Widder, hydraulischer [1]

Widder, hydraulischer (Stoßheber, Montgolfiersche Wasserhebemaschine), eine vielverbreitete Stoßpumpe, welche bei einem kleinen Gefälle (1,5–8 m) einen Teil des ihr zufließenden oder sonst vorhandenen Wassers auf eine größere Höhe (fünf- bis zehnmal Gefällshöhe) selbsttätig fördert.

Die Wirkung beruht auf der Ausnutzung der Stoßkraft des bewegten Wassers in der Zuflußleitung durch plötzliche Absperrung der letzteren; nach der Absperrung wird die Leitung wieder geöffnet, die Bewegung des Wassers von neuem hervorgerufen, dann wieder abgesperrt u.s.f. Das Absperren und Oeffnen geschieht selbsttätig durch ein sogenanntes Stoßventil, welches – vertikal eingebaut – durch sein eignes Gewicht herunterfällt, sobald infolge des Rückstoßes der Wasserdruck gegen das Ventil für einen Augenblick aufgehoben wird; alsdann strömt das Wasser aus, bis der Strom stark genug ist, um das Ventil wieder zu schließen und dadurch einen neuen Rückstoß zu erzeugen. Fig. 1 zeigt die Wirkungsweise des Widders schematisch. T ist das vorhandene Wasserreservoir (Teich, Bach, Fluß, Quelle u.s.w.), R das Zuflußrohr zum Widder, H das Steigrohr vom Widder zu dem höhergelegenen Wasserbehälter, P das Stoßventil, S das Steigventil und W der Windkessel des Widders. Sobald der Widder mit dem Wasserreservoir T verbunden ist, füllt sich die Leitung R und das Steigrohr H bis zu gleicher Höhe mit dem Wasserspiegel in T, während das Stoßventil P durch den Wasserdruck nach oben gegen seinen Sitz gedrückt wird, wodurch die Leitung abgeschlossen und alles in Ruhe ist. Oeffnet man jetzt die Leitung durch Hinabdrücken des Stoßventils, so kommt die Wassersäule in R in Bewegung und schließt das Ventil P wieder ab; es wird ein Rückstoß erzeugt, infolgedessen es möglich ist, daß etwas Wasser durch das Steigventil S in den Windkessel und in das Steigrohr H bis zu einer größeren Höhe dringt, als es der Wasserstand im Behälter T sonst zulassen würde. Wiederholt man das Niederdrücken des Ventils P mehrere Male, so steigt das Wasser im Steigrohr H immer höher, und wenn in dem letzteren ein gewisser Ueberdruck erreicht ist, geschieht das Oeffnen des Stoßventils selbsttätig, und zwar infolge einer Rückwärtsbewegung des Wassers in R, veranlaßt durch den Anprall der Wassersäule gegen das Ventil P im Moment des Abschlusses unter einem höheren, dem Wasserstand in H entsprechenden Druck. Fig. 2 stellt die Konstruktion eines Widders [1] dar, wie er in der Regel in Deutschland gebaut wird; sie ist durch Inschriften genügend erläutert. Widder, bei welchen Kraftwasser und Förderwasser voneinander verschieden sind (die mittels besonderer Steigleitung Wasser aus Brunnen u.s.w. entnehmen) finden sich in [2], S. 650, und in [6]. Andre Konstruktionen in [3]–[5], [7]. Widderanlagen für ganz große Verhältnisse nach dem System Pearsall s. [8]; diese dienen auch der Luftkompression. Eine neuere, bei kleinen und wechselnden Wassermengen sehr zweckmäßige Widderkonstruktion ist die automatische Wasserhebemaschine System Löh mit selbsttätiger Inbetriebsetzung (Fig. 3). Bei der Quelle ist ein kleiner Wasserbehälter anzulegen, und wenn dieser leer geworden ist, stellt sich der Widder selbsttätig, eventuell mit Zuhilfenahme eines Schwimmers, ab, wobei das Triebrohr gefüllt bleibt. Die Wiederinbetriebsetzung[922] tritt ebenfalls selbsttätig ein durch einen Ueberlauf, sobald das Quellenreservoir wieder gefüllt ist; durch das Ueberlaufrohr fließt das Wasser dem mit der Wasserhebemaschine verbundenen Kleinen Wasserrädchen zu; dieses setzt durch ein Zahnradgetriebe einen Gewichtshebel in Bewegung; das Gewicht fällt dann herunter auf die Spindel des Stoßventils, wodurch das Spiel des Widders sofort erneuert ist.

Die Fördermenge der hydraulischen Widder, wie sie in der Regel von deutschen Fabriken geliefert werden, beträgt durchschnittlich den 10. Teil der Betriebswassermenge und der Nutzeffekt 50–70%. Der beste Nutzeffekt wird erzielt bei einem Verhältnis des Betriebsgefälles zur Förderhöhe von einem Fünftel bis zu einem Siebentel; Berechnungen s. [9]. Zur Erhöhung der Leistung lassen sich mehrere Widder mit einem sogenannten Sammelwindkessel kombinieren. Bei größeren Gefällen kann man diese teilen und mehrere Widder untereinander aufstellen, die dann in ein gemeinschaftliches Steigrohr arbeiten. – Die Preise der gewöhnlichen hydraulischen Widder für Betriebswassermengen von 3 bis 150 Minutenliter liegen nach der Preis liste der Maschinen- und Armaturenfabrik vorm. H. Breuer & Co. in Höchst a.M. zwischen 35 und 200 ℳ.

Literatur: [1] Deutsche Wasserwerksgesellschaft, Abhandlung über hydraulische Widder, Mainz (o. D.). – [2] Lueger, O., Wasserversorgung, Darmstadt 1895, Bd. 1, S, 648 ff. – [3] Bélier hydraulique Douglas, Revue industrielle 1879, S. 325. – [4] Bélier hydraulique Bonard, ebend. 1889, S. 346. – [5] Bélier hydraulique Décoeur, Annales des ponts et chaussées, Dezember 1891, S. 646. – [6] Durozoi, Bélier pompe universelle, Génie civil 1891, S. 315. – [7] Schabaver, Bélier hydraulique à clapets multiples etc., Revue industrielle 1892, S. 314. – [8] Pearsalls hydraulic ram, Engineering 1886, Bd. 41, S. 345. – [9] Lorenz, H., Theorie des hydraulischen Widders, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1910, Bd. 54, S. 89.

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Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.