Eine neue Dampfmaschine auf dem Genfersee  (Bulletin 44/2000)
Une nouvelle machine a vapeur sur le Lac Leman 

von Georges Spinnler, AMS
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Die Compagnie Generale de Navigation sur le Lac Leman (CGN) besitzt zurzeit acht Schiffe mit Schaufelradantrieb. Es ist die grösste Flotte in Europa mit diesem Antrieb. Alle diese Schiffe wurden von der Firma Gebrüder Sulzer in Winterthur gebaut. Vier davon werden noch durch schräg liegende Compound-Dampfmaschinen angetrieben, die vier übrigen wurden zwischen 1955 und 1977 umgebaut und erhielten diesel-elektrische Antriebe.

Diese Schiffe haben nun viele Betriebsstunden hinter sich. Die Dieselmotoren und besonders die Gleichstrom-Generatoren und -Motoren sind reparaturanfällig geworden. Ersatzteile sind heute unauffindbar, sodass z.B. die Neuwicklung eines Generators sehr hohe Kosten verursacht. Zudem gibt es praktisch keine Firma mehr, die solche Arbeiten noch ausführt. Was tun?

Es wurde beschlossen, die diesel-elektrischen Schiffe zu renovieren und mit neuen Antriebsanlagen auszurüsten. Bekanntlich erfreuen sich Dampfmaschinen einer grossen Beliebtheit und werden stets von den Passagieren bestaunt. Dampfschiffe werden oft aufgesucht und tragen dazu bei, den Tourismus zu fördern. Aus diesen Gründen werden nun die diesel-elektrischen Anlagen nach und nach durch Dampfmaschinen ersetzt. Als erstes wird das älteste Schiff der CGN, die 1904 in Betrieb genommene MONTREUX, renoviert. Sie liegt zurzeit in der Werft, zum grössten Teil zerlegt.

Die neue Dampfmaschine wurde 1997 bei SLM-Sulzer bestellt. Ihre indizierte Leistung beträgt 700 kW (950 PS), die Leistung am Rad 650 kW (880 PS), jeweils bei 51 U/min. Anfangs des Jahres 2000 wird sie ins Schiff eingebaut werden. Die neue Maschine wurde nach völlig neuen Gesichtspunkten konzipiert. Sie soll von der Brücke direkt durch den Kapitän gesteuert werden, so dass man im Maschinenraum keinen Maschinisten mehr für die Überwachung und Bedienung braucht. Die Fernsteuerung einer Kolben-Dampfmaschine wird wohl eine Weltpremiere sein! Im Hinblick auf ihre Konstruktion ergeben sich folgende Konsequenzen: Zwei Zylinder mit einfacher Dampfdehnung (Zwillingsmaschine) und mit 90° versetzten Kurbeln (kein Totpunkt, sicheres Starten bei jeder beliebigen Kurbelstellung); Kondensation bei Atmosphärendruck, um die Anlage zu vereinfachen (keine Vakuumanlage); hohe Dampfüberhitzung (17 bar, 450 °C), um den Wirkungsgradverlust durch den Verzicht auf die Zweifachexpansion wieder wettzumachen; automatische Überwachung des Kessels, der Schmierung und der Lagertemperaturen. Der Bau dieser Dampfmaschine ist fast gleichwertig mit einer Neuerfindung! Die letzten Schiffskolbenmaschinen wurden 1955 gebaut; die Ingenieure, die sie konzipiert haben, sind nicht mehr da. Es existiert aber eine grosse Menge an Literatur, und viele Maschinisten sind heute noch mit dem Betrieb dieser Dampfanlagen vertraut.

Die neue Maschine der MONTREUX wurde durch SLM-Sulzer konzipiert. Es wurde eine Joy-Steuerung gewählt, damit man die Zweizylindermaschine später durch einfaches Anfügen eines weiteren Einzylinderblocks auf eine Dreizylindermaschine für das grosse Schiff HELVETIE erweitern kann. Bei dieser Steuerung wird der Kolbenschieber nicht durch Exzenter bewegt; seine Bewegung wird von der Treibstange abgeleitet (siehe das kinematische Schema, Bild 2). Der Kolben (1) mit der Kolbenstange (2) treibt die Hauptkurbel (4) mittels der Treibstange (3) an. Im Punkt A der Treibstange wird der Mitnehmerhebel (5) angelenkt; sein unteres Ende B wird durch die Lenkerstange (6) geführt, welche im festen Punkt D drehbar gelagert ist.

Der Voreilhebel (7) wird im Punkt C gelenkig mit dem Mitnehmerhebel verbunden. Sein oberes Ende E wird durch die Stange (8) auf einer Kreisbahn geführt. Die Bewegung des Punktes F wird noch durch die Schubstange (9), den Hebel (10) und die Lasche (11) zu den Kolbenschiebern (12) übertragen. Der Drehpunkt H des Lenkers (8) liegt am Ende des Umsteuerhebels (13). Dieser wird durch das Aufhängeeisen (14) und die Steuerwelle (15) in die gewünschte Stellung gebracht: unten für die Vorwärtsfahrt, oben für die Rückwärtsfahrt des Schiffes. Die Füllung wird umso grösser, je weiter der Umsteuerhebel aus der Mittelstellung geschwenkt wird.

Der Autor dieses Artikels wirkt als beratender Ingenieur der CGN für die Konstruktion der gesamten Antriebsanlage. Der gesamte Mechanismus wurde mit Hilfe des neuesten CAD (Computer Aided Design) - Programms konzipiert. Es ist faszinierend, das Gebilde auf dem Computerbildschirm in Bewegung zu setzen. Es war nun wünschenswert, den Mechanismus den Maschinisten der CGN noch besser zu veranschaulichen als dies mit einem Bildschirm möglich ist. MECCANO war das bestmögliche Hilfsmittel. Es ging in diesem Fall nicht darum, ein schönes Modell zu bauen, sondern vielmehr darum, in kurzer Zeit ein Demonstrationsmodell zur Verfügung zu haben. Die Bilder 3 und 4 zeigen den Mechanismus bei zwei verschiedenen Kurbelstellungen und den Umsteuerhebel einmal in Vorwärts-, das andere Mal in Rückwärtsstellung. Man konnte mit diesem Modell die kinematische Wirkungsweise verstehen und die Bewegungen in aller Ruhe studieren. MECCANO war einmal mehr äusserst wertvoll für eine technische Entwicklung.

 

Bild 1

Année de construction: 1904.
Transformé en 1961/1962.
Machines de propulsion: diesel et ectrique. Puissance 1100 CV
Système de propulsion: roues à aubes
Longueur entre perpendiculaires: 60 m
Longueur hors-tout: 66,30 m.
Largeur au mâitre-bau: 7,20 m.
Largeur hors-tout: 14,30 m.
Tirant d'eau à lège: 1,45 m. Déplacement à lège : 323 t. Nombre de passagers: 1000. .

Constructeurs: Sulzer Freres, Winterthur, Sécheron, Genève..

Bildquelle: La flotte du Léman, édité en collaboration avec la CGN. Editions Payot Lausanne.

Bild  2
Montage der zweiarmigen Kurbel 62b auf der Grundplatte 52Schema des Steuerungsmechanismus Schema cinematique de J a distribution

 

Bild 3
JOY - Steuerung/Mecanisme de distri bution  JOY
Umsteuerhebel
in der Stellung   VORWÄRTS
Bras de changement de marche en position de rnarche  AVANT

 

 

Bild 4
JOY - Steuerung/Mecanisme de distri bution  JOY
Umsteuerhebel
in der Stellung   RÜCKWÄRTS
Bras de changement de marche en position de marche ARRIÈRE