstange trägt den Kreuzkopf sammt Schuh angeschmiedet. Der Kreuzkopf bolzen bewegt sich in Bronzeschalen, die durch den Deckel und zwei Schraubenbolzen angedrückt werden. Zur Dampfvertheilung des Hochdruckcylinders dient ein ohne Ringe ausgestatteter Kolbenschieber mit Trick-Kanal, dessen Antriebsexcenter durch den Achsenregulator in Bezug auf Voreilwinkel und Excentricität verstellt wird. Der Niederdruckschieber ist ein Trick'scher Flachschieber, der mit fester Expansion arbeitet. Der im Schwungrade angeordnete Achsenregulator besteht aus zwei Fliehpendeln, welche durch einen auf der Welle reitenden Kuppelungsring und zwei kurze Kuppelungsstangen zum gleichzeitigen Ausschlagen gezwungen werden. Jedes Pendel wird durch Schneidenangriff von einer radial stehenden Feder gedrückt, deren zweiter Stützpunkt je ein im Schwungradkranze verstellbar angebrachter Stift bildet. Die eine Pendeldrehwelle ist mit dem Pendel durch Vierkant verbunden, die zweite lose in der Bohrung des Pendels drehbar. Jede Pendelwelle hat einen angeschmiedeten Hebel, mit welchem je ein Lappen des frei auf der Welle schwingenden Excenters angegriffen wird, wobei dieses mit seiner angegossenen ebenen Fläche von einer ebensolchen an der Schwungradnabe befindlichen Fläche geführt wird. Die Regulirung ist eine ganz vorzügliche, sie wurde, wie jede Dampfdynamobetriebsmaschine der Germania, in deren Werkstätten unter Dampf mit Bremsung und momentanem Ausrücken von 100 Proc. der Maximallast probirt, wobei die maximale Tourenzahl nicht über 240 stieg und nach 2 ¼ Secunden sich wieder auf die normale Tourenzahl von 230 einstellte. Die in gewöhnlicher Weise vom Kreuzkopf des Hochdruckcylinders angetriebene Luftpumpe hat 380 mm Durchmesser und 140 mm Kolbenhub. Der Einspritzhahn zum Condensator wird durch einen vor der Maschine in bequemer Höhe liegenden wagerechten Hebel gestellt, woselbst sich in der Nähe das Handrad zum Absperrventil des Hochdruckcylinders befindet. Das mit einem Deckel verschlossene Schwungrad ist mit Zahnlücken am Umfange versehen, um mittels eines Schaltwerkes die Maschine von Hand drehen zu können. Die Maschine besitzt Centralschmierung, Schmierhähne und eine Schmierpumpe für die im Dampf arbeitenden Maschinentheile. Die Firma C. Hoppe in Berlin hatte in der Hauptmaschinenhalle zwei liegende Verbunddampfmaschinen eigenartiger Construction ausgestellt, die in allen ihren Theilen gleich dimensionirt sind. Die eine dieser Maschinen läuft mit 100, die andere mit 110 Umgängen in der Minute und es diente die letztere zum Betriebe einer Wechselstrommaschine der Union-Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin. Die Maschinen zeigten folgende Hauptabmessungen: Durchmesser des Hochdruckcylinders 350 mm          „             „   Niederdruckcylinders 550 mm          „             „   Luftpumpencylinders 160 mm Gemeinschaftlicher Kolbenhub 600 mm Minutliche Umdrehungszahl 100 bez. 110 Dampfspannung im Schieberkasten     8 at (Ueberdruck) Leistung 90 bez. 100 effective Textabbildung Bd. 303, S. 6 Fig. 8.Verbunddampfmaschine von Hoppe. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, liegt der Maschinenrahmen, was für hohe Drucke bei immerhin höheren Umgangszahlen besonders vortheilhaft, in seiner ganzen Länge auf dem Fundamente auf. Jeder Dampfcylinder ist an seinem hinteren Ende mit einem Fuss versehen, welcher derartig auf einer Fundamentplatte befestigt ist, dass die Cylinder der Ausdehnung durch die Erwärmung Folge geben können. Beim Niederdruckcylinder ist diese Grundplatte so weit verlängert, dass auf ihr gleichzeitig die an die betreffende Kolbenstange angehängte Luftpumpe montirt ist. Der Hochdruckcylinder ist mit Mantel- und Deckelheizung versehen, wogegen beim Niederdruckcylinder nur die Deckel geheizt sind. Der zwischen den Cylindern unterirdisch befindliche Receiver ist ebenfalls geheizt. Zur Dampfvertheilung in beiden Cylindern dienen Doppelschiebersteuerungen. Der zum Hochdruckcylinder gehörige Expansionsschieber wird durch einen kräftigen Federregulator von grosser Empfindlichkeit beeinflusst. Der Regulator wird direct durch konische Räder mit gefrästen Zähnen von der Schwungradwelle angetrieben. Die Füllung im Niederdruckcylinder kann durch Verstellung des Expansionsexcenters ebenfalls verändert werden. Die vorderen Kurbelwellenlager sind viertheilig. Um abtropfendes Oel so viel als möglich aufzufangen, ist der Maschinenbalken und die erwähnte Fundamentplatte mit einem umlaufenden Schmierrand versehen. Zum Auffangen des abspritzenden Oeles an den Kurbeln sind Spritzblenden angebracht. (Fortsetzung folgt.)