1884: Charles Parsons erhält ein Patent auf seine Dampfturbine

Parsons dürfte der vielleicht ungewöhnlichste englische Maschinenbauer sein, den es je gegeben hat. Aus einer Adelsfamilie stammend, besuchte er nie eine Schule, sondern wurde von Hauslehrern unterrichtet. Nach Studium in Cambridge arbeitete er für einen großen Hersteller von Geschützen, bevor er als Juniorpartner in eine kleine Firma einstieg.

Dort ließ er seine Reaktions-Dampfturbine patentieren. Typisch für eine Reaktions-Turbine oder Überdruckturbine ist, dass das Arbeitsmedium vor dem Laufrad einen höheren statischen Druck hat als dahinter.

Parsons hat seine Grundidee selber wie folgt beschrieben 1:

In commencing to work on the steam turbine in 1884, it became clear to me that in view of the fact that the laws for the flow of steam through orifices, under small differences of head, were known to corre- spond closely with those for the flow of water, and that the efficiency of water turbines was known to be from seventy per cent. to eighty per cent, the safest course to follow was to adopt the water turbine as the basis of design for the steam turbine. In other words, it seemed to me to be reasonable to suppose that if the total drop of pressure in a steam turbine were to be divided up into a large number of small stages, and an elemental turbine like a water turbine were placed at each stage (which, as far as it was concerned, would be Virtually working in an incompressible fluid) then each individual turbine of the series ought to give an efficiency similar to that of the water turbine, and that a high efficiency for the whole aggregate turbine would result; further, that only a moderate speed of revolution would be necessary to reach the maximum efficiency.

In meiner Übersetzung:

1884, beim Beginn meiner Arbeit an der Dampfturbine, wurde mir klar, dass die Gesetzmäßigkeiten, nach denen Dampf kleine Öffnungen bei kleinen Druckdifferenzen durchströmt, denen ähnelten, die für Wasser gelten; ferner, da der Wirkungsgrad einer Wasserturbine zwischen 70 und 80 % liegt, es am sichersten sein würde, die Wasserturbine als Basis beim Entwurf einer Dampfturbine zu nehmen. Mit anderen Worten: Es schien mir sinnvoll anzunehmen, daß wenn die gesamte Druckdifferenz in einer Dampfturbine in einer großen Zahl kleiner Stufen erfolgen könnte und eine elementare Turbine wie eine Wasserturbine an jeder dieser Stufen plaziert werden könnte (die dann scheinbar in einem inkompressiblen Medium arbeiten würde), dass dann jede einzelne Turbine einen hohen Wirkungsgrad ähnlich der Wasserturbine haben müsste - damit müßte auch das gesamte Aggregat einen hohen Wirkungsgrad aufweisen; ferner, daß nur eine moderate Zahl von Umdrehungen nötig sein würde, um den maximalen Wirkungsgrad zu erreichen.

Folgen wir Dickinson, so hatte Parsons zunächst das Ziel, mit seiner Turbine einen Generator zu treiben. Dieser brauchte idealerweise 1200 Umdrehungen pro Minute, für eine Kolbendampfmaschine zu viel, für eine Dampfturbine zu wenig. Parsons konstruierte einen neuen Generator und es wurde das gebaut, was wir heute als Dampfturbosatz kennen.

Als seltene Ausnahme in der Technikgeschichte war schon die erste Realisierung erfolgreich. Der Turbosatz gehört heute zu den Exponaten des Science Museums London, siehe Bild @fig:1884-1.

Parsons' Dampfturbine mit Generator{#fig:1884-1}

Eckwerte sind:

  • 14 Paar Leitschaufelkränze und Laufschaufelräder
  • Dampfdruck 5,5 bar
  • 18.000 Umdrehungen / Minute
  • Generator 100 V bei 75 A, d.h. 7,5 kW
  • In Betrieb bis 1900

Die Dampfturbine beschliesst in meinen Augen auch die Evolution der Dampfmaschine. Daher bildet sie auch den Schlußpunkt dieser Synopsis, dazu siehe [1917 Turbosatz].

1884: Die Internationale Meridian-Konferenz legt einen Nullmeridian fest - den Greenwich-Meridian

Im 19. Jahrhundert hatte fast jedes europäische Land seinen eigenen Nullmeridian, oft die geografische Länge der Hauptstadt bzw. der führenden Sternwarte. Damit und mit der »Sonnenzeit« einhergehend gab es eine verwirrende Zahl von »Ortszeiten«. So ging z.B. in München die Zeit um sieben Minuten der Berliner Zeit nach.

Waren die damit verbundenen Probleme lange im Alltagsleben ohne Bedeutung, so änderte sich dies durch die Eisenbahn. Hier wurden allgemeingültige Fahrpläne bedeutsam. Freiherr von Röll hat dies sehr schön formuliert 2:

Infolge der Drehung der Erde in der Richtung von Westen nach Osten wandert der Höhenpunkt der Sonne in 24 Stunden über 360 Längengrade oder in der Stunde über 15 Grade hinweg. Der Unterschied in der Mittagszeit beträgt daher für zwei Orte, die um 15 Längengrade voneinander entfernt sind, 60 Minuten oder für einen Längengrad 4 Minuten. Für das Deutsche Reich, das sich über annähernd 17 Längengrade von Osten nach Westen ausdehnt, ergeben sich hiernach Unterschiede in den Ortszeiten von 67 Minuten, wenn diese, wie es bis zum Jahre 1893 der Fall war, nach der mittleren Sonnenhöhe bestimmt werden. Ein Schnellzug legt auf einer in der Richtung von Osten nach Westen verlaufenden Bahn den Weg von einem Längengrad bis zum anderen in etwa 1 Stunde zurück. Es muß also bereits nach einstündiger Fahrt seiner Fahrzeit in der einen Richtung ein Zeitunterschied von etwa 4 Minuten hinzugezählt, in der anderen Richtung in Abzug gebracht werden, wenn aus der Fahrzeit die Ankunft in mittlerer Sonnenzeit ermittelt werden soll. Aus diesen Zahlen geht ohneweiteres hervor, daß ein Eisenbahnfahrplan auf Grund von nach der Sonne ermittelten Ortszeiten nicht aufgestellt werden kann.

Es wurden »Eisenbahnzeiten« festgelegt. Mit dem rasch fortschreitenden Ausbau der Schienennetze ergab es sich dann jedoch, dass die Reisenden die Zeiten unterschiedlicher Eisenbahngesellschaften berücksichtigen mussten.

So war die »Sonnenzeit« zunehmend unwichtiger geworden. Als die Einführung der Telegraphie die Übermittlung von Zeitsignalen möglich machte, war eine weiterer Schritt zu einer Vereinheitlichung getan.

Blieb also das Problem der Nullmeridiane. Zwar hatte historisch bedingt der Greenwich-Meridian eine große Bedeutung, jedoch war es für Frankreich lange Zeit nicht vorstellbar, den Pariser Nullmeridian aufzugeben.

Auf der Internationalen Meridian-Konferenz 1884 in Washington, D.C. USA wurde letztlich dann doch der Greenwich-Meridian als Nullmeridian festgelegt3, siehe Bild @fig:1884-2. Frankreich schloß sich dieser Regelung allerdings erst 1911 an.

Null-Meridian Royal Observatory Greenwich{#fig:1884-2 height=8cm}

In Deutschland einigten sich die Eisenbahnverwaltungen 1891 auf die »mitteleuropäische Eisenbahnzeit«, kurz M.E.Z., die mittlere Sonnenzeit des fünfzehnten Längengrades östlich von Greenwich, als gemeinsame »Eisenbahnzeit« bei den deutschen und österreichisch-ungarischen Eisenbahngesellschaften. Der 15. Längengrad berührt heute die Bundesrepublik nur noch im Osten (er geht genau durch Görlitz an der deutsch-polnischen Grenze). Zum Zeitpunkt der Einführung stellte sich das noch anders dar, umso mehr, als dass auch Österreich-Ungarn berücksichtigt wurde. Dazu siehe den Wikipedia-Eintrag »Mitteleuropäische Zeit« 4 und dort speziell die Karte von 1894.

Am 12. März 1893 trat dann das »Gesetz betreffend die Einführung einer einheitlichen Zeitbestimmung« im Deutschen Reich in Kraft. Damit wurde die bisherige Eisenbahnzeit allgemein verbindlich. Man sprach nun von der Mitteleuropäischen Zeit MEZ.

1884: Feodor Burgmann bringt maschinell geflochtene Stopfbuchspackungen auf den Markt

1872 heisst es im Polytechnischen Journal unter der Überschrift »Stopfbüchsen-Packung aus Asbest« 5:

Alle Ingenieure, welche mit Dampfmaschinen zu thun haben, kennen die Schwierigkeit, die Kolben-Stopfbüchsen dicht zu erhalten. Guter Hanf, ordentlich aufgelegt und reichlich geschmiert, gibt für eine gewisse Periode einen dichten Verschluß. Diese Periode ist aber gewöhnlich kurz, die Stopfbüchsen-Schrauben müssen nachgezogen werden, und das Resultat ist dann vergrößerte Reibung, welche besonders bei kleineren Maschinen in’s Gewicht fällt. Wenn die Hanfdichtung bei Niederdruck-Maschinen schon Nachtheile besitzt, so sind dieselben bei Hochdruck-Maschinen, besonders wenn der Dampf überhitzt ist, noch größer. Es findet da eine langsame Verkohlung der Packung statt, dieselbe verliert ihre Elasticität und wird bald ganz nutzlos.

Der Autor sieht die Lösung in der Verwendung von Asbestfasern. Diese waren seit den Weltausstellungen 1885 und 1878 in den Blick der Fachleuten geraten. Der Autor stellt weiterhin fest:

Die Asbestfasern – in Längen von ein paar Zoll bis zu zwei Fuß gewonnen – sind in hohem Grade biegsam und elastisch, und können leicht geflochten oder gewebt werden. Asbest ist außerdem ein schlechter Wärmeleiter und praktisch unzerstörbar durch Hitze.

Feodor Burgmann begann 1884 in Dresden damit, maschinell geflochtene Stopfbuchspackungen mit Asbestfasern herzustellen und zu vertreiben 6. »Burgmann’s Packungen« waren ein eingetragenes Warenzeichen. In den 1920er Jahren wurde auf den Rechnungen der Firma das Fabrikationsprogramm so beschrieben 7:

Feodor Burgmann
Stopfbüchsenpackungs-Fabriken
Asbest-Spinnerei und Weberei
Asbest-Kautschuk-Fabriken

Der Kunde wurde angehalten:

Ich ersuche höflichst, für genaue Befolgung der Gebrauchsanweisung bei Verwendung meiner Stopfbüchsenpackungen besorgt zu sein, damit der Erfolg ein vollständiger ist.

An anderer Stelle findet man Anzeigen wie die folgende8:

Die grössten Erfolge hat F. BURGMANNS combinirte Packung zum Verdichten von Stopfbüchsen an Dampfmaschinen mit höherem Druck. Schmiert dauernd selbstständig und konservirt die Kolbenstange. Erhält die Maschine leichtgehend.

Stand 8.11.2018