Die Gaskraftmaschinen auf der internationalen Ausstellung in Mailand 1906. Von Fr. Freytag, Chemnitz. Die Gaskraftmaschinen auf der internationalen Ausstellung in Mailand 1906. Auf der ursprünglich nur zur Vorführung moderner Verkehrsmittel aller Art – auf dem Gebiete der Wasser- und Luftschiffahrt, des Eisenbahn- und Automobilwesens (Fahrräder, Motorfahrzeuge) usw. – sowie von Erzeugnissen der dekorativen und der schönen Künste geplanten, dann aber – dem lebhaften Andringen seitens hervorragender industrieller Firmen der meisten Kulturstaaten nachgebend – bezüglich der vorgeführten Gegenstände nunmehr verallgemeinerten Ausstellung sind ortsfeste Motoren – Dampf- und Gaskraftmaschinen – nur vereinzelt anzutreffen. Erstere, zumeist liegend und nur für kleinere Leistungen gebaut, zeigen überdies keine besonderen Konstruktionseigentümlichkeiten, dagegen lassen die ausgestellten Gaskraftmaschinen bemerkenswerte Fortschritte in ihrer von der Wahl des Betriebsmittels (Generatorgas, Massud, Spiritus) zumeist abhängigen Bauart der Einzelteile, wie auch bezüglich ihres Verwendungszweckes (Schiffsmotoren usw.) erkennen. Zur Erzeugung des für Kraft- und Lichtzwecke der Ausstellung erforderlichen elektrischen Stromes dient eine in Nähe derselben befindliche Wasserkraftanlage – grössere Dampf- oder Gaskraftmaschinen, wie sie sich sonst auf Ausstellungen zur Stromerzeugung vorfinden, konnten in Mailand entbehrt werden. Den grössten in Mailand ausgestellten Verbrennungsmotor – eine mit Generatorgas aus einer danebenstehenden Anlage betriebene doppeltwirkende Tandem-Viertaktmaschine von 500 PS – lieferte die Societá italiana Langen & Wolf in Mailand; sie dient als Reserve zur Erzeugung des für die Hochbahn der Ausstellung erforderlichen Stromes. Das Kühlwasser dieses Motors, wie auch das für die zugehörige Generatorgasanlage nötige Wasser liefert eine mittels Leuchtgasmotor (liegender Einzylindermotor von 40 PS) betriebene Pumpe. Ein von derselben Firma in der Halle für deutsche Post und Telegraphie ausgestellter Zwillingsmotor von 250 PS dient zum unmittelbaren Betreiben einer 170 K W-Gleichstromdynamo der Feiten & Guileaume-Lahmeyerwerke A.-G. Gebrüder Sulzer in Winterthur haben in der Sektion für See- und Flusstransportwesen (Marinepavillon) einen vierzylindrigen umsteuerbaren Schiffsmotor von 100 PS, Bauart Diesel, ferner im Park, anstossend an den Simplonpavillon einen dreizylindrigen Dieselmotor von 150 PS zum Betreiben einer Zentrifugalpumpe für Q = 150 L/Sek. ausgestellt. Die Firma Carrera Luigi & Co. in Turin lieferte einen liegenden Sauggasmotor von 35 PS. Mit Benzin betriebene umsteuerbare Schiffsmotoren für Leistungen von 3, 12, 18, 26, 30 und 35 PSmax mit 1, 2 bezw. 4 Zylindern hat die Aktiengesellschaft vorm. F. Martini & Co. in Frauenfeld (Schweiz) zur Ausstellung gebracht. Bromovsky, Schulz & Sohr in Prag stellten in der österreichischen Abteilung der Maschinenhalle einen stehenden Einzylinder-Sauggasmotor, Bauart Güldner, aus. Von sonstigen ausgestellten Verbrennungsmotoren bieten noch die von der Brunn-Königsfelder Maschinenfabrik in Königsfeld bei Brunn in der eigenen Abteilung sowie im Pavillon der Distillerie Italiane ausgestellten, im Viertakt arbeitenden Spiritusmotoren von 2–3 PS bezw. von 16–20 PS besonderes Interesse. Fig. 1–5 zeigen den von der letztgenannten Firma erbauten Motor von 16–20 PS. Textabbildung Bd. 321, S. 596 Spiritusmotor der Brünn-Konigsfelder Maschinenfabrik; a. kalte Luft; b. Auspuffgase; c. vorgewärme Luft. Der Zylinder wird, um schädliche Durchbiegungen zu verhüten, nahezu auf seiner ganzen Länge vom Rahmen getragen. Die besonders eingesetzte Laufbüchse vermag sich nach vorn frei auszudehnen; ein mittels Flansch angepresster Gummiring dichtet hierbei gegen den Kühlwasserraum ab. Einlass- und Auslassventil sitzen im Zylinderkopf diametral gegenüber und werden mittels Daumensteuerung bewegt. Den zur Zündung erforderlichen Strom liefert ein Bosch-Apparat mit Abreissvorrichtung. Der Zündflansch durchsetzt die rückwärtige Stirnwand des Zylinderkopfes und es erfolgt der Zündbeginn in einem besonderen kalottenförmigen Raum, der durch einen engen Schusskanal mit der Verbrennungskammer in Verbindung steht. Hierdurch werden die Kontaktstellen gegen Verschmutzen und infolgedessen auch gegen Kurzschluss durch Oelkrusten und Wasser geschützt. Die den Zündkanal durchschlagende Stichflamme bewirkt eine kräftige Zündung und gleichzeitig – infolge ihrer hohen Temperatur – eine Reinigung der Zündstelle. Die Regelung der Maschine erfolgt durch Fullungsänderung. Zu dem Zwecke verstellt ein Hartung-Regulator eine in die Gemischleitung eingebaute Drosselklappe. Eine zweite im Luftansaugrohr befindliche Klappe gestattet die Zusammensetzung des Gemisches von Hand zu regeln. Behufs Zerstäubung des als Betriebsmittel dienenden Spiritus ist an das Luftansaugrohr eine das Auspuffrohr konzentrisch umgebende Zweigleitung angeschlossen; auch hier lässt sich durch Einstellung einer Drosselklappe – infolge Mischung vorgewärmter und kalter Luft – die zur Zerstäubung des Spiritus jeweils günstigste Temperatur erzielen. Zum leichten Ingangsetzen ist die Maschine mit einer Benzinanlassvorrichtung vevsehen, deren Wirkungsweise Fig. 6 und 7 erkennen lassen. Je eines der beiden Schwimmergehäuse steht mit dem Benzin- bezw. Spiritusbehälter in Verbindung. Durch ein vom Schwimmer eingestelltes Nadelventil bleibt der Flüssigkeitsspiegel in jedem Gehäuse stets auf gleicher Höhe erhalten. Beide Gehäuse kommunizieren mit einem durch Handrad stellbaren Umschalthahn, der die entsprechende Verbindung mit der Zerstäuberdüse herstellt. Beim Anlassen des Motors wird das Handrad so gestellt, dass der mit ihm verbundene kleine Zeiger auf B (Benzin) steht. Etwa eine halbe Minute Benzinbetrieb genügt, um die Maschine auf eine solche Umlaufzahl zu bringen und die betreffenden Teile derselben so weit vorzuwärmen, dass eine gute Zerstäubung und sichere Zündung des Spiritusgemisches gewährleistet erscheint. Eine Drehung des Handrades im Sinne des gezeichneten Pfeiles bis zur Zeigerstellung S (Spiritus) bewirkt die Brennstoffumschaltung. Die weitere Bewegung des Handrades führt zur Unterbrechung der Brennstoffzufuhr und damit zur Abstellung der Maschine. Gleichzeitig verbindet der Hahn in dieser Stellung Z (Zu) die Zerstäuberdüse samt Zuleitung mit einem Ablaufrohr und bewirkt hierdurch eine Entfernung des überschüssigen Spiritus, so dass die Maschine bei abermaligem Anlassen schnell in Gang kommt. Dieses Ablaufen des Spiritus erfolgt zwangläufig bei jedem Abstellen des Motors; ein am Hahngehäuse befestigtes Sperrad gestattet nur eine Bewegung des Handrades im Sinne des Pfeiles, so dass der jedesmaligen Wiedereinstellung der Benzinleitung ein Oeffnen des Ablaufes vorausgehen muss. Die Kurbelwelle läuft in reichlich bemessenen Ringschmierlagern und trägt an ihrem einen Ende eine Klauenmuffe, die im Eingriff mit einer sich selbsttätig auslösenden Kurbel das Andrehen der Maschine gestattet. Textabbildung Bd. 321, S. 597 Fig. 6 und 7. Benzinanlassvorrichtung zum Spiritus-Motor Fig. 1–5. Textabbildung Bd. 321, S. 597 Fig. 8. Güldner-Motor von Bromovsky, Schulz & Sohr. Die Steuerwelle ruht in drei Lagern mit nachstellbaren Schalen aus Phosphorbronze. Das für einen Ungleichförmigkeitsgrad δ = 1/50 gebaute Schwungrad von 2,1 m Durchmesser und 130 mm Kranzbreite betreibt unmittelbar mittels Riemen eine Dynamo. Die Maschine hat 250 mm Zylinderbohrung, 400 mm Hub und leistet mit 220minutlichen Umdrehungen 23 PSn. Textabbildung Bd. 321, S. 598 Fig. 9. Güldner-Motor von Bromovsky, Schulz & Sohr. Die von der Firma ausgestellten beiden kleineren Spiritusmotoren von 2–3 PS zeigen nahezu die gleiche Bauart. Die Kühlung ist jedoch hier als Verdampfungskühlung durchgeführt. Die infolgedessen höhere Temperatur der Zylinderwandung ist besonders für Spiritusbetrieb äusserst vorteilhaft – ganz abgesehen davon, dass hierdurch der Verbrauch an Kühlwasser auf ⅓ desjenigen bei Kaltwasserkühlung herabgemindert wird. Die Regelung erfolgt mittels Pendelreglers durch Aussetzer. Diese Maschinen haben je 110 mm Zylinderbohrung, 200 mm Hub und leisten bei 350minutlichen Umdrehungen 3 PSn. Die Bauart des von Bromovsky, Schulz & Sohr in Prag ausgestellten Guldner-Motors lassen Fig. 8–11 erkennen. Das doppelbalkige, mit dem Kühlmantel zusammengegossene Gestell ruht auf einer kräftigen, zur Führung der gekröpften Kurbelwelle mit zwei Ringschmierlagern versehenen Grundplatte. Die aus einem besonders harten und dichten Gusseisen hergestellte, leicht auswechselbare Laufbüchse wird mittels eines oberen Bundansatzes und durch Schrauben des Zylinderdeckels am Gestell gehalten, unten durch einen Kupferring abgedichtet, so dass Längsdehnungen dieser Büchse möglich sind, ohne dass schädliche Spannungen hervorgerufen werden. Am oberen Ende eines der beiden Gestellbalken ist die Steuerwelle gelagert, deren Daumenscheiben durch senkrechte Stahlrohrgestänge die im gekühlten Zylinderdeckel sitzenden Einlass- und Auslassventile betätigen; ihr Antrieb erfolgt durch konische Räder von der stehenden Regulatorspindel aus, die wiederum mittels in Oel laufender Schraubenräder von der Kurbelwelle aus ihre Drehbewegungen empfängt. Die Spindeln der Ventilkegel sind, um seitliche Klemmungen derselben zu verhüten, doppelt geführt. Bei grösseren Motoren wird auch der Auslasskegel mit Wasser gekühlt. Infolge der günstigen Steuerungs- und Ventilanordnung ist der Arbeitszylinder ein glatter Körper, ohne irgendwelche der symmetrischen Wärmeausdehnung im Bohrungsquerschnitt hinderliche Ansätze, und ebenso ist der innere Verdichtungsraum rein zylindrisch, frei von Kanälen und anderen toten Ausbuchtungen gehalten. Zwischen den Ventilen und wie diese ringsum von dem Wassermantel umgeben, sitzt der elektrische Zünder. Den Zündstrom liefert ein Bosch-Lichtbogenapparat, der auf dem Bedienungskasten oberhalb der Steuerwelle angebracht ist. Der Antriebmechanismus des Zündapparates ist so eingerichtet, dass der Zeitpunkt der Zündung während des Ganges geändert werden kann. Textabbildung Bd. 321, S. 599 Fig. 10. Güldner-Motor von Bromovsky, Schulz & Sohr. Die Zündpole sitzen in der Achse des Verdichtungsraumes, also in der für die Zündung günstigsten Lage, so dass gewissermassen im Kernpunkte der verdichteten Ladung die Entflammung eingeleitet wird, die sich darnach allseitig auf denkbar kürzestem Wege durch die ganze Zylinderfüllung ausbreiten kann. Neben der bereits erwähnten glattwandigen, regelmässigen Umgrenzung des Verbrennungsraumes, die einerseits die gründliche Austreibung der Abgase sehr erleichtert und anderseits die für eine vollständige Entflammmung so nachteilige Zersplitterung des frischen Gemisches ganz vermeidet, sind die wärmetheoretisch günstigste Lage des Zünders – in der Achse des Zylinderraumes – und die gute Vermischung der Ladung ein wesentliches Mittel zur Erlangung einer vollkommenen Verbrennung sowie – in Verbindung mit dem nachstehend besprochenen Regelungsverfahren – einer hohen Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit des Motors. Die Geschwindigkeitsregelung beruht auf gleichzeitiger Anpassung der Füllungen und des Gasgehaltes der Ladung an die jeweilige Maschinenleistung; damit wird nicht nur bis zum Leerlauf herab ein sicher zündendes Gemisch erhalten, sondern auch den Anforderungen an die Gleichförmigkeit des Ganges in bester Weise entsprochen. Durch Verlegung des Schwingungspunktes des Einlassventilhebels – mittels Verschiebens einer Wälzungsbrücke durch den Regulator – wird der Hub des Gemischventilkegels bei abnehmender Maschinenleistung verkleinert, ferner auch bei jedem Reglereingriff der Gasgehalt der Ladung durch das Mischventil der betreffenden Belastung angepasst. Das Ladungsgemisch wird durch die in Fig. 8 und 10 sichtbaren Handrädern für Gas- und Luftzufluss von Hand eingestellt. Alle Einzelteile des Motors sind bequem zugänglich. Zur Kolbenschmierung dient eine Oeldruckpumpe, welche das Oel an sechs bis acht radialen Eintrittstellen zwischen Kolben und Zylinderwand presst. Die sonstigen gleitenden Teile werden von einem Zentralschmierbehälter aus mit Oel versorgt. Das Anlassen des Motors erfolgt durch ein im Deckel eingebautes selbsttätiges Anlassventil mittels Druckluft, die in einem kleinen Kompressor verdichtet wird. Von Professor Schröter im September 1903 an dem ersten 20 PS Güldner-Motorangestellte Versuche mit Saug gas zeigten bereits eine äusserst günstige Wärmeausnutzung. Der indizierte thermische Wirkungsgrad wurde einschliesslich aller Verluste im Generator fund Reiniger zu ∾ 29 v. H. ermittelt, was einem Wärmeverbrauch des Motors an sich von 1700 bis 1800 WE für 1 PSi/Std. gleichkommt – entsprechend einem Verbrauche von ∾ 250 g Anthrazit für 1 PSi/Std., wie er bei späteren Messungen auch tatsächlich gefunden wurde. Besonders ist hervorzuheben, dass die günstigen Verbrauchszahlen bei verhältnismässig niedrigen Verdichtungsspannungen erzielt werden. Während die meisten Sauggasmotoren normal auf 10–12 at, häufig sogar bis zu 15 at verdichten, arbeitet der Güldner-Motor bei Nennleistung nur mit etwa 8 at Verdichtung, die entsprechend der grösseren Zylinderfüllung erst bei der höchsten Belastung auf 11–12 at steigt. Der mittlere indizierte Kolbendruck der Höchstleistung – 45 PS – eines 30 PS Güldner-Motors des Elektrizitätswerkes der Stadt Mosbach i. B. erreichte bei der Uebergabeprüfung über 9 kg/qcm, wobei der Auspuff noch unsichtbar und geruchfrei blieb. Des Vergleiches halber sei hierzu erwähnt, dass der mittlere Diagrammdruck bei älteren Sauggasmotoren nur vereinzelt 5–6 kg/qcm übersteigt und nur in dem Diesel-Motor auf eine annährend gleiche Höhe kommt, wie sie aus Diagrammen des Güldner-Motors ermittelt wurde. Bei zeitgemässen Dampfmaschinen bewegt sich nach Güldner (vergl. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure 1904, S. 981) der mittlere Kolbendruck unter Normalbelastung zwischen 2 und 2,5 kg/qcm, das ist rund ein Viertel des vorhergehenden Wertes, womit die spezifische Leistungsfähigkeit des Güldner-Motors trotz seiner Viertaktwirkung mit derjenigen einer doppeltwirkenden Dampfmaschine Gleichwertigkeit erhalten soll! Textabbildung Bd. 321, S. 600 Fig. 11. Güldner-Motor von Bromovsky, Schulz & Sohr. Die zum Güldner-Motor gehörige Sauggasanlage zeigt Fig. 12.Die Fig. 12 und 13 entstammen der Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinenbetrieb. Sie besteht aus dem Generator mit ausgemauertem Schacht A und darunter befindlichem Rost B, sowie aus einem durch zwei Rohrstützen P mit einem darüber liegenden Trockenreiniger Q in Verbindung stehenden Skrubber; am oberen Ende des ersteren ist noch ein Teerscheider R angeschlossen. Der Wasserdampf gelangt aus dem über dem Generatorschacht eingebauten Verdampfer E durch den Zwischenraum C unter den Rost B und von hier in die glühende Brennstoffschicht. Die Regulierung des Wasserdampfes erfolgt durch das Ventil D. Ueber dem Verdampfer sitzt der gegen den Schacht durch ein Ventil G abgeschlossene Fülltrichter J. Die Gase treten durch den Stutzen J in das Ventilgehäuse K und bei entsprechender Stellung eines in diesem befindlichen Wechselventiles durch die Oeffnung L und Stutzen M in den in seinem zylindrischen Teil mit Koks gefüllten Skrubber N mit Brause O, von hier in den mit Sägespänen oder dergleichen gefüllten Trockenreiniger Q, dann in den Teerscheider R und schliesslich durch die Leitung S zum Motor. Beim Anlassen des Generators wird das Wechselventil so gestellt, dass es die Verbindung nach Rohr T öffnet, welches unter Zwischenschaltung eines Ventiles U nach dem mittels Handkurbel bewegten Ventilator V führt; die während der Anheizperiode entwickelten Gase treten durch den Schornstein W ins Freie. Sobald die Gase die entsprechende Zusammensetzung haben, wird das Wechselventil umgeschaltet und das Ventil U geschlossen, so dass die Gase nunmehr durch die Reiniger nach dem Motor gelangen. Zur selbstätigen Regelung der Wasserzufuhr dient der Speiseapparat X, den Fig. 13Die Fig. 12 und 13 entstammen der Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinenbetrieb. in grösserem Masstabe darstellt; er besteht aus einem oben offenen, durch eine besondere Zuleitung gespeisten Wasserbehälter a, der durch den unteren Kanal b mit dem Verdampfer in Verbindung steht. Dieser Kanal ist jedoch durch eine mit zwei Oeffnungen d versehene und im oberen Teile durch eine Ueberfallmutter e geschlossene Rotgusshülse c gegen den Wasserbehälter abgeschlossen. In dieser Hülse befindet sich ein Kupferrohr f, das mit seinem unteren zugespitzten Ende in den mit Schaulöchern versehenen Raum g mündet, in seinem oberen Teile drei Durchbohrungen h hat und zwischen sich und der Rotgusshülse einen Ringraum für das bei d eintretende Wasser frei lässt. Textabbildung Bd. 321, S. 601 Fig. 12. Generator System Güldner. Textabbildung Bd. 321, S. 601 Fig. 13. Speiseapparat. Sobald durch die Saugwirkung des Motors im Raume g ein Vakuum entsteht, treibt der auf das Wasser in a lastende äussere Luftdruck dieses durch die Bohrungen d in den Zwischenraum zwischen Kupferrohr und Rotgusshülse und zwar je nach der Höhe des Vakuums mehr oder weniger hoch. Dadurch gelangen entsprechende und zwar den verbrauchten Gasmengen stets proportionale Wassermengen durch f, g und b in den Verdampfer. Die besprochene Konstruktion ist jedoch für bituminöse Kohlen wegen deren Neigung zur Teerentwicklung und sonstigen Eigenschaften nicht geeignet; es wird dann eine besondere Generatorkonstruktion verwendet, die auch zur Vergasung von Braunkohlen sehr zweckmässig ist. Bei derselben ist für kleinere Anlagen folgendes Prinzip zugrunde gelegt. Das in der unteren Zone, der sogenannten Vergasungszone, gewonnene Gas wird teilweise durch die Reinigungsapparate hindurch von der Maschine, teilweise durch die frisch aufgegebenen Kohlen hindurch, behufs deren Abdestillation, von einem mit Dampf oder Luft von 1–2 m Wassersäule betriebenen Strahlexhaustor abgesaugt. Die frei werdenden Teerdämpfe und Leuchtgase werden unter den Rost des Generators geführt, wo sie verbrennen. Die Verbrennungsprodukte gelangen, zusammen mit überschüssiger Luft, in den Vergasungsraum, wo sie zum grössten Teil zu Kohlenoxyd reduziert werden. Für grössere Leistungen werden solche Anlagen mit getrennten Verdampfern gebaut. (Fortsetzung folgt.)