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Technik und Waffen => Antriebssysteme => Thema gestartet von: Turbo-Georg am 20 September 2010, 14:24:41

Titel: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 September 2010, 14:24:41
Die Maschinenanlagen von Schiffen unterscheiden sich von vergleichbaren stationären Maschinenanlagen „an Land“ in erster Linie durch ihre Komplexität, denn die Schiffsmaschinenanlage, besonders die von See-Schiffen, umfasst notwendigerweise eine Vielzahl von Einrichtungen, die ihren Land unabhängigen Betrieb über einen längeren Zeitraum sicherstellen sollen oder der Wirtschaftlichkeit und der Sicherheit des Schiffes dienen.
Die Besucher einschlägiger Museen oder von Museums-Schiffen sind häufig beeindruckt von der Größe und der Bauform der Maschinen, der Vielzahl an Hilfseinrichtungen und Apparaten, sowie dem scheinbaren Durcheinander von Rohren und Ventilen. Bei aller Faszination, die von dieser häufig  unbekannten, technischen Welt ausgeht, erschließt sich auch dem technisch vorbelasteten Besucher, das Verständnis über Zweck und Funktion der Einrichtungen oft nur schwer. Der historische Schiffsmaschinenbau ist ein weiträumiges Thema und es wurde viel darüber geschrieben. Das Wesentlichste und Wissenswerteste über Kolben-Dampfmaschinen auf Seeschiffen, mit ihren Hilfseinrichtungen, soll im folgenden Beitrag kurz und verständlich behandelt werden.

Wirtschaftliche Überlegungen, somit die Notwendigkeit sparsam mit den mitgeführten Vorräten an Brennstoff und Frischwasser umzugehen, brachte bei den Schiffs-Dampfmaschinen technische Neuerungen hervor, die an Land teilweise erst viel später ihren Einzug hielten. Bei den anfänglich kohlebeheizten Dampfkesseln minderte jede zusätzliche Tonne Brennstoff die Zuladung an Fracht oder den knappen Schiffsraum, bei Kriegschiffen an Bewaffnung und Panzerung.
Den Forderungen nach immer höherer Maschinenleistung und Wirtschaftlichkeit wurde nicht nur durch Vergrößerung der Zylinder, sowie der Erhöhung des Dampfdruckes begegnet, sondern vor allem durch die bessere Ausnutzung der Expansions-Fähigkeit, also der Energie des Dampfes. Das führte im Schiffbau schon sehr früh zur Einführung von Dampf-Maschinen mit Mehrfachexpansion.
Bei einfachen Expansionsmaschinen wird nicht während des gesamten Kolbenweges Dampf zugeführt; sondern nur für einen Teil davon; während des restlichen Kolbenweges wird die Arbeit durch die Expansion des Dampfes erbracht. Hierdurch wird für eine vergleichbare Arbeit weniger Dampf benötigt. Was ist aber Mehrfach-Expansion?
Zum besseren Verständnis der Mehrfachexpansion ein kurzer Ausflug in die Physik.
Wir wissen, dass Wasser im Hochgebirge früher siedet als auf Meereshöhe. Bei welcher Temperatur Wasser zu Dampf oder Dampf wieder zu Wasser wird, ist demnach abhängig vom Druck, der dabei herrscht. Abhängig von Druck ist auch der Raum den der Dampf einnimmt; wir sprechen von seinem spezifischen Volumen.
In einer Dampfmaschine mit Auspuff vergrößert gesättigter Dampf von z.B. 15 bar Kessel-Druck (≈ 15 ata) bei Entspannung auf den atmosphärischen Umgebungsdruck von 1 bar, sein Volumen von ca. 0,13 m3/kg um das 13 Fache auf ca. 1,7 m3/kg. Bei der Entspannung auf 0,5 bar, also einem Vakuum von 50 % im Kondensator einer so genannten Kondensatormaschine vergrößert sich sein Volumen auf das ca. 25 Fache (3,24 m3/kg) und sogar um mehr als das 75 Fache bei 85 % Vakuum, also einem Kondensator-Druck von 0,15 bar.
Übrigens, von gesättigtem Dampf oder Sattdampf sprechen wir, wenn die Restfeuchte des Dampfes, also der Anteil an nicht verdampftem Wasser, gleich null ist. Wie das Vakuum im Kondensator entsteht und warum es so wichtig ist, werden wir noch erörtern.
Es ist jedoch praktisch nicht möglich, diese große Expansions-Fähigkeit des Dampfes, innerhalb eines Zylinders auch nur annähernd in Arbeit umzusetzen. Es wären nicht nur riesige Zylinder erforderlich, sondern auch sehr schweres Gestänge, da der volle Kesseldruck auf die zwangsläufig große Kolbenflächen einwirken würde. Darüber hinaus würden Zylinderwände, Kolben und Strömungskanäle bei jedem Hubwechsel hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt, denn (... schon wieder Physik!) der einströmende Dampf hat bei 15 bar eine Temperatur von 198 Grad Celsius und der ausströmende, entspannte Dampf bei 0,15 bar nur noch eine Temperatur von etwa 53 Grad Celsius. Der, hierdurch auftretende, so genannte Wandeffekt mindert den Wirkungsgrad einer Kolben-Dampfmaschine erheblich. Warum?
Bevor wir einen kurzen Einblick in die Entwicklungsgeschichte der Schiffsdampfmaschinen nehmen, hier die Beantwortung der Frage: “Was ist Wandeffekt?“
Es handelt sich um die größte Verlustquelle der Kolbenmaschine. Es ist der schädliche Wärmeaustausch zwischen dem ein- bzw. ausströmenden Dampf und den Wandungen im Innern der Maschine, denn wir wissen: Temperaturverlust ist Energieverlust! 
Neben den Dampfkanälen und den Steuerschiebern in ihren Kästen, sind im besondern Maße die Zylinderwände betroffen. Bei der Entspannung im Zylinderraum kühlt nicht nur der Dampf ab, sondern auch die ihn umgebenden Wände. Der einströmende Dampf heizt die Wände wieder auf und gibt dabei einen Teil seiner wertvollen Wärmeenergie ab ohne Arbeit verrichtet zu haben. Die Bemühungen, diese Verluste  möglich klein zu halten, ziehen sich wie ein roter Faden durch die Geschichte der Dampfmaschine. Die Einführung der Mehrfach-Expansion, die Erfindung der so genannten Gleichstromzylinder mit Schlitzauslass oder die wirtschaftlich fragwürdige Beheizung der Zylindermäntel mit Dampf gehören ebenso zu diesen Bemühungen, wie einfache Maßnahmen zur Wärme-Isolierung.
Seit dem 1.1. 1978 gelten bekanntlich neue physikalische Bezeichnungen; die SI-Einheiten wie N (Newton), J (Joule), Pa (Pascal) oder bar. Wir verwenden bei unseren weiteren Betrachtungen die alte Bezeichnung ata für den  Druck des Dampfes, denn wir finden sie nicht nur an den alten Maschinen, sondern auch in der alten Fachliteratur.

Zurück zu den Mehrfachexpansions-Maschinen. Bei ihnen wird also, wie schon der Name vermuten lässt, die Expansion des Dampfes auf mehrere Zylinder verteilt.
Der Dampf expandierte im ersten, dem sogenannten Hochdruck- oder auch HD-Zylinder nur teilweise, er gibt also auch nur einen Teil seiner Wärmeenergie ab. Dieser Dampf wird über einen Speicherraum (Receiver) und einen Steuerschieber bei einer bestimmten Kurbelstellung (Einlass-Zeitpunkt) dem nächsten Zylinder zugeführt. Bei einer Dreifach-Expansionsmaschine ist das der Mitteldruck- (MD) Zylinder; in ihm expandiert der Dampf ebenfalls nur zum Teil, um anschließend, wie bereits beschrieben, an einen weiteren, nämlich den Niederdruck- (ND) Zylinder gereicht zu werden. Hier expandiert der Dampf endgültig auf Kondensatordruck. Kleinere Maschinen mit Zweifach-Expansion, auch Verbund- oder Compound-Maschinen genannt, verfügen entsprechend über zwei Zylinder, einen HD- und einen ND-Zylinder.

Es wurden aber auch größere Schiffsmaschinen für Vierfach-Expansion oder mit zwei ND-Zylindern gebaut. Letztendlich Versuche, die Abmessungen der Zylinder nicht allzu sehr ins gigantische wachsen zu lassen.
Bei der Expansion in den Zylindern nimmt das Volumen des Dampfes stetig zu, während der Dampf-Druck abnimmt. Damit die Gesamtleistung der Maschine möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Zylinder verteilt wird, haben die Zylinder ihrem unterschiedlichen Betriebsdruck und Dampfvolumen entsprechend, verschieden große Durchmesser. An  den unterschiedlichen Durchmessern ihrer Zylinder erkennt man daher nicht nur die Schiffsdampfmaschinen mit Mehrfachexpansion, sondern auch die stationären Mehrfachexpansions-Maschinen an Land oder von Landfahrzeugen mit Verbund-Antrieb, wie Dampfwalzen, Lokomobilen oder Lokomotiven.
Während  die größeren stationären Dampfmaschinen meist liegend gebaut wurden, finden wir zumindest bei See-Schiffen wegen der räumlichen Gegebenheiten nahezu ausschließlich stehende Ausführungen.
Im Rahmen der technischen Weiterentwicklung wurden die Maschinen mehr und mehr mit Heiß-Dampf betrieben, also nachträglich bis auf 300 0C und mehr aufgeheiztem Dampf.  Hierzu durchströmt der Dampf nach dem Verlassen des Kessels den so genannten Überhitzer, meistens ein Rohrsystem im Strom der heißen Rauch-Gase.
Durch Überhitzung des Dampfes steigen bei konstant bleibendem Druck sein Wärmeinhalt und sein spezifisches Volumen. Der höhere Wärmeinhalt brachte eine günstigere Ausnutzung der Arbeitsfähigkeit des Dampfes. Der Wirkungsgrad und damit auch die Wirtschaftlichkeit wurden gegenüber dem Betrieb mit „Naß“-Dampf um bis zu 40 % erhöht. Der Nutzen der Überhitzung liegt aber nicht nur in der Leistungserhöhung. Ein nicht unwesentlicher Wert der Überhitzung liegt darin, dass überhitzter Dampf ein geringeres Wärmeleitvermögen besitzt als gesättigter Dampf und infolgedessen wesentlich kleinere Abkühlungs- und damit Druckverluste in den Rohrleitungen und in der Maschine  erleidet. Die geringeren Verluste durch den niedrigeren Strömungswiderstand von Heiß-Dampf sollen  nicht unerwähnt bleiben.

Am Ende der ersten Dekade des 20. Jahrhunderts  verdrängen bereits die wirtschaftlicheren und Raum sparenden Dampf-Turbinen auf größeren Seeschiffen, ins besondere bei den Linienschiffen der kaiserlichen Marine die riesigen, teilweise bis 10 m hohen Kolben-Dampfmaschinen. Wir kennen sie nur noch durch Abbildungen oder etwa aus Spielfilmen, wie z.B. „Titanic“. Wegen der besseren Manövrierbarkeit kamen allerdings bei kleineren und mittleren Schiffseinheiten wie Fischdampfern, Schleppern, kleineren Frachtern oder Arbeitsfahrzeugen noch länger Zeit Kolben-Dampfmaschinen zum Einsatz. Auch für die  Reichs- bzw. die Kriegsmarine wurden noch Neubauten mit Dampfmaschinen-Antrieb wie z.B. Minenleger, Torpedoboote oder kleinere Versorger auf Kiel gelegt. Aber nicht nur hier wuchs die Konkurrenz durch die immer leistungsfähigeren Diesel-Maschinen. Dieser immer schärfer werdende Konkurrenzdruck zwang die Dampfmaschinen-Konstrukteure zu eingehender Prüfung der Wirtschaftlichkeit ihrer Anlagen und man fing an zu überlegen, ob selbst die mit Heißdampf betriebene Dreifachexpansions-Maschine ihre Stellung auch in Zukunft noch behaupten kann. Obwohl die immer größere Verbreitung der Dieselmotoren im Schiffbau nicht aufzuhalten war, zählen in der Entwicklung der Schiffs-Dampfmaschine die zwanziger und dreißiger Jahre des vorigen Jahrhunderts mit zu den technisch interessantesten. Nicht nur das viele der heute noch erhaltenen Maschinen aus dieser Zeit stammen oder selbst während und nach dem zweiten Weltkrieg nachgebaut wurden, die Schiffs-Dampfmaschine erhielt in dieser Zeit einen letztmaligen Entwicklungsschub. Der Anstoß kam diesmal vom Land-Dampfmaschinenbau. Hier hatte sich die Verbund-Anordnung bis hin zu den ganz großen Leistungen gegenüber der Dreifachexpansions-Anordnung durchgesetzt. Es waren die niedrigen Dampfverbrauchs-Zahlen, die die großen Hersteller wie Wolf-Buckau oder Lanz-Mannheim mit ihren Lokomobilen erreicht hatten. Sie ließen den Wunsch aufkommen, diese Erfolge im Schiffsmaschinenbau zu verwerten. Als erstes galt dabei, die praktischen Anforderungen an eine Schiffsmaschine umzusetzen, nämlich gleichmäßiges Drehmoment, leichtes Anspringen in beiden Drehrichtungen und bei jeder Kurbelstellung und nicht zuletzt der Ausgleich der Massenkräfte zur Minderung von Schwingungen und Vibrationen. Hierzu sind jedoch mindestens drei gegeneinander versetzte Kurbeln erforderlich. Während die Dreifachexpansions-Maschine mit drei Zylindern von Haus aus diesen Voraussetzungen entsprach, konnte die einfache Verbundmaschine, wie sie in der Lokomobile so große Erfolge erzielt hat, nicht ohne weiteres als Schiffsmaschine übernommen werden. Diese Überlegungen führten bei den Schiffsdampfmaschinen zur Entwicklung der Doppel-Verbundmaschine, einer Vierkurbelmaschine mit zwei HD- und zwei ND-Zylindern.
Charakteristisch für diese Bauart sind die fehlenden Receiver (Dampf-Zwischenspeicher). Der Dampf wird über Steuerschieber oder auch Ventile, wie z.B. bei der Lentz-Einheits-Schiffsmaschine (LES) dem jeweiligen ND-Zylinder direkt zugeführt. Die Kurbeln der zusammengehörigen HD- und ND-Zylinder sind hierzu um jeweils 180 Grad versetzt. Diese so genannte Woolf’sche Zylinder-Anordnung bedeutet, dass die Zeitpunkte für HD-Auslass und ND-Einlass identisch sind. Die Kurbeln der beiden „Einzelmaschinen“ sind um 90 Grad versetzt. Die ND-Zylinder sind häufig so genannte Gleichstromzylinder mit Schlitzauslass.

Obwohl die Schiffs-Dampfmaschine im Laufe ihrer Geschichte einer stetigen technischen Weiterentwicklung unterworfen wurde, hat sie sich in ihrem optischen Erscheinungsbild nicht wesentlichen verändert. Selbst Spezialisten gelingt auf den ersten Blick nicht immer eine korrekte zeitliche Zuordnung. Die für sie schon fast typische, offene Bauweise, mit ihrer guten Zugänglichkeit bei Wartung und Reparatur wurde fast ausnahmslos bis zum Ende beibehalten. Auch in Teilbereichen setzte man trotz mitunter stürmischer, technologischer „Innovation“, gerne auf Einfaches und Bewährtes, denn bei Störungen auf See war das Maschinenpersonal  mit seinen beschränkten Bordmitteln völlig auf sich allein gestellt.
Charakteristisch für die offene Bauweise ist die in einem Stück gegossene oder aus Gussteilen zusammengesetzte Grundplatte mit den Traglagern für die Kurbelwelle. Die Zylinderstützen an der Rückseite der Maschine tragen die Gleitbahnen der Kreuzköpfe und sind ebenfalls mehrheitlich gegossen. Bei kleineren Maschinen sind die Zylinder mit ihren Schieberkästen in einem Stück gegossen, bei größeren Maschinen sind sie auch aus thermischen Gründen aus mehreren Guss-Teilen zusammengesetzt. Weiterhin typisch sind die, als geschmiedete Rund-Säulen ausgeführten Zylinderstützen an der Vorderseite, meistens der Steuerstandseite.
Für kleinere Kriegsschiffe wurden teilweise noch bis in den zweiten Weltkrieg hinein besonders leichte Dampfmaschinen gebaut. Ihre Zylinder wurden ausschließlich von geschmiedeten, untereinander verstrebten Rundsäulen getragen. Selbst die ansonsten aus mehreren Teilen zusammengesetzte Kurbelwelle war hier häufig zur weiteren Gewichtsersparnis in einem  Stück geschmiedet und sogar ausgebohrt. Zu Anfang des Jahrhunderts gehörten Maschinen dieser Bauweise mit einer Leistung von bis zu 10.000 PSi sozusagen zur „Formel 1“ unter den Schiff-Dampfmaschinen. Ihre imposante und doch filigrane Erscheinung muss eine Augenweide gewesen sein. Sie wurden bekanntlich bald von den Dampf-Turbinen verdrängt. Aber einige kleinere von ihnen haben in den Museen oder auf Museumsschiffen die Zeiten überdauert.
Nahezu am Ende ihrer Ära, wurden Schiffs-Dampfmaschinen auch mit geschlossenen, oft geschweißten Maschinengehäusen gebaut. Durchsetzen konnte sich diese Bauweise allerdings nur noch bei den kleineren Maschinen oder bei Hilfsmaschinen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 20 September 2010, 14:32:31
Hallo Georg

Danke für diese tolle, und interessante Abhandlung top top top

Viele Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 September 2010, 14:45:49
Hallo Hans,
eigentlich wollte ich Dich vorher um Rat fragen, bevor ich so tief in die Historien-Kiste greife.
Warten wir mal die Reaktion der Leser ab.
Ggf. werde ich den Bericht fortsetzen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: t-geronimo am 20 September 2010, 14:59:59
Mehr davon!! :TU:)
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 September 2010, 15:10:59
Hallo Freunde,
hier ein altes Werkfoto einer dieser imposanten Maschinen der Vulcan-Werke
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 20 September 2010, 16:00:58
Mein lieber Georg

bitte schreib, wo gibt es schon noch Fachleute für Dampfmaschinen und Turbinen-

Die Historie von Schiffsantrieben ist hier genau richtig.

Ich hab noch Dampfmaschinen kennengelernt (Winden/Pumpen) und hab auch noch ein Turbinenschiff
gefahren aber meine Kenntnisse hierüber sind doch sehr limitiert.

viele Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Baunummer 509 am 20 September 2010, 16:37:46
Hallo Georg,

ich bin ein stiller Leser Deiner hoch interessanten Beiträge und verzichte nur aus Mangel an Fachkenntnis auf Kommentierung Deiner Abhandlungen.

Mich würde es sehr freuen noch mehr in der Richtung von Dir zu lesen.

Viele Grüße

Sebastian
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: gaga1970 am 20 September 2010, 18:41:19
Hallo Turbo-Georg,
ich habe einige Beiträge von dir gelesen und bin positiv überrascht über Dein wissen. Daher hoffe ich das du mir helfen kannst. Wir sind eine kleine Firma die einen Dampfkessel von 10 - 11bar betreiben. In einem Abschnitt dieser Dampfleitung wird der Dampfdruck auf ca. 5-6 bar gedrosselt. Mein gedanke ist diesen Differenzdruck in elektrische Energie um zu wandeln. Ich würde mir vorstellen, sowas wie eine Dampfturbine oder ähnliches. Oder es müßte neu konzipiert werden. Bis jetzt habe ich keinen Anbieter gefunden, der das in dieser "kleinen" Weise betreibt. Besteht die Möglichkeit ca. eine Angabe zu machen, wieviel Strom erzeugt werden könnte, wenn 200 kg/Stunde Dampf verbraucht werden. Wenn ich weiß wieviel Strom mir das bringt, dann kann man sich gedanken machen über mögliche neue Konzepte.
Mit freundlichen Grüßen
gaga 1970
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 September 2010, 19:22:53
Hallo Hans, hallo Freunde,

ich werde im Rahmen dieser Abhandlung auch über Hilfsmaschinen und Apparate im Maschinenraum eines Schiffes mit Antrieb durch eine oder mehrere Dampfmaschinen berichten, ggf. auch über dampfgetriebene Hilfsmaschinen an Deck.
@ Sebastian, ich freue mich über Dein Interesse. Du solltest Dich aber nicht scheuen auch Fragen zu stellen.
@ gaga 1970, ich befürchte Deine Fragestellung sprengt etwas den Rahme des Themas. Setze Dich bitte über meine Email-Adresse mit mir in Verbindung, ich will versuchen Deine Fragen zu beantworten. Sollte die Frage ein breiteres Interesse finden oder in ein anderes Thema passen, bitte ich die FL um Verschiebung oder ggf. um Löschung.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Urs Heßling am 20 September 2010, 19:31:24
moin, Georg

ich werde im Rahmen dieser Abhandlung auch über Hilfsmaschinen und Apparate im Maschinenraum eines Schiffes mit Antrieb durch eine oder mehrere Dampfmaschinen berichten, ggf. auch über dampfgetriebene Hilfsmaschinen an Deck.

dazu eine Frage:meines Wissens wurde bei Probefahrten, wenn es "nur" um das Erreichen der vertraglich festgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit ging, alles an Hilfsmaschinen und Aggregaten nicht betrieben, was für diese Fahrt nicht unbedingt nötig war.

Im Einsatz, sagen wir ´mal in der Schlacht am Skagerrak, war das dann natürlich "ganz anders".

Kannst Du einmal etwas dazu sagen, wieviel Prozent der "Dampfleistung" beispielsweise eines Schlachtkreuzers dann für den Antrieb nicht mehr zur Verfügung standen, will sagen, um wieviel sich die "Höchstfahrt" unter diesen Bedingungen dann reduzierte ?

danke im Voraus,

Gruß, Urs
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Peter K. am 20 September 2010, 20:20:28
... ein hervorragender Beitrag, GEORG!  top
... macht riesig Appetit auf mehr!  :wink:
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 September 2010, 20:35:44
Hallo Urs,
wenn wir über Hilfsmaschinen sprechen, müssen wir zwischen denen unterscheiden, die zum Betrieb des Antriebes unbedingt nötig sind und denen die anderen Aufgaben dienen. Andere Aufgaben wären u.a. Lenz- und Feuerlöschpumpen, Trink- und Spülwasserpumpen, bis zu einem gewissen Masse auch Verdampfer mit ihren Hilfsaggregaten und die Hilfsmaschinen an Deck.
Der Betrieb dieser Einrichtungen hatte kaum Einfluss auf die Höchstleistung des Antriebes, jedoch auf die Energie-Bilanz (Brennstoff-Verbrauch). Die Kessel waren in der Regel mit einer ausreichenden Reserve an Verdampfungsleistung ausgestattet, aber auch bei einem Dampf-Antrieb muss der Gesamt-Wirkungsgrad betrachtet werden. Bei der Konzipierung des Antriebes hat man darauf zu achten, den Energiebedarf auch der Hilfsmaschinen in Grenzen zu halten, bzw. durch ökonomische Lösungen zu optimieren, wie Verwertung der Abwärme der Rauchgase zur Vorwärmung der Verbrennungsluft und zur Überhitzung des Betriebsdampfes der Hauptmaschinen, Verwendung  des Hilfsabdampfes zur Speisewasser-Vorwärmung, bzw. zu anderen Heizzwecken oder weiteren Formen der Wärmerückführung. Ich kann mir deshalb vorstellen, dass die Werft bei Probefahrten auch auf den Brennstoffverbrauch achtete und deshalb alle unnötigen Verbraucher abschaltete.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: s142 am 20 September 2010, 20:49:06
Moin Georg
Ja "Dampf"ist schon eine eigene Sache.Ich war vorletzte Woche bei meinem ehemaligen Arbeitskollegen "Franz Winter"natürlich "Dampf"...
Nach 3 Stunden hat mein Kopf "gedampft"  :-)))) Das war ein Grundkurs...
Konnte seinen Maschinenpark nutzen und meine Torpedos und Schiffsschrauben zu drehen.
Das war ein schöner Erfahrungsaustausch!!!
MfG
Christian
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Redfive am 20 September 2010, 20:52:08
Hallo Georg,

sehr interessant dein neues Thema. Ich konnte ihn bis jetzt leider nur mal kurz überfliegen, aber ist Vorgemerkt für einen schönen ruhigen Abend diese Woche.  :wink:
Ich selber hatte auch noch das Glück diese Technik sellber kennenlernen zu dürfen auf unseren 103érn.
Tja, wir hatten zwar keine Kolbendampfmaschinen, aber die Technik war trotzdem Genial einfach aber doch schwer.  :wink:

Gruß
Sven  :MG:
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: olpe am 20 September 2010, 21:13:45
Hallo Georg,
tolles und interessantes Thema, gute Darlegung der Zusammenhänge - vielen Dank. Wer sich mit den alten 'Zossen' beschäftigt, kommt um die Dampf-Antriebsanlagen nicht herum ...
Unten einige Impressionen aus dem Heckbereich der "RICKMER RICKMERS" in HH, hier ist eine - die Fachleute mögen mich teeren und federn ...  :-D ... - Dreifach-Expansions(?)-Dampfmaschine ausgestellt ...
Grüsse
OLPE
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 September 2010, 21:44:19
Hallo Olpe,
schöne Bilder, und dann auch noch eine Christiansen & Meyer. Ich bin nämlich ein Fan dieser Firma, bzw. der von ihr gebauten Maschinen. Von ihr stammt auch das ausgereiftste Konzept der Doppel-Verbundmaschine in den dreißiger Jahren. (Jahrbuch der Schiffbautechnischen Gesellschaft, Band 33 (1932) Seiten 212 bis 238)
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 21 September 2010, 11:18:03
Anhand der Zeichnung einer Schiffs-Dampfmaschine mit Dreifachexpansion werden die wesentlichen Komponenten und Hilfseinrichtung einer solchen Maschine erläutert.
Neben den Zylindern mit ihren Kolben, Kolbenstangen und Pleueln, fallen dem Betrachter eine Anzahl weiterer Stangen, Hebel und Exzenter ins Auge. Es sind die Gestänge der Steuerung. Ihnen kommt die  wichtige Aufgabe zu, zum richtigen Zeitpunkt über entsprechende Steuerschieber den Frisch-Dampf in die oberen bzw. die unteren Zylinderräume einströmen, sowie den Abdampf ausströmen zu lassen. Gleichzeitig kommt ihnen beim Manövrieren die Aufgabe der Drehrichtungsänderung zu.
Bei Schiffs-Dampfmaschinen ist die Stephensonsche Kulissensteuerung am weitesten verbreitete. Sie ist gut zuerkennen, an den gegabelten Exenterstangen und den typischen, bogenförmigen Kulissen. Sie hat auf der Kurbelwelle jeweils zwei Exenter pro Schieber. Für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt sind diese beiden Exenter in einem bestimmten Winkel gegeneinander versetzt. Nicht selten sieht man auch Maschinen mit der Klug’schen Lenkersteuerung. Sie erbrachte bei den Maschinen eine oft gewünschte Verkürzung der Baulänge, da hierbei die einzelnen Schieber nicht in Reihe mit den Zylindern sonder seitlich von ihnen angeordnet werden konnten. Darüber hinaus benötigt die Klug-Steuerung nur einen Exzenter pro Zylinder (Schieber). Doppel-Verbundmaschinen mit Klug- Steuerung kommen insgesamt mit nur zwei Exentern aus. Hieran und an den ihr eigenen, gebogenen Schieberstangen erkennt man diese Steuerungsart. Anderen Lenker-Steuerungen, wie denen von Marshall oder von Joy begegnet man seltener.
Das Umlegen der Steuerung bei Dreh- bzw. Fahrtrichtungswechsel erfolgte durch eine, für alle Schieber gemeinsame Steuerwelle [15]. Diese wurde bei kleinen Maschinen per Handhebel und bei Maschinen von 150 PSi bis ca. 500 PSi durch ein Handrad mit Schneckengetriebe oder Schraubenspindel bewegt. Bei Maschinen über 500 PSi erfolgte das Manövrieren vorzugsweise mit Dampfbetriebenen Umsteuerungsmaschinen [14], entweder als „direktwirkende“ also linear oder als „Rundlauf-Umsteuermaschine“ ausgeführt. Für den Notfall war jedoch auch hier eine Handumsteuerung vorhanden, die mit der Umsteuermaschine in geeigneter Weise verbunden war. Eine Sonderform bildeten Maschinen mit Ventilen statt Schiebern; hier erfolgte die Steuerung auch über Nockenwellen, die über Hebel durch die üblichen Excentern, durch Zahnräder oder Kettentriebe an die Kurbelwelle gekoppelt waren. 
Die Drehzahl und damit auch die Leistung der Schiffs-Dampfmaschine wurden vom Maschinisten durch Dampf-Drosselung mit dem Manövrierventil [12] am Steuerstand geregelt. Die Maschinen mussten schnell und präzise hierauf ansprechen. Nur so konnte etwa bei Hafen- oder Schleusenmanövern der Maschinist den oft in schneller Folge erteilten Kommandos der Schiffsleitung nachkommen.
Die Kommandos von der Brücke wurden ihm vorwiegend mit dem, vom Steuerstand gut sichtbaren Maschinentelegrafen übermittelt. Es gab aber auch Sprechverbindungen, anfänglich über ein Sprachrohr später per Telefon.
Bei längerer Marschfahrt wurde durch Verstellen der Umsteuerung die Dampf-Füllung der Zylinder auf Dampf sparenden und damit wirtschaftlicheren Betrieb verändert. Die hauptsächlich eingesetzten Steuerungen gestatteten eine Minderung der Zylinderfüllung um ca. 20 %. Bei der optimalen Einstellung wurde der Maschinist durch ein Zeigersystem oder mehrere, werkseitig angebrachte Markierungen am Umsteuer-Gestänge unterstützt.
Bei schwerer See bestand die Gefahr, dass wegen der dabei freikommenden Schiffsschraube, die Maschine „durchgeht“, soll heißen überdreht. Ein Überdrehen der Maschine würde zweifellos zu Zerstörungen führen. Über eine Handbetätigte Drosselklappe, eingebaut in die Dampfleitung zwischen Manövrierventil und Maschine wurde beim Freikommen der Schraube die  Dampfmenge und damit die Drehzahl kurzzeitige begrenzt. Das bedurfte großer Einfühlung und hoher Konzentration. Häufig wurde daher ein automatisch arbeitender Drehzahlbegrenzer vorgesehen, etwa der meist am Pumpenhebel (Balancier) montierte Aspinall-Regler, einem kleinen System mit Federbelastetem Trägheitsgewicht und mehreren Sperrhebeln. Bei Überschreiten der eingestellten Maximal-Drehzahl wurde über ein Gestänge die Drosselklappe geschlossen und bei Unterschreitung wieder geöffnet.
Allgemein schließen die Hilfsschieber [13] als Vorwärm- und Anfahrhilfe, sowie die Entwässerungshähne die Bedieneinrichtungen am Steuerstand ab. Die Hilfsschieber sind kleine, über Handhebel bediente, Flach- oder Drehschieber. Über sie konnte der Maschinist dem MD- bzw. ND- Zylinder oder dem betreffenden Schieberkasten Frischdampf zuführen, um das Anspringen der Maschine zu erleichtern. Nach längerem Stillstand konnte über die Hilfsschieber die Maschine mit Frischdampf vorgewärmt werden. Die Entwässerungs- oder Ausblashähne an den Zylindern und Schieberkästen hatten bei größeren Maschinen Ableitungsrohre über die das anfallende Kondenswasser in den Kondensator abgeführt wurde. Zur Überwachung der wichtigsten Betriebswerte findet man am Steuerstand häufig eine Anzahl von Manometern. Zu den Bedieneinrichtungen nur im weiteren Sinne, zählt die meistens vorhandene Maschinen-Drehvorrichtung [23]. Bei Instandhaltungs-Arbeiten wurde sie zum Drehen der Maschinen verwendet. Sie bestand vorwiegend aus einer bei Bedarf einrückbaren Schnecke und einem Schneckenrad, aufgezogen auf der Abtriebsseite der Kurbelwelle oder zwischen Hauptmaschine und Schraubenwellen-Drucklager [24]. Sie wurde mit einer Knarre per Hand, bei großen Maschinen auch durch Dampfkraft betätigt.
Weniger zur Hauptmaschine als zur Schraubenwellen-Anlage gehörten neben dem Drucklager auch die Wellen-Traglager und eine eventuell vorhandene Schraubenwellen-Bremse. Über das Drucklager wird der Propellerschub auf den Schiffskörper übertragen; es ist entweder fest mit der Schiffskonstruktion oder mit dem Maschinenfundament verbunden Die Wellenbremse verhinderte bei Wartungsarbeiten unerwünschte Bewegungen der Schraubenwelle.
 
Die Schmierung der Lager erfolgte in den meisten Fällen mittels Dochtschmiergefäßen. Hierbei wurde die Kapillar- und Heberwirkung der Dochte aus zusammengedrehten Schafwollfäden zur langsamen und gleichmäßigen Öl-Zuführung genutzt.
Kurbelwellenlager und andere feststehende oder nur langsam und wenig bewegte Lager haben gewöhnlich auf den Lagerdeckeln oder den Lagerkörpern befestigte Schmiergefäße, die von Hand nachgefüllt wurden. Die Lager, die während des Ganges der Maschine nur schwer zugänglich sind oder bei denen das unmittelbare Anbringen eines Dochtschmiergefäßes nicht möglich war, wurden von einer oder mehreren Zentralstellen aus geschmiert. Von den Zentralschmiergefäßen führten Kupferrohre entweder direkt zu den zu schmierenden Teilen oder sie endeten über einer Auffangschale an den bewegten Maschinenteilen von der das Öl über Rohre zur Schmierstelle weitergeleitet wurde. Die Zentralschmiergefäße mit häufig zehn oder mehr Rohr-Anschlüssen waren oft mit kleinen Absperr- oder Dosierhähnen, mitunter auch Schaugläsern versehen. Sie wurden überhöht an der Maschine angebracht. Die Ölrohre wurden mit einem Gefälle verlegt, damit auch bei einer Schräglage des Schiffes bis zu 10 Grad die Schmierung noch gewährleistet war. An Stelle von Zentral-Dochtschmierkästen kamen später vielfach Schmier-Apparate mit kleinen Kolben-Pumpen zum Einsatz deren Fördermenge sich zur Versorgung der einzelnen Schmierstellen beliebig einstellen ließ. Diese Apparate wurden in geeigneter Weise, z.B. mit Hebel und Sperrrad von der Hauptmaschine angetrieben
Mit Hilfe einer maschinenbetriebenen Schmierölpresse erfolgte auch die Schmierung der inneren Maschinenteile. Am Manövrierventil wurde das Zylinder-Schmieröl dem einströmenden Dampf zugesetzt. Häufig sind auch noch auf den Zylinderdeckeln Schmierhähne für direkte Schmierung vorhanden.
Unter gewöhnlichen Betriebsverhältnissen war die entwickelte Wärme an den meisten Lagern gering oder sie wurde durch die Bewegung an die umgebende Luft abgegeben. Bei Lagern mit größerer Reibungsarbeit wie Wellenlager, Kurbel- und Kreuzkopflager oder die Gleitbahnen der Kreuzköpfe,  konnte die Temperatur unter Umständen eine gefährliche Höhe erreichen. Sie wurden deshalb entweder fortwährend mit Wasser gekühlt oder zur Sicherheit mit entsprechenden Vorrichtungen versehen, um bei eventueller Überhitzung mit Wasser kühlen zu können
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: bodrog am 21 September 2010, 12:52:48
@Turbo-Georg

hallo,

da bin ich mal auf die Ausführungen zur Balancierung der Maschinen gespannt, denn dies habe ich bisher in keinem Buch schlüssig erklärt bekommen...

Bis bald

Ulli
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 21 September 2010, 12:57:30
Hallo Ulli,
ich muss zu meinem Bedauern gestehen, dass ich nicht weiß was Du unter Balancierung der Maschine verstehst.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: turbine am 21 September 2010, 20:49:30
Hallo Georg,

kurz aus dem sueden.........klasse Thema top top top

gruesse Reiner
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 21 September 2010, 22:02:04
Die Zeichnung der Dreifach-Expansionsmaschine zeigt auf der Rückseite der Maschine Zusatzeinrichtungen, wie den Kondensator, der hier in die rückwärtigen Zylinderstützen eingegossenen ist, sowie eine Anzahl von Pumpen, so genannte Maschinenpumpen.
Zur Verdeutlichung des Prozessablaufes in einer Dampfmaschinenanlage und damit auch zum Verständnis der Funktion des Kondensators und der Maschinenpumpen unternehmen wir wieder einen der allseits beliebten, kleinen Ausflüge in die Physik. Wir betrachten hierzu das
Wärmediagramm einer Dreifach-Expansionsmaschine. Es zeigt uns die Zustandsänderungen des Wassers (Dampfes) im Prozesskreislauf.
Wir beginnen auf der Linie der Flüssigkeitswärme, auch untere Grenzlinie genannt, links unten beim Punkt a mit dem Kessel-Speisewasser von 54 Grad (x = 0 bedeutet: Dampfanteil null!). Durch die Zuführung von Wärme im Kessel steigt die Wassertemperatur und am Punkt b dieser Grenzlinie beginnt bei 12 ata und 187 Grad die Verdampfung. Durch weitere Wärmezufuhr, der Verdampfungswärme, erreichen wir bei konstantem Druck und konstanter Temperatur den Punkt c auf der Sättigungslinie (obere Grenzlinie genannt). Hier ist die gesamte Flüssigkeit verdampft und die Wärmezufuhr beendet. Wir sprechen von gesättigten Dampf oder Sattdampf (x = 1). Der Expansion des Dampfes zwischen den Punkten c und d, dem eigentlichen Arbeitsprozess in den Zylindern der Maschine, folgt bei konstantem Druck und konstanter Temperatur (… als Speisewassertemperatur angenommen!) zwischen den Punkten d und a der Wärmeentzug im Kondensator durch Kühlung mit Wasser.

Über die physikalischen Vorgänge im Kondensator wurde bereits berichtet
# 14 ( http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,12568.0.html ).
Der Kondensator stellt ein geschlossenes Gefäß dar, in das der Dampf aus dem ND-Zylinder einströmt. Durch die Zufuhr einer hinreichenden Menge Kühlwasser, sei es durch direkte Einspritzung in den Dampf (Einspritzkondensation) oder durch Zirkulation in Rohrbündeln die vom Dampf umströmt sind (Oberflächenkondensation), wird eine möglichst niedrige, konstante Temperatur gehalten. Dieser Temperatur entspricht ein Sättigungsdruck des Dampfes, welcher erheblich unter dem atmosphärischen Druck von 1 bar liegt. Das heißt, im Kondensator entsteht ein Vakuum. Dieses Vakuum ermöglicht die Nutzung eines nicht unwesentlichen Anteils der Dampfexpansion im ND-Zylinder. Das Wärme-Diagramm zeigt, dass ohne Kondensator die nutzbare Dampf-Expansion vermutlich am Punkt 6 (Ausströmen) des MD-Zylinders beendet wäre (Dampftemperatur 100 Grad Celsius = 1 bar). Die weitere Arbeitsfähigkeit des Dampfes würde nicht genutzt (so gen. Auspuff-Verlust). Die schraffierte Fläche zeigt das theoretische Arbeitsvermögen des Dampfes und die weißen Flächen die tatsächlich in den Zylindern erbrachte Arbeit.
Die Kondensatortemperatur liegt in der Regel höher als die Temperatur des zur Verfügung stehenden Kühlwassers. Bei der Temperatur im Kondensator verflüssigt sich bekanntlich der Wasserdampf zu Kondensat. Das Kondensat wird durch Pumpen aus dem Kondensator entfernt und bei Seeschiffen mit ausschließlicher Oberflächenkondensation, in geeigneter Weise zur Speisung der Kessel wieder verwendet, denn salzhaltiges Seewasser ist zur Kesselspeisung ungeeignet. Einspritzkondensation findet man deshalb nur auf Flussschiffen oder Schiffen in Süßwasserrevieren.
Die Aufrechterhaltung des Vakuums im Kondensator wird aber dadurch gestört, dass außer Wasserdampf auch Luft in ihn gelangt. Diese Luft ist teils bereits im Kesselspeisewasser enthalten, teils dringt sie von außen durch ungenügende Dichtungen oder Lecks in den Kondensator bzw. in die unter Vakuum stehenden Teile der Dampfmaschine und Rohrleitungen ein. Darüber hinaus wird durch Luft die Wärmeübertragung im Kondensator und damit seine Wirksamkeit erheblich herabsetzt. Die Luft musste deshalb dauernd durch Luftpumpen entfernt werden
Der zu kondensierende Dampf wurde meistens von oben zwischen die Kühlrohre im Kondensatorgehäuse geleitet. Durch gelochte Prall- oder Leitbleche, sowie durch Gassen zwischen den Rohren, wurde erreicht, dass sich der Dampf mit Sicherheit in ganzer Länge und über alle Rohre verbreitet. Die Kühlrohre sind  an den Seiten des Kondensators mit kleinen Stopfbüchsen oder durch Einwalzen in Rohrplatten eingesetzt und bestanden  allgemein aus nahtlos gezogenem Messing mit  Außendurchmessern von 16 bis 20 mm und Wandstärken von 1 mm bis 2 mm. Je nach Rohr-Durchmesser und Rohranordnung hatte 1 m2 Rohrplatte etwa 1000 bis annähernd 2000 Rohre, das ergab Kühlflächen von 70 bis 90 m2 je Kubikmeter Rohrsystem. Die, in der Zeichnung dargestellte 650 PS-Dreifach-Expansionsmaschine eines kleineren Frachters benötigte vergleichsweise eine Kondensator-Kühlfläche von ca. 85 m2.
Die Kondensatoren von Maschinen bis etwa 1000 PSi sind häufig in die Maschinenständer eingebaut. Sie bestehen dann wie die Ständer selbst, aus Gusseisen und haben eine etwa rechteckige Form. Getrennt von der Maschine aufgestellte Kondensatoren waren meistens rund und aus Gusseisen oder Eisenblech hergestellt. Nicht selten sieht man bei Kriegsschiffen ovale und runde Kondensatoren aus Kupfer- oder Messingblech. Das Kondensatorgehäuse war durch eine Anzahl von Versteifungsrippen gegen Zusammendrücken gesichert. Die Kühlwasser-Vorlagen schlossen beiderseits die Rohrplatten ab. Das Kühlwasser wurde zwei- oder mehrfach durch die Kühlrohre geleitet, das heißt durch einen Teil der Rohre hin und durch den anderen Teil zurück. Dabei ist es in Bezug auf das Vakuum gleichgültig, ob das Kühlwasser oben ein- und unten ausströmt oder umgekehrt. Im letzteren Falle wird die Kondensat-Temperatur allerdings niedriger sein, da das herabtropfende Kondensat über die kältesten Rohre zuletzt rieseln muss. Aber nicht nur das Kondensat wird kälter sondern auch die abzusaugende Luft, das kommt der Wirksamkeit der Luftpumpe entgegen.
Das wirtschaftlichste Vakuum für Kolben-Dampfmaschinen lag bei etwa 0,15 ata (85 Prozent Vakuum) und 45 Grad Celsius Kondensattemperatur. Das vorhandene Luft-Volumen konnte bei diesem Kondensatordruck noch durch übliche Kolbenluftpumpen mit geringer Hubzahl abgesaugt werden. Das Abpumpen von Kondensat und Luft erfolgte in der Regel an der tiefsten Stelle des Kondensatorgehäuses durch so genannte Nass-Luftpumpen. Wegen ihrer einfachen und doch wirkungsvollen Bauweise ist die Edwards-Nass-Luftpumpe häufig anzutreffen. Die Luftpumpe war, wie auch die Kühlwasserpumpe, sowie eine oder zwei Speisepumpen und ggf. eine Lenzpumpe an die Hauptmaschine angehängt. Diese Maschinenpumpen waren über das so genannte Pumpenquerhaupt miteinander verbunden und wurden von einem der Zylinder-Kreuzköpfe über einen Schwinghebel (Balancier) mit Lenkstangen angetrieben.
Die Nass-Luftpumpe ist einfachwirkend und verdichtet einerseits die abgesaugte Luft auf etwas mehr als 1 ata, um diese im Maschinenraum oder über Deck an die Umgebungsluft abzuführen, andererseits pumpte sie das Kondensat vom Kondensator in einen Sammeltank, aus dem es die Speisepumpen wieder in den Kessel förderten. Zur Vermeidung von Wasserschlag beim Wiederanlauf der Maschine nach längeren Betriebspausen ist am Luftpumpengehäuse stets ein Überdruckventilventil oder eine federbelastete Wasserschlagklappe vorhanden. Bei Maschinen bis etwa 100 PSi war gewöhnlich eine, bei größeren Maschinen waren zwei Maschinen-Speisepumpen angeordnet. Die angehängten Speisepumpen waren immer als Tauchkolbenpumpen ausgeführt und daher einfachwirkend. Unmittelbar an den Druckventilkästen befanden sich deshalb zur Minderung der Druckstöße kugelförmige oder zylindrische Windkessel mit einem Inhalt von etwa den 2,5 Fachen des Pumpen-Hubvolumens. Ihre Teller- oder Kegelventile waren bei einem Speisewasser-Druck von 15 bis 20 at mehrheitlich aus Bronze. In den Saug- und Druckleitungen sind meist Absperrventile vorhanden um jede Pumpe ausschalten und während der Fahrt überholen zu können. Um Brüche zu vermeiden, sind die Pumpenzylinder mit Sicherheitsventilen versehen.
Wurde eine Maschinen-Lenzpumpe angehangen, war sie meistens von gleicher Größe und Bauart wie die Maschinen-Speisepumpen und saugte unmittelbar aus der Bilge des Maschinenraums. Häufig finden wir aber auch eine oder zwei Maschinen-Lenzpumpen etwas anderer Bauart, die über einen Excenter am freien Kurbelwellen-Ende angetrieben werden. Hier saugte ebenfalls eine Pumpe ständig aus der Maschinenraumbilge und die ggf. zweite Pumpe saugte entweder ständig aus der Kesselraumbilge oder sie war an die Haupt-Lenzleitung des Schiffes angeschlossen.
Angehängte Kühlwasser-Pumpen arbeiteten mit Drücken um die 1000 mmWS (≈ 0,1 at); wir finden sie bei Maschinen bis ca. 2000 PSi. Um eine gleichmäßigere Wasserströmung zu erzielen waren sie bei Maschinen oberhalb von etwa 200 PSi doppelt wirkend. Zur Vermeidung von Wasserstößen in den Kühlwasser-Leitungen und den Kühlwasser-Rohren des Kondensators wurde hinter den Druckventilen der Kühlwasserpumpe ein Windkessel mit einem Inhalt von etwa dem des Pumpenzylinders angebracht und der Pumpen-Zylinder erhielt ein Schnüffelventil. Die Saug- und Druckventile, häufig als Gummiklappen oder Gummiteller auch mehrfach ausgeführt, waren durch ausreichend große, durch Deckel verschlossene Öffnungen zugänglich und konnten bei Störungen schnell ausgetauscht werden.
Die für den Betrieb der Hauptmaschine nötigen Pumpen wurden aber nicht in jedem Fall an sie angehängt; wir finden die verschiedenen Pumpen gelegentlich auch mit einem von der Hauptmaschine unabhängigen Antrieb. Ausschlaggebend hierfür war vielfach der Typ des Schiffes. Schiffe, deren Fahrt unter Maschine häufig von längeren Liegezeiten unterbrochen wurde, z.B. Schlepper, oder Schiffe mit besonderen Aufgabenstellungen wie etwa Fischerei- oder Arbeitsfahrzeuge, hatten mitunter eigenständig arbeitende Kühlwasser-, Luft- und Speisepumpen, um den Betrieb des Kondensators für den Abdampf einer Anzahl von Hilfsmaschinen auch bei Stillstand der Hauptmaschine aufrecht erhalten zu können.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 21 September 2010, 23:42:12
Hallo Georg

toller erklärender und sehr detailierte Bericht top

danke für deine Mühe

liebe Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: bodrog am 22 September 2010, 07:20:49
@Turbo-Georg

mit Balancierung ist vermutlich der Massenausgleich der bewegenden Teile gemeint, denn es ist immer die Rede von Vibrationsminderung.

MfG

Ulli
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 22 September 2010, 09:55:37
Hallo Ulli,

die Bezeichnung Balancierung war mir in diesem Zusammenhang nicht geläufig, wobei mir Massenausgleich selbstverständlich ein Begriff ist. Der so genannte Schlick’sche Massenausgleich war zwar nicht unbedingt als Lernstoff ein „Horror“, aber schwerer Tobak war es schon. Ich werde versuchen, eine für alle Leser einigermaßen verständliche Erklärung zu finden.
Es  handelte sich einfach gesagt um das „Auswuchten“ der Maschine. Also nicht unbedingt die Angelegenheit des Maschinenpersonals, sonder der Maschinen Konstrukteure. Neben den statischen „Unwuchten“ waren es bei den Dampfmaschinen vor allem die unterschiedlichen dynamisch auftretenden Kräfte, welche über den gesamten Schiffskörper übertragene, von Besatzung und Passagieren als äußerst unangenehm empfundene Schwingungen und Vibrationen verursachten.
Ursachen sind die dynamischen Vorgänge in der Schiffsmaschine, der Wellenleitung und in einem gewissen Maße auch an der Schraube. Zu diesen dynamischen Vorgängen zählen die Massenwirkung an den bewegten Teilen, besonders aber die rhythmischen Schwankungen des Drehmoments sowie die Ungleichförmigkeit der Umdrehungsgeschwindigkeit der konzentrisch und exzentrisch rotierenden Massen der Kolbenmaschine.

Aufgabe der Konstrukteure ist also durch geeignete Maßnahmen diese Ungleichförmigkeiten auszugleichen, sie auszubalancieren, um den von dir eingebrachten Begriff zu benutzen.
Hierzu wurden die wirksamen Kräfte und ihre störenden Komponenten rechnerisch oder grafisch ermittelt. Beispielweise werden aus der Summe aller Vertikalkräfte, das heißt aus sämtlichen Drücken und Gewichten, unter Berücksichtigung der Kurbelfolge die resultierenden Tangentialkräfte (T) ermittelt und in einer Kurve zusammengetragen. Die angehangene Zeichnung zeigt die Tangentialkräftekurve einer Dreifach-Expansionsmaschine von ca. 6.000 PS. Um sich eine Vorstellung über die Größe und die Verhältnisse dieser Kräfte machen zu können, hierzu eine kleine Aufstellung:

 Tmax.          Tmax.
——— = 1,7, ——— = 1,25, Tm = 79.400 kg ≈ 80 t
 Tmin.             Tm

Geeignete Maßnahmen zur Reduktion sind neben der Anbringung von Gegengewichten, die geschickte Verteilung der Massen durch Anordnung und Kurbelfolge der Zylinder, unterschiedliche Kurbelwinkel, geschickte Wahl der Lagerpositionen sowie deren Abstand zu den jeweiligen Kurbeln und vieles mehr. Trotzdem war, in Abhängigkeit vom Maschinentyp nicht in jedem Fall ein absoluter Massenausgleich möglich.

Ich hoffe ich konnte Deine Frage einigermaßen erschöpfend beantworten ohne die übrigen Leser zu sehr zu langweilen.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 22 September 2010, 11:25:22
Hallo mein lieber Hans,
zum wiederholten Male möchte ich mich über Dein positives Urteil bedanken.
Ich will nicht verhehlen, dass mir das recht hohe Niveau dieses Forums sehr entgegen kommt.
Ich weiß inzwischen, dass ich den Lesern einiges zumuten kann. Aber die Gefahr sich in ingenieur-wissenschaftliche Höhenflüge zu verrennen, ist recht hoch.
Sich mit Schifffahrt im weitesten Sinne zu befassen, ist und bleibt unser gemeinsames, schönes Hobby und Hobby soll in erster Linie Spaß und Freude bringen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: s142 am 22 September 2010, 21:45:58
Hallo
Schöne Erklärungen und schöne Berechnungen.... Das alles "geteilt durch 100" für die Bismark-Turbine????
Gibt es da Erfolge ????
MfG
Chris
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: habichtnorbert am 22 September 2010, 23:53:54
Moin, moin, Georg,

super Erklärung über die Dampfmaschin  :O/Y , so genau hatte ich es noch nie,
kenne zwar auch noch die Schiffsdampfmaschine aus meiner Binnenschifferzeit, und auch die Dampfloks der ehemaligen Deutschen Reichsbahn, habe dort selber noch geheizt,
aber nirgens gab es so schöne Erläuterungen, wie durch Dich.

 :MG:
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 September 2010, 08:18:50
Danke, Männer.
Ich arbeite an der Fortsetzung.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: torpedo mixer am 23 September 2010, 11:16:25
Hallo Georg,

herzlichen Dank für Deine Ausführungen.

Ich hab hier eine Frage und eine Anmerkung :

- Bei einer Verbundmaschine : wurde Wert darauf gelegt, über eine Umdrehung das Drehmoment gleich zu halten ?
D.h. : wie (wenn überhaupt) hat man versucht, den Beitrag der HD -> ND Kolben auf das Drehmoment auf ähnlicher Höhe zu fahren ... War das durch die Konstruktion gottgegeben (und damit je nach Fahrstufe variabel ungleichmäßig) oder konnte durch (z.B.)  Bypass-Ventile dein Teil des Dampfes am HD - Kolben vorbei direkt auf die ND Kolben geleitet werden (also Kompromiß zw. Laufruhe und Ökonomie...) Oder war das alles nicht so wichtig da die Schiffschraube genug Unruhe auf die Welle brachte ...

 
Dann : hat eher mit Turbinen zu tun, von den Aggregaten paßt dies teilweise hier auch :

auf   http://www.hnsa.org/doc/destroyer/steam/index.htm  wird die Turbinenanage am Beispiel von US - Zerstören illustrativ durchgegangen. Englisch - aber sonst auch eher gut bebildert und anschaulich !

Gruß - TM
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 September 2010, 11:46:44
Hallo Freunde,
bevor ich mit dem Bericht über Schiffs-Dampfmaschinen fortfahre, bzw. zur Frage von TM Stellung nehme, möchte ich die unter # 23 angehangene und vermutlich für die meisten Leser nicht sehr aussagekräftige Tangentialkraftkurve etwas näher erläutern.
Tangentialkräfte treten auf, wenn eine lineare (hin und her) Bewegung in eine Kreisbewegung umgewandelt wird. Besonders stark sind sie an der Kurbelwelle, hier wirken die linearen Arbeitskräfte der Kolben unter den sich, durch die Kreisbewegung ändernden Winkel der Pleuel ein.
Betrachten wir also nochmals die Zeichnung.
Oben sind die einzelnen Tangentialkräfte der drei Zylinder (HD, MD, ND) dargestellt. Zu diesem Zweck wurde, beginnend mit dem jeweiligen oberen Totpunkt (OT) der Kurbelkreis in 24 Teile geteilt und aufgerollt dargestellt. Wir sehen, dass durch die zusätzlich wirkenden Gewichtskräfte von Kolben und Gestänge, in der ersten Hälfte der Kurbeldrehung, also bei niedergehendem Kolben die Kräfte größer sind, als in der zweiten Hälfte beim aufgehenden. Im mittleren Band wurden die oben dargestellten, einzelnen Kurven zusammengeführt. Die Kurven von MD-, und HD-Zylinder wurden ihrem Kurbelversatz entsprechend verschoben (MD = 16, HD = 8). Wir erkennen, dass sich die in unterschiedliche Richtung wirkenden Kräfte teilweise aufheben. Die resultierenden Tangentialkräfte während einer Kurbelwellendrehung sind schraffiert dargestellt. Sie bewirken u.a. die störenden Schwingungen der Kurbelwelle. Durch Veränderungen am Kurbelversatz verschieben sich auch die entsprechenden Kräfte und können bis zu einem gewissen Grade zu höherer Reduktion führen.

PS. oben hat sich statt der Ziffer acht ein Smiley eingeschlichen, und will auch bei Korrektur nich weggehen.

@TM Beantwortung  wird etwas dauern; muss erst eine Zeichnung aufbereiten.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 September 2010, 13:34:45
Hallo TM,

eine Frage, deren Beantwortung auch die übrigen Leser interessieren dürfte.
Das Drehmoment ist bei Kolbenmaschinen im Gegensatz zur Dampfturbine nie gleichmäßig, da die Kolbengeschwindigkeit bekanntlich nicht gleichmäßig ist, sie ist an den Totpunkten sogar gleich Null. Auch das Drehmoment ist am Größten, wenn die Kolbengeschwindigkeit am Höchsten und der Hebelarm der Kurbel am Stärksten wirksam ist; nämlich bei 90 Grad nach den Totpunkten. Bei einer Zweizylindermaschine ist bei einem Kurbelversatz um 90 Grad ein gleichmäßiges Drehmoment nicht zu erzielen, denn die wirksamen Kräfte sind nicht gleichmäßig auf den Kurbelkreis verteilt. Erst durch eine Schwungmasse oder durch einen weiteren Zylinder (Dreizylindermaschine, Kurbelversatz 120 Grad) wird eine gewisse Gleichmäßigkeit erzielt.
Bei Mehrzylindermaschinen wurde grundsätzlich darauf geachtet, die Gesamtleistung der Maschine gleichmäßig auf die Zylinder zu verteilen, um einen ruhigen, gleichmäßigen Lauf zu erzielen. Bei einer Verbundmaschine wurde diese gleichmäßige Verteilung aber nicht, wie häufig falsch angenommen, durch die Aufteilung des Dampfdruckes auf die beiden Zylinder erreicht, sondern durch die Aufteilung des Arbeits- , spricht Expansionsvermögens des Dampfes.
Ein Bypass-Ventil gibt es daher nur im Modellbau, um die Maschine zum Laufen zu bringen.
Dann ist es aber keine Verbundmaschine mehr, sondern eine normale Maschine mit zwei Zylindern. Im Großbetrieb gab es ggf. einen Hilfsschieber für Frischdampf, um den ND-Zylinder vorzuwärmen oder das Anspringen der Maschine bei ungünstiger Kurbelstellung zu erleichtern.

Die angehangene Zeichnung zeigt das Druck-Volumen-Diagramm einer Verbundmaschine mit Kondensator.
Wir sehen auf der Senkrechten den Dampfdruck und auf der Waagerechten das Dampfvolumen. Wir sehen auch, dass bei der Expansion (sinkender Druck) das Volumen schnell zunimmt. Die grüne Gesamtfläche zeigt das theoretische Arbeitsvermögen des Dampfes und die gelben Flächen die tatsächlich erbrachte Arbeit in den beiden Zylindern. Gleiche Arbeit bedeutet also auch gleiche Flächeninhalte. Der Dampfdruck im HD-Schieberkasten beträgt etwa 10 ata, der im ND-Schieberkasten aber nur etwa 2 ata.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 24 September 2010, 12:58:39
Nun zu weiteren dampfbetriebenen Hilfsmaschinen und Apparate im Maschinen- oder ggf. Kesselraum, welche vorwiegend zum Betrieb der Hauptmaschine erforderlich waren oder der Schiffssicherheit dienten. Nur im weiteren Sinne gehörten hierzu Einrichtungen, die dem Betrieb des Kessels dienten, also Saugzug- oder Kesselgebläse, Ascheförderer und ggf. Brennstoff-Pumpen, sowie für den Schiffsbetrieb die Hilfsmaschinen an Deck, wie Anker- und Ladewinden, Spills und Rudermaschinen. Anfänglich ebenfalls alle dampfbetrieben.
So wurde auf größeren Schiffen häufig noch eine zusätzliche Hilfskondensation im Kesselraum vorgesehen, um im Hafen oder auf Reede den Abdampf aller dieser Hilfsmaschinen kondensieren zu können, ohne hierzu den Kondensator der Hauptmaschine oder der Hauptmaschinen benutzen zu müssen; ausgestattet mit eigenständigen, wenn auch kleineren Luft-, Kühlwasser- und Speisepumpen. Meistens ausgeführt als Kolbenpumpen mit direktem Dampfantrieb.
Bei Schiffs-Dampfmaschinen mit über 1000 PSi kamen häufig Zentrifugal-Pumpen (Kreiselpumpen) zur Kondensatorkühlung zum Einsatz. Es gab sie einfach wirkend (Zeichnung unten) und doppelt wirkend (Zeichnung oben). Hier erfolgt die Förderung des Kühlwassers durch ein Flügelrad in einem geschlossenen Gehäuse, angesaugt über ein meistens zentrisch zur Welle einmündendes Saugrohr. Durch die Drehung des Flügelrades wird das zwischen den Flügeln befindliche Wasser ebenfalls in Umdrehung versetzt und durch die auftretende Zentrifugalkraft nach außen in den spiralförmigen Druckraum und das daran anschließende Druckrohr befördert. Zentrifugal- bzw. Kreiselpumpen lieferten einen gleichmäßigen Wasserstrom. Hierdurch war die Beanspruchung der Rohrleitungen des Kühlsystems geringer als bei Kolben-Kühlwasserpumpen, ein Windkessel war deshalb nicht erforderlich. Ihr Antrieb erfolgte häufig durch eine Einzylinder- oder bei größeren Pumpen auch Verbund-Dampfmaschine. In der Regel befand sich auf dem Kupplungs-Flansch zwischen der Flügelradwelle der Kreiselpumpe und der Dampfmaschine-Kurbelwelle ein Schwungrad mit Aussparungen für eine Handknagge. Hiermit konnten die Dampfmaschinen von Hand gedreht oder bei Einzylinder-Maschinen in eine günstige Anspring-Position gebracht werden. Dampfmaschinen zum Antrieb von Hilfsmaschinen waren anfänglich in offener Bauweise. Die später geschlossenen Antriebsmaschinen besaßen dann meistens eine wartungsarme Druck-Umlaufschmierung.
Von der Hauptmaschine unabhängig arbeitende Luft-, Speise- oder Lenzpumpen wurden jedoch nahezu ausschließlich als direktangetriebene Dampf-Kolbenpumpen ohne umlaufende Schwungmassen ausgeführt.
Ihre Dampfkolben (3) und Pumpenkolben (14) sind durch eine gemeinsame Stange (5) verbunden. Es gab sie stehend oder liegend, als Simplex-Pumpen, also mit nur jeweils einen Dampf- und einen Pumpen-Zylinder, oder als Duplex-Pumpen mit zwei nebeneinander angeordneten Zylinder-Paaren.
Bei den Simplex-Pumpen erfolgt die Dampfsteuerung durch einen Schieber, der über einen Hebel an die Kolbenstange gekoppelt ist. Bei Duplex-Pumpen erfolgt die Dampfsteuerung wechselweise durch die Kolbenstange der jeweiligen Nachbar-Zylinder. Herstellerabhängig unterscheiden sich die verschiedenen Steuerungssysteme geringfügig.
Dampfluftpumpen wurden mehrheitlich, als Simplex-Pumpen konzipiert. Die Zeichnung zeigt eine Edwards-Nassluftpumpe. Sie benötigt im Gegensatz zu anderen Bauarten nur Druckventile (13), eingebaut in den Zylinderdeckel zwischen dem Zylinder (17) und dem Druckraum (10). Das Gemisch aus Kondensat und Luft gelangte in den Pumpen-Saugraum (12). Der niedergehenden Kolben (14) erzeugte im Zylinder einen Unterdruck und gab Schlitze (15) in der Zylinderwand frei, durch die zuerst die Luft und dann das, durch den in den Saugraum eintauchenden Kolben nach oben gedrängte Kondensat angesaugt wurde.  Durch den aufgehenden Kolben wurden die Schlitze wieder geschlossen und der Kolben beförderte zuerst die Luft und anschließend das Kondensat durch die Druckventile in den Druckraum. Das Kondensat gelangte in einen Sammeltank und die Luft wurde über ein Rohr über Deck abgeführt.
Gelegentlich sind bei kleineren Kondensationsanlagen an die Dampfluftpumpe die zugehörige Kühlwasserpumpe und die Speisepumpe angebaut und über ein Pumpenjoch mit ihrem Antrieb verbunden. Seltener finden sich Sonderformen wie die Dual- oder auch Trockenluftpumpe mit zwei, jeweils für Kondensat und Luft getrennten Arbeitszylindern, die über Schwinghebel an einen oder auch zwei Dampfzylinder angekoppelt waren. Sie kamen zum Einsatz wenn ein besonders hohes Vakuum (ca. 0,05 ata) erreicht werden sollte, wie etwa bei den wenigen Kolben-Schiffsmaschinen mit Abdampf-Turbinen
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 24 September 2010, 15:23:37
Hallo Georg

wieder eine schöne Erklärung und Aufzählung der vielen verschiedenen Dampf - Hilfsmaschinen top

Noch in den 70er Jahre benutzten wir auf einem alten Tanker (Baujahr 1956), der als Seeleichter eingesetzt wurde
EUREKA DUPLEX TANDEMPUMPEN als Cargo -Pumpen. Hierbei bekam der Kolben pro Zylinder Dampf von beiden Seiten.
Die Ventilkästen (jeweils 24 Ventile), 2 pro Zylinder waren sehr kompliziert und mußten dauernd repariert werden.
Die Zylinder waren senkrecht angeordnet und hatten eine Höhe von 4 m. Die Leistung betrug max. 500 m³/Std.
Insgesamt hatten wir 4 solcher Pumpen.
Der Vorteil war die die hohe Saugleistung dieser Pumpen die uns das Strippen der Tanks erleichterte,
Der Nachteil war die geringe Fördermenge.
Alle Tanker haben auch heute noch Kesselanlagen zum Betrieb, der Deckswinden, Cargo und Ballastpumpen.
Als Nebenfunktionen werden damit auch Kesselspeisewasserpumpen und viele andere Sachen aowie auch Hilfsgeneratoren betrieben.
Die Kesselanlage war zur Erzeugung von Inert-Gas natürlich ausschlaggebend.
Auf den Supertanker, die ich gefahren habe, hatten wir Horizontal Kreiselpumpen als Cargo und Clean Ballastpumpen.
Pro Cargo- Pumpe hatten wir eine Leistung von max. 4000 m³/Std.
Die Ballastpumpen schafften ca. 1500 ³ pro/Std.
Alle diese Pumpen hatten als Antrieb Dampfturbinen, die Maschinenraum standen und deren Welle durch das das feuerfeste
Maschinenraumschott zu den Pumpen im Pumpenraum führten
Der Vorteil dieser Pumpen war die gewaltige Fördermenge jedoch war der Nachteil die nicht vorhandene Saugleistung und eine
sehr geringe Förderhöhe.
Das Strippen der Tanks wurde mittels eines Ejektor Prinzips bewerkstelligt.
Dies ging bis zum letzten Tank, der dann mittels einer Kolbenpumnpe entleert wurde.
Alle Deckswinden (Mooringwinden) waren ebenfalls dampfbetrieben und hatten 2 liegende Zylinder.
Durch Regulierung des Dampfdruckes konnte die Zugleistung dieser Winden sehr leicht eingestellt werden.
Auch die Ankerwinde, mit einer Zugkraft von 450 to wurde über eine Dampfkolbenmaschinen betrieben.
Da der Antrieb dieser Schiffe per Diesel erfolgte waren die Kesselanlagen im Hafen ausschlaggebend aber selbst
auf See wurde Dampf in einer Kombination aus Abgaswärme der Diesel sowie einem Hilfskessel erzeugt. (per Economizer)

zuguterletzt wurde der Dampf auch als Feuerlöschanlage im Maschinenraum benutzt.

So viel ich damals gelernt habe durchläuft der Dampf bei seiner Erhitzung 3 Agregatzustände wie Naßdampf, Heißdampf usw.
In jedem Agregatzustand hat er andere Eigenschaften (Spannung) aber so richtig krieg ich das nicht mehr voreinander und
hoffe, daß du das vielleicht besser erklären kannst.

Der Antrieb bei einem Turbinentanker erfolgte über Hoch-,Mittel und Niederdruckturbine und entsprechende Getrieben auf
eine Welle. Ich denke hier werden die entsprechenden Aggregatzustände des Dampfes genutzt.

viele Grüße

Hans







 
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 24 September 2010, 16:16:29
Hallo Hans,
schön, dass du etwas aus der eigenen Erfahrung zur „jüngeren“ Geschichte der Schiffs-Maschinentechnik beitragen kannst. Ich bewege mich mit meinen Abhandlungen mehr in den dreißiger Jahren des vorigen Jahrhunderts, als das Spektrum der Dampfantriebe noch recht breit war. Ich betrachte deshalb deine Ausführungen als eine wertvolle Ergänzung. Erst nach dem Eintritt in den Ruhestand habe ich mich mit dem faszinierenden Thema Dampfmaschinen, speziell Schiffsmaschinen auseinandergesetzt und konnte einige Jahre als Hobby-Dampfmaschinist auf einem Traditionsschiff (See gehender Doppelschrauben-Dampfer mit zwei 500 PS-Dreifach-Expansionsdampfmaschinen) meine theoretischen Kenntnisse um einige praktische Erfahrungen ergänzen.
Eines hat sich über die verschiedenen Epochen zum Glück nicht geändert, nämlich die Physik; sie ist trotz veränderter Terminologie noch immer „up to date“.
Ich werde am Ende meines Beitrages etwas näher über die Eigenheiten des Dampfes berichten.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 25 September 2010, 15:06:44
Schon frühe gesetzliche Vorschriften besagten, dass jede einzelne von der Hauptmaschine angetriebene Speisepumpe in der Lage sein muss, dem Kessel mindestens 1 1/2 Mal soviel Speisewasser zuzuführen, als seiner normalen Verdampfungsfähigkeit entspricht. Darüber hinaus war eine zweite unabhängige Speisevorrichtung erforderlich. Auch zwei  Maschinen-Speisepumpen galten als nur eine Speisevorrichtung; es musste daher bei kleinen Anlagen mindesten noch ein dampfbetriebener Injektor, bei größeren Anlagen eine Dampf-Speisepumpe vorhanden sein. Anlagen, die auch bei Stillstand der Hauptmaschine Dampf für Hilfsmaschinen brauchten, mussten auch für diesen Fall mindestens zwei voneinander unabhängige Speisevorrichtungen haben. Im Kesselraum finden wir deshalb häufig neben einem  Injektor auch noch eine etwas größere Duplex-Dampfspeisepumpe. Sie diente dem Kesselraumpersonal nicht nur zur Haltung des Kesselwasserstandes bei Ausfall der Speisevorrichtung, sondern auch zum Befüllen und Entleeren von Kesseln, der Umwälzung des Kesselwassers zur Verkürzung der Kessel-Anheizzeit, dem Be- und Umfüllen der Frischwassertanks und vielem anderen mehr. Die Werft erstellte für alle an Bord befindlichen Pumpen einen Pumpenplan, aus dem alle möglichen Schaltungsmöglichkeiten, auch für den Not-Fall ersichtlich waren. So konnten u.a. durch Umschalten ihrer Saug- und Druckleitungen auch die Hilfs-Speisepumpen im Maschinenraum, mitunter zwei kleinere Simplex-Pumpen, einzeln oder gemeinsam zu anderen Aufgaben herangezogen werden. Sie hatten auch in ihren Zudampf-Leitungen häufig Wechselventile. So konnte der zum Betrieb der Pumpen erforderliche Dampf wahlweise für beide Pumpen gemeinsam oder für jede Pumpe getrennt der Hilfsdampfleitung direkt oder über einen Dampfregler, z.B. am Speisewassertank entnommen werden. Diese Dampfregler, vorwiegend als Drehschieber ausgeführt, wurden durch einen Schwimmer z.B. in der so genannten Regelzelle betätigt und passte somit ggf. die Förderung von Zusatzwasser, quasi automatisch an die jeweiligen Betriebsverhältnisse an.
Der Speisewassertank hatte fast immer mehrere Kammern bzw. Zellen. Das, von der Luftpumpe zugeführte Kondensat  durchlief vor der Wiederverwendung als Speisewasser diese Kammern zur Reinigung von Ölrückständen.
Das Öl konnte sich entweder in den einzelnen Kammern vom Kondensat absetzen (Ölabsetztank) oder die einzelnen Kammern hatten Filtereinsätze mit Koks oder Kokosfasern als Filtermasse (Filtertank). Zur Verbesserung der Filterwirkung wurden mitunter bei kleineren Anlagen die Zylinderölrückstände bereits im Kondensator durch den Zusatz von Soda verseift. Der Kondensator hatte in diesem Fall für die Sodalösung oben einen entsprechenden Einfüllbecher mit Absperrhahn. Bei Öffnen des Hahnes wurde die Lösung durch das Vakuum in den Kondensator gesaugt.
Aber das Öl musste nicht nur durch Filterung des Speisewassers vom Kessel ferngehalten werden, durch Ölablagerung auf den Kühlrohren wurde auch die Wirksamkeit des Kondensators herabgesetzt. Wir finden daher besonders bei Heißdampf-Maschinen nicht selten vor den Kondensator geschaltete Dampfentöler, vorwiegend als Prallblech-Entöler ausgeführt. Der zu entölende Dampf stößt in ihnen an eine Anzahl von Prall- und Siebblechen, an denen sich das Öl niederschlug. Es gab aber auch Drall-Entöler, in ihnen wurde der Dampf beim durchströmen von spiralförmig angeordneten, feststehenden Schaufel in Rotation versetzt. Das Gemisch aus Öl und Kondensat wurde hier durch die Fliehkraft nach außen geschleudert und über eine ringförmige Rinne gesammelt um über ein Rohr abgeführt zu werden. Das anfallende Gemisch aus Öl und Kondensat wurde mit der Ölwasserpumpe aus dem, unter Vakuum stehenden Dampf-Entöler in einen Ölklärbehälter gepumpt. Die Ölwasserpumpe, in der Regel eine kleine Tauchkolbenpumpe mit Kugelventilen, wurde häufig über den Pumpen-Balancier der Hauptmaschine angetrieben. Das vom Öl befreite Kondensat wurde zur weiten Reinigung ebenfalls dem Speisewassertank zugeführt.
Bei kleineren Anlagen ohne besondere Speisewasservorwärmung, hatte der Speisewassertank Heizrohre. Durch Einleiten des Abdampfes der Hilfsmaschinen, wurde das Speisewasser vorgewärmt und teilweise entgast. Im Allgemeinen verfügten die Anlagen jedoch über spezielle Speisewasservorwärmer.
Sowohl Misch- als auch Oberflächenvorwärmer führten dem Speisewasser die Restwärme aus dem Abdampfe der Hilfsmaschinen oder der Verdampfer wieder zu. Die Speisung mit vorgewärmtem Wasser diente nicht nur der Minderung des Brennstoffverbrauches, sondern auch der Schonung der Kesselanlage. Mischvorwärmer, in die Saugleitung der Speisepumpen eingebaut, vermischten den Heizdampf ohne die Verwendung von Heizschlangen unmittelbar mit dem Speisewasser. Sie wurden zweckmäßig mit einer Speisewasser-Regelzelle zusammengebaut, wie später bei den moderneren so genannten Mischvorwärmer-Entgasern. Beim Oberflächenvorwärmer wird der Heizdampf um ein Rohrbündel geleitet, welches vom Speisewasser durchflossen wird. Oberflächenvorwärmer wurden in die Speisepumpen-Druckleitung eingebaut und standen daher unter Kesseldruck.
Das Kessel-Speisewasser konnte nicht verlustfrei aus dem Kondensat des Dampfes zurück gewonnen werden. Die Verluste während der Fahrt beliefen sich auf etwa 2 bis 3 Prozent des verdampften Kesselwassers oder anders ausgedrückt, auf ca. 3,5 bis 5 t in 24 Stunden für jeweils 1000 PSi Maschinenleistung. Diese Verluste konnten nur durch den Zusatz salzfreien Wassers ausgeglichen werden, das entweder in Tanks bzw. im Doppelboden mitgeführt oder durch Seewasser-Verdampfer hergestellt wurde. Bei etwas größeren Anlagen wurde durch eine separate, manuell oder automatisch geregelte Dampf-Pumpe das Zusatzwasser in die Speisewasser-Regelzelle gefördert. Zur Überwachung des Speisewasserstandes diente an der Regelzelle entweder ein Wasserstandsglas oder ein entsprechender Schwimmerzeiger. Bei kleinen Anlagen wurde das Zusatzwasser häufig über ein Saugrohr mit Hand-Ventil direkt durch das Vakuum aus dem darunter liegenden Doppelboden in den Kondensator gesaugt
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 26 September 2010, 18:26:53
Die Seewasser-Verdampfer (Evaporatoren) hatten im unteren Teil ihrer, mehrheitlich aus Gusseisen hergestellten, zylindrischen Gehäuse eine Heizschlange aus Kupferrohr. Die Heizschlange ist während des Betriebes von dem zu verdampfenden Seewasser bedeckt. Zum Speisen des Verdampfers mit Seewasser diente eine kleine Dampfpumpe, oder auch eine an die Hauptmaschine angehängte kleine Tauchkolbenpumpe. Dieses Seewasser wurde den Kühlwasser-Ausgussleitungen des Haupt- oder Hilfskondensators entnommen und war gegenüber normalem Seewasser bereits etwas vorgewärmt. Mitunter wurde es in speziellen Vorwärmern durch das Kondenswasser aus den Heizschlangen der Verdampfer weiter erhitzt. Der Heizdampf wurde der Hilfsdampfleitung entnommen; die Heizschlangen standen also ggf. unter Kesseldruck.
Zur Vermeidung zu starker Salzablagerungen auf den Heizschlangen durfte der Salzgehalt des Wassers im Verdampfer ca. 7 bis 9 % nicht übersteigen, so dass nur etwa 1/3 des zugeführten Wassers verdampft wurde. Rund 2/3 dagegen wurden als Lauge über den Abschäumhahn nach See ausgeblasen oder bei moderneren Niederdruck-Systemen mit einer Laugenpumpe abgepumpt. Von Zeit zu Zeit wurden zur Entfernung der Salzkruste die heißen Heizschlangen des entleerten Verdampfers über eine Brause mit kaltem Seewasser abgeschreckt oder das Heizröhren-Bündel wurde nach Lösen der Verbindungen durch die, mit einer Klappe verschlossene große Öffnung herausgezogen und gereinigt. Zur Erzielung einer brauchbaren Wasserqualität mussten die älteren Verdampfer-Anlagen ständig durch das Maschinenpersonal überwacht werden. Modernere Systeme hingegen regelten sich nahezu automatisch.
Der entwickelte Dampf wurde im Verdampfer durch eine geeignete Vorrichtung von eventuell mitgerissenem Salzwasser befreit und über das Abdampfventil zum jeweiligen Kondensator oder als Heizdampf zum Speisewasser-Vorwärmer geführt. Mitunter standen aber auch spezielle Verdampfer-Kondensatoren (Brüden-Kondensatoren) und Destillatkühler zur Verfügung. Anlagen zur Erzeugung von Trinkwasser besaßen darüber hinaus zusätzliche Filter mit Aktivkohle oder Kies zur weiteren Reinigung des Destillats auf dem Weg in den Trinkwassertank. Die älteren Verdampfer hatten einem Energieverbrauch entsprechend ca. 40 kg Kohle für 1 t Frischwasser, bei den moderneren Niedrigtemperatur-Verdampfern war es schon deutlich weniger. In jedem Fall waren es wirtschaftliche Überlegungen, die der Entscheidung zu Grunde lagen, das Frischwasser in ausreichender Menge mitzuführen oder es auch nur teilweise aus Seewasser zu erzeugen.
Mit den Einrichtungen zur Trinkwasser-Destillation haben wir bereits einen Aufgaben-Bereich berührt, der nicht mehr unmittelbar dem Betrieb von Hauptmaschine und Kessel diente. Wir finden in den Maschinenräumen der Schiffs häufig Einrichtungen und Apparate, die neben der Schiffssicherheit mehr dem allgemeinen Schiffsbetrieb oder dem Komfort der Besatzung sowie eventueller Passagiere diente. Hierzu gehören die Dampf-Pumpen mit speziellen Aufgaben, wie u.a. Feuerlösch-, Trinkwasser-, Klosett- und Spülwasserpumpen; zum Teil Aufgaben, welche bei Störungen oder im Notfall, auch von den anderen Pumpen des Maschinenraums übernommen werden konnten  bzw. diese Pumpen mit anderen Aufgaben betraut wurden. Zur Standard-Ausstattung gehören hingegen Lenzpumpen oder Ballastpumpen. Über sie wurde das in den Bilgen angesammelte Wasser Außerbords gepumpt bzw. die Ballast- und Trimmtanks entleert. Alle diese Spezialpumpen, unterschieden sich als Simplex- oder Duplexpumpen in ihrer Bauart kaum von den bereits behandelten Pumpen, ggf. in ihrer mehr oder weniger kräftigen Ausführung, im Zylinderverhältnis oder der Art der verwendeten Ventile.

Zu den Einrichtungen, denen man in den Maschinenräumen älterer Schiffe fast immer begegnet, gehört die „Licht-Maschine“. Ein gängiger Begriff für eine Dampfmaschine mit Dynamo, aus der Zeit, als der elektrische Strom tatsächlich nur der Schiffsbeleuchtung diente. Die antreibenden Einzylinder- oder Compound-Dampfmaschinen waren, wie auch anderer Hilfsmaschinen anfänglich noch in offener Bauweise. Sie hatten jedoch meistens einen so genannten Achsregler zur lastunabhängigen Drehzahlregelung. Die klassische Kolbendampfmaschine als Antrieb von Hilfsmaschinen wurde jedoch mehr und mehr verdrängt. Dynamo-Maschinen, angetrieben durch schnell laufende, gekapselte Kolben-Dampfmaschinen, wie etwa dem Spilling-Dampfmotor, sind aber bis heute im Einsatz. Durch die Umstellung einer immer größeren Anzahl von Hilfsmaschinen auf Deck oder unter Deck auf Elektroantrieb oder Umstellung auf die komfortablere Elektroheizung, wuchs der Bedarf an elektrischen Strom rasant. Die technische Weiterentwicklung zum Turbo-Generator als Stromlieferant wurde schnell vorangetrieben und der Dampf als ökologischer und ökonomischer Energieträger konnte hierdurch vor allem in modernen Hybrid-Systemen mit Wärmerückgewinnung ( http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,9825.0.html ) seine Position recht gut behaupten.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 27 September 2010, 14:28:37
Zum Abschluss meines Berichts noch ein Foto einer der größten, vor dem ersten Weltkrieg in Deutschland gebauten Kolben-Dampfmaschinen vor der Auslieferung. Es stellt eine der Backbordmaschinen für die Schnelldampfer „Kaiser Wilhelm II“ und „Kronprinzessin Cecilie“ dar. Erbaut von den Vulcan-Werken Hamburg und Stettin 1903 und 1907.
Die beiden verbundenen Kurbelwellen hatten zusammen sechs Kurbeln. Hier die Reihenfolge der Zylinder von hinten angefangen:
ND-Zylinder, MD II-Zylinder, MD I- und HD-Zylinder übereinander,
und dann wieder,
MD I- und HD-Zylinder übereinander,  MD II-Zylinder und ND-Zylinder.

Gewissermaßen werden also die drei hinteren und die drei vorderen Kurbeln von je einer vollständigen Vierfachexpansionsmaschine angetrieben. Ein Wasserdichtes Schott trennte die hintere von der vorderen Maschine.
Die beiden Maschinen BB und StB leisteten zusammen bei einem Kesseldruck von 15 at und ca. 80 U/min. ca. 40.000 PSi.
Hier die Durchmesser der Zylinder:
HD-Zyl. = 950 mm, MD I-Zyl. =1250 mm, MD II-Zyl. = 1900 mm, ND-Zyl. = 2850 mm.

Zum Größenvergleich eine Person am Steuerstand.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 27 September 2010, 15:02:54
Hallo Georg

Danke für deinen ausführlichen und sehr interessanten Bericht top top top

Dein "Dampf Abitur" für Modellbauer habe ich nun auch durchgearbeitet und mein Wissen
wieder etwas aufgefrischt

liebe Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Dimitris Galon am 28 September 2010, 16:19:54
Klasse Beiträge Georg  top top top

Vielen Dank
DG
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 29 September 2010, 17:29:53
Liebe Modellbau-Freunde,

ich habe unter #33 angekündigt, etwas näher auf die physikalischen Eigenschaften des Wasserdampfes einzugehen. Ich befürchte aber, dass sich nur eine kleine Minderheit der Leser dafür interessiert.
Hans erwähnte in der Antwort #37 meinen etwas ausführlicheren Bericht „Dampf-Abitur“ für Modellbauer. Ich stelle ihn gerne den Mitgliedern und Gästen des Forums als PDF-Datei (~4MB) zur Verfügung.

Also, wer Interesse hat, sende bitte eine kurze Nachricht an meine Email Adresse.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: torpedo mixer am 29 September 2010, 21:22:03
Hallo Georg,

bitte nicht nachlassen !

TM

P.S. : wer mal nach Berlin ins Technik - Museum oder auf die weisse Flotte auf den Kölner Rhein kommt :

bitte hier ansehen :


Gruß - TM

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: torpedo mixer am 29 September 2010, 21:24:26
Für alle mit steifem Hals : (so solly !!!)

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: t-geronimo am 29 September 2010, 21:58:26
...Ich befürchte aber, dass sich nur eine kleine Minderheit der Leser dafür interessiert...

Sicher? Bei momentan über 740 Zugriffen auf dieses Thema?
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 30 September 2010, 09:29:17
Hallo Thorsten, liebe Leser,
mich hat die positive Reaktion auf meinen Bericht natürlich selbst am meisten überrascht.
Ich bin allerdings davon ausgegangen, dass das Interesse mehr der Beschreibung der Maschinen und Apparate galt, als der doch etwas trockenen Wärmetheorie des Wasserdampfes. Wir haben ja im Rahmen der Abhandlungen, u.a. auch über die Modell-Dampfturbine, immer wieder kleine Ausflüge in die Physik unternommen, um die beschriebenen Wirkungsweisen und Funktionen verständlicher zu machen oder verwendete Begriffe näher zu erläutern.
Die Physik des Wasserdampfes als Teil der Wärmelehre, oder moderner, der Thermodynamik ist zu komplex, als das es gelingen könnte, sie einigermaßen umfassend und trotzdem einfach und verständlich darzulegen. Mit meinem, schon vor längerer Zeit erstellten, und zwischenzeitlich immer wieder überarbeiten Bericht „Dampf-Abitur“ für Modellbauer habe ich den Versuch unternommen, wenigsten die wichtigsten Zusammenhänge in lockerer Form näher zu bringen. Obwohl weiterhin mein Angebot gilt, werde ich den Wünschen nachkommen und zumindest Auszugsweise hieraus berichten.
Um den Rahmen des eigentlichen Themas nicht zu sprengen, werde ich über die Form und den Umfang nachdenken.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Snuffy am 30 September 2010, 17:32:29
Hallo Georg, danke dir für den ausführlichen Bericht, über die Dampfmaschinen.  :MG: PS: Jetzt weiß ich endlich, für was ein Kondensator in der Dampfmaschine ist !!! Mache bitte weiter, wenn du noch mehr auf der Pfanne hast. Mfg: Willi.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 30 September 2010, 19:27:04
Hallo liebe Leser, hallo Freunde,

wir haben ja im Laufe dieses Berichts mehr oder weniger nebenbei, schon eine ganze Menge über den Dampf erfahren. Wenn wir meinen Bericht „Die Dampfturbine im Modellbau“ mit einbeziehen ( http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,12568.0.html ), entsteht bereits ein recht brauchbarer Eindruck über seine physikalischen Eigenheiten und seine Verwendung als Energieträger in Wärmekraftmaschinen, wie der Kolben-Dampfmaschine und der Dampfturbine. Dass er sich auch zum Heizen, oder wie Hans schreibt, sogar zum Feuerlöschen eignet, wollen wir mal außen vor lassen.
Aber es ist mir schon klar, dass es schwer fällt, aus den einzelnen, eigentlich dem Verständnis der Funktion und Arbeitsweise von Maschinen und Apparaten oder der Begriffserläuterung  dienenden Einzelinformationen die richtigen Zusammenhänge herzustellen.  Ich werde daher versuchen, die wichtigsten Aspekte der Physik des Wasserdampfes, sowohl aus der Sicht des Dampf-Modellbauers als auch der, des allgemein interessierten Lesers noch mal zusammenfassend anschaulich zu machen.

Beginnen wir mit dem Begriff Wärme. Was ist Wärme und warum spricht man von Wärmelehre aber nie von Kältelehre?
Nun, im physikalischen Sinne gibt es keine Kälte. Kälte ist nichts anderes als das Fehlen von Wärme. Der Begriff „Kälte“ entstammt mehr dem subjektiven Empfinden des Menschen, denn wenn man friert oder besser wenn „es“ friert, ist es für uns kalt. Es lag also nahe dieses Empfinden mit der Zustands-Änderung des Wassers in Verbindung zu bringen. So meinte zumindest Herr Celsius als er nicht ganz zufällig bei seinem Celsius-Thermometer den Gefrierpunkt des Wassers bei 0 Grad und dessen Siedepunkt bei 100 Grad festlegte. Der Herr Fahrenheit sah das etwas anders, als er die Temperatur des, seiner Meinung nach kältesten Wintertages als 0 Grad (-17,8 Grad Celsius) und die Körpertemperatur des Menschen als 100 Grad Fahrenheit (37,8 Grad Celsius) bestimmte.
Erst der englische Physiker Kelvin begründete den absoluten Temperatur-Nullpunkt. Dieser Nullpunkt, also 0 Grad K (Kelvin) entspricht –273 Grad Celsius. Hier beginnt in der Physik „Wärme“.
Wärme ist eine Form von Energie und kann nach dem Gesetz von der Energieerhaltung in eine andere Energieform übergehen oder in eine andere umgewandelt werden. Sowohl die Kolbendampfmaschine als auch die Dampfturbine gehören zu den Wärmekraftmaschinen, in denen die im Dampf enthaltene Wärme in mechanische Arbeit umgewandelt wird. Die Höhe des Arbeitsvermögens von Wasserdampf ist dabei gleichbedeutend mit der in ihm vorhandenen Wärmemenge.
Überträgt man Wärme auf Wasser so steigt bekanntlich seine Temperatur. Aus dieser Wärmewirkung lässt sich die Wärmemenge durch Vergleich ermitteln; direkt messbar ist sie nicht. Die Wärmemenge, die nötig ist um 1kg Wasser bei atmosphärischem Luftdruck um 1 Grad Celsius zu erwärmen, nannte man anfänglich eine Wärmeeinheit (WE), später eine Kilokalorie (kcal). Heute wird die Wärmemenge in Joule (J bzw. kJ) angegeben.   
Die mechanische Arbeit hingegen wird in Kilogrammmeter (kgm) bzw. Newtonmeter (Nm) gemessen. Für die Umwandlung ist es also wichtig zu wissen, in welchem Verhältnis diese Maßeinheiten zu einander stehen. Versuche erbrachten, dass man in einer verlustfreien Maschine mit der Wärmemenge von 1 kcal eine mechanische Arbeit von 427 kgm verrichten kann. Dieser Wert wird als mechanisches Wärmeäquivalent bezeichnet. Für die Umrechnung gilt:

1 kcal = 427 kgm = 4186,8 Nm = 4,1868 kJ.

Arbeit, welche innerhalb einer bestimmten Zeit verrichtet wird nennt man Leistung. Leistung ist also Arbeit geteilt durch die Zeit. Ihre Maßeinheit ist Kilogrammmeter pro Sekunde (kgm/s), respektive Nm/s.
Die Maßeinheit kgm/s erbrachte bei größeren Leistungen recht unbequeme Zahlenwerte, man verwendete daher 75mal größere, später 102mal größere Maßeinheiten. Sie heißen Pferdestärke (PS) bzw. Kilowatt (kW).

1 PS = 75 kgm/s                1 kW = 102 kgm/s

Wir bleiben aus den bereits genannten Gründen vorerst bei den alten Bezeichnungen. Die spätere Umrechnung in moderne SI-Einheiten ist aber kein Problem.
Bei jeder Energieübertragung bzw. Energieumwandlung wird nur ein Teil der Energie übertragen oder umgewandelt. Der übrige Teil verschwindet zwar nicht, aber er kann für den jeweiligen Zweck nicht nutzbar gemacht werden und gilt als Verlust. Das Arbeitsvermögen, welches einer Maschine in Form von Wärme zugeführte wird, ist also nie vollständig in mechanische Arbeit umwandelbar. Das Verhältnis der abgegebenen Nutzarbeit zur zugeführten Wärmemenge wird als der Wirkungsgrad η (Eta) bezeichnet. Die nutzbare Arbeit ist also stets nur ein Teil des zugeführten Arbeitsvermögens. Der Wirkungsgrad ist deshalb immer kleiner als 1.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 01 Oktober 2010, 12:28:00
Erzeugung von Wasserdampf
Wird 1kg Wasser von 0 Grad Celsius bei atmosphärischem Druck erwärmt, so wird seine Temperatur steigen bis es zu sieden beginnt. Die hierbei erreichte höchste Temperatur von 100 Grad Celsius nennt man Siedetemperatur. Der Wärmeinhalt des Wassers hat pro Grad Wassertemperatur um 1 kcal zugenommen und beträgt nun 100 kcal.
Der Druck unserer Atmosphäre unterliegt aber Schwankungen und die Siedetemperatur ist abhängig vom Druck, der auf der Wasseroberfläche lastet. Jedem Druck steht eine  bestimmte Siedetemperatur gegenüber. Bei geringerem Druck ist sie niedriger und bei höherem Druck ist auch die Siedetemperatur höher. In der Physik beziehen sich daher Druckangaben in ata oder in bara (..a wie absolut) nicht auf den schwankenden atmosphärischen Umgebungsdruck, sondern auf das absolute Vakuum. Der mittlere Luftdruck der Atmosphäre beträgt auf Meereshöhe:

1013,25 hPa  (Hektopascal), entsprechend  = 1,01325 bara = 0,993659 ata. 

1ata  = 1kp/cm2 = 0,98o665 bara.

Man geht bei den Betrachtungen der physikalischen Eigenschaften des Dampfes von einem jeweils konstanten, absoluten Druck aus. Die Erzeugung von Wasserdampf bei konstantem Druck, soll die Darstellung in Bild 1 anschaulich machen. Sie lässt sich am Einfachsten in drei Abschnitten beschreiben:
 
1. Erwärmung des Wassers
Ein mit Wasser gefüllter Zylinder wird  durch einen Kolben abgeschlossen.
Den konstanten Druck p  verdeutlicht ein Gewicht (Bild 1a).
Unter dem Einfluss des Wärmestromes steigt die Wassertemperatur tw  bis zur Siede-Temperatur ts. Durch die Erwärmung dehnt sich das Wasser aus; sein Volumen nimmt also zu (Bild 1b). Die bis zu diesem Punkt zugeführte Wärme dient lediglich der Temperaturerhöhung des Wassers und wird Flüssigkeitswärme (i’) genannt.

2. Verdampfen des Wassers
Wird nach dem Erreichen der Siedetemperatur bei gleich bleibenden Druck weitere Wärme zugeführt, gehen die Wasserteilchen die der Wärmequelle am nächsten liegen unter gleichzeitiger Volumenvergrößerung in Dampf über. Die Teilchen steigen auf und reißen etwas Wasser mit. An ihre Stelle treten neue Wasserteilchen; mit ihnen geschieht das Gleiche. Es entsteht ein Gemisch aus Wasser und Dampf (Bild 1c). Wenn der letzte Rest Wasser gerade vollständig verdampft ist und die vom Dampf mitgerissenen Wasserteilchen ebenfalls in Dampf umgewandelt wurden (Bild 1d), spricht man von trockengesättigtem Dampf.  Die im Abschnitt 2 der Dampferzeugung zugeführte Wärme heißt Verdampfungswärme (r).

3. Überhitzen des Dampfes
Wird bei gleich bleibenden Druck weiterhin Wärme zugeführt nachdem das Wasser vollständig verdampft ist, steigt die Temperatur des trockenen Dampfes bei gleichzeitiger Volumenerhöhung über die Siedetemperatur ts hinaus auf die Überhitzungstemperatur tü. Es entsteht überhitzter Dampf (Bild 1e). Die Wärmeaufwendung im dritten Abschnitt nennt man Überhitzungswärme (qü).

Diese drei Abschnitte der Wasserdampf-Erzeugung bei einem konstanten Druck (z.B. 5 ata), zeigen sich auch in der vereinfachten Darstellung eines Wärmediagramms (Bild 2). 
Auf der senkrechten Linie ist die Temperatur t in Grad Celsius und auf der waagerechten Linie der Wärmeinhalt i in kcal/kg aufgetragen. Wir erkennen die Zustandsänderungen des Wassers bzw. des Dampfes unter dem Einfluss der Flüssigkeitswärme i’, der Verdampfungswärme r und der Überhitzungswärme qü.
Der mit 1 bezeichnete Punkt ist der Siedepunkt des Wassers (ts = 151,1 Grad Celsius), hier beginnt bei einem Druck von 5 ata die Verdampfung; Dampfgehalt x = 0%. Der Punkt 2 ist der Sättigungspunkt des Dampfes, hier ist die Verdampfung abgeschlossen und der Dampfgehalt x = 100%. Zwischen den Punkten 1 und 2 liegt also der Nassdampfbereich mit seinem, vom Wärmeinhalt abhängigen, unterschiedlichen Dampfgehalt. Während der gesamten Verdampfungsphase bleibt bei konstantem Druck auch die Temperatur ts konstant. Hierdurch wird auch klar, warum im Nassdampfbereich durch das Messen von Druck oder Temperatur kein Rückschluss auf den Dampfzustand (Wärmeinhalt, Dampfgehalt) möglich ist, während die Temperatur des Wassers oder des überhitzten Dampfes hierüber aussagefähig ist.
In der Praxis wird mit der Gesamtwärme bzw. dem Wärmeinhalt des Sattdampfes i’’ gerechnet.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 02 Oktober 2010, 10:28:41
Wir unterscheiden in der Technik verschiedene Dampf-Arten.

1.Nassdampf
Beinhaltet der Dampf Wasserteilchen bezeichnet man ihn als Nassdampf.
Nassdampf ist ein Gemisch aus Trockendampf und Wasser und besitzt die, seinem Druck entsprechende Siedetemperatur ts. Den Gewichtsanteil an Trockendampf nennt man Dampfgehalt, er wird mit x bezeichnet und in Prozent der Nassdampfmenge angegeben. Der Gewichtsanteil des Wassers (1- x) wird Feuchtigkeitsgehalt genannt. Daher bedeutet x = 90% oder x = 0,9 dass der Nassdampf 90% trockenen Dampf und 10% Wasser enthält. Solange der Dampf mit Kesselwasser in Kontakt steht, handelt es sich immer mehr oder weniger um Nassdampf. Durch Wärmeabgabe ohne Druckänderung wird Nassdampf bei konstanter Temperatur immer feuchter, z.B. Wärmeverlust in der Zuleitung zur Maschine. Durch Wärmezufuhr nimmt sein Dampfgehalt bei gleich bleibender Temperatur zu und erreicht schließlich beim Punkt 2 unseres Diagramms den Wert 100%.

2. Sattdampf
Der trockengesättigte Dampf, kurz Sattdampf enthält keine Feuchtigkeit mehr, er besteht also zu 100% aus trockenem Dampf und besitzt ebenfalls die zu seinem Druck gehörige Siedetemperatur ts. Bei der geringsten Wärmeabgabe (Wärmeverlust) ohne Druckänderung wird aus Sattdampf wieder Nassdampf und umgekehrt, bei geringster Wärmezuführung bei gleichem Druck entsteht Heißdampf. Sattdampf ist also ein seltener Grenzzustand zwischen Nass- und Heißdampf.

3. Heißdampf
In der Praxis wird das im Kessel befindliche Wasser nie restlos verdampft. Deshalb ist der erzeugte Dampf durch den Kontakt mit dem Kesselwasser auch nie 100%tig trocken. Heißdampf ist aber überhitzter Sattdampf. Die zur Überhitzung erforderliche Wärmezufuhr erfolgt deshalb nicht im Kessel, sondern über ein Rohrsystem im heißen Abgasstrom des Kessels. Durch diesen so genannten Überhitzer strömt der Dampf nach dem Verlassen des Kessels. Der Dampfdruck bleibt unverändert, aber durch die Zufuhr der Überhitzungswärme qü erhöhen sich die Temperatur und das Volumen. Die Überhitzungstemperatur tü des Heißdampfes ist höher als die seinem Druck entsprechende Siedetemperatur ts.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 05 Oktober 2010, 13:27:58
Wasserdampftafeln und Dampf-Diagramme
Für die Berechnungen von Dampfkesseln, Dampfmaschinen, Dampfturbinen usw. werden von den Ingenieuren die unterschiedlichsten Zustandsgrößen des Wasserdampfes benötigt. Auch das Betriebspersonal von Dampfanlagen muss bei der Überwachung der Abläufe immer wieder auf die Kontrolle und die Einhaltung bestimmter Werte achten. Die uns bereits aus Bild 2 bekannten physikalischen Zustandsgrößen werden deshalb in den unterschiedlichsten Formen für die praktische Anwendung verfügbar gemacht.
Am meisten bekannt sind wohl die so genannten Wasserdampftafeln. Wasserdampftafeln sind mehr oder weniger umfangreiche Tabellen mit den Zahlenwerten der wichtigsten physikalischen Größen des gesättigten Wasserdampfes oder auch des überhitzten Dampfes. Sie sind in nahezu allen Fachbüchern über Dampfmaschinen, Dampfturbinen und Dampfkessel zu finden. Durch die verbesserten Messmethoden, sowie die Einführung der modernen SI-Einheiten und der damit verbundenen Umrechnung von den alten Werten auf neue, haben sich die Zahlen-Angaben im Laufe der Zeit geändert. Auch die Bezeichnungen der Größen weichen je nach Alter der Bücher von einander ab. Ein Begriffs-Wirrwarr erschwert jedoch das Verständnis, wir bleiben daher bei den bereits bekannten, alten Bezeichnungen.
Das Bild 3 zeigt uns den Ausschnitt aus einer älteren Wasserdampf-Tafel.
Neben dem absoluten Druck pa enthält sie die Größen, die wir bereits aus dem Wärmediagramm in Bild 2 kennen (ts, i’, r und i’’), ergänzt durch das spezifische Dampf-Volumen v’’ und den Kehrwert davon, das spezifische Dampf-Gewicht γ’’ (Gamma) des Sattdampfes. Die Zahlenwerte oberhalb der waagerechten Linie betreffen die Verhältnisse im Vakuum. Diese Werte sind nur bei Kondensatorbetrieb interessant. Sie zeigen aber das schnell zunehmende Volumen des Dampfes bei weiter sinkendem Druck, also seine Expansion im Vakuum.
Gelegentlich finden wir in der einschlägigen Fachliteratur auch Dampftafeln „speziell“ für den Dampf-Modellbau. Hier ist der Duck mitunter in der nur noch selten verwendeten Bezeichnung „atü“ (0 atü = 1 ata) angegeben und die übrigen Werte sind in unnötig verwirrende „Modellgrößen“ wie cal/g, cm3/g und g/l umgewandelt.
Für den Überhitzungsbereich des Dampfes gibt es ebenfalls Zahlentafeln. Ihnen entnimmt man u.a. den Wärmeinhalt und das spezifische Volumen des Heißdampfes bei den unterschiedlichen Drücken und Überhitzungstemperaturen.
Mit den Zahlenwerten der Dampftafeln lassen sich mit mehr oder weniger komplexen Ableitungen und Gleichungen alle Zustände exakt berechnen. Für überschlägige Berechnungen sind hingegen Diagramme besser geeignet.
Das Wärmediagramm in Bild 2 eignet sich hierfür jedoch nicht; es wurde für das bessere Verständnis der Begriffe nicht nur stark vereinfacht, es hat darüber hinaus den Nachteil, dass seine Aussagen jeweils nur für einen bestimmten Druck zutreffen würden.
Der deutsche Physiker Clausius führte eine neue kalorische Zustandsgröße ein, die Entropie. Die Entropie s in kcal/kg 0 C beruht auf der Änderung der Wärmemenge bei absoluter Temperatur. Entropie ist nicht real vorstellbar und es macht nichts, wenn wir diesen Begriff wieder vergessen. Aber durch diese theoretische Zustandsgröße lassen sich ansonsten recht schwierige Zusammenhänge der Wärmetheorie gut anschaulich machen.

Das t-s–Diagramm in Bild 4 zeigt nicht nur den realistischen Verlauf der Grenzlinien, sondern stellt durch Auftragen der Entropie s auf der Waagerechten den Wärmeinhalt als Fläche (schraffiert) unterhalb der Grenzlinien dar. Durch Verschieben der Linie der Siedetemperatur ts und damit auch des Dampfdruckes p können nun die entsprechenden Wärmemengen aus den Flächen ermittelt werden. Hier sehen wir auch, dass der Zustand Nassdampf  begrenzt ist. Die Grenzlinie der Flüssigkeitswärme x = 0, auch untere Grenzlinie genannt und die Sättigungslinie x = 1 als obere Grenzlinie bezeichnet, treffen sich bei unverminderter Wärmezuführung bei K.P. (Kritischer Punkt, bei ca. 225 ata). Hier ist die Verdampfungswärme r gleich null. Siedepunkt (373,95 Grad Celsius) und Sättigungspunkt sind identisch. Wasser geht direkt in gesättigten Dampf über. Oberhalb des kritischen Punktes kann man daher nicht mehr von Dampf im klassischen Sinne sprechen. Wir nähern uns vielmehr den typischen Eigenschaften von Gasen.
Wir haben das t-s–Diagramm bereits unter der Antwort #20 zur Darstellung der Dreifach-Expansion und der Verteilung der Arbeit auf die drei Zylinder kennen gelernt.
Das Ermitteln des Wärmeinhaltes aus den Flächen des t-s-Diagramms ist für die Praxis immer noch recht umständlich. Durch den krummlinigen Verlauf der Grenzlinien lässt sich der genaue Flächeninhalt nur mit Hilfe der Integralrechnung, dem Umfahren der Fläche mit dem so genannten „Planimeter“ (planimetrieren) oder mit Hilfe von Millimeterpapier durch mühsames Auszählen ermitteln.
 Der deutsche Professor Mollier entwickelte das häufig nach ihm benannte i-s-Diagramm, heute h-s-Diagramm für Wasserdampf. Prof. Mollier hat die Verläufe der Zustandslinien des Wasserdampfes so umgerechnet, oder was wahrscheinlicher ist, durch seine Studenten umrechnen lassen, dass der Wärmeinhalt i nicht wie beim t-s-Diagramm als Fläche, sondern als direkt ablesbare Senkrechte erscheint.
Das i-s-Diagramm eignet sich somit zur unmittelbaren Darstellung eines Prozessverlaufs, mit den jeweiligen Werten für Wärmeinhalt, Druck, Dampfgehalt, Temperatur und ggf. auch dem spez. Volumen. Es gehört neben den Wasserdampftafeln zu den wichtigsten Hilfsmittel für den praktischen Alltag der Dampf-Konstrukteure und des leitenden Betriebspersonals, aber es sollte auch auf dem Schreibtisch eines ambitionierten Dampf-Modellbauers nicht fehlen. Für die Berechnung von Dampf-Turbinen ist es nahezu unverzichtbar.
Wir kennen das i-s-Diagramm bereits aus # 16 des Beitrags „ Die Dampfturbine im Modellbau“.
( http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,12568.0.html ). Durch die hier erfolgte kurze Beschreibung seiner Aussagen und seiner Anwendung, sowie weiterer Informationen im Laufe dieses Themas, dürften die Leser  eigentlich in der Lage sein, die Fragestellung in der Antwort #7 des Forums-Mitgliedes gaga1970 zu beantworten.
Ich habe zu diesem Zweck die Angaben von gaga1970 in das bekannte Mollier-Diagramm in Bild 5 übertragen. Da wir weder den Verwendungszweck des Arbeitsdampfes kennen, noch seinen Zustand, bin ich von Nassdampf x = 0,9 und dem Umgebungsdruck von 1 ata als Endruck (Auspuff-Betrieb) ausgegangen.
Wir erkennen den Zustand des Dampfes am Kesselausgang mit i1 = 615 kcal/kg,
den Zustand des Arbeitsdampfes von 5 ata mit i2 = 585 kcal/kg und
den Zustand des Abdampfes i3 = 530 kcal/kg.
Das z.Z. nicht genutzte Wärmegefälle (schwarz) zwischen i1 und i2 ist demnach 30 kcal/kg
30 kcal/kg multipliziert mit 200 kg/h = 6000 kcal/h.
1kW hat bekanntlich 860 kcal. Also sind:
6000 kcal/h : 860 kcal = 6,97 kWh ≈ 7kWh.
Aus dieser theoretischen Leistung des Dampfes könnte unter Berücksichtigung eines Wirkungsgrades von 0,6 (0,75 für den Dampfantrieb und 0,8 für den Generator) 4,2 kWh Strom erzeugt werden.
Der, durch Drosselung (waagerechte Drossellinie) reduzierte Druck des Arbeitsdampfes ist gestichelt dargestellt.

Meine lieben Freunde, liebe Leser, damit bin ich nun tatsächlich am Ende des Berichts angekommen und bedanke mich bei Allen für das gezeigte Interesse und die anerkennenden Worte.
Bis bald, Euer Georg W. Held
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 12 Oktober 2010, 09:16:08
Zitat aus # 48 : Hier sehen wir auch, dass die Steigerung des Dampfdruckes durch Wärmezuführung begrenzt ist.

Liebe Freunde, liebe Leser,
der oben zitierte Satz ist sachlich falsch und gehört nicht in den Text. Er ist offensichtlich bei Zusammenkopieren von Textteilen irrtümlich hineingeraden. Ich habe den Fehler leider erst bemerkt, als eine Änderung nicht mehr möglich war.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: t-geronimo am 12 Oktober 2010, 21:22:17
Jetzt ist der Text auch im obigen Beitrag korrigiert.  :MZ:
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 12 Oktober 2010, 21:42:50
Hallo Thorsten,
vielen Dank für deine Mühen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 13 Oktober 2010, 16:28:57
Liebe Freunde, liebe Leser,
die Anzahl der Zugriffe nach Beendigung dieses Berichts bzw. seiner letzten Editierung zeigt mir das nach wie vor große Interesse am Themenkreis Schiffsmaschinen. Es wird mir deshalb eine besondere Freude sein, meinen bisherigen Berichten einen weiteren Bericht mit dem Thema „Schiffs-Dampfturbinen“ hinzuzufügen. Nach Festlegung der Berichtsstruktur werde ich gewissermaßen in Interaktion mit den Lesern die einzelnen Themenblöcke jeweils nach deren Abfassung in loser Folge ins Forum stellen. Ich bin noch bei der Sichtung und Aufbereitung meiner Unterlagen und bitte daher um etwas Geduld.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: t-geronimo am 13 Oktober 2010, 16:42:20
Nur zu! :TU:)

Und keine Hektik - wir sind nicht auf der Flucht...  :-D
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 13 Oktober 2010, 18:21:35
nur zu aber mit Ruhe - ich freu mich schon auf deine sehr professionellen und lehrreichen Beiträge

viele Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: olpe am 13 Oktober 2010, 22:09:04
Es wird mir deshalb eine besondere Freude sein, meinen bisherigen Berichten einen weiteren Bericht mit dem Thema „Schiffs-Dampfturbinen“ hinzuzufügen.
Hallo @Turbo-Georg,
ich kann Dich nur dazu ermutigen ... zumal Dampfturbinenen auch in der heutigen Zeit in Anwendung sind. Hier gibt es sicher auch viele Berührungspunkte zur Historie: Ich denke an die 80 bar-Antriebsanlagen der KM sowie Anlagen - m.E. auch im 80 bar-Bereich - auf russischen Marineeinheiten: den Zerstörern des Projektes 956 SOVREMENNYY, aber auch auf dem Flugzeugträger "ADMIRAL KUZNETSOV".
Leider habe ich nur einmal eine aktive (dreistufige) Dampfturbinenanlage gesehen: bei einem zweiwöchigen Praktikum auf dem sowjetischen Artilleriekreuzer "KOMSOMOLETS" 1978 in der Ostsee - beeindruckend - ... und eine nach 'Feuer aus' 2003 auf der "LÜTJENS" in Kiel ...
Grüsse
OLPE
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 14 Oktober 2010, 09:04:35
Hallo Olpe,
genau diese persönlichen Erfahrungen mit Dampfturbinen-Antrieben, die nicht nur Hans und du, sonder offensichtlich auch andere Leser gemacht haben, meinte ich, als ich von Interaktion sprach. Ich kann nur sehr eingeschränkt mit solchen „Bord-Erfahrungen“ aufwarten und werde das Thema aus der Sicht des Ingenieurs betrachten und dabei versuchen eine Verbindung von den technischen Anfängen zur jüngsten Geschichte herzustellen.
Aber wie gesagt, vorher muss ich erst meine „Hausaufgaben“ machen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Ulrich Rudofsky am 15 Oktober 2010, 16:49:14
Wie nennt man so eine alte Dampfmaschine auf Deutsch?  Auf  US Englisch: “back-action oder back-acting” und  “in the King’s English”:  “return connecting rod” steam engine.

Bei der US Merchant Marine Academy ist die Maschine von der USS RANGER (1873) ausgestellt.  RANGER hatte einige Namen und diente im hohen Alter als Schulschiff,  zuletzt als die TS EMERY RICE.  Glücklicher Weise wurde die Dampfmaschine in 1958 nicht verschrottet und ist völlig restauriet und funktionsfähig  in einem gestifteten Gebäude  untergebracht.   Beim nächsten Besuch am 19. d. M. werde ich versuchen das Ding zu fotographieren. 
http://www.usmma.edu/about/Museum/emeryrice.shtml
http://www.pcez.com/~artemis/SLARangerengine.pdf 
http://www.navsource.org/archives/12/09023.htm
http://www.history.navy.mil/photos/images/h59000/h59946.jpg
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Trimmer am 15 Oktober 2010, 18:01:28
Ich möchte Euch mal 2 Bilder einer - Verbundkolbendampfmaschine Bj. 1893 - zeigen. Diese Maschine steht voll funktionsfähig noch heute in Berlin-Friedrichshagen im Wasserwerk. Ich bin immer wieder beeindruckt.

Gruß - Trimmer-Achim
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 15 Oktober 2010, 18:38:56
Hallo Ulrich,
bezüglich deiner Frage nach einer deutschen Bezeichnung für diese Maschinenbauart muss ich leider passen.
Für diese, in Deutschland weitgehend unbekannte Bauweise gibt es keine eindeutige, deutsche Bezeichnung, zumindest konnte ich in der mir zugänglichen Fach-Literatur keine finden. Auch ein befreundeter, ausgewiesener Fachmann für historische Dampfmaschinen, der sich auch gut in den einschlägigen amerikanischen Museen auskennt, konnte mir nicht weiter helfen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: RoaringThunder am 15 Oktober 2010, 19:13:35
Tach auch!
Für mich ist es eine "Liegende X-Kolbendampfmaschine".
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Ulrich Rudofsky am 15 Oktober 2010, 19:59:42
Rückdrehende Dampfmaschine = back-action steam engine? :?   :/DK:
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: hajo am 24 Oktober 2010, 17:42:44
hallo,

die "back-acting" oder "return connecting-rod engine" wird in der deutschsprachigen Literatur als

        "rückwirkende Maschine" (Busley), "Maschine mit rückkehrender Schubstange" (Mattschoß) bezeichnet.

Dieser Maschinentyp wurde in großer Zahl in Deutschland, Frankreich u. England in Marineschiffe eingebaut.

Nachzulesen bei

Carl Busley
Die Schiffsmaschine, ihre Construction, Wirkungsweise und Bedienung
           Kiel 1885    Bd 1, S.352ff

Conrad Mattschoß
Die Entwicklung der Dampfmaschine
          Berlin 1908    Bd 1, S.713ff

Stefan Zima
Kurbeltriebe: Konstruktion, Berechnung u. Erprobung von den Anfängen bis heute
           Braunschweig 1999


Gruß                 hajo               
       
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 24 Oktober 2010, 19:39:57
Hallo hajo,
Super! Vielen Dank.
Man kann eben nie alles wissen und auch nicht alle Bücher besitzen.
Aber dafür gibt das Forum.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Ulrich Rudofsky am 24 Oktober 2010, 20:19:13
Vielen Dank auch von mir.  Wie gesagt: "deitsches spraake, sveres spraake". 
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 25 Oktober 2010, 09:18:19
Hallo hajo,
also England und Frankreich kann ich mir vorstellen, aber Deutschand. Ich konnte darüber nichts finden. Hast du Informationen wann, und auf welchen deutschen Schiffen? Wer hat sie unter welcher Lizenz gebaut.
Im Voraus Dank für deine Mühen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: hajo am 27 Oktober 2010, 10:40:23
Hallo,

In der 2.Hälfte des 19.jahrh. wurden Dampfmaschinen mit rückwirkender Pleuelstange in   Kriegsschiffe eingebaut. Zu dieser Zeit hatten eigentlich nur Frankreich und England nennenswerte Flotten.  Der Deutsche Bund begann gerade eine eigene Flotte aufzubauen, die dann  die
Flotte des 1867 gegründeten Norddeutschen Bundes wurde.
Mit der Gründung des Deutschen Reiches 1871 wurde aus der Flotte des N D B die Kaiserliche Marine.
Auch die k.u.k Monarchie benutzte diese Bauart :
Maschinen mit rückkehrender Schubstange waren eine beliebte Bauart; um 1870 hatten die meisten Schiffe in der k.u.k. Kriegsmarine diese Maschinen, auch in der französischen, englischen und deutschen Marinewurden solche Maschinen verwendet.“(ZIMA  S.81)

Die Bauart der Dampfmaschine mit rückführender Pleuelstange kam nur bei liegenden Maschinen,  die in Schraubenschiffe eingebaut wurden, zur Anwendung.

Erste rückwirkende Maschine in Frankreich 1847 „Pomone“
In den  Jahren 1848-1852 entstand in Frankreich das Schraubenlinienschiff „ Napoléon“ mit von Mazeline, Le Havre erbauten rückwirkenden M. von 900PS (RADUNZ  S. 113)
 
Schiffe in der deutschen Marine mit rückwirkender Pleuelstange :
Panzerfregatte „König Wilhelm“,  1868, Maudsley, London, 4-rad Steuerung, 3bar, 8000 PS
Panzerfregatte  „Elisabeth“,           1868,      „                    „              „          „               „
Panzerfregatte „Friedrich Carl“ ,   1867, geb. in Marseille
Glattdeckscorvette „Augusta“,      1864,  Mazeline, Le Havre,Ddampfdruck 3bar, 1300 PS
Glattdeckscorvette „Victoria“,      1864,   Mazelne, Le Havre,

Panzercorvetten     „E“   
Panzercorvetten    „G“                       = „Alexandrine“ 1885 Stapellauf, 2400 PS
Kreuzerkorvette „Ersatz Nymphe“ =  „Arkona“ 1885 Stapellauf, 2400 PS
 
Die wirkliche Anzahl eingebauter Maschinen ist wohl nicht mehr festzustellen. In den einschlägigen Schiffslisten wird auf diese Besonderheit des Schiffsantriebes nicht eingegangen.
Die oben genannten Schiffe sind nur einige die in der technischen Literatur namentlich erwähnt sind.

Gruß           hajo
 

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 27 Oktober 2010, 13:09:53
Hallo hajo,
das Ergebnis deiner Recherchen finde ich sehr interessant, du hast dir viel Mühe gemacht. Recht vielen Dank!
Ich werde wohl meinen Interessensschwerpunkt vom deutschen Dampfmaschinenbau nicht nur auf Europa ausweiten müssen, sondern ihn auch um einige Jahrzehnte zurück verlagern.
 
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: hajo am 01 Dezember 2010, 09:39:00

hallo Georg, hallo Dampffreunde

Noch einige ,verspätete, Bemerkungen zu den Erfahrungen von  Hans (Antwort 32)
die ich voll bestätigen kann, insbesonders die viele Arbeit die die Ventilkästen der Cargopumpen verursachten
1969 bin ich auf einem ähnlichen Schiff („Dora Fritzen“, Bauj. 1954) gefahren. Obwohl  Motorschiff wurde  alles was nicht dem Vortrieb diente mit Dampf angetrieben.

Kurze Darstellung der Maschinenanlage:

Als Hauptmaschine ein MAN 8KZ 78/140 A , 2 x MAN Hilfsdiesel mit Generatoren und auskuppelbaren Anlassluft Kompressoren.
Alle Dieselmotoren ohne Turbolader, heute vollkommen undenkbar.
Notwendige Pumpen für den Betrieb der Hpt.masch. Und der HD’s  wurden mit 110V Gleichstrommotoren betrieben.

Der Rest der Anlage war reiner Dampfbetrieb:
2 X Scotchboiler, 3 – flammig, 14 bar
2 X WEIR Naßluftpumpe als Vakuumpumpe für den Kondensator
2 X WEIR Kesselspeisepumpe
2 X Dampfkolbenmaschine als Antrieb des Kesselgebläses
2 X Duplexpumpen als Brennstoffpumpen
1 X Zirkuline zur Kühlwasserversorgung des Kondensators
1 X Dampfdynamo 150kW , 110V DC
4 X liegende Tandem-Duplex Pumpen (Cargopumpen), 38 doppelhübe/min, 500m3/h
1 X stehende Duplexpumpe als Strippingpumpe 65m3/h
1 X stehende Duplexpumpe als Butterworthpumpe
1 X stehende Duplexpumpe als Lenzpumpe für den Maschinenraum
Anker- und Verholwinden dampfgetrieben
Abgaskessel  La Mont – typ
------

Heutige Tanker sind auch Motorschiffe ( der turbinengetriebene Tanker ist so gut wie ausgestorben)
Als Beispiel : MT „ Monte Toledo“, Bauj. 2004, 160 000to.
2 X MITSUBISHI D-type Wasserrohrkessel, 16bar, deckengefeuert, 40t/h
3 X Turbinengetriebene cargopumpen
1 X Duplexpumpe als Strippingpumpe
Vakuumerzeugung durch 2-stufigen Dampfstrahler
1 X Economiser zur Dampferzeugung während der Reise

Anker- und Verholwinden haben hydraulischen  Antrieb.

Soweit nochmal zum Dampfbetrieb auf alten und neuen Tankern

Gruß                     hajo

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 01 Dezember 2010, 16:37:38
Hallo Hajo

diene Auflistungen sind super und sie spiegeln auch meine verschiedenen Schiffe wieder. top

Allerdings hatte wir auf VLCCs´und ULCCs (270 000 tdw und 350 000 tdw, SANKO) 1976 und 77
noch vollen Dampfbetrieb an Deck.

viele Grüße an einen Fahrensmann
Ich nehme an du bist in der Maschine gefahren :?

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: hajo am 02 Dezember 2010, 19:30:14
Hans, so ist es.

nach einer Lehrzeit als Maschinenschlosser habe ich alle Stationen durchlaufen.
Seit 1988 fahre ich als Chief auf Tankern und OBO's, abgesehen von 3 Jahren auf Containerschiffen.
Aber wenn man sein ganzes Leben nur Massengut und Öl gefahren hat, macht es auf einem Schachteldampfer keinen Spaß.

grüße       hajo
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 02 Dezember 2010, 22:47:01
Hallo Hajo

du fährst immer noch - toll.

Das mit den Schachtelschiffen ging mir damals genauso.
Hab die letzten 12 Jahre (bis 1983) nur Spezialjobs mit Tankern, Hochseeleichterungen,
Schubschleppern und Bargen auf dem Rio Plata gemacht.
Mir der Schiffahrt gehts ja nun auch wieder bergauf top

wünsch dir allzeit gute Fahrt

liebe Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 21 Mai 2011, 11:19:08
Hallo Freunde,

ich erhielt eine Email-Anfrage zur Bedeutung der beiden Diagramme rechts oben im Bild „Verbundmaschine“ und ihre Beziehung zum dargestellten
p-v-Diagramm.
http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,12823.30.html

Meine Antwort möchte ich mit zwei Links hierzu ins Forum stellen.

Diese Diagramme stellen die so genannten Indikator-Diagramme der betreffenden Verbundmaschine dar, und zwar das obere den HD-Zylinder und das untere den ND-Zylinder.
Die senkrechte Ordinate bildet den Druck-Verlauf im jeweiligen oberen und unteren Zylinderraum ab. Die waagerechte Ordinate beinhaltet den Hub bzw. den Kolbenweg.
Die Kurven für den oberen bzw. den unteren Zylinderraum weichen geringfügig von einander ab, da der untere Zylinderraum durch die, durch ihn führende Kolbenstange beeinflusst wird.

Diese Diagramme wurden mit einem so genannten Indikator, einer Art Druck-Schreiber, zur Ermittlung der Maschinen-Leistung erstellt. Der Kolben des Indikators wurde hierzu über einen entsprechenden Anschluss mit dem jeweiligen Zylinderraum verbunden. Je nach Messbereich standen verschieden Druck-Federn zur Verfügung.
Ein, mit dem Kolben verbundener Schreibstift wurde über eine Trommel geführt, die von der auf- bzw. niedergehenden Kolbenstange (Kreuzkopf) des entsprechenden Zylinders angetrieben wurde.
Die Diagramme wurden auf das jeweilige Zylinder-Volumen umgerechnet (gelb) und maßstäblich richtig in das p-v-Diagramm des Dampfes (grün) übertragen.
Neben der „indizierten“, das heißt der inneren Leistung, konnte der Konstrukteur eine Vielzahl an weiteren Informationen entnehmen, z.B. den inneren Wirkungsgrad aus dem Verhältnis der indizierten Flächen zur Gesamtfläche sowie die auftretenden Verluste im Verlauf des Prozesses.

[wiki]Indikator_(Technik)[/wiki]
[wiki]Indizierte_Leistung[/wiki]

Ich stelle gerade fest, dass der erste Link nicht richtig funktioniert. Bitte unter Google Indikator (Technik) eingeben.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: t-geronimo am 21 Mai 2011, 12:03:11
Jetzt funktioniert auch der erste Wiki-Link. ;)

Bei Wiki-Links wird die letzte Klammer irgendwie nicht mit genommen:
 --/>/> http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,7352.0.html
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 21 Mai 2011, 15:47:35
Hallo Thorsten,

danke für deine Mühen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Corvus am 22 Mai 2011, 17:17:38
Hallo,

mich würde mal der Kohleverbrauch in kg/PSh so einer Machine interresieren.
Es gab mal das Turbinenschiff STASSFURT und der Dampfer NICEA, diese Schiffe wurden mit Kohlenstaubbrennern ausgerüßtet, Kohlestaubverbrennung steigert die Energieausbeute angeblich um ca. 30%.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 Mai 2011, 13:47:19
Hallo Corvus,

die Verbrauchszahlen, besonders von Schiffsdampfmaschinen waren wichtige Leistungsmerkmale. Allerdings bezogen sich die Hersteller-Angaben in kg/PSih in der Regel nicht auf den Kohleverbrauch, sondern auf den Dampfverbrauch. Hierbei waren die maschinenspezifischen Anforderungen an den Betriebsdampf bezüglich Druck und Dampfzustand (Feuchtigkeitsgehalt) bereits berücksichtigt.
Wie viel letztendlich Kohle benötigt wurde um 1 kg dieses Dampfes zu erzeugen, hing nicht nur von der Bauart und dem Wirkungsgrad des verwendeten Kessels ab, sondern im besonderen Maße von der Art und der Qualität der Kohle, das heißt von ihrem Heizwert oder ihrer Wärmeleistung.

Unter der Maßgabe einer vollkommenen Verbrennung, konnten pro kg bester Braunkohle etwa 5500 kcal und mit der gleichen Menge Steinkohle und Anthraziten 6800 bis 7800 kcal an Wärme erzeugt werden. Das ergab in etwa Verdampfungsziffern von 8,5  und 10,5 bis 12.
Diese so genannte Verdampfungsziffer bestimmte der Kesselhersteller zur besseren Vergleichbarkeit durch Versuche. Sie besagte wie viele kg Dampf durch jeweils 1 kg auf dem Rost verbrannter Kohle erzeugt wurden. Aus Gründen der Vereinheitlichung bezog man sich dabei stets auf eine Speisewasser-Temperatur von 0 Grad C und trocken gesättigten Dampf von 100 Grad C.
In der Praxis wurde jedoch weder der Kessel mit Wasser von 0 Grad C gespeist, noch die Maschine mit Sattdampf von 100 Grad C betrieben; der tatsächliche Kohleverbrauch musste daher durch Umrechnung ermittelt werden.
Ich erspare uns ein entsprechendes Rechenbeispiel und nenne stattdessen ein paar Vergleichszahlen für Zweizylinder-Verbundmaschinen, ähnlich der oben genannten, mit einer Leistung von 50 bis 500 PSi, also für Barkassen, Arbeitsfahrzeuge, kleinere Schlepper und dergleichen sowie Dreifach-Expansionsmaschinen von 500 bis 1000 PSi, wie Beispielweise in der Zeichnung am Anfang des Beitrags dargestellt.

http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,12823.15.html

Diese kamen u.a. auf kleineren Frachtdampfern, Seeschleppern und größeren Fischdampfern in den zwanziger und dreißiger Jahren des vorigen Jahrhunderts zum Einsatz.

Alle Beispiel-Maschinen arbeiteten mit Nassdampf  x ≈ 0,97, also einer Restfeuchte von etwa 3% bei einem Kesseldruck von 12 bis 15 ata. Wir legen einen Kesselwirkungsgrad von 0,65 und einen Heizwert von 7800 kcal für beste Anthrazit-Kohle zu Grunde.
Hiernach ergaben sich folgende Verbrauchszahlen:

Compound- bzw. Verbundmaschinen für Auspuff-Betrieb, Leistung 50 bis 200 PSi.

Dampfverbrauch  11 - 15 kg/PSih,
Kohleverbrauch   1,4 - 1,8 kg/PSih.

Compound- bzw. Verbundmaschinen für Kondensator-Betrieb, Leistung von 50 bis 500 PSi.

Dampfverbrauch  7,8 - 10 kg/PSih,
Kohleverbrauch   1,0 - 1,3 kg/PSih.

Dreifach-Expansionsmaschinen, Leistung 500 bis 1000 PSi.

Dampfverbrauch 6,0 - 7,5 kg/PSih,
Kohleverbrauch  0,70 - 0,87 kg/PSih.

Ich muss zu meinem Bedauern gestehen, dass Dampfkessel nicht unbedingt zu meinen Interessens-Schwerpunkten zählen. Das spiegelt sich auch in meiner Fach-Bibliothek wieder.
Ich kann daher zur Kohlenstaub-Feuerung von Schiffskesseln keine Aussage treffen.
Ich hoffe dennoch, ich konnte den Rest der Frage einigermaßen umfassend beantworten.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 23 Mai 2011, 14:29:17
Hallo Georg

wieder einmal ein spitzen fachlicher und lehrreicher Bericht top top

liebe Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: genkideskan am 23 Mai 2011, 14:44:34

Dampf ist so eine komplexe und interessante Technik. Ich bin so gefesselt von den Problematiken und Lösungen, die gefunden wurden.
Ich frage mich wie das Fahren rein praktisch ausgesehen hat bzw. aussieht. Wie zuverlässig ist die Technik. Ist nicht ständig irgend etwas kaputt, verstopft, korrodiert? Hitze und Druck machen Reparaturen sicherlich nicht gerade einfach. Man kann doch nicht 1 Tag alles abkühlen lassen, um etwas zu reparieren. Gab es Probleme mit Korrosion und Verkalkungen? Waren die Maschinen nicht gegen Hitzeabstrahlung isoliert?
Der Dampf hat sicher alles extrem aufgeheizt - auch Ventile, Regler, Bedienelemente usw. Brandsalbe wurde sicher Eimerweise gebraucht:-).
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 Mai 2011, 16:24:35
Hallo genkideskan,

wenn man von technologischen Problemen am Anfang der Entwicklung absieht, war die alte Dampfmaschinentechnik verglichen mit den späteren Dampfturbinen oder gar heutiger Hochtechnologie recht sicher und simpel. Das betraf sowohl die Maschinen selbst, als auch die Anforderungen an das Bedien-Personal. Gemessen an heutigen „Innovations-Sprüngen“ erfolgte die gesamte Entwicklung über einen recht langen Zeitraum. Man hatte Zeit aus Fehlern zu lernen und setzte doch gerne auf Bewährtes.
Man dimensionierte eher über, als dass man ein Bauteil zu schwach auslegte und versuchte es möglichst einfach zu gestalten, um es ggf. mit den beschränkten Bordmittel instand zu setzen oder gar neu herzustellen. Ich habe ja bereits am Anfang dieses Beitrages bei der Beschreibung der Maschinen-Bauweisen auf die gute Zugänglichkeit zu allen Teilen hingewiesen.
Bei guter Wartung und vorschriftsmäßigem Verhalten waren die meisten Störungen im laufenden Betrieb zu beheben, selbst Kolben ziehen und Lagerwechsel auf See erforderten bei erfahrenem und eingespieltem Maschinen-Personal nur kurzzeitige Stopps. Wichtige Hilfs-Einrichtungen wie z.B. Speisepumpen waren doppelt vorhanden oder konnten ggf. während der Instandsetzung kurzfristig durch die Pumpen anderer Aufgaben ersetzt werden.
Handwerkliches Geschick und die Gabe zur Improvisation hatten dabei einen hohen Stellenwert. Es ging aber auch nicht ständig etwas kaputt, verstopfte, korrodierte oder verkalkte wie du vermutest. Das erforderte allerdings regelmäßige Wartung der Anlage, wie z.B. Filterwechsel, Abschlammen und Reinigen der Kessel, sowie eine mehr oder weniger komplexe Kesselwasser-Chemie.
Auf die Arbeitsbedingungen in den Maschinen- und Kesselräumen, insbesondere bei Befeuerung mit Kohle konnte allerdings wenig Rücksicht genommen werden.
Trotzdem geht von dieser alten Technik bis heute eine kaum beschreibbare Faszination aus, die auch mich packte und mich veranlasste nach meiner Pensionierung regelmäßig 350 km zur Nordsee-Küste zu fahren, um als Dampfmaschinist auf einem See gehenden Traditionsschiff bis zu 10 Stunden bei 45 Grad C im Maschinenraum zu stehen.


Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Corvus am 23 Mai 2011, 18:08:34
...Trotzdem geht von dieser alten Technik bis heute eine kaum beschreibbare Faszination aus, die auch mich packte und mich veranlasste nach meiner Pensionierung regelmäßig 350 km zur Nordsee-Küste zu fahren, um als Dampfmaschinist auf einem See gehenden Traditionsschiff bis zu 10 Stunden bei 45 Grad C im Maschinenraum zu stehen.
Tja, was hätten wir, wenn wir unsere Hobbys nicht hätten, danke für die Ausführungen, ich war bei den Minensuchboten Typ 40 auf 0,15 kg/PSh (10 kn) und 0,85 kg/PSh bei 17 kn gekommen in dem ich einfach mit Fahrstrecke und max. Treibstoffvorrat gerechnet habe.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 25 Mai 2011, 18:32:32
Hallo, liebe Leser,
hier noch einige erläuternde Angaben zum Thema „Indikator-Diagramme“.

Die angehangene Zeichnung zeigt die schematische Darstellung eines Dampfzylinders mit Steuerschieber und dem entsprechenden p-v-Diagramm einer Expansions-Dampfmaschine.

Wie bei der Zeichnung der o.a. Verbundmaschine, erkennen wir wiederum das theoretische  Arbeitsvermögen des Dampfes (grün) und das, durch Indizieren ermittelte Druck-Volumen-Diagramm, also die tatsächlich erbrachten Arbeit (gelb).
Die Buchstaben an der Indikator-Kurve kennzeichnen die einzelnen Prozess-Phasen und den Weg des Dampfkolbens.

a - b   Dampf-Füllung,
b - c   Expansion,
c - d   Vorausströmung,
d - e   Ausströmung,
e - f    Kompression,
f - a    Voreinströmung.

Wir wissen, dass bei Expansionsmaschinen, im Gegensatz zu so genannten Volldruck-Maschinen nur während eines Teils des Kolbenweges Dampf zugeführt wird; die Dampfzufuhr wird bereits beim Punkt b beendet. Der wesentliche Teil der Arbeit wird durch die Expansion des eingeschlossenen Dampfes zwischen den Punkten b und c erbracht.
Vor Erreichen des unteren Tot-Punktes bei d, beginnt bei c die Ausströmung und setzt sich über d bis e fort. Bei e wird der Ausströmweg geschlossen und der rücklaufende Kolben verdichtet zwischen den Punkten e und f den Restdampf. Bei f beginnt mit der Voreinströmung ein neuer Zyklus.
Wie uns die Indikator-Diagramme der Verbundmaschine zeigen, verläuft der Prozess im unteren Zylinderraum entsprechen umgekehrt. Das untere Hubvolumen ist im Verhältnis von Kolben-Durchmesser D zu Kolbenstangen-Durchmesser d geringer.
Das Verhältnis zwischen den Füllungsvolumen  a und dem Hubvolumen s nennt man den Füllungsgrad. Das Volumen s’ wird schädlicher Raum genannt. Dieser muss zwar bei jedem Zyklus mit Frischdampf gefüllt werden, ist aber am Arbeitsprozess nicht beteiligt und gilt als Verlustfaktor.
Die Zuleitungen zum Steuerschieber für Zu- und Abdampf sind mit Z und A bezeichnet.

Volldruck-Maschinen wurden wegen ihres höheren Dampfverbrauchs ausschließlich bei kleineren Hilfsmaschinen eingesetzt, wie Rundlauf-Umsteuermaschinen, Rudermaschinen, Anker- und Verholspills und Ladewinden. Sie lassen sich durch Hand betätigte Wechselschieber einfach umsteuern und sind somit besonders kostengünstig.
Der Wechselschieber befand sich meistens in einem besonderen Schieberkasten und bewirkte eine Vertauschung von Ein- bzw. Austritt des Dampfes am Steuerschieber und damit eine Änderung der Drehrichtung.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 05 Juni 2011, 10:10:47
Hallo, liebe Freunde der Schiffsdampfmaschinen,

wie das Zitat eines Berichts zeigt, ist unter bestimmten Voraussetzungen eine Renaissance des Antriebs durch Kolbendampfmaschinen denkbar und sogar sinnvoll.
 
http://www.raddampfer-kaiser-wilhelm.de/verein/Mitgliederbericht/Montreux/Seite_1.htm

Zitat:
Die erfolgreiche Revaporisierung der "Montreux" hat gezeigt, dass es wieder möglich ist, neue wirtschaftliche Schiffsdampfmaschinen zu bauen. Auf Grund der positiven Ergebnisse und der anhaltenden Popularität der Raddampfer haben sich bereits weitere Schifffahrtsunternehmen für neue Dampfantriebsanlagen interessiert. Auch neue Dampfschiffe stehen zur Diskussion.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 05 Juni 2011, 22:39:42
Auch neue Dampfschiffe stehen zur Diskussion. [/b]

Das wäre natürlich Großartig wenn das umgesetzt werden könnte.

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 07 Juni 2011, 13:13:59
Hallo Freunde,

wie wir dem o.a. Bericht über den Neubau einer Schiffsdampfmaschine entnehmen, galt die besondere Attraktivität der Kolbendampfmaschine für den Tourismus, als wichtige Entscheidungshilfe bei der Wahl eines neuen Antriebs für dieses Traditionsschiff.
Wie die Resultate der SLM-Studie und deren Schlussfolgerung zeigen, hat man sich die Entscheidung dennoch nicht leicht gemacht.
Wir wissen, dass sich die Kolbendampfmaschine als Schiffsantrieb seit nahezu 100 Jahren der Konkurrenz durch andere Antriebssysteme stellen musste. Die Konstrukteure begegneten besonders den Forderungen nach höherer Wirtschaftlichkeit durch eine Vielzahl von technischen „Innovationen“. Wir erinnern uns in diesem Zusammenhang an die frühe Einführung der Mehrfach-Expansion, aber auch an die Einführung von Heißdampf, der Verbund-Anordnung, sowie der Ventilsteuerung mit und ohne Schlitz-Auslass (Gleichstrom-Zylinder), um nur einige zu nennen.
Aber erst die Verwertung der Energie des Abdampfes durch Abdampfturbinen ggf. in Verbindung mit der Zwischenüberhitzung des HD-Abdampfes durch Frischdampf von 400 Grad Celsius, brachte den thermischen Gesamtwirkungsgrad der Kolbendampfmaschinen von vorher max. 21% auf mehr als 27% und damit in die Nähe der damaligen Antriebe mit Diesel- oder Ottomotoren.
Die Verknappung der „Ressourcen“ in den letzten Jahren des Krieges, sowie die Verweigerung moderner Antriebstechnologie für die ersten deutschen Nachkriegsneubauten durch die Besatzungsmächte, erbrachte jeweils eine Renaissance dieser Technologien aus den zwanziger und dreißiger Jahren des vorigen Jahrhunderts.
Wie wir dem Bericht weiter entnehmen können, wurden zur Entscheidungsfindung auch einige dieser „innovativen“ Bauformen geprüft.
Moderne Fertigungstechnologien in Verbindung mit der heutigen Automatisierungstechnik bieten unter den heutigen Gegebenheiten zusätzlich einige gute Voraussetzungen für den Einsatz der Kolbendampfmaschine als Antrieb für kleinere und mittlere Schiffseinheiten.

Falls Interesse besteht, werde ich in einem meiner nächsten Berichte auf diese konstruktiven bzw. baulichen Besonderheiten der Kolbendampfmaschine und ihre Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit eingehen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 07 Juni 2011, 15:36:00
Hallo georg

Heutige Großdieselanlagen mit allen zusätzlichen Agregaten erreichen einen Gesamtwirkungsgrad von weit mehr als
40 %. Selbst Turbinenanlagen kommen über 40%.
Ich kann mir nicht vorstellen, daß solch ein Wirkungsgrad mit Kolbenmaschinen je erreicht werden kann. :?

viele Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 07 Juni 2011, 16:34:18
Hallo Hans,
schön von Dir zu hören.

Sicher sind moderne Großanlagen hoch optimiert und erreichen diese hohen Wirkungsgrade. Ich vermute aber, dass die Konstrukteure wohl eher die kleinen bis mittleren Einheiten ins Auge gefasst haben. Seit mehr als fünfzig Jahren ist auf diesem Gebiet keine Entwicklungsarbeit mehr geleistet worden. Es würde sich bestimmt lohnen, hier etwas davon zu investieren. Vielleicht wird es bald ausreichende Gründe geben auch solche Alternativen zu prüfen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 07 Juni 2011, 19:26:17
Hallo Freunde,

Falls Interesse besteht, werde ich in einem meiner nächsten Berichte auf diese konstruktiven bzw. baulichen Besonderheiten der Kolbendampfmaschine und ihre Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit eingehen.



Ich würde mich freuen,

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 09 Juni 2011, 08:46:35
Hallo Manfred, hallo Freunde,

danke für das gezeigte Interesse.
Der versprochene Bericht ist in Vorbereitung, aber die zum besseren Verständnis farbig anzulegenden Diagramme erfordern etwas Zeit.
Ich bitte um ein wenig Geduld
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 14 Juni 2011, 15:18:08
Liebe Dampfmaschinenfreunde, liebe Leser,

Sie erinnern sich, dass im Link der Antwort # 82 vom 5.6.2011 für eine vollständige Neuauslegung und Neukonstruktion des Antriebes der    „Montreux“ mehrere Maschinentypen (Bauformen) von Kolbendampfmaschinen näher geprüft wurden. Neben einigen bereits hier behandelten Bauformen springt der Maschinentyp

Verbund-Dampfmaschine
mit Zwischenüberhitzung, Turbo-Rekompression und Abdampfturbine


besonders ins Auge.

Sie wissen, dass die Findungskommission letztendlich für die "Montreux", die "Vevey" und  die "Italie" je eine Zwillings-Auspuffmaschine und für die "Helvétie" eine Drillings-Auspuffmaschine empfohlen hat. Sie wissen auch, dass bei der Wertanalyse nicht ausschließlich der thermische Wirkungsgrad, sondern auch Komplexität, Preis, technisches Risiko und technisch begründeter Personalbedarf Ausschlag gebend waren.

In den folgenden Beiträgen möchte ich besonders auf diese, den meisten wohl unbekannte Maschinen-Bauform eingehen und einige Varianten davon, miteinander vergleichen.

Wie ich in meinen vorherigen Postings bereits mitteilte, stammen die Grundlagen dieser Maschinen-Technologie aus den zwanziger und dreißiger Jahren des vorigen Jahrhunderts und entsprangen in erster Linie der Konkurrenz-Situation durch den Dieselmotor. Eine kurze Phase der Renaissance nach dem Krieg, wurde nicht nur durch die Ressourcen-Verknappung, sonder auch durch die politischen Umstände geprägt.

Auf das größere Wärmegefälle bei Verwendung von Heißdampf gegenüber dem Nassdampf und der damit verbundenen größeren Arbeitsfähigkeit je kg Dampf wurde bereits neben einigen anderen Vorteilen hingewiesen. Es waren in den ersten Dekaden des vorigen Jahrhunderts vor allem die deutschen Ingenieure Schmidt und Hartmann, die auf dem Gebiet der Heißdampfforschung wirkten und durch ihre Versuche die Anwendung von Heißdampf im Land-Dampfmaschinenbau ermöglichten.
Im Schiffsmaschinenbau befürchtete man betriebstechnische Schwierigkeiten bei den verwendeten Steuersystemen und Dampfzylindern und ging das Thema Heißdampf nur sehr zögerlich an. Die nicht nur positiven Erfahrungen mit Dampftemperaturen um 250 Grad Celsius bei Maschinen mit Kolbenschieber-Steuerung bestärkten die Kritiker.
Erst durch den Einsatz der Ventilsteuerung, anfangs nur bei den Hd-Zylindern, später auch bei den Md- und Nd-Zylindern, wurde die Anwendung von Heißdampf von 350 bis 400 Grad Celsius ermöglicht.
Eine typische Vertreterin dieser neuen Generation von Heißdampfmaschinen war u.a. die Doppelverbundmaschine mit Ventilsteuerung System Lentz oder wie auch die der Fa. Christiansen & Meyer mit Nd-Gleichstromzylinder (Schlitzauslass) und Kolbenschieber.
Die Kolbenschieber hatten eine zusätzliche Hilfsauslass-Überdeckung, die erst kurz vor OT schloss und somit die sonst bei Gleichstromzylindern nach Stumpf übliche, hohe Kompression (90%) des Restdampfes vermied.
Es wurden aber auch moderne Mehrfach-Expansionsmaschinen für Heißdampf gebaut oder alte Nassdampfmaschinen hierauf umgerüstet.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 16 Juni 2011, 17:02:08
Im Wettbewerb mit dem Dieselmotor, der als Antrieb kleinerer, später auch mittlerer Schiffseinheiten eine immer größere Verbreitung fand, stand die Wirtschaftlichkeit eindeutig im Vordergrund. Das betraf in erster Linie die Brennstoffkosten, denn der Personalaufwand war in etwa vergleichbar oder spielte eine mehr oder weniger untergeordnete Rolle.
Auch die Baukosten, zumindest bei den ersten Ventil gesteuerten Doppelverbundmaschinen, waren nicht wesentlich niedriger als die, eines vergleichbaren Dieselmotors. Wenn man aber den geringeren Raumbedarf des Dieselantriebes und die geringeren Investitionen durch den Wegfall der Kesselanlage mit in Betrachtung zieht, war die Herausforderung an die Dampfmaschinen-Konstrukteure recht beachtlich.

Wie die Beispiele ausgeführter Doppelverbundmaschinen System  Lentz zeigen, fanden diese Maschinen im Leistungsbereich bis etwa 6000 PS ihre Käufer. Auf fruchtbaren Boden fielen bei den etwas konservativeren Kunden die Argumente zu Gunsten der Doppelverbundmaschine mit Kolbenschiebern, wie z.B. die von Christiansen & Meyer mit entlasteten Hd-Gleichstromzylindern. Sie kamen besonders auf Schleppern, Fischdampfern und kleinen Frachtern mit einer Leistung bis etwa 1000 PS zum Einsatz.
Für den Leistungsbereich bis etwa 20.000 PS, also größeren Frachtdampfern bzw. mittleren und größeren Fahrgastschiffen mit einer oder zwei Schrauben, hatten Dreifach- bzw. Vierfach-Expansionsmaschinen gegenüber dem Dieselantrieb eine gute Chance, wenn sie in der Lage waren die Vorteile auch höherer Dampftemperaturen bis zu 400 Grad Celsius und ggf. auch den Wärmeinhalt des Abdampfes zu nutzen.
Solche Maschinen waren dann für die direkte oder indirekte Heißdampfverwendung ausgelegt, also zumindest die Hd- und Md-Zylinder Ventil gesteuert; die ein oder zwei Nd-Zylinder wurden dagegen häufig mit Penn-Flachschiebern versehen.
Die Ausnutzung der Energie des Abdampfes erfolgte durch Abdampfturbinen.

Direkte Heißdampfverwendung bedeutete, dass der Betriebsdampf überhitzt wurde. Diese Überhitzung erfolgte bekanntlich durch die heißen Rauchgase in einem so genannten Überhitzer, einem Rohrsystem im Rauchgaszug des Kessels.
Bei den älteren Mehrfach-Expansionsmaschinen mit Kolbenschiebern wurde gelegentlich Heißdampf mit Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius zur Anwendung gebracht. Erst bei den moderneren Mehrfach-Expansionsmaschinen mit Ventilsteuerung konnte die Dampftemperatur auf etwa 300 Grad Celsius und bei einigen leicht gebauten, schnell laufenden Doppelverbundmaschinen mit Lentz-Ventilen auf bis zu 380 Grad Celsius erhöht werden.
Im Laufe der technischen Entwicklung beherrschte man offensichtlich auch bei den etwas kostengünstigeren Maschinen mit Kolbenschiebern die Probleme mit Heißdampf immer besser, so dass auch hier Dampftemperaturen von deutlich mehr als 300 Grad Celsius möglich wurden.

Übrigens: Die  unter der Antwort # 16 abgebildete Dreifach-Expansionsmaschine (Bild-Titel: Steuerstand) wurde 1944 als Backbordmaschine eines kleineren Kriegsschiffs mit zwei Schrauben gebaut. Sie hatte Kolbenschieber und wurde mit Heißdampf von 320 Grad Celsius betrieben.
http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,12823.15.html
Man setzte wegen der Materialknappheit in den letzten Jahren des Krieges als Antrieb wieder die schneller und billiger herzustellenden  Dampfmaschinen ein. Auch die Ausbildung des Maschinenpersonals hierfür, war weniger aufwändig und damit kürzer.
Diese Maschine wurde wieder aufgearbeitet und als Antrieb in einem der ersten Nachkriegs-Neubauten verwendet. Sie versah danach nicht nur dreißig Jahre ihren Dienst, sondern ist noch heute auf einem Traditionsschiff im Einsatz.

Indirekte Heißdampfverwendung kennen wir bereits unter der Bezeichnung „Zwischenüberhitzung“ aus dem der Beitrag über die Schiffs-Dampfturbinen unter der Antwort # 13 vom 2.11.2010.      http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,13029.0.html
Bei den Dampfturbinen galt die Zwischenüberhitzung vorrangig als geeignete Maßnahme zur Minderung der Dampfnässe im Nd-Teil einer Dampfturbinenanlage, obwohl sie auch hier eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades um etwa 2% erbrachte.

Bei den Mehrfach-Expansionsmaschinen war man ebenfalls bestrebt, sich die Vorteile höherer Dampftemperaturen bis 400 Grad Celsius zu Nutze zu machen, obwohl Dampf in diesem Zustand  in deren Hd-Zylindern nicht verarbeitet werden konnte.
Daher musste zunächst der Frischdampf abgekühlt werden. Das erfolgte in einem „Zwischenüberhitzer“ durch Wärmeübergabe an den Zwischendampf, der aus dem Hd-Zylinder in den Md-Zylinder strömte.
Dieser Zwischenüberhitzer, einer Art Wärmetauscher, war ein geschlossener Behälter mit einem Röhrensystem, durch welches der  Frischdampf auf dem Weg zum Manövrierventil geleitet wurde. Der Zwischendampf strömte durch den Behälter, der gleichzeitig ganz oder teilweise als Receiver (Dampfspeicher) fungierte. Während der Frischdampf auf eine verarbeitbare Temperatur abkühlte, wurde der Zwischendampf auf eine höhere Temperatur und somit zu einem größeren Wärmeinhalt gebracht.
Es gab aber auch Überhitzer in denen der Zwischendampf elektrisch erhitzt wurde. Ich werde bei der Behandlung der Abdampfturbinen hierauf zurückkommen.

In den folgenden Beiträgen werde ich einige Varianten solcher Dreifach-Expansionsmaschinen beschreiben und bezüglich ihrer thermischen Wirkungsgrade die entsprechenden Expansionskurven in Mollier-Diagrammen miteinander vergleichen.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: RonnyM am 17 Juni 2011, 11:21:22
...auch ich muß mal unserem Turbo-Georg ein großes Lob aussprechen top. In meinem Berufsleben war ja der Bleistiftanspitzer mein "Arbeitsgerät"  :-D. Aber wie du deine techn. Erläuterungen rüberbringst - ich fühle mich schon als halber Inschinör  :-).

Hätte ich das damals schon gelesen, wäre ich Schwarzfuß-Indianer geworden :MLL:.

Nochmals Danke sagt der Radarmixer
Ronny
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 17 Juni 2011, 14:39:04
Hallo Georg

deine Beiträge sind nicht nur lehrreich sondern auch klasse verständlich geschrieben top top top

freu mich schon auf die nächsten Beiträge. :-)

liebe Grüße aus Costa Rica

Hans

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 17 Juni 2011, 16:34:55
Hallo RonnyM, hallo Hans,

ich muss aber auch ein Mal ein paar Komplimente an die Mitglieder und Gäste dieses Forums verteilen.
Ich habe selten eine so kompetente und vielseitig interessierte Leserschaft gefunden, wie hier.
Es macht mir sehr viel Freude für Euch zu schreiben.

Wie meine Signatur besagt, ist mir die leicht verständliche Darstellung komplexer technischer Zusammenhänge ein besonderes Anliegen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 18 Juni 2011, 20:34:53

 Sie versah danach nicht nur dreißig Jahre ihren Dienst, sondern ist noch heute auf einem Traditionsschiff im Einsatz.


Hallo Georg, magst du uns sagen auf welchem ?.......

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 19 Juni 2011, 09:50:44
Hallo Manfred,
gemeint ist der Antrieb des ehemaligen Tonnenlegers „Kapitän Meyer“ in Wilhelmshaven.

http://www.sk-stoertebeker.de/index-frame.htm
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 19 Juni 2011, 17:50:00
Hallo Freunde,

hier eine Aufnahme vom Maschinenraum der „Kapitän Meyer“ mit Blick vom Kesselraum-Schott nach achtern. Wir sehen die Steuerstände der beiden Dreifach-Expansionsmaschinen..

Vielleicht mache ich irgendwann mit euch einen Foto-Rundgang durch den gesamten Antrieb.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: RoaringThunder am 19 Juni 2011, 17:56:22
Tach auch!
Klasse Idee, die Bilder werden sicherlich gerne gesehen. Es ist ja auch nichts was alltäglich ist.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 19 Juni 2011, 18:18:16


Vielleicht mache ich irgendwann mit euch einen Foto-Rundgang durch den gesamten Antrieb.


Ja , gerne (http://www.smilies.4-user.de/include/Tanzen/smilie_tanz_011.gif)

 :MG:

Manfred

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 20 Juni 2011, 09:07:45
Weiter geht's!

Bei Kolbendampfmaschinen mit Kondensator lag die wirtschaftliche Grenze des Gegendrucks (Kondensatordruck) bekanntlich bei etwa 0,15 ata.
Bei weiter sinkendem Druck nimmt das spezifische Volumen des Dampfes so stark zu, dass nicht nur der Nd-Zylinder, sondern vor allem die Durchtritts-Querschnitte seiner Steuerorgane sehr groß würden. Auch die Luft aus dem Kondensator währe bei höherem Vakuum nicht mehr mit einfachen Kolbenpumpen zu entfernt. Höhere Baukosten, aber auch der höhere Leistungsbedarf der Luftpumpen würden ggf. die Vorteile eines größeren Wärmegefälles aufheben.
Der vergleichsweise geringe thermische Wirkungsgrad, auch der moderneren Heißdampfmaschinen von etwa 25 %, erklärt sich mit dem Wärmeinhalt des Abdampfes, der im Kondensator an das Kühlwasser abgegeben wird und nutzlos entweicht.
Nicht erst die Konkurrenz zum Dieselantrieb ließ den Wunsch aufkommen, diese im Abdampf von Kolbendampfmaschinen enthaltene Energie, zumindest teilweise zu nutzen. Bereits seit Ende des 19. Jahrhunderts war bekannt, dass in der Dampfturbine auch sehr geringe Dampfdrücke in Dampfgeschwindigkeit und diese wiederum mit hohem Wirkungsgrad in mechanische Arbeit umgewandelt werden können.
Auf diesen Überlegungen beruhte die Verwendung von Abdampfturbinen bei Kolbendampfmaschinen.

Abdampfturbinen wurden zuerst auf Schiffen mit drei, seltener mit vier Schrauben eingesetzt. Während die beiden Seitenschrauben von Kolbendampfmaschinen angetrieben wurden, wirkten die Abdampfturbinen direkt auf die jeweiligen Mittelwellen. Manövriert wurde nur mit den Kolbenmaschinen auf den Außenwellen, da sich bekanntlich Dampfturbinen, und somit auch Abdampfturbinen nicht umsteuern lassen.
Die  Turbinen wurden beim Manövrieren abgeschaltet, indem der Abdampf aus den Kolbenmaschinen nicht in die Turbinen, sondern über große Umschaltventile bzw. Schieber direkt in den Kondensator geleitet wurde.
Eines der ersten deutschen Dreischrauben-Schiffe mit Abdampfturbinenanlage war der Passagierdampfer „Cap Trafalgar“ (25.800 t) der Hamburg-Süd..., erbaut 1913/14 von den Vulcan-Werken Hamburg und Stettin AG. Die Gesamtleistung der Antriebsanlage betrug 16.200 PSi, wovon auf die Abdampfturbine 5.650 PSi, also ≈ 35 % entfielen.

Bei kleineren bis mittleren Schiffen war das Prinzip einer eigenen Schraubenwelle für die Abdampfturbine nicht anwendbar. Bei einem Zwei-Schraubenschiff die Kolbenmaschine auf die eine und die Abdampfturbine auf die andere Welle zu schalten, war in Hinblick auf die Manövrierbarkeit des Schiffes nicht zweckmäßig. 

Soll die Abdampfturbine ihre Leistung an dieselbe Schraubenwelle abgeben wie die Kolbenmaschine, so muss zum Ausgleich des stark schwankenden Drehmoments der Kolbendampfmaschine sowie der Gleichförmigkeit der Leistungsabgabe der Abdampfturbine eine elastische Kupplung zwischen geschaltet werden.
Darüber hinaus lagen die wirtschaftlich sinnvollen Drehzahlen von Dampfturbinen deutlich höher, als die der Kolbendampfmaschinen und der, mit ihnen direkt gekoppelten Schraubenwellen.
Mit der schnell aus- und einschaltbaren hydraulischen Kupplung System Bauer-Wach, in Verbindung mit einem Untersetzungs-Getriebe konnten diese Probleme schließlich gelöst werden.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 Juni 2011, 16:24:51
Das System Bauer-Wach bestand aus folgenden Komponenten:

1. Umschaltklappe oder Schieber in der Abdampfleitung der Kolbendampfmaschine,
2. Abdampfturbine.
3. Getriebe 1,
4. Kupplung mit Primärrad, Sekundärrad und Drucköl-Pumpe,
5. Getriebe 2.

Siehe hierzu:  http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Bauer_Wach_Turbine.PNG

In der verlinkten Zeichnung ist die, meistens am Kupplungsgehäuse angebaute Drucköl-Pumpe nicht eingezeichnet.

Über die grundsätzliche Funktionsweise einer hydrodynamischen Kupplung (Föttinger-Transformator), wurde bereits im Beitrag „Schiffs-Dampfturbinen“ unter Antwort # 11 vom 30.10.2010 kurz berichtet.
http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,13029.0.html

Die Kupplung in einem Bauer-Wach-System, auch als so genannte Vulcan-Kupplung bekannt, war eine Strömungskupplung wie ein Föttinger-Transformator mit 1 : 1 - Untersetzung. Sie wurde allerdings nicht mehr wie ihr altes Vorbild mit Wasser, sondern mit Druck-Öl betrieben. Sie hatte ebenfalls ein Pumpen- und ein Turbinenrad durch welche das Öl im Kreislauf strömte. Die radial beschaufelten Räder (Schalen) waren von einem Deckel umschlossen, der an seinem Umfang über Öffnungen (Entleerungsdüsen) verfügte, die im Betrieb (Eingeschaltet) durch einen seitlich verschiebbaren Ring geschlossen waren. Dieser Ring (Entleerungsring) wurde von außen durch einen Handhebel betätigt. Beim Entleeren (Ausschalten) konnte das Öl durch diese Öffnungen in das Kupplungsgehäuse entweichen, ohne Arbeit zu verrichten. Die Füllung der Räder erfolgte durch die permanent mitlaufende  Drucköl-Pumpe über eine Hohlbohrung in der Welle.
Beim Manövrieren war damit die Abdampfturbine durch einen nur wenige Sekunden dauernden Vorgang schnell aus- und einschaltbar bzw. lief beim Manövrieren leer mit.
 
Im Betrieb, also eingeschaltet entstand zwischen Primärrad und Sekundärrad ein „Slip“ von etwa 3%, der umgesetzt in Wärme in einem Ölkühler abgeführt wurde.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 25 Juni 2011, 12:29:31
Nach dem System Johannsen-Götawerke treibt die Abdampfturbine einen mehrstufigen Radialkompressor. Dieser, zwischen den Maschinenständern der Dampfmaschine montierte Kompressor, verdichtete den Abdampf aus dem Hd-Receiver von etwa 4,5 ata auf einen Druck von etwa 7 ata. Gleichzeitig wurde die Dampftemperatur beim Komprimieren, sowie durch die Verlustleistung des Kompressors um ca. 100 Grad Celsius  auf etwa
290 Grad Celsius erhöht.
Der Hd-Receiver bestand aus zwei Kammern, die erste Kammer für den Abdampf aus dem Hd-Zylinder und die zweite Kammer für den, vom Kompressor verdichteten Dampf.
Im Störungsfall wurde die zweite Kammer durch einen „Bypass“ umgangen und der Dampf dem Md-Zylinder direkt zugeführt.
Der Turbo-Kompressor musste beim Manövrieren nicht abgeschaltet werden, sondern stand für beide Fahrt-Richtungen zur Verfügung.
Dieses Verfahren beinhaltete demnach neben einer Zwischenüberhitzung auch die unter Antwort # 89 vom 14.6.2011 genannte
 Turbo-Rekompression.

Bei Abdampfturbinen System Lindholmen-Motala war die Turbine mit einem Generator gekoppelt, dessen Strom über Heizstäbe im Überhitzer zwischen Hd- und Md-Zylinder zur Erhöhung der Temperatur des Zwischendampfes benutzt wurde.
Auch dieses System war für beide Fahrt-Richtungen geeignet.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 25 Juni 2011, 21:47:29
Ich hoffe ich darf den Hinweis für alle Dampf-Freunde hier anfügen.
Am zweiten Wochenende im Juli 2011 findet das 10. Flensburger DAMPF RUNDUM statt.
http://www.flensburger-dampf-rundum.de/Dampfrundum/dampfrundum.html

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 27 Juni 2011, 12:08:01
Nunmehr kennen wir die verschiedenen Bauformen von Dreifach-Expansionsmaschinen mit Zwischenüberhitzung und Abdampfturbinen.
Dabei liegen die wesentlichen Unterschiede in der Art der Ausnutzung der, durch die Turbine gewonnenen Leistung.

Wir unterscheiden nach Kolbendampfmaschinen bei denen,

-   Abdampfturbinen direkt auf eigene Schraubenwellen eines Mehrschraubenschiffes wirken,

-   Abdampfturbinen mit den Kolbendampfmaschinen auf gemeinsame Wellen arbeiten,

-   Abdampfturbinen, die Kompressoren (Turbo-Kompressor) zur Erhöhung von Druck und Temperatur des Zwischendampfes treiben ,

-   Abdampfturbinen, die mit Generatoren (Turbo-Generator) gekoppelt sind und der Zwischendampf mit dem gewonnene Strom überhitzt wird.     
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 01 Juli 2011, 15:54:06
Liebe Dampf-Freunde, liebe Leser,

hier nun die ersten zwei, der vier Beispiele der Bauformen von Dreifach-Expansionsmaschinen mit erhöhtem Wirkungsgrad.

Wir sehen jeweils eine vereinfachte Draufsicht mit den wichtigsten Bau-Komponenten zur Darstellung der Dampftemperaturen auf dem Weg des Dampfes durch die Maschine, sowie in einem Ausschnitt des Mollier- bzw. h-s-Diagramms den Verlauf der Expansionslinien.
Die Expansionslinien der einzelnen Zylinder sind zum besseren Verständnis farbig angelegt:
Hd-Zylinder in Gelb,
Md-Zylinder in Orange,
Nd-Zylinder in Rot und ggf.
Abdampfturbinen in Magenta.
Die jeweiligen theoretischen Expansionslinien sind in Grau gezeichnet.

Die Beispielmaschinen verfügen an den Hd- und Md-Zylindern über Ein- bzw. Auslassventile System Lentz und an den Nd-Zylindern über Penn-Flachschieber.

Wir beginnen mit dem Beispiel 1, einer
Heißdampf-Dreifach-Expansionsmaschine.

Wir ersehen aus der Zeichnung (Bspl. 1), dass der Frischdampf mit einer Temperatur von 292 Grad Celsius am Manövrierventil ansteht und über das Einlassventil V1 in den Hd-Zylinder gelangt.
Über das entsprechende Auslassventil V2 strömt der teilweise entspannte Dampf mit 182 Grad Celsius in den ersten Receiver und zum gegebenen Steuerzeitpunkt von hier über das Einlassventil V3 in den Md-Zylinder. Nach dem zweiten Schritt der Entspannung verlässt der Dampf mit einer Temperatur von 115 Grad Celsius den Md-Zylinder über das Ventil V4 und strömt in den zweiten Receiver, um von hier über den Penn-Steuerschieber S in den Nd-Zylinder zu gelangen. Letztendlich strömt der Dampf nach dem dritten Schritt seiner Entspannung über die Abdampfkanäle des Penn-Schiebers in den Kondensator.

Ausgangspunkt im zugehörigen h-s-Diagramm-Ausschnitt (Bspl. 1) ist Heißdampf von etwa 16 ata mit einer Überhitzungstemperatur von 300 Grad Celsius. Am Eingang des Hd-Zylinders (gelb) beträgt der Dampfdruck 15,2 ata bei 292 Grad Celsius. Der Dampf tritt mit 5,2 ata und etwa 180 Grad Celsius in den Md-Zylinder (orange) und mit rund 1,7 ata bei etwa 110 Grad Celsius in den Nd-Zylinder.
Beim Überströmen in den jeweils nächsten Zylinder entstehen geringfügige Verluste.
Im Kondensator herrscht ein Druck von 0,15 ata, also ein Vakuum von 85%.

Die theoretischen Wärmegefälle ht der einzelnen Zylinder, also ohne Verluste, belaufen sich auf:
Hd = 57 + Md = 51 + Nd = 85 kcal/ kg, zusammen 193 kcal/kg und
die wirklichen (indizierten) Wärmegefälle hi auf:
Hd = 48 + Md = 39 + Nd = 44 kcal/kg, zusammen 131 kcal/kg.

Es ergeben sich folgende Gütegrade (ηg = hi : ht):   
Hd = 0,84, Md = 0,76, Nd = 0,51.

Die mittlere Güte ist 0,70

Beispiel 2, eine
Dreifach-Expansionsmaschine mit Zwischenüberhitzung.

Die Zeichnung (Bspl. 2) zeigt uns, dass der Frischdampf nun auf 400 Grad Celsius überhitzt ist. Dieser Heißdampf kann nicht unmittelbar im Hd-Zylinder verarbeitet werden.
Er durchläuft auf seinem Weg zum Manövrierventil zuerst den Zwischendampf-Überhitzer und übergibt hier Wärme an den Dampf, der aus dem Hd-Zylinder in den Md-Zylinder strömt.
Der Frischdampf vor dem Manövrierventil hat wiederum 292 Grad Celsius, er wurde also um mehr als 100 Grad Celsius „abgekühlt“. Der Dampf tritt demnach wie im Bspl. 1 auch mit 182 Grad Celsius aus dem Hd-Zylinder aus, nunmehr aber mit 285 Grad Celsius in den Md-Zylinder. Hierdurch ist auch die Dampftemperatur im zweiten Receiver mit 165 Grad Celsius höher als im Bspl. 1.
Der Kondensatordruck beträgt 0,15 ata.

Im h-s- Diagramm-Ausschnitt (Bspl. 2) sehen wir, durch den Pfeil A gekennzeichnet, den Verlauf der „Abkühlung“ des Frischdampfes von 400 auf 292 Grad Celsius am Eingang des Hd-Zylinders, durch Wärmeübergabe (Pfeil B) an den Zwischendampf. Wir sehen auch, dass die Expansionslinien von Md- und Nd-Zylinder (orange und rot) in das Heißdampfgebiet verschoben wurden und somit der negative Einfluss zunehmender Dampfnässe entfällt.

Die theoretischen Wärmegefälle ht der einzelnen Zylinder belaufen sich auf:
Hd = 56 + Md = 59 + Nd = 92 kcal/kg, zusammen 207 kcal/kg und
die wirklichen (indizierten) Wärmegefälle hi auf:
Hd = 47 + Md = 49 + Nd = 55 kcal/kg, zusammen 152 kcal/kg.

Es ergeben sich folgende Gütegrade (ηg = hi : ht):   
Hd = 0,84, Md = 0,83,  Nd = 0,59.

Die mittlere Güte ist 0,75

Demnächst zwei Beispiele mit Abdampfturbine.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 02 Juli 2011, 16:41:18
Ich bin begeistert Georg, an Hand Deiner Texte, Skizzen und Diagramme erschließt sich sogar mir die Dampftechnik........ und das soll was heißen, würden einige bemerken...... :O/Y

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 03 Juli 2011, 13:49:18
Hallo Manfred,

Du zerstreust meine Bedenken, wieder einmal über das Ziel hinaus zu schießen und die Leserschaft zu überfordern.
Ich werde mich in der kommenden Woche an den Text der Fortsetzung machen; die Zeichnungen und Diagramme hierfür sind bereits fertig.

Danke für Euer Interesse.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 08 Juli 2011, 13:13:13
Liebe Dampf-Freunde, liebe Leser,

hier nun Beispiel 3, eine
Dreifach-Expansionsmaschine mit Abdampfturbine.

Die Zylinderanordnung in der Zeichnung (Bspl. 3) unterscheidet sich gegenüber denen der Beispiele 1 und 2 mit Rücksicht auf einen möglichst kurzen Dampfweg vom Nd-Zylinder zur direkt an der Abtriebsseite der Dampfmaschine angebauten Abdampfturbine.
Im Gegensatz zu älteren Dampfmaschinen, bei denen eine nachgerüstete Abdampfturbine meistens hinter der Dampfmaschine montiert wurde, handelt es sich hier um die Neukonzipierung einer integrierten Gesamt-Anlage.
Diese Antriebs-Anlage wurde wie Beispiel 1 mit Heißdampf von 16 ata bei 300 Grad Celsius betrieben. Die Dampftemperaturen am Manövrierventil und in den Receivern entsprechen daher dem Beispiel 1.
Zur Erzielung einer guten Wirksamkeit der Abdampfturbine wurde der Gegendruck des Nd-Zylinders jedoch auf 0,45 ata erhöht und der Nd-Abdampf strömte mit einer Temperatur von etwa 75 Grad Celsius aus. Aus gleichem Grund wurde der Kondensatordruck auf 0,05 ata (95% Vakuum) gesenkt.

Der Ausschnitt aus dem h-s-Diagramm (Bspl. 3) zeigt einen zum Beispiel 1 nahezu identischen Verlauf der Expansionslinien von Hd- und Md-Zylinder (gelb, orange), sowie die verkürzte Expansionslinie des Nd-Zylinders (rot).
Bei der waagerechten Linie zwischen Nd-Zylinder und Abdampfturbine AT (magenta) handelt es sich um Drosselverluste in den Überströmwegen (Umschaltklappe etc.). Bekanntlich bleibt bei der Dampfdrosselung der Wärmeinhalt konstant, während der Druck des Dampfes fällt. In diesem Falle von 0,45 auf etwa 0,35 ata

Die theoretischen Wärmegefälle ht der einzelnen Zylinder, sowie der Abdampfturbine belaufen sich auf:
Hd = 57 + Md = 51 + Nd = 50 + AT =  65 kcal/ kg, zusammen 223 kcal/kg und
die wirklichen (indizierten) Wärmegefälle hi auf:
Hd = 48 + Md = 39 + Nd = 35 + AT = 43 kcal/kg, zusammen 164 kcal/kg.

Es ergeben sich folgende Gütegrade (ηg = hi : ht):   
Hd = 0,84, Md = 0,76, Nd = 0,70, AT = 0,66.

Die mittlere Güte ist 0,74.


Beispiel 4, eine
Dreifach-Expansionsmaschine mit Zwischenüberhitzung und Abdampfturbine.

Die Zeichnung (Bspl. 4) zeigt im Vergleich zum Beispiel 3, dass hier der erste Receiver durch einen Zwischenüberhitzer ersetzt wurde.
Die Frischdampftemperatur am Manövrierventil beträgt wie bei den vorhergehenden Beispielen 292 Grad Celsius und der Dampf verlässt den Hd-Zylinder unverändert mit 182 Grad Celsius. Durch die Aufnahme von Wärme im Zwischenüberhitzer steigt die Temperatur des Zwischendampfes auf 290 Grad Celsius. Mit dieser Temperatur tritt er in den Md-Zylinder ein, um diesen nach teilweiser Expansion mit 188 Grad Celsius in Richtung Nd-Zylinder zu verlassen. Der Gegendruck des Nd-Zylinders liegt wiederum bei 0,45 ata. Der Dampf hat nach dem Verlassen des Nd-Zylinders in Richtung Turbine eine Temperatur von 85 Grad Celsius.
Der Kondensatordruck ist 0,05  ata.

Im h-s-Diagrammn (Bspl. 4) sehen wir wieder die „Abkühlung“ des Frischdampfes von 400 auf 292 Grad Celsius am Manövrierventil, sowie die gleichzeitige Überhitzung des  Zwischendampfes (Pfeile A und B). Wie in Beispiel 2 erkennen wir auch die deutliche Verschiebung der Expansionslinien von Md-, Nd-Zylinder und Turbine in Richtung Heißdampfgebiet.
Der Drosselverlust in der Überström-Einrichtung zwischen Nd-Zylinder und Abdampfturbine AT erscheint im Heißdampfgebiet etwas geringer. 
Der Turbinen-Abdampf hat nur noch eine Restfeuchte von ca. 4%.

Die theoretischen Wärmegefälle ht der einzelnen Zylinder, sowie der Abdampfturbine belaufen sich auf:
Hd = 56,5 + Md = 57,5 + Nd = 56,5 + AT =  71 kcal/ kg, zusammen 241,5 kcal/kg
und die wirklichen (indizierten) Wärmegefälle hi auf:
Hd = 47,5 + Md = 48 + Nd = 42 + AT = 48,5 kcal/kg, zusammen 186 kcal/kg.

Es ergeben sich folgende Gütegrade (ηg = hi : ht):   
Hd = 0,84, Md = 0,83, Nd = 0,74, AT = 0,68.

Die mittlere Güte ist 0,77.

Stellen wir zum Abschluss die indizierten, also in mechanische Arbeit umgesetzten Gesamt-Wärmegefälle der Dreifach-Expansionsmaschine gemäß Beispiel 1 mit 131 kcal/kg und der Dreifach-Expansionsmaschine mit Zwischenüberhitzung und Abdampfturbine gemäß Beispiel 4 mit 186 kcal/kg  gegenüber, so ergibt sich eine Erhöhung um etwa 42 %.
Zu der jeweiligen Minderung des Dampfverbrauchs durch erhöhtes inneres Gesamt-Wärmegefälle, ergibt sich zumindest bei den Beispielen 3 und 4 aus der Arbeit der Abdampfturbinen eine kostenlose  Erhöhung der Maschinenleistung um rund 25%.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 08 Juli 2011, 14:36:45
Hallo Georg

klasse erklärt - danke top

viele Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: RonnyM am 08 Juli 2011, 16:39:47
...sach ich ja, unser Turbo-Georg wäre ein klasse Ausbilder an der TMS (Techn. Marineschule) am besten in Kiel und Bremerhaven gleichzeitig.  :O/Y

Grüße Ronny


PS Hubschrauber hätte ich gestellt  :-D
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 08 Juli 2011, 16:45:42
Hey Ronny,

hast du nicht doch den Hubschrauber mit einem Rollstuhl verwechselt.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: RonnyM am 09 Juli 2011, 09:17:10
...ach Georg, ich meinte doch 40 Jahre früher... :MLL:

Grüße Ronny
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 12 Juli 2011, 18:52:56
Liebe Dampffreunde, liebe Leser,

den oben angekündigten Foto-Rundgang durch den Antrieb eines Doppelschrauben-Dampfer habe ich als neues Thema ins Forum gestellt.

 http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,14960.0.html#new
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: RonnyM am 13 Juli 2011, 11:34:36
...gottseidank lässt sich meine Auto-Diesel-Maschine leichter starten... :MLL:

Grüße Ronny
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 03 September 2011, 20:52:49
Hallo Georg,

Ein Arbeitskollege von mir ist auf dem Dampfer Eilbeck der Reederei Knöhr & Burchard Nfl an Deck gefahren. Er erzählte nun das die Eilbeck noch eine Dampfmaschine hatte ( auf Öl umgestellt ). Laut einem Schiffsregister war es eine Dpl. Verbund. + AbdT. Mit 2200 PSi.

Ich übersetze das mal als Doppelverbunddampfmaschine + einer Abdampfturbine.

Könnte man diese Doppelverbunddampfmaschine auch als eine Zweifach-Expansionsmaschine bezeichnen ? Und die Abdampfturbine wird dann wohl z.B. mit dem hydraulischen Kupplung System Bauer-Wach, in Verbindung mit einem Untersetzungs-Getriebe auf der Welle zugeschaltet worden sein oder ?

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 04 September 2011, 11:59:17
Hallo Manfred,

genau genommen sind es zwei zusammengebaute Verbund- oder Zweifach-Expansionsmaschinen, daher der Name Doppel-Verbundmaschine.
Demnach eine Vierkurbelmaschine mit Abdampfturbine.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 05 Oktober 2011, 19:07:06
Liebe Dampffreunde, liebe Leser,
ich möchte doch mit etwas Verzögerung die Antwort von unserem Freund Albatros (# 114 vom 3.9.2011) zum Anlass nehmen, etwas näher einzugehen, auf das Thema:

Doppelverbund-Schiffsdampfmaschinen.

Vom Anfang dieses Berichts wissen wir bereits, dass die Doppelverbund-Schiffsdampfmaschine letztendlich das Ergebnis des Konkurrenzdrucks war, unter den die bis dahin übliche Dreifach-Expansionsmaschine durch die immer häufiger als Schiffsantrieb eingesetzte Dieselmaschine geriet. Wir wissen auch, dass es die Erfolge des Heißdampf-Verbundantriebes im Land-Dampfmaschinenbau waren, die bei den Dampf-Konstrukteuren den Wunsch aufkommen ließen, besonders die niedrigen Dampfverbrauchszahlen, die bei den einfachen, gar nicht großen Lokomobilen erreicht wurden, für den Schiffsmaschinenbau nutzbar zu machen, um mit bessere Wirtschaftlichkeit der Konkurrenz durch den Dieselmotor zu begegnen.

Dabei war der Einsatz von Verbund- oder Compoundmaschinen im Schiffbau nicht neu. Sie verdrängten wegen ihres niedrigeren Dampfverbrauchs schon sehr früh, die so genannten Zwillingsmaschinen mit ihren ebenfalls um 900 versetzten zwei Kurbeln.
Ein Kurbelversatz  von 900 erfüllte die Mindestanforderungen bezüglich selbstständigem Anspringen, obwohl bei der Verbundmaschine zur Unterstützung dieses Vorganges im kalten Zustand oder bei besonders ungünstiger Kurbelstellung zusätzliche Hilfsschieber unabdingbar waren.

Wenn anfangs Zwillingsmaschinen kleiner Leistung vorwiegend bei sehr kleinen, leichten Booten zum Einsatz kamen, fanden Verbundmaschinen mit einem Leistungsbereich von 30 bis 500 PSi von der Barkasse bis zum kleinen Frachtdampfer Anwendung. Besonders auf kleineren Passagierdampfern im Flussverkehr war sie anzutreffen, auch bis zu einer Leistung von manchmal 1500 PSi; dann besaß sie in der Regel eine Einspritz-Kondensationsanlage. Dieser Leistungsbereich bildete jedoch eine Ausnahme, denn wie wir aus der Antwort # 30 wissen, sind bei Zweikurbel-Maschinen ein gleichmäßiges Drehmoment und ein Massenausgleich (siehe Antwort # 23) nicht erreichbar. Darüber hinaus würden bei höheren Leistungen wegen der nur zweifachen Expansion des Dampfes die ND-Zylinder unverhältnismäßig groß und schwer. Hier bot die in jeder Hinsicht komfortablere Dreifach-Expansionsmaschine eindeutig Vorteile.

Wie kennen mehrere Gründe warum der so erfolgreiche Verbundantrieb des Land-Dampfmaschinenbaus nicht ohne weiteres als Schiffsantrieb größerer Leistung einsetzbar war.
Die Kombination von zwei Verbundmaschinen zu einer Vierkurbelmaschine erfüllte zwar alle wesentlichen Grundvoraussetzungen, aber es bestanden anfangs die verschiedensten Vorbehalte und Bedenken gegen die Anwendung von Heißdampf.
Ein wesentlicher Faktor für den Erfolg war aber der Einsatz von Hochdruck-Heißdampf. Er bildete in Verbindung mit einem geringeren Füllungsgrad gegenüber herkömmlichen Nassdampfmaschinen, die Voraussetzung für eine Expansion auf Kondensatordruck in nur zwei Zylindern, ohne die Gefahr zu großer Dampfnässe und der Kondensation an den Zylinderwänden.

Aus all den Erwägungen heraus entstand die wohl bekannteste Doppel-Verbundmaschine,
die Lentz-Einheitsschiffsmaschine (LES) mit Ventilsteuerung. Eigentlich war sie eine doppelte, vertikale Lanz-Heißdampf-Lokomobile, wie auch die Doppel-Verbundmaschine mit Schiebersteuerung von Christiansen & Meyer.
Größtenteils auf diese beiden Bauformen aufsetzend, entstanden eine Vielzahl an Ausführungen der bekannten Dampfmaschinen-Hersteller in Europa und Nordamerika.

Bei vier, um jeweils 900 versetzten Kurbeln, war nicht nur ein nahezu absoluter Massenausgleich möglich, sondern die Kurbeln der zusammengehörigen Zylinder jeder Einzelmaschine konnten um 1800 zu einander angeordnet werden (Verbundanordnung nach Woolf), wodurch eine verlustarme, direkte Überströmung des Dampfes vom HD- zum ND-Zylinder möglich wurde. Die, von Mehrfach-Expansionsmaschinen bekannten Receivern als Dampf-Zwischenspeicher entfielen somit. Die Kurbeln der beiden Einzelmaschinen wurden hingegen zueinander um 900 versetzt.
Durch die gleichmäßige Verteilung des Drehmoments wurden Schwingungen und Vibrationen und damit die mechanischen Belastungen der Bauteile stark reduziert und erlaubten höhere Drehzahlen (Schnellläufer).

Eine Vielzahl damals schon länger bekannter und neuer Erfindungen wurde von den verschiedenen Herstellern in das Grundkonzept eingebracht um die Wirtschaftlichkeit weiter zu erhöhen. Einige davon werden wir in der nächsten Folge behandeln.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Snuffy am 06 Oktober 2011, 14:43:37
Hallo Georg, vielen dank für deine guten und verständlichen Beiträge zu den Schiffsdampfmachinen. Da auch für Leute, die davon keinen ahnung haben, alles sehr sehr genau und verständlich erklärt wird. Für mich wurde sehr viel klarer, was meine Freunde für grosse Probleme und Arbeit an unserer " Dampflok haben " die wir ja auch wieder zum laufen wollen und auch bald soweit sind.  Ich warte immer sehr gespannt auf neue Beiträge von dir !!! Mfg: Willi. :MG:
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 06 Oktober 2011, 16:18:05
Hallo Willi,
danke für Dein Interesse. Solltest Du irgendwelche Fragen haben, kannst Du mich auch gerne über PN anschreiben.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 06 Oktober 2011, 16:22:53
Solltest Du irgendwelche Fragen haben, kannst Du mich auch gerne über PN anschreiben.

Schöner wäre es aber Willi würde die Fragen hier stellen, dann hätten wir auch etwas davon....... :O/Y

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 06 Oktober 2011, 16:28:53
Hallo Manfred,
Du hast natürlich recht, aber lieber über PN als garnicht nachfragen.
Wenn die Fragen von allgemeinem Interesse sind, habe ich sowieso im Forum dazu Stellung bezogen.
Übrigens: Ich bin gerade mit einer weiteren Folge fertig geworden und werde sie in wenigen Minuten hochladen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 06 Oktober 2011, 16:45:22
Bevor ich auf einige Bauart spezifische Besonderheiten von Doppel-Verbundmaschinen eingehe, möchte ich ihre wesentlichen Charakter-Merkmale darstellen.

Bei den Doppel-Verbundmaschinen ist zwar die Arbeitsweise des Dampfes dieselbe wie bei den Mehrfach-Expansionmaschinen, aber die Steuerung des Dampfflusses unterscheidet sich grundlegend.
Durch die, um 1800 versetzten Kurbeln der zusammengehörigen HD- und ND-Zylinder einer Maschinenhälfte, befinden sich die Kolben dieser Zylinder zur gleichen Zeit in den entgegen gesetzten Totpunktlagen. Das heißt, dass der oben stehende Kolben den Abwärtsgang beginnt, während der unten Stehende beginnt aufzusteigen. Der Auslass-Zeitpunkt des HD-Zylinders ist somit gleichzeitig der Einlasspunkt des ND-Zylinders. Der aus dem HD-Zylinder ausströmende Dampf kann also direkt zum aufsteigenden ND-Kolben geleitet werden. Das HD-Auslassventil bildet demnach gleichzeitig das ND-Einlassventil.
Das gilt grundsätzlich auch bei der Steuerung durch Kolbenschieber.
Die Schieberüberdeckungen steuern neben der HD-Einströmung den HD-Auslass und somit den ND-Einlass.
Anhand einer hierzu bearbeiteten, farbig angelegten Schnitt-Zeichnung einer Doppel-Verbundmaschine mit Kolbensteuerung (Bauart Christiansen & Meyer) kann der Dampffluss am deutlichsten dargelegt werden.

Wir sehen, dass die obere Überdeckung des noch aufwärts gehenden Schiebers S1 den Heißdampf (gelb) in den Zylinder HD1 einströmen lässt und sich der Kolben nach unten bewegt bis bei weniger als 50% des Kolbenweges durch den wieder abwärts laufenden Schieber S1 die Überdeckung schließt und die Füllung beendet wird. Der Dampf im HD-Zylinder expandiert und treibt den Kolben weiter abwärts. Gleichzeitig kann der teilweise entspannte Dampf (rot) aus dem unteren Zylinderraum von HD1 über den, von der unteren Überdeckung von S1 frei gegebenen Überströmkanal in den unteren Zylinderraum von ND1 übertreten. Der Dampf treibt den Kolben von ND1 nach oben und expandiert bis auf Kondensatordruck.
 
Das Expandieren des Dampfes im HD-Zylinder wird am Zylinder HD2 verdeutlicht (dunkel gelb). Wir sehen, dass durch die Überdeckungen des abwärts gehenden Schiebers S2 die Dampfkanäle des HD-Zylinders geschlossen werden. Expansion und Überströmung sind abgeschlossen. Der Restdampf im unteren Zylinderraum des HD-Zylinders wird auf etwa den Druck des Frischdampfes vor verdichtet (orange). Der Beginn dieser Restdampf-Verdichtung bestimmt das Ende der Füllung des ND-Zylinders. Der Kolben des ND-Zylinders erreicht seine obere Endstellung und sein Abdampf (blau) strömt über die Schlitze aus.

Bei dieser Gelegenheit lernen wir einige Besonderheiten der meisten Doppel-Verbundmaschinen der Fa. Christiansen & Meyer kennen.
Nachdem man die früher aufgetretenen Probleme mit den Kolbensteuerungen von Heißdampfmaschinen offensichtlich gelöst hatte, favorisierte man hier diese, gegenüber der Ventilsteuerung nicht nur kostengünstigere, sondern auch wartungsärmere Bauweise für Maschinen bis etwa 1000 PSi.
Gleichzeitig verzichtete man auf ein spezielles ND-Auslass-Steuerorgan und versah die ND-Zylinder stattdessen mit Schlitz-Auslässen.

Bei dieser, auch als Gleichstromzylinder (System Stumpf) bezeichneter Bauweise, werden über den gesamten Umfang der Zylinderwand Auslass-Schlitze vorgesehen, die vor dem Erreichen der Endlagen vom Kolben frei gegeben werden. Der, über die Schlitze ausströmende Dampf wird über einen ringförmigen, um den Zylinder laufenden Dampfkanal gesammelt und als Abdampf dem Kondensator zugeführt. Hierdurch konnten große Auslass-Querschnitte erzielt und die Verluste durch Auslass-Drosselungen klein gehalten werden.
 
Die üblicherweise bei Gleichstrom-Zylindern auftretende hohe Verdichtungsarbeit (Verdichtung ca. 90%) nach dem Schließen der Schlitze durch den zurück laufenden Kolben wurde vermieden, indem die Steuerschieber mit kurzen Hilfsüberdeckungen versehen wurden, die kleine Auslasskanäle zur Entlastung der ND-Kolben steuerten. Bis auf eine geringe Menge kann der Restdampf (blau, gepunktet) über entsprechende Rohre in den Kondensator entweichen. Der verbleibende Restdampf wird auf etwa Zwischendampfdruck vor verdichtet (komprimiert).

Die Zeichnung zeigt beim Zylinder ND2 den Ausstoß des Restdampfes (blau, gepunktet) aus dem oberen Zylinderraum bei vollständig geöffnetem Hilfsauslass.
Beim dem, nach unten gehenden Schieber S2 sehen wir die bevorstehende Schließung des oberen Hilfsauslasses. Der Kolben des Zylinders ND2 hat in etwa die Position zur Vorverdichtung des Dampfrestes erreicht. In der untersten Position des Schiebers S2 gibt die untere Überdeckung die Einströmung des Frischdampfes in den unteren Zylinderraum von HD2 frei und es beginnt der umgekehrte Zyklus.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 06 Oktober 2011, 18:21:32
hallo Georg

möchte mich auch bei dir für deine tollen und verständlichen Berichte bedanken :=D> top top top

eine echte Bereicherung fürs Forum


liebe Grüße

Hans

 
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 06 Oktober 2011, 20:02:06
Danke Hans.
Solange ich im Forum interessierte Leser finde, werde ich auch weiter Beiträge liefern.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Snuffy am 06 Oktober 2011, 21:56:37
Hallo Georg: Du wirst hier immer Leute finden, für deine guten Beiträge. Nur manche lesen nur und antworten nicht !!! Mfg: Willi.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 08 Oktober 2011, 09:46:23
Die oben genannten Gleichstromzylinder (System Stumpf) wurden auch von anderen Herstellern von Schiffsdampfmaschinen angewendet;  z.B. der Drillings-Schiffsmaschine mit Ventilsteuerung „Unaflow“ der Fa. Skinner Engine Company, Pennsylvania, sogar ausschließlich.

Zum System Stumpf:   http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstromdampfmaschine

Bei den Doppel-Verbundmaschinen blieb der Einsatz aber in der Regel auf die ND-Zylinder beschränkt. Dabei standen durch das Einbringen von Auslassschlitzen in die Zylinderwände die Einsparungen bei den Steuerorganen gar nicht so sehr im Vordergrund; die tendierten bei der Bauart Christiansen & Meyer durch die Hilfsüberdeckung an den Schiebern sogar gegen Null.
Warum wurden also u.a. das größere Gewicht dieser bauartbedingt hohen Kolben oder ggf. die Leistungseinbusen durch die höhere Kompressionsarbeit in Kauf genommen?

Die Senkung des Dampfverbrauchs, das heißt ein hoher Wirkungsgrad als Wettbewerbsfaktor, bestand aus einer Vielzahl von Einzel-Maßnahmen zur Reduzierung der Verluste in den Maschinen.
Wir wissen aus dem Anfang dieses Beitrages, dass bei Kolbendampfmaschinen der so genannte Wandeffekt die größte Verlustquelle bildet. Er tritt bekanntlich bei Dampfzylindern mit wechselnder Strömungsrichtung im besonderen Maße auf.
Der einströmende Frischdampf muss die von ihm berührten Bauteile im Innern der Maschine, also Kolbenboden, Zylinderwände und Steuerorgane bei jedem Hubwechsel unter Abgabe von Wärmeenergie wieder aufheizen, da sie vom ausströmenden, entspannten Dampf abgekühlt wurden.
Bei Gleichstromzylindern, die logischerweise nichts mit elektrischem Gleichstrom zu tun haben, kann der abgekühlte Dampf durch die Auslassschlitze unmittelbar abströmen. Der   einströmende Dampf trifft beim Kontakt mit den inneren Bauteilen auf eine nahezu gleich bleibend hohe Temperatur. Das bedeutet geringere Kondensverluste und niedrigeren Dampfverbrauch. Wir erinnern uns, dass der Gefahr zu großer Dampfnässe bei nur zweifacher Expansion von Hochdruckdampf auf Kondensatordruck ein besonderes Augenmerk galt.

Ich verfüge zwar über einige mehr oder weniger detaillierte Zeichnungskopien von Doppel-Verbundmaschinen verschiedener Hersteller, aber eine Veröffentlichung im Forum ist leider nicht möglich.
Die Erstellung eigener Zeichnungen ist sehr aufwändig. Ich werde mich daher im Folgenden auf einige schematische Darstellungen beschränken müssen.
Um zumindest einen Eindruck vom Aussehen einer Doppel-Verbundmaschine der Bauart Christiansen & Meyer zu vermitteln, zeige ich eine von mir angefertigte Bleistiftzeichnung des Steuerstandes einer Modell-Doppelverbundmaschine und für die Modellbauer unter Euch, das Foto von Kondensator und Maschinenpumpen dieser Modellmaschine.

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 08 Oktober 2011, 15:10:59
hallo Georg

im folgenden link gibt es einen Überblick von Herstellern, Arten von Dampfmaschinen mit technischen Details.

http://www.albert-gieseler.de/dampf_de/indexe/register.shtml

viele Grüße

Hans
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 08 Oktober 2011, 15:17:14
Hallo Hans,
mir ist dieser Link bekannt, aber Zeichnungen konnte ich hier bisher nicht finden. Suche ich falsch?
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 08 Oktober 2011, 16:47:02
Das in Antwort #125 gezeigte Modellbauteil......... :=D>

Toll wäre es wenn man so eine miniaturisierte Dampfmaschine mal in einer Filmaufnahme laufen sehen könnte.

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 08 Oktober 2011, 20:48:19
Hallo Manfred,
ich bedaure selbst am meisten, dass ich aus gesundheitlichen Gründen (Störung der Feinmotorig der Hände) den Bau unterbrechen musste, weil ich meinem eigenen Anspruch an guten Miniatur-Maschinenbau nicht mehr gerecht wurde. Ich bin aber der Hoffnung, die Maschine bald fertig bauen zu können, um sie Euch in Funktion zu zeigen.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 08 Oktober 2011, 21:39:59
Ich bin aber der Hoffnung, die Maschine bald fertig bauen zu können, um sie Euch in Funktion zu zeigen.

dafür drücke ich Dir meine beiden Daumen! (http://www.bsin-forum.de/images/smilies/daumen.gif)

 :MG:

Manfred
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 11 Oktober 2011, 12:14:11
Neben der bekannten, offenen Bauweise der Doppel-Verbundmaschinen mit Kolbenschiebern und ND-Schlitzauslassen, baute C & M aber auch Maschinen mit geschlossenen, geschweißten Gehäusen und geschweißten Grundplatten. Diese hatten eine wartungsarme Drucköl-Umlaufschmierung und statt der vorzugsweise eingesetzten Klug-Steuerung, eine Steuerwelle mit Exzentern, parallel zur Kurbelwelle liegend und über Zahnrad-Getriebe mit ihr verbunden. Zum Umsteuern wurden die beweglichen Exzenter durch ein System von verschiebbaren Buchsen mit Hilfe von steilgängigem Gewinde auf die gewünschte Fahrrichtung gestellt.
Bei den wenigen Doppel-Verbundmaschinen mit Stevenson-Steuerung von C & M, oder in Lizenz z.B. bei Mekaniske Verksteden A/S, Frederikstad/NO oder der Maschinenfabrik Gebr. Storck & Co, Hengelo, NL gebaut, mussten die Zylinder und Schieber in Reihe angeordnet werden, da die Steuerstangen über den Exzentern auf der Kurbelwelle standen und nicht wie bei der Klug-Steuerung seitlich davon auf Lenkern.

Eine äußerst bemerkenswerte Ausführung einer Doppel-Verbundmaschine stellte die so genannte „Hamburg-Maschine“ von Christiansen & Meyer dar. Eine schnell laufende Getriebedampfmaschine mit einer Abdampfturbine auf dem Getriebegehäuse. Sie hatte ebenfalls ND-Gleichstromzylinder und Kolbenschieber mit Hilfsauslassen.
Bei dieser sehr kompakten Maschine lagen die beiden Maschinenhälften nicht in einer Reihe, sondern parallel nebeneinander und ihre zusammengehörigen HD-und ND-Zylinder arbeiteten auf zwei verschiedene Kurbelwellen mit Ritzeln (Anordnung nach Rembold), zwischen den Kurbelwellen lag die gemeinsame Steuerwelle.
Die Ritzel der Kurbelwellen, sowie das Ritzel der Vulcan-Getriebeswelle der Abdampfturbine, wirkten auf ein großes Zahnrad, dessen Welle über ein Einscheiben-Drucklager mit der Schraubenwelle verbunden wurde. Über das Getriebe wurde die Maschinendrehzahl optimal an den günstigsten Schraubenwirkungsgrad angepasst. Mit dieser Bauform konnten Abmessungen und Gewicht auf ein Mindestmaß reduziert werden.

Die wohl bekannteste Ausführung einer Doppel-Verbundmaschine ist jedoch die Lentz-Einheits-Schiffsmaschine (LES). Sie ist das Ergebnis einer längeren und interessanten Entwicklung ab dem Beginn der zwanziger Jahre des vorigen Jahrhunderts. Sie gilt auch gemeinhin als der Inbegriff der ventilgesteuerten Schiffsdampfmaschine.
Ihre ausschließlich aus insgesamt zwölf Lentz-Ventilen bestehende Steuerung, sowie die Verwendung von einheitlichen, also weitgehend standardisierten Bauteilen für die, nach Größen bis ca. 6000 PSi abgestuften Baureihen, prägten ihren Namen.
Charakteristischstes Merkmal war die Anordnung der Ventile in einer Achse, mit je einer Steuerwelle für die sechs Ventile einer Maschinenhälfte.
In dieser zweifellos eleganten Konstruktion mit ihrer guten Zugänglichkeit, beruhte hauptsächlich ihr patentrechtlicher Schutz.
Eine solche Maschine mit 1250 PS wurde u.a. noch für die 1950 vom Stapel gelaufene „Jacobus Fritzen“ von den Ottenser Eisenwerken AG, Hamburg gebaut.

Die Anordnung der Ventile in einer Achse ergab allerdings auch den Nachteil, dass sich durch die recht weit von den Zylindern entfernt liegenden Ventile, lange Dampfkanäle und damit große schädliche Flächen ergaben. So legte z.B. die A. Borsig AG, Berlin bei ihren Doppelverbundmaschinen die ND-Auslassventile auf die Rückseite der Maschinen, so dass alle Ventile näher an die Zylinder heran gerückt werden konnten. Die zusätzlichen Steuerwellen an der Rückseite wurden durch Steuerstangen mit den Steuerwellen der Vorderseite verbunden oder aber man verzichtete ganz auf ND-Auslassventile und gestaltete die ND-Zylinder als Gleichstromzylinder mit Schlitz-Auslassen.

Eine für den Schiffbau neuartige Bauform einer Doppel-Verbundmaschine  mit ND-Gleichstromzylindern stammte von der Skinner Engine Company, in den USA. Hier sind die zusammenwirkenden HD- und ND-Zylinder übereinander angeordnet und wirken gemeinsam auf eine Kurbel. Die HD-Zylinder waren über ein Verbindungsstück mit den darunter befindlichen ND-Zylindern über eine gemeinsame Kolbenstange verbunden.
Im Verbindungsstück befanden sich die beiden Steuerventile (Einström- bzw. Überströmventil). Je nach Anforderung konnten Maschinen mit einer beliebigen Anzahl an Kurbeln gebaut werden.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: RonnyM am 11 Oktober 2011, 12:43:32
...und wieder ein Glanzstück von unserem Georg  top :MG:

Mir fehlt die Connection, aber ich glaube, wir alle würden in dieser Hinsicht Georg unterstützen :O/Y

Grüße Ronny
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Albatros am 11 Oktober 2011, 14:16:03
aber ich glaube, wir alle würden in dieser Hinsicht Georg unterstützen :O/Y

ganz genau Ronny,..... :=D>

 :MG:

Manfred

Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Captain Hans am 11 Oktober 2011, 14:58:44
von mir hätte er die volle Unterstützung - ich find es einfach genial wie er schreibt und erklärt. top
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 11 Oktober 2011, 17:03:21
Danke Freunde, ihr macht mich ganz verlegen.
 
Bei mir währen es aber schon mehr als drei Seiten.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Woelfchen am 12 Mai 2014, 20:21:19
Auch von mir ein herzlicher Dank. :=D>
Hat etwas länger gedauert bis ich mir das ganze mal durchgelesen habe.

Eine Anmerkung zur Frage in Beitrag 75:
Zitat
Es gab mal das Turbinenschiff STASSFURT und der Dampfer NICEA, diese Schiffe wurden mit Kohlenstaubbrennern ausgerüßtet, Kohlestaubverbrennung steigert die Energieausbeute angeblich um ca. 30%.

Das halte ich durchaus für möglich, wenn vom Kessel viel Leistung abverlangt wird. Dann sinkt der Wirkungsgrad, da bei stärkeren Luftzug immer mehr Partikel unverbrant durch den Schornstein ausgestoßen werden. Bei geringen Leistungen sollten es noch 10% Wirkungsgradverbesserung sein.
Außerdem wurden evtl. noch ein paar andere Dinge bei dem Umbau verbessert.

Meine Abschätzungen basiert auf Angaben aus dem Buch "THE RED DEVIL and other tales from the age of steam", Seite 339. Dies bezieht sich allerdings auf ehr moderne Dampfloks.

Grüße
Johannes
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 13 Mai 2014, 10:57:24
Hallo Johannes,
eine recht große Anzahl von monatlichen Zugriffen lässt auf ein nach wie vor hohes Interesse an den alten Dampf-Antriebstechniken schließen. Es ist auch für mich erstaunlich, dass mich einige Jahre nach dem Abschluss dieser Beiträge immer noch Anfragen hierzu erreichen.

Hier ein Link  über HAPAG-Schiffe mit Kohlenstaub-Feuerung.
http://www.dsm.museum/forschung/projekte/das-turbinenschiff-stassfurt-und-der-dampfer-nicea.4826.de.html
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: FAUN am 23 Mai 2014, 15:46:46
Hallo Georg, bin ein Neuzugang hier, habe aber fast als erstes diese Beitragsserie von Dir gelesen. Es ist schon ein "doller" Überblick über die Technik der Schiffsdampfmaschinen. Vielen Dank für Deine Mühen.
Zur Kohlenstaubfeuerung sollte noch gesagt werden, daß diese im stationären Betrieb ihre Vorteile ausspielen kann, bessere Verbrennung, Verwendung auch schlechterer Kohlenqualitäten usw., aber in einem wechselnden Betrieb doch Probleme macht. Deshalb wurde sie unter anderem nach Versuchen auch in den Dampflokomotiven wieder eingestellt.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 23 Mai 2014, 16:24:02
Hallo Faun,
es freut mich, dass dein erster Beitrag diesem Thema gewidmet ist.
Ich stehe auch über PN oder Email jederzeit gerne zur Verfügung.
Weiterhin viel Spaß im Forum.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: FAUN am 02 Juni 2014, 15:18:19
Es soll noch einmal für die Arbeit und auch Mühe gedankt werden. Dampfmaschinen waren noch reiner Maschinenbau, heute würde sicherlich so mancher fragen, wie so ein "Ding" völlig frei von moderner Elektronik überhaupt laufen konnte? Leider sind meine Erfahrungen mit Dampfmaschinen nur rudimentär entwickelt (Dampfloks einmal ausgenommen), die Frachter hatten zwar Kesselanlagen, aber hier ging es nur um die Wärmeerzeugung und nicht um den Antrieb. Allerdings hatten eine Vielzahl von Zechen im Ruhrgebiet Dampfmaschinen als Fördermaschinen, sie ließen sich besser steuern als Elektromotoren (wie gesagt, vor der Elektronik).
Jedenfalls sind die Beiträge ein häufigeres Lesen wert.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 02 Juni 2014, 17:07:30
Hallo Gerd,
vielen Danke für dein anhaltendes Interesse.
Obwohl der Beitrag von der Interaktion mit den Lesern geprägt ist, hoffte ich doch sehr, dass man sich an ihn erinnert, wenn eine Unklarheit zum Thema besteht, um ggf. eine Erklärung zu finden.
Viele Bereiche zum Thema Schiffs-Dampfmaschinen wurden dennoch nur gestreift bzw. garnicht behandelt. Bestes Beispiel hierfür sind die oszillierenden Schiffsmaschinen der früher auch See gehenden Seitenraddampfer.
Etwas zu deren Historie findet sich hier:
http://www.forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,21501.0.html

Aber ich stehe ja nach wie vor für fachliche Fragen zur Verfügung.


Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: dietmar naumann am 12 Januar 2015, 19:20:23
Hallo aus Vögelsen. (Bei Lüneburg) Für alle ein frohes und erfolgreiches
neues Jahr. Hallo Georg. Dein Bericht, Schiffsdampfmaschinen und auch
Oszillirende ist überaus interessant. (Als NEUER habe ich noch nicht mehr gelesen.) Als Dampfmodellbauer habe ich natürlich gewisse Kenntnisse, aber nicht in der Tiefe.Tolle Abhandlungen, Danke. Auch ich
bin ein Bewunderer der C und M Maschinen, ich würde gerne die unverkapselte Doppelverbund-Maschine mit Schieber aber ohne Condensor oder die LES nachbauen. Leider fehlen mir Unterlagen aus
dehnen ich Maße und Einzelheiten übernehmen könnte. Mir geht es  bei meinen Maschinen (5) mehr um Funktion als um autentisches
Aussehen. Natzürlich weiß ich das eine Verbundmaschine im Modell,
wenn sie mit Druckluft einigermaßen laufen soll, nur eine Mogelpackung sein kann. Ich weiß nur nicht wie ich mogeln könnte.
Möglicherweise könntest Du mir mit Ideen und Unterlagen helfen?
Und ja, natürlich bin ich am Dampfabi interessiert. Grüße an T.G. und Alle.    Dietmar Naumann.
Titel: Re: Schiffs-Dampfmaschinen
Beitrag von: Turbo-Georg am 13 Januar 2015, 16:47:47
Hallo Dietmar,
ich habe dir eine persönliche Mitteilung gesendet.