Kley'sche Wasserhaltungsmaschine in Ostrau. Mit Abbildungen auf Tafel 28. Kley'sche Wasserhaltungsmaschine. Im Anschlusse an die Besprechung der Kley'schen Maschinen mit unterbrochener Drehung (vgl. 1881 242 1) entnehmen wir der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1882 S. 15 die Zeichnung Taf. 28 einer solchen am Heinrichschacht der Kaiser Ferdinand-Nordbahn in Mährisch-Ostrau aufgestellten Maschine, über welche Oberingenieur Rudolf Sauer a. a. O. eingehend berichtet. Die Maschine ist bestimmt, 2cbm Wasser in der Minute aus 200m Tiefe bei 8 Umdrehungen zu heben, so daſs also die effective Maximalleistung 89e beträgt; sie wurde von der Fürstlich Salm'schen Maschinenfabrik zu Blansko nach den Angaben von Civilingenieur Karl Kley in Bonn sorgfältig ausgeführt, erhielt ein Gesammtgewicht von 73247k und stand zur Zeit des Berichtes 6 Monate in anstandslosem Betriebe, wozu Referent bemerkt, daſs die Dampfkessel auch eine Fördermaschine bedienen und daher die Wasserhaltungsmaschine stark wechselnder Dampfspannung ausgesetzt ist, weshalb die fortgesetzte Drehung mit unterbrochener Drehung und mit Oscillation häufig wechselt. Die vorliegende doppelt wirkende Maschine ist eincylindrig, von 1m Durchmesser und 1m,9 Hub; am Balancierende auf der Schachtseite hängt das Pumpengestänge A (Fig. 1), auf der anderen Seite im gleichen Hebelarm steht der Dampfcylinder O, während am doppelten Hebelarm die Schubstange des Schwungrades angebracht ist. Dazwischen befindet sich das Gegengewicht G und auf der Schachtseite ist die Luftpumpe D angehängt. Auſserhalb des vorderen Balancierlagers befindet sich der Hebel B, welcher mittels Gelenk den Hilfsbalancier C bethätigt, an welchem die Steuerstange hängt. Es ist nur ein Katarakt k (Fig. 3) vorhanden, welcher während des Gestängeniederganges (d. i. beim negativen Gang), also bei dem Kolbenaufgang durch die nächst der Kataraktstange s liegende Knagge z von der Steuerstange a aufgezogen wird, bei dem hierauf folgenden Gestängeaufgang und Kolbenniedergang (positivem Gang) und während der tiefsten Stillstandslage des Maschinenkolbens spielt und bei dem Sinken von s den Bolzen p mitnimmt, welcher am Ende des Kataraktspieles dem Hebel l an der Steuerwelle b, der bei geschlossenen Ventilen sich in horizontaler Lage befindet, einen Anstoſs nach abwärts gibt; dadurch wird die Steuerwelle ein wenig gedreht und durch Vermittlung der Feder f, die mittels Gelenk auf einen Hebel h am Ende der Welle wirkt, rasch in die eine äuſserste Stellung gebracht, wobei der Hebel l nach abwärts schnellt, sich daher von dem Bolzen p, welcher ihm den Anstoſs ertheilte, trennt, wie es die Zeichnung darstellt. Bei der Drehung der Steuerwelle drehen sich die beiden doppelarmigen Hebel d mit, welche mittels in Gabeln gehender Bolzen die vier Hebeln e beeinflussen. In der Skizze Fig. 4 sind von den beiden doppelarmigen Hebeln dd1 oder XYZ und X'YZ' in Fig. 5 nur jene beiden Arme XY und X'Y dargestellt, welche eben wirksam sind, nämlich der obere in Fig. 3 rechts befindliche, welcher die Stange t herabzieht und dadurch das obere Auslaſsventil w1 öffnet, und der untere in Fig. 3 links dargestellte, welcher gleichzeitig die Eröffnung des unteren Einlaſsventiles v bewirkt. Die anderen beiden Arme der Doppelhebel, nämlich in Fig. 5 YZ' zum unteren Auslaſsventil w und YZ zum oberen Einlaſsventil v1 gehörig, sind gegen die eben wirkenden Arme X'Y und XY unter einem Winkel von weniger als 180° gestellt, so daſs der von ihrem Bolzen auf und ab beschriebene Sinus versus sehr klein ist und auf die Stellung des geschlossenen oberen Einlaſs- und unteren Auslaſsventiles ohne Einfluſs bleibt. Es erfolgt nun der Aufgang des Kolbens und Niedergang des Gestänges (der negative Gang), während welchen der vorhandene negative Katarakt aufgezogen wird und der positive Katarakt spielen würde, wenn er vorhanden wäre. Dieser müſste nach Vollendung des negativen Ganges die positive Pause bewirken, welche den positiven Gang einleitet. Eine solche positive Pause gibt es hier nicht, sondern die aufwärts gehende Steuerstange a wirkt nach ⅓ des Hubes mittels der in Fig. 4 punktirt gezeichneten Knagge g' auf den Streichhebel c1 und gleitet dann an demselben weiter, während die Steuerwelle eine solche Drehung erfahren hat, daſs der Hebel h sammt Gelenk in die verticale Stellung kommt, wobei die Ventile v unten und w1 oben geschlossen werden und ein mit l paralleler Hebel l1 in horizontale Lage kommt. Im letzten Stadium der Bewegung stöſst die Rolle r am Steuerbaum a an den Hebelt, ertheilt demselben einen Impuls nach oben, die Feder f schnellt den Hebel h nach der anderen Seite und ertheilt hierbei den dargestellten Hebeln d den unwirksamen Theil ihrer Bewegung, während die nicht dargestellten anderen Hebelarme den wirksamen Theil der Bewegung zurücklegen und hierbei das obere Einlaſsventil v1 und untere Auslaſsventil w eröffnen. Bei dem nun folgenden Kolbenniedergang werden die Ventile v1 und w durch die Knagge g, welche auf den Streichhebel o wirkt, geschlossen und hierdurch l in horizontale Lage gebracht, bis der Bolzen p den Impuls nach abwärts gibt. Gleichzeitig mit der Eröffnung und dem Schluſs der Ventile v und w1 oder v1 und w erfolgt auch Eröffnung und Schluſs des Einspritzventil es, zu welchem Behufe am zweiten Ende der Welle b ein Hebel m vorhanden ist, welcher bei der Drehung der Steuerwelle mittels Stange o auf die Welle W (Fig. 1 und 2) wirkt, die das Einspritzventil bethätigt. Durch diesen sinnreichen Mechanismus reicht eine einzige Steuerwelle für alle vier Ventile hin. Allerdings erfolgt hierdurch bei ⅓ Hub nicht nur Beginn der Expansion, sondern zugleich auch Beginn der Compression. Da aber der Vorderdampf nur Vacuumsspannung besitzt und in der ersten Compressionsperiode bis nach halbem Hub keine Steigerung der Vorderdampfspannung eintreten kann, weil sich der comprimirte Dampf sofort an den durch den Auspuff in den Condensator abgekühlten Cylinderwandungen wieder theilweise condensirt, so erreicht die Compressionsspannung doch nicht mehr als 1at,5 Ueberdruck gegenüber 0at,5 Ueberdruck am Ende der Expansion, so daſs der die bewegten Massen auffangende Dampfpolster 1at Ueberdruck besitzt, sowohl beim Niedergang des Gestänges, wie beim Niedergang des Gegengewichtes, wie das Diagramm in Fig. 6 zeigt. Hierdurch wird die für den Pumpenventilschluſs nöthige Ermäſsigung der Geschwindigkeit erzielt. Ist die Tourenzahl nur 6 oder weniger, so wird durch diesen Dampfpolster das Schwungrad zum Stillstand gebracht, wenn der Kolben nahe in die tiefste Lage kommt; die Kurbel bleibt kurz vor ihrer unteren todten Lage stehen, der vorhandene Katarakt spielt und leitet den folgenden negativen Gang ein. Würde die Dampfspannung plötzlich so groſs, daſs die Kurbel ihre unterste Lage rasch überschreitet, so würde die wieder aufwärts gehende Steuerstange mit der Knagge z sofort den Katarakt auffangen und wieder aufziehen; der Bolzen p käme mit dem horizontalen Hebel l gar nicht in Berührung; dieser bleibt dann horizontal und das untere Einlaſsventil geschlossen, daher das Schwungrad wegen mangelnden Antriebes in kürzester Zeit stehen bleibt, weil es ohne Mitwirkung des Dampfes das Gegengewicht heben muſs. Im Heinrichschachte sind 5 Pumpensätze im Betriebe: die oberen drei bis 200m Tiefe sind Drucksätze, die unteren beiden auf weitere 60m Tiefe sind Hubsätze. Der unterste Drucksatz saugt aus einem Sumpf, die beiden oberen erhalten das Wasser aus den Uebersteigrohren der unteren Pumpen. Die Drucksätze sind auf Eisenträgern fundirt, haben beide Ventilkästen unmittelbar über dem Satzfuſs und am obersten Ende des Pumpencylinders ist ein Luftventil mit Windkessel angebracht, der mit dem Steigrohr verbunden ist. Die Ventilsitze sind conisch in den Ventilkasten eingesetzt und werden durch den die Klappenventile aufnehmenden diametralen Steg festgehalten. Saug- und Druckrohre haben einen Querschnitt gleich jenem des Plungers. Die Pumpengestänge sind nach Fig. 7 aus Winkeleisen zusammengesetzt und nur auf Zug beansprucht, da die nöthigen Belastungsgewichte unmittelbar über den Plungern angebracht sind. Die conischen Schrauben und Nieten wechseln bei den 9m von einander entfernten Stöſsen, an welchen die Verbindung der Winkeleisen durch 2m,5 lange Platten mit conisch abgedrehten Schrauben erfolgt. Die Belastung ist für jeden Pumpensatz um 30 Proc. gröſser, als dem Wasserdruck entspricht, indem 10 Proc. auf Reibung und 20 Proc. auf Beschleunigung gerechnet werden. Hiermit ergibt sich die Gesammtbelastung für den untersten Drucksatz mit 11600k, für den mittleren 9900k, für den obersten 10900k und wurde nach diesen Lasten der Gestängequerschnitt bestimmt unter Voraussetzung einer Anspruchnahme von bezieh. 400, 450 und 500k für 1qc, woraus sich die Schenkellänge der Winkeleisen mit 80, 100 und 105mm bei 12, 12 und 14mm Stärke ergab. Die zur Belastung dienenden Krummfüſse sind nach Fig. 8 construirt und durch abgedrehte Schrauben mit dem Gestänge verbunden. Fig. 9 und 10 zeigen die Wiedervereinigung des gegabelten Gestänges. An die Krummfüſse sind noch Eisenstücke zur Belastung befestigt. Der Krummfuſs ist durch ein Zwischenstück mit dem Plunger verschraubt, dessen Durchmesser bei allen drei Sätzen 395mm beträgt. Zum Zwecke der Gestängeführung wurden die 4 Winkel der Winkeleisen mit Holz ausgefüttert und an diese Hölzer die Führungsbretter angebracht. Jedes Gestängestück von 9m Länge erhielt eine Führung, das oberste Gestängestück jedoch im Anschlüsse an das Balanciergelenk eine solide Eisenführung. Der Krummfuſs des untersten Drucksatzes erhielt beiderseits Bolzen eingesetzt, an welche das 40mm starke schmiedeiserne Rundgestänge der beiden Saugsätze angehängt ist, welche 200mm Kolbendurchmesser haben. Ist endlich G1 das auf das Gestänge reducirte Gegengewicht, G das Gestängegewicht, Wn der Wasserdruck beim Gestängeniedergang, P die nothwendige BeschleunigungsüberwuchtOberingenieur Sauer hat nach Kley's Vorschrift bei Berechnung des Gegengewichtes den Betrag P nicht in Rechnung gebracht, welchen ich geglaubt habe, berücksichtigen zu sollen.G. S., Wα der Zug der anzuhebenden Wassersäulen beim Gestängeaufgang, so folgt aus: G-G_1+W_a=W_n-(G-G_1)+P, G-G_1=\frac{W_n-W_a+P}{2}, also G_1=G-\frac{W_n-W_a+P}{2} wofür an dem 1,5fachen Hebelarm ⅔ G1 genügt, welcher Werth sich wegen des ungleicharmigen Balancier und der daran hängenden Lasten weiter reducirt auf 10500k bei G = 37300k. Die Kley'sche Maschine hat nur einen ebenbürtigen Concurrenten, d. i. die unterirdische MaschineHierzu bemerkt Hr. Civilingenieur Kley, daſs er von den unterirdischen Maschinen keine so günstige Meinung habe. „Abgesehen davon, daſs durch viele Versuche festgestellt ist, daſs der Dampfverlust durch Abkühlung in den Zuleitungen bei kleinen Maschinen 50 Proc., bei mittleren 40 Proc., bei groſsen und voll belasteten Maschinen 30 bis 20 Proc. beträgt, so ist die Unterhaltung der finster und feucht liegenden Maschinen so schwierig und theuer, daſs die Betriebssicherheit sehr schnell abnimmt. Dasselbe findet mit der vielleicht anfangs festgestellten ökonomischen Wirkung statt. In den Maschinenräumen entwickelt sich eine Hitze, welche nur durch starke Gebläse so gemäſsigt werden kann, daſs die Maschinisten es aushalten. Wer je einmal Diagramme an einer solchen Maschine genommen hat, kann von vielen Schweifs tropfen erzählen. Der gröſste Uebelstand, welchen unterirdische Dampfmaschinen im Gefolge haben, ist aber der, daſs alles Holz in der Nähe durch die warme Feuchtigkeit so schnell fault, daſs die Mehrkosten der Unterhaltung desselben allein den ganzen etwaigen Vortheil aufwiegen. Der Verschleiſs der unterirdischen Maschinen selbst, welche schnell arbeiten, ist so stark, daſs man an vielen Orten sich zur Anlage von Reserven zu diesen Reservemaschinen entschlossen hat. Von der Gefahr, welche durch das Platzen eines Dampfrohres in der Maschinenkammer für die Mannschaft entstehen kann, hat Schlesien schreckliche Beispiele geliefert. Meiner Ansicht nach sollte man unterirdische Dampfmaschinen nur da anwenden, wo keine über Tag stehende mehr möglich ist.“, deren Anlage wegen Wegfall des Gestänges und deshalb zulässiger Maximaltourenzahl = 60 bis 90 billiger und, wenn sie als Compoundmaschine ausgeführt ist, trotz dem Dampfverluste in der Leitung auch ökonomisch arbeitet. Sie ist jedoch der Gefahr des Ersaufens ausgesetzt. Gustav Schmidt.