einer allmählichen Erweiterung der Wohnbezirke: die Wanderungen erstrecken sich nicht über weite Gebiete, noch erfolgen
sie in
Scharen, sondern indem zahlreiche Individuen einzeln oder paarweise ihren bisherigen Wohnort verlassen und sich in
größerer oder geringerer
Entfernung von diesem wieder niederlassen, wird der Verbreitungsbezirk einer Art immer mehr erweitert.
Solches allmähliche Vorschieben in neue Wohnorte läßt sich besonders gut verfolgen, wenn in einem
fremden Gebiet eingeführte
Arten daselbst selbständig ihre Verbreitung ausdehnen. So hat sich der in den Oststaaten
Nordamerikas
eingeführte
Sperling bereits so vermehrt, daß er zur Landplage geworden ist, und hat nun auch den
Mississippi, der eine Zeitlang
eine
Barriere für seine Verbreitung zu bilden schien, überschritten und sich in
Nebraska und
Colorado
angesiedelt.
Bei seiner
Wanderung westwärts scheint
er den großen
Eisenbahnen zu folgen. In ähnlicher
Weise hat sich der nach
Nordamerika
[* 2] eingeschleppte europäische
Kohlweißling
(PierisrapaeL.) daselbst verbreitet; es lassen sich vier
Orte seiner Einschleppung
nachweisen:
Quebec (1860),
New York (1868),
Charleston (1873),Florida (1874). Die beiden erstgenannten
Punkte
gewannen die Bedeutung von Hauptverbreitungszentren, und ihre Gebiete vereinten sich bald. Die Verbreitung erfolgte zuerst
hauptsächlich nach O. und SO., weniger rasch nach Wanderungen; sobald jedoch das
Thal
[* 3] des
Mississippi erreicht war, wurden in kurzer
Zeit alle Oststaaten überschwemmt.
Die rasche Erweiterung eines Verbreitungsbezirks durch fortgesetztes langsames Weiterwandern tritt dann besonders ein, wenn
hiermit eine Nahrungsänderung des betreffenden
Tieres verbunden ist. So wanderte der
Coloradokäfer rasch von seiner ursprünglichen
Heimat im
Felsengebirge bis zur
Küste des Atlantischen
Ozeans, nachdem er seine bisherigen Futterpflanzen, wild wachsende Nachtschattengewächse,
verlassen und auf die
Kartoffel übergegangen war. In ähnlicher
Weise hat sich ein im S. der
Vereinigten Staaten
[* 4] von
Nordamerika häufiger
Schmetterling,
[* 5]
Papilio cresphantes, weiter nach N. verbreitet, indem er die
Orangen- und
Zitronenbäume
des
Südens mit
Rutaceen vertauschte.
fürWegübergänge.UnbewachteWegübergänge über
Eisenbahnen können dadurch
geschützt werden, daß man bei ihnen
Läutwerke
[* 6] anbringt, welche durch die vorüberfahrenden
Züge ausgelöst werden und dann
einige
Minuten lang läuten, um etwanige
Passanten zu warnen. Die
Auslösung erfolgt mittels elektrischer
Kontakte, welche neben
den
Schienen in gehöriger
Entfernung (1000-1500 m) vom Wegübergang zu beiden Seiten desselben angebracht sind und
durch die darüber hinweggehenden
Räder des Eisenbahnzugs in Thätigkeit versetzt werden.
Bei zweigeleisigen
Bahnen würde für jede der beiden Fahrtrichtungen das rechte Geleise auf der Seite vor dem übergang mit
dem
Kontakt zu versehen sein. Bei eingeleisigen
Bahnen müßte an dem einen Geleise auf jeder Seite des Überganges je ein
Kontakt aufgestellt sein. Diese werden aber von jedem
Zuge ohne Rücksicht auf die Fahrtrichtung in Wirksamkeit kommen, so
daß der Zug
den elektrischen, zum
Läutwerk führenden
Strom einmal schließt, wenn er etwa 1200 m vor dem Übergang, und noch
ein zweites
Mal, wenn er sich um ebensoviel hinter dem Übergang befindet.
Nur ersteres hat jedoch einen
Zweck, letzteres wirkt vielmehr störend auf den
Verkehr, indem die
Passanten veranlaßt werden,
auf einen Zug
zu warten, der schon längst vorübergefahren ist.
Um dieses zu vermeiden, muß man die
Kontakte so einrichten,
daß
sie denStrom nur dann schließen, wenn der sie befahrende Zug
von ihnen auf den Übergang zu fährt.
H. Sesemann in
Erfurt
[* 7] hat einen
Kontakt für bestimmte Fahrtrichtung in folgender
Weise eingerichtet: Auf einer Eisenplatte
neben der einen
Schiene ist ein Kugellager angebracht, in welchem eine
Welle so gelagert ist, daß sie beiderseits aus dem
Lager
[* 8] hervorsteht.
An der der
Schiene zugewendeten Seite der
Welle ist neben der
Schiene ein kleines Stahlrädchen drehbar
aufgesteckt, auf dem andern Ende der
Welle sitzt eine ebenfalls drehbare
Rolle, die sich im
Ruhestand an der tiefsten
Stelle
eines zweiseitig ansteigenden
Ausschnitts einer senkrechten
Platte befindet, jedoch, wenn die
Räder des
Zuges auf das neben
den
Schienen befindliche Rädchen wirken, je nach der Fahrtrichtung links oder rechts in dem
Ausschnitt emporgeht. An derjenigen
Seite des
Ausschnitts, nach welcher die
Rolle emporsteigt, wenn der Zug
in der
Richtung auf den Übergang zu über das Rädchen
hin fährt, ist eine Kontaktfeder angebracht, welche dabei durch die emporgehende
Rolle gegen eine feststehende
Kontaktplatte gedrückt wird und
so denStrom schließt.
Fährt der Zug
in entgegengesetzter
Richtung über denselben
Kontakt, also von dem Übergang kommend, so geht die
Rolle nach der
andern Seite des
Ausschnitts empor, ohne auf eine Kontaktfeder zu treffen. Der
Kontakt, welcher an der andern Seite
des
Ausganges liegt, muß natürlich die Kontaktfeder auf der entgegengesetzten Seite des
Ausschnitts haben.
Liegen zwei
Wegübergänge
in passender
Entfernung, so wird zweckmäßig zwischen diesen ein einziger
Kontakt angebracht, bei welchem zu jeder Seite des
Ausschnitts ein
Kontakt liegt, deren einer den
Strom nach dem
Läutwerk des einen Wegüberganges hinschließt,
wenn der Zug
auf diesen zu fährt, während der andre mit dem
Läutwerk des andern Überganges in
Verbindung steht.
Siemens u.
Halske in
Berlin
[* 9] geben den Übergangssignalen bei eingeleisigen
Bahnen folgende Einrichtung: Das
Läutwerk gibt nach
jeder
Auslösung zwei
Schläge. Das ganze
Signal besteht jedoch aus einer ganzen
Reihe solcher Doppel schläge,
die sich etwa 2
Minuten lang alle 6-7
Sekunden wiederholen. Die erste
Auslösung zu dem ersten
Doppelschlag erfolgt durch den
heranfahrenden Zug
mittels eines durch die Schienendurchbiegung herbeigeführten
Kontakts. Dabei zieht das
Läutwerk ein Nebenwerk
auf, dessen
Ablaufen durch ein Pendelwerk verlangsamt wird.
Alle andern
Auslösungen erfolgen durch das Nebenwerk. Nachdem dies die 2
Minuten lang alle 6-7
Sekunden
geschehen und somit das
Signal beendet ist, läuft das Nebenwerk noch ohne
Auslösung des
Läutwerkes 6-8
Minuten weiter, ehe
es ganz abgelaufen ist. Solange aber das Nebenwerk läuft, hält dieses die elektrische Leitung unterbrochen, und deshalb
kann auch ein langsam fahrender Zug
beim Hinwegfahren über den in der Fahrtrichtung hinter dem Wegübergang
liegenden zweiten Schienenkontakt hinweg kommen, ohne das
Läutwerk noch ein zweites
Mal auszulösen.
Im
Interesse der Gewinnung von keimfreiem Wasser, auf welche die heutige Hygiene großen Wert legt, bevorzugt man
zur Wasserversorgung die
Anlage von Tiefbrunnen. Diese fördern indes in manchen Gegenden, namentlich
in der norddeutschen
Ebene, ein eisenreiches Wasser, dessen Benutzung zum Teil durch das Auftreten von
Crenothrix (s. d., Bd.
4) große Übelstände herbeiführt. Zur
Ausscheidung des
Eisens hat Oesten ein
Verfahren¶
mehr
angegeben, welches ebenso schnell wie vollständig wirkt. Man bewirkt nach demselben eine kräftige Durchlüftung des in
einen feinen Regen von bestimmter geringer Fallhöhe aufgelösten Wassers, wodurch eine augenblickliche Oxydation des gelösten
Eisenoxyduls zu unlöslichem Eisenoxyd herbeigeführt wird, und trennt letzteres von dem Wasser durch eine unmittelbar sich anschließende
Filtration. Die eigentümliche Gestaltung der letztern Operation, bei welcher sehr grober Sand angewandt
wird, bewirkt eine zehnmal schnellere Filtration als die gewöhnliche Benutzung von Sand, die bekanntlich auch bei sorgsamster
Ausführung die Mikroorganismen nicht vollständig aus dem Wasser zu entfernen vermag.
[* 11] Nach langjährigem Gebrauch überziehen sich gußeiserne Wasserleitungsrohre infolge der Einwirkung
der im Wasser enthaltenen Luft im Innern mit einer Oxydationskruste von solcher Stärke,
[* 12] daß dadurch der freie Rohrquerschnitt
bedeutend (bis zu 50 Proz.) verengert und somit eine Verminderung der Leistungsfähigkeit des
Wasserrohrs herbeigeführt wird. Der Überzug ist kein glatter und gleichmäßiger, vielmehr bilden sich auf der Rohrfläche
beulenförmige, bei weiterer Entwickelung knollenartige Erhebungen von oxydiertem Eisen.
[* 13] Die Struktur dieser
Knollengebilde ist eine schalenförmige, und zwar ist die äußerste Schale die festeste und härteste, während nach innen
die Schichten weicher werden.
Der innerste, dem metallischen Eisen zunächst liegende Raum ist meistens noch mit einer weichen, breiigen Masse erfüllt. Für
die Form und Struktur dieser Knollen
[* 14] gibt G. Oesten folgende Erklärung: Ein auf ein Reißbrett glatt aufgezogener
Bogen
[* 15] Papier wird bei genügender Anfeuchtung infolge der dadurch hervorgebrachten Ausdehnung
[* 16] kraus und zeigt eine Menge von
blasenartigen Erhebungen. Die obern Schichten der Rohrwandung erleiden nun in ähnlicher Weise durch die Oxydation (Aufnahme von
Sauerstoff) eine Flächenausdehnung, infolge deren sie sich, da sie nach Länge und Breite
[* 17] auf der metallischen
Unterlage nicht mehr genügend Raum finden, ausbauchen müssen, und zwar die dem Wasser zunächst gelegene Schicht, als die
am höchsten oxydierte, am meisten.
Diese Schicht nimmt den Sauerstoff zunächst auf, da aber hinter ihr weniger oxydierte, also stärker oxydierbare
Eisenschichten liegen, so werden diese der erstern den Sauerstoff teilweise wieder entziehen, es findet also eine allmähliche
Wanderung des Sauerstoffs von der wasserbespülten Schicht nach dem Innern der Eisenwandung hin statt, und daher werden sich
Lagen (Schalen) von verschiedengradig oxydiertem Eisen übereinander bilden. Hierbei gelangt die äußerste
Schicht niemals zur höchsten Oxydationsstufe, weil ihr der Sauerstoff immer wieder entzogen und weitergeleitet wird.
Daß eine solche Sauerstoffwanderung thatsächlich stattfindet, ist dadurch anschaulich zu machen, daß ein von abgekratzter
Oxydationskruste in einer Flasche
[* 18] hergestellter schlammiger Niederschlag, ursprünglich durchweg
schwarzgrünlich gefärbt,
sich bei geöffneter Flasche, also bei Luftzutritt, an der Oberfläche rotbraun (wie Rost) färbt, also
offenbar höher oxydiert, während die rote Färbung sich nach dem Verschließen der Flasche (Abschluß der Luft) allmählich
wieder verliert, eine Folge der Abgabe des aufgenommenen Sauerstoffs an die darunter liegenden Schichten.
Übrigens wird durch den seit 20 Jahren üblichen Asphaltüberzug die Bildung der Oxydschichten nicht verhindert,
sondern nur verzögert. Die durch die Knollenansätze hervorgerufene Querschnittsverminderung ist um so erheblicher, je mehr
Wasser an der Rohrwand vorbeigeflossen ist; denn um so größer ist die Menge des zugeführten Luftsauerstoffs. Rohrstücken
mit geringem Wasserumlauf, z. B. sogen. tote Enden, sind stets weniger davon betroffen als Röhren
[* 19] mit
lebhaftem Wasserdurchfluß.
Unter gleichen Umständen schreitet die Oxydbildung bei engern Rohren in gleichem Maße fort wie bei weitern Rohren, allein
bei derselben durchschnittlichen Höhe der Rostschicht in beiden ist das Verhältnis der Verengerung in dem kleinen Rohre ein
viel ungünstigeres als in dem weiten. Bei einer durchschnittlichen Höhe der Rostschicht von 1 cm, wie
sie sich in den ältesten Teilen des Berliner
[* 20] Rohrnetzes vorfindet, ist die hervorgerufene Verminderung des Querschnitts bei 750 mmDurchmesser = 5,3 Proz., bei 500 mmDurchmesser = 7,9 Proz., bei 300 mmDurchmesser = 12,9 Proz., bei 100 mmDurchmesser = 36,0
Proz., bei 75 mmDurchmesser = 46,0 Proz. des ursprünglichen Querschnitts. Der Übelstand der verminderten
Leistungsfähigkeit ist daher bei den engen Rohren am größten, das Bedürfnis der Reinigung am dringendsten.
In Berlin hat sich ein Reinigungsverfahren herausgebildet, nach welchem die Oxydationsbeulen durch geeignete, an Ketten mittels
Winden
[* 21] hindurchgezogene Werkzeuge
[* 22] zerdrückt, zerrissen und abgekratzt und dann in Form von Stücken u.
Schlamm mit Wasser hinausgespült werden. Die Werkzeuge müssen freie Zwischenräume besitzen, um während ihrer Arbeit dem
Spülwasser und Schlamme freien Durchgang zu bieten, sie dürfen nicht so gestaltet sein, daß sie in Erweiterungen und Vorsprüngen,
wie sie in einem alten Rohrnetz zahlreich vorkommen, einfallen und sitzen bleiben; sie dürfen keine
zu große Länge haben und müssen beweglich eingehängt sein, um Krümmungen passieren zu können, dabei müssen sie auch
genügend kräftig und widerstandsfähig sein.
Als geeignete Formen haben sich bewährt die Räumer aus Stahl
[* 10]
(Fig. 1 und 2) und Bürsten aus Stahldraht
[* 10]
(Fig. 3).
Um die Arbeitsketten, in welche die Werkzeuge eingehängt werden, in die zu reinigende Rohrstrecke hineinzubringen, muß man
zunächst eine Schnur, mittels dieser ein Tau und dann mit diesem die Kette durch das Rohr ziehen. Die Schwierigkeit liegt nur
darin, die erste Schnur durch eine längere Rohrstrecke hindurchzubringen. Statt der früher benutzten
hölzernen Kugeln
verwendet G. Oesten jetzt dazu einen gewöhnlichen Badeschwamm, den er an einem Ende der Schnur befestigt und dann von durchfließendem
Wasser durch die Rohrstrecke treiben läßt. Der Verlauf der Arbeit bei der Reinigung ist folgender: In Abständen von 100-150
m wird das Rohr aufgegraben und frei gelegt und an jeder Stelle ein StückRohr von ca. 1 m Länge herausgeschnitten.
An dem Ende, von welchem der Spülwasserzufluß stattfinden soll
[* 23]
(Fig. 4), wird ein Spülkasten
a zeitweilig eingedichtet, in welchen die Schnurrolle und eine Leitrolle für die Schnur eingesetzt werden.
Das Ende der Schnur mit dem Schwamme wird in die zu reinigende Strecke bc gesteckt, der Spülkasten durch
einen Deckel geschlossen u. Wasser eingelassen, welches den Schwamm wie einen Kolben vorwärts treibt. Je enger das Rohr wird,
desto mehr preßt er sich zusammen; wo das Rohr sich wieder erweitert, quillt er auch wieder auf, so daß er zuverlässig
und sicher mit einer Geschwindigkeit von 1-2 m die Rohrstrecke durchläuft, die Schnur hinter sich herziehend.
Aufhalten kann ihn nur eine vollständige Sperrung des Rohres, welche mit Hilfe eines auf Messingrollen laufenden Gliedergestänges
durchstoßen werden muß.
Ist nun der Schwamm am andern Ende c der Rohrstrecke angelangt, so wird er abgenommen und das Ende eines
Taues an die Schnur gehängt. Der Spülkasten wird wieder geöffnet, die Schnur wieder aufgewickelt und dadurch das Tauende
nach dem Anfangspunkt h hingezogen. Hier wird daran das Ende einer Kette gehängt, welches durch Wiederaufwinden des Taues
durch das Rohr nach c befördert und dann mit dem ersten Raumer verbunden wird, der beim Zurückziehen
der Kette ein zweites Kettenende durch das Rohr hinter sich herzieht.
Die Ketten liegen auf zwei fahrbaren Kettenwinden d und e, welche über den beiden Arbeitsgruben aufgefahren sind. Durch
Hin- und Herwinden der Ketten werden die verschiedenen Werkzeuge, zuerst Raumer, dann Bürsten, in der Rohrstrecke
hin und her gezogen. Dabei läßt man stets Wasser durch das Rohr fließen, welches die losgerissenen Ansatzteile herausspült.
Damit das Wasser die genügende Druckhöhe erhält, wird auf den Spülkasten, bevor die Kette eingebracht ist, eine Erhöhung
f von Zinkblech aufgesetzt. Statt der Führungsrolle für die Schnur ist zugleich eine Kettenrolle g eingesetzt,
ebenso ist am andern Rohrausschnitt eine Kettenrolle h befestigt. Haben die Werkzeuge genügend gewirkt, so werden sie ausgelöst
und die Ketten zurückgezogen. Der Spülkasten wird noch einmal geschlossen und nun Wasser mit dem vollen Drucke hindurchgelassen,
wodurch alle Unreinigkeiten hinausgespült werden. Dabei wird aus der untern Baugrube
[* 23]
(Fig.
5) das Wasser mittels einer Baupumpe herausgehoben. Sobald es klar fließt, ist die Reinigung beendet. Die Rohrlücken werden
durch Einsetzen neuer Rohrstücke wieder geschlossen.
Die Ausführung der beschriebenen Operationen
geht sehr schnell von statten. Bisher sind in Berlin im Betriebsjahr 1887/88: 1590 m,
in 1888/89: 18,282 m und 1889 bis Anfang Februar 1890: 20,100 m Leitungsrohre, im ganzen rund 40,000 m
Rohr von 75-100 mm Weite gereinigt, welche 25-34 Jahre im Betrieb waren. Die Kosten der Reinigung belaufen sich einschließlich
des Materials an neuen Rohrstücken und Dichtungen sowie der Werkzeuge auf 70-100 Pfennig für das laufende Meter.
Die Kosten einer solchen Reinigung müssen sich bei einem Rohrnetz, welches von vornherein durch Einsetzen
von leicht herausnehmbaren und wieder einzubindenden Rohrstücken an den geeigneten Stellen auf eine spätere Reinigung eingerichtet
ist, erheblich niedriger stellen. Deshalb dürfte es sich empfehlen, künftig anzulegende Rohrstrecken mit entsprechenden
Einrichtungen zu versehen.
[* 24] Um Wasserräder
[* 25] im Falle der Not schnell abstellen zu können, wendet die Maschinenfabrik für Mühlenbau
vormals Kappler in Berlin eine schwingende Schütze an, welche in erhobener Stellung durch eine Sperrklinke
festgehalten wird und dem Wasser den Zutritt zum Wasserrad gestattet. Wird nun die plötzliche Abstellung des Wasserrades erforderlich,
so braucht man nur an einem Kettenzug zu reißen, um die Sperrklinke auszulösen, worauf die Schütze sofort niederfällt
und den Wasserzufluß abschneidet. - Zur Litteratur: Ludewig, Allgemeine Theorie der Turbinen (Berl. 1890).
Ein neueres System von Wassersäulenmaschinen, welches von M. Ch. Roux angegeben ist, soll gestatten, ohne Anwendung eines Schwungrades,
mehr als viermal soviel (50) Doppelhübe in der Minute zu machen. Die Maschine
[* 28] kann daher für gleiche
Leistung viel kleiner gebaut werden und bedarf eines bedeutend geringern Anlagekapitals. Eine neuere Ausführung der Wassersäulenmaschine von
Roux findet sich in der Kohlengrube des Creusot. Hier liegt die gemeinschaftliche Sammelstelle der Grubenwasser 351,69 m unter
Tage. Ein großer Teil derselben kommt aus einer 266,52 m unter Tage befindlichen Sole. Das Gefälle dieses
Wassers (351,69-266,52 = 85,18 m) ist dazu benutzt, mittels Rouxscher Wassersäulenmaschine den zehnten Teil der gesamten Grubenwasser zu Tage¶
mehr
zu fördern, also 351,69 m hoch zu heben. Die verwendete Wassersäulenmaschine hat zwei
wagerecht liegende Pumpenzüge, die zu beiden Seiten eines großen Windkessels liegen und einzeln oder gleichzeitig betrieben
werden können (in
[* 29]
Fig. 1 ist einer derselben dargestellt). Jeder derselben ist hinreichend groß,
um das ganze Aufschlagwasser ausnutzen zu können. Der Kraftkolben hat 352 mmDurchmesser und 255 mmHub,
die Pumpenkolben haben bei gleichem Hub 136 mmDurchmesser. Der schnelle Gang
[* 30] der Maschine wird, abgesehen von einem WindkesselE, der etwanige Wasserstöße mildert, durch die besondere Art der Steuerung gewährleistet.
Diese besteht aus zwei übereinander liegenden hydraulischen Kolbensteuerungen. Die erste derselben (die
der Wasserzuleitung zunächst gelegene Vorsteuerung) veranlaßt die Bewegung der andern (der Hauptsteuerung), diese die Bewegung
des Kraftkolbens und dieser wiederum die Bewegung der ersten Steuerung. Das Trieb- oder Aufschlagwasser fällt durch das RohrG ein, durchstreicht das Zulaßventil V sowie den Windkessel E und wird dem Kraft- oder Treibkolben M, welcher
sich auf der Kolbenstange T befindet, zugeführt.
Die Kolbenstange trägt an ihren Enden die Kolben C, welche sich in den Cylindern Q hin und her bewegen. Das zu fördernde Wasser
wird dem Windkessel E entnommen und durch die Rohrleitung RFO unter den SaugventilenS u. S1 zugeführt,
tritt beim Zurückgehen der Kolben durch diese in die Pumpe
[* 31] und beim Vorgehen der Kolben durch die Druckventile J u. J1 in
den großen (in der
[* 29]
Figur nicht gezeichneten) Windkessel, von welchem es in das Steigrohr gelangt. Die Steuerung wird durch
Vermittelung des Treibkolbens vom Aufschlagwasser selbst wie folgt bewirkt: Bei der in
[* 29]
Fig. 1 gezeichneten
Stellung strömt das Wasser des Windkessels E in die Kanäle p. An der rechten Seite wird es durch die Kolben a3 und a4
der Vorsteuerung und durch b3 und b4 der Hauptsteuerung an der Weiterbewegung nach h, bez.
eg gehindert.
An der linken Seite dagegen lassen die Kolben a1 und a2 das Wasser in den Kanal
[* 32] h1, dasselbe wirkt
hier einseitig auf den Kolben b1, der nach rechts getrieben wird, so daß das Aufschlagwasser zwischen b1 und b2 hindurchstreichen
und durch e1 und g1 hinter den Treibkolben M treten kann. Derselbe verdrängt alsdann das im Raume
L befindliche, bereits ausgenutzte Aufschlagwasser und drückt gleichzeitig mittels des Kolbens C eine entsprechende Druckwassermenge
zu Tage.
Kurz vor dem Ende des Hubes gibt der Treibkolben M
die Öffnung m frei, durch dieselbe und den Kanal ma5 gelangt das Aufschlagwasser
hinter den Kolben a4 und treibt die vier Kolben der Vorsteuerung nach links. Dies wird jedoch erst dadurch
ermöglicht, daß gleichzeitig der innere Teil des Kolbens M, welcher mit dem außer Druck befindlichen Abflußwasser in Verbindung
steht, die Öffnung n und damit die Leitung na frei macht, so daß das vorher hinter a1 befindliche gespannte Wasser seinen
Druck verliert und mit dem verbrauchten Wasser aus L durch den Kanal A B entweichen kann.
Nach der Verschiebung der Vorsteuerung von rechts nach links wiederholen sich die eben für die linke Seite geschilderten
Vorgänge auf der rechten und umgekehrt. Zahlreiche Versuche mit der vorstehenden von Crozet u. Komp. in Chambon
ausgeführten Maschine lieferten nachstehende Ergebnisse: Bei 50minutlichen Doppelhüben sind in 24 Stunden 1783 cbmWasser erforderlich
und werden 248 cbm gehoben, so daß, um ein Raumteil Wasser 280 m hoch zu fördern, sieben Raumteile Wasser mit 70 m Gefälle
erforderlich sind, entsprechend einer Nutzleistung von 55 Proz. Die Kosten der ganzen Anlage betragen:
für die eigentliche Maschine von 10,200 kg Gewicht 21,805 Frank, für die Rohrleitung 22,728 Fr., für Montage und Nebeneinrichtungen
17,391, also im ganzen 61,924 Fr. Die Betriebskosten betrugen für 17 Monate rund 587 Fr. Aufsicht ist fast gar nicht erforderlich,
auch hat die Maschine bei vorkommenden Reparaturen unter einem Wasserspiegel von 7-8 m Höhe mehrere Tage
anstandslos gearbeitet.
In origineller Weise wird eine Wassersäulenmaschine von Kley zum Betrieb von Fahrkünsten (s. d., Bd.
5) benutzt. Hierzu war es erforderlich, die Wassersäulenmaschine so einzurichten, daß sie auch bei großer und schneller
Veränderlichkeit in der Belastung der Gestänge sich derart selbst reguliert, daß sie stets eine bestimmte
Hubzahl macht. Bei den Fahrkünsten werden nämlich schnelle Belastungsänderungen der Gestänge dadurch herbeigeführt, daß
sie einmal ganz leer gehen, ein andermal mit Bergleuten, die aus- oder einfahren wollen, teilweise oder voll besetzt sind.
Im erstern Falle hat die Maschine nur die Reibung
[* 33] des Apparats zu überwinden, im zweiten Falle (beim Ausfahren)
hat sie bei jedem Hube eines Gestänges dazu noch das ganze Gewicht der aufgetretenen Mannschaft zu heben, und im dritten Falle
(beim Einfahren) wird sie von dem Gewicht der niederfahrenden Bergleute getrieben und muß daher nicht nur keine Arbeit verrichten,
sondern viel-
[* 29]
^[Abb.: Fig. 1. Wassersäulenmaschine von Roux.]
¶
Diese Übelstände sollen durch die direkt wirkende Kleysche Wassersäulenmaschine, welche eine sich
selbst regulierende Steuerung besitzt, beseitigt werden. Die Maschine (deutsches Reichspatent Nr. 48,723) besteht aus zwei
oben geschlossenen, stehenden Treibcylindern A und A1
[* 34]
(Fig. 2), welche unten durch ein U-Stück miteinander verbunden sind,
und in welchen zwei Kolben. B und B1 sich bewegen. Der Raum zwischen den beiden Kolben bleibt stets mit
demselben Wasser gefüllt.
Diese hydraulische Verbindung der beiden Kolben dient nicht bloß zur Übertragung der Betriebskraft von einem Kolben auf den
andern, sondern vermittelt auch gleichzeitig die gegenseitige Ausgleichung der Gewichte der Fahrgestänge F und F1, welche
mittels Traversen an die Kolbenstangen angeschlossen sind. Die Maschine hat eine Kolbensteuerung. Das Betriebswasser
tritt bei G in dieselbe ein und bei H und H1 aus derselben heraus. Stehen die beiden gekuppelten Steuerkolben K u. K1
rechts, so gelangt das Betriebswasser durch den Kanal J1 J1 in den Cylinder A1 über den Kolben B1 und drückt diesen
samt Kolbenstange und Gestänge abwärts, während der andre (B) nebst Zubehör durch Vermittelung der Wassersäule
zwischen B1 und B aufwärts bewegt wird und das gebrauchte Wasser aus dem Cylinder A durch J und H abfließen kann.
Bei der Linksstellung der Steuerkolben strömt das Betriebswasser durch J nach A, B geht abwärts, B1 aufwärts, und
das Abwasser geht aus A1 durch J1 und H1ins Freie. Die Steuerkolben K und K1 werden auf zweierlei Weise bewegt,
einmal durch die Maschine selbst mittels der am Gestänge F angebrachten Zahnstange Z, der Zahnräder R und r, der Zahnstange
z, der Schubstange zq und des in der Steuerkolbenstange gelagerten Hebels O, und zweitens durch die doppelt
wirkende hydraulische Hilfsmaschine W mittels des Kolbens M, der Schubstange Ns
und wiederum des Hebels O. Die Hilfsmaschine
hat eine Kolbensteuerung, welche von der Hauptmaschine, bez. dem Fahrgestänge F
aus im letzten Teile des Auf- und des Niederganges derselben mittels der Knaggen P und P1 sowie der
mit dem Gewichtshebel U verbundenen Hebel
[* 39] Q und Q1 und T bewegt wird, wodurch die Umsteuerung
[* 40] erfolgt.
In den zwei Kanälenp u. p1, welche das Betriebswasser in den Cylinder der Hilfsmaschine ein- und daraus abführen, befinden
sich Hähne, welche fein eingestellt werden können. Durch die Regulierung dieser Hähne hat man die Geschwindigkeit
der Bewegung des Kolbens M ganz in der Gewalt. Die Hähne werden so gestellt, daß die Hilfsmaschine nur so viel Hübe macht,
wie die Fahrkunst machen soll. Der geometrische Zusammenhang der Hauptmaschine mit ihrer Kolbensteuerung und mit der Hilfsmaschine
ist nun derart, daß die Bewegung der Hauptmaschine die Hauptsteuerkolben stets in ihre mittlere Lage bringen
will, in welcher sie die Ein- und Auslaßkanäle des Betriebswassers absperren, also den Gang der Maschine unterbrechen, während
die Bewegung des Hilfsmaschinenkolbens stets die Ein- und Ausströmungskanäle der Hauptmaschine nach der einen oder andern
Seite zu öffnen strebt.
Die Hilfsmaschine wirkt hierbei als Regulator.
[* 41] Ist sie mittels ihrer Regulierhähne in den Kanälen p und p1 auf die richtige
Anzahl Hübe eingestellt, so kann auch die Hauptmaschine nur mit derselben Hubzahl laufen; denn würde sie etwa infolge nur
geringer Belastung der Gestänge schneller laufen wollen, so würde sie veranlassen, daß das Ende q des
Hebels O mehr auf Schließung der Kanäle J und J1 hinwirkt als das Ende s dieses Hebels auf Offenhaltung, es würde somit
eine Verengerung des Zuganges zu jenen Kanälen eintreten, welche eine entsprechende Verlangsamung des Maschinenganges bis
zur normalen Geschwindigkeit zur Folge hat.
Würde im umgekehrten Falle bei starker Belastung der Gestänge eine abnorm geringe Geschwindigkeit der Maschine
auftreten, so würde dieselbe durch Überwiegen der Öffnungsbewegung der Steuerkolben, welches durch die nunmehr schneller
laufende Hilfsmaschine herbeigeführt wurde, bald wieder auf das richtige Maß erhöht werden. Die Kolben K und K1 sind
etwas länger als die Ein- und Austrittsöffnungen der Kanäle J und J1, sie müssen daher einen kleinen
Weg zurücklegen, ehe die Hauptmaschine von einem Hube zum andern übergehen kann. Es entsteht somit eine kleine Hubpause,
während welcher die Bergleute Zeit haben, von einem
[* 34]
^[Abb.: Fig. 2. Kleys Wassersäulenmaschine für Fahrkünste.]
¶
mehr
Gestänge auf das andre überzutreten. Es ist leicht zu überschauen, daß man mit der Überdeckung der Kolben K und K1
die Länge der Hubpause bestimmen kann, daß man durch Regulierung der Hähne in den Rohren p und p1 die Geschwindigkeit des
Hilfskolbens M und damit die Hubzahl der ganzen Fahrkunst in der Gewalt hat, daß das Fahrgestänge niemals
eine gewisse größte Geschwindigkeit überschreiten kann, daß infolge der langsamen Bewegung der Hauptsteuerkolben die Maschine
langsam aus der Ruhe in die Bewegung übergeht und infolge der allmählichen Wirkung der Knaggen P und P1 auf die Steuerkolben
der Hilfsmaschine auch langsam zur Ruhe kommt, und daß endlich die Begrenzung des Hubes der Fahrkunst durch
richtige Einstellung der Knaggen P und P1 ganz genau reguliert werden kann.
[* 44] Die Signalisierung des höchsten Wasserstandes ist für viele Kesselanlagen von Wichtigkeit, namentlich
da, wo die Kessel infolge eines kleinen Dampfraumes dazu neigen, Wasser überzureißen. Oft sind durch
reichlich mitgerissenes Wasser schwere Beschädigungen an den Cylindern, Kolben oder Kreuzköpfen der Maschinen herbeigeführt,
welche in der Regel kostspielige Betriebsstörungen zur Folge hatten. Zur Verhütung einer Überschreitung des höchsten Wasserstandes
und deren oben bezeichnete Folgen ist von R. Schwartzkopf ein Signalapparat für den höchsten Wasserstand
angegeben worden. Derselbe besteht
[* 42]
(Fig. 1) aus einem Rohre r, welches mit seinem untern offenen Ende bis zur höchsten Wasserstandslinie
in den Kessel hineinreicht und dicht über dem Kessel durch einen Hahn
[* 45] h abzusperren ist.
Oben ist ein gefäßförmiger Aufsatz k angebracht, in welchem ein Schwimmer s mittels seiner Schwimmerstange
so geführt ist, daß er bei seiner Aufwärtsbewegung die darüber liegenden Kontaktfedern f berührt und zusammendrückt.
Solange der Wasserstand im Kessel in zulässiger Höhe, also unterhalb der Mündung des Rohres r bleibt, wird durch den kleinen
Hahn a am Aufsatz, welcher dauernd ein wenig offen gehalten wird, nur Dampf
[* 46] ausströmen, wobei der Schwimmer
in seiner tiefsten Lage verbleibt.
In demAugenblick aber, wo der höchste Wasserstand im Kessel erreicht wird, füllt sich das ganze Rohr und der Aufsatz mit Wasser.
Dadurch wird der Schwimmer s emporgehoben und drückt die untere Feder f gegen die obere. Hierdurch wird eine elektrische
Leitung, in welcher an irgend welchen beliebig entfernten Stellen akustische oder optische Signalapparate (Läutwerke, Signalscheiben
etc.) eingeschaltet sind, geschlossen und dadurch die Signalisierung des höchsten Wasserstandes
nach jenen Stellen hin veranlaßt.
Bei allen bisherigen Apparaten ist der Schwimmerkörper im Kessel selbst angeordnet und hierdurch einerseits dem Verschmutzen
durch Kesselstein, anderseits den fortwährenden und
äußerst heftigen Bewegungen des Kesselwassers ausgesetzt,
durch welche eine verhältnismäßig schnelle Abnutzung der beweglichen Teile derartiger Apparate herbeigeführt wurde. Beide
Übelstände sind bei der vorliegenden Konstruktion dadurch vermieden, daß der Schwimmer sich bei normalem Kesselwasserstand
dauernd in Ruhe und außerhalb des Wassers befindet. Außerdem kann der Apparat nach Abschluß des Hahnes
h jederzeit geöffnet und nötigen Falls gereinigt werden.
Bei Wasserstandsgläsern (Wasserstandsröhren) für Dampfkessel
[* 47] (s. Band
[* 48] 16, S. 435) kann das Zerspringen des Glases unangenehme
Betriebsstörungen herbeiführen, auch Veranlassung zu Verbrühungen geben. Zu Vermeidung dieser Übelstände sind verschiedenartige
Einrichtungen getroffen, welche beim Springen des Glases einen selbstthätigen Verschluß der Verbindungsstücke
herbeiführen sollen. Bei dem Wasserstandsglas von Lohenhausen in Düsseldorf-Grafenberg ist zu dem Zweck in jedem Verbindungsstück,
wovon
[* 42]
Fig. 2 und 3 das obere darstellen, eine Kugel a so angebracht, daß sie bei regulärem Betrieb den Dampf, bez. das Wasser
frei hindurchgehen läßt, beim Zerspringen des Glases jedoch und dem damit verbundenen Bestreben des
Dampfes, bez. Wassers, mit großer Geschwindigkeit auszutreten, sich vor die zum Glase führende Bohrung b legt und dieselbe
vorläufig verschließt, bis das Ventil
[* 49] c mittels des Handrades d auf seinen Sitz niedergeschraubt ist.
Wird nun ein neues Glas
[* 50] eingesetzt und das Ventil c zurückgeschraubt, so ist das Wasserstandsglas wieder
betriebsfähig. An diesem Wasserstandszeiger ist zugleich noch zur Beseitigung von Verstopfungen in den Verbindungsstücken eine bequem zu
handhabende Durchstoßvorrichtung angebracht, bestehend in der in der Ventilspindel verschiebbaren, durch besondere Stopfbüchse
[* 51] abgedichteten Stange e, welche dem Kesselwärter zu jeder Zeit gestattet, sich durch einfaches Hineinstoßen und
Zurückziehen der Stange an ihrem Knopfe von der Reinheit der Dampf- oder Wasserkanäle zu überzeugen.
Unter dem NamenHydrometer (Wasserstandsmesser) ist von Lohenhausen eine Vorrichtung konstruiert, welche dazu dient, den Höhestand
von Wasser und andern Flüssigkeiten von einem beliebigen Orte aus beobachten zu können, sei es, daß diese in Reservoiren,
Bottichen, Wannen, Becken, Zisternen, Brunnen
[* 52] oder Wasserläufen angesammelt sind. Das Hydrometer beruht auf der bekannten Thatsache,
daß in einem glockenförmigen Gefäß,
[* 53] welches mit der Mündung nach unten in eine Flüssigkeit getaucht ist, die Luft komprimiert
wird, und zwar um so mehr, je tiefer man das Gefäß eintaucht. Es entsteht also in der Glocke eine Spannung,
welche der Höhe der Flüssigkeitssäule über der Glocke entspricht, und es kann durch diese Spannung, wenn man den Hohlraum
der Glocke durch ein Röhrchen mit einem Ma-
[* 42]
^[Abb.: Fig. 1. Schwartzkopfs Signalapparat für den höchsten
Wasserstand.]
[* 42]
^[Abb.: Fig. 2 und 3. Wasserstandsglas von Lohenhausen.]
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