Beleuchtung [9]

Beleuchtung , elektrische, der Schiffe. Die an Bord der Schiffe wichtige Platz- und Gewichtsfrage führte schon frühzeitig zu besonderen Forderungen bezüglich des Baus und des Antriebes der Dynamomaschinen für die Beleuchtung, während die schädlichen Einflüsse des Seewassers und der feuchten Seeluft zu besonderen Konstruktionen der Leitungen, Schalter und Sicherungen zwecks Erzielung einer möglichst großen Betriebssicherheit Anlaß gaben.

Die Dynamomaschinen für Schiffsbeleuchtung sind vorzugsweise von gedrungenen Formen und leichter Bauart pro nutzbringende Watt und werden stets mit dem Antriebsmotor direkt gekuppelt, so daß Riemen- bezw. Räderübertragung vermieden wird. – Die Umdrehungsanzahl der Dynamos übersteigt bei dieser Anordnung für große Maschinen selten 500 pro Minute, für kleine Maschinen 700. Es kamen anfangs meist zwei- oder mehrpolige Gleichstrommaschinen mit Siemens-Trommel, Gammring [1], [3] oder Scheibeninduktor von Desroziers [4] zur Anwendung mit Compoundwicklung. Neuerdings werden Außenpolnebenschlußmaschinen bevorzugt. Bei größeren Anlagen ist es vorteilhaft, zwei oder mehr getrennte Maschinen aufzustellen, eine zum Betrieb der Innenbeleuchtung, die andre zur Speisung der Bogenlampen für die Scheinwerfer. Bei Kriegsschiffen werden die Maschinen geschützt unterhalb des Panzerdecks, bei den Schnelldampfern in den Maschinenräumen aufgestellt, und vereinzelt findet man eine besondere Reservedynamomaschine auf dem Hauptdeck, um bei Ueberflutung der Maschinenräume noch Strom zur Verfügung zu haben. Als Stromart wurde für Kriegsschiffe mit Rücksicht auf die Scheinwerfer,[674] die bei Gleichstrom eine bessere Ausnutzung des Lichtbogens ergeben, von Anfang an Gleichstrom verwendet, während Drehstrom vereinzelt auf Handelsdampfern eingeführt wurde, als man dazu überging, die Ladewinden und sonstige Hebezeuge an Bord elektrisch zu betreiben. Die Maschinen arbeiten mit einer Spannung von 60–110 Volt und 75–300 Ampere Stromstärke. Bei wechselnder Stromentnahme darf die Spannungsänderung bei kleinster und größter Belastung nicht mehr als 3 Volt betragen. – Als Motoren für die Dynamos dienen im allgemeinen Dampfmotoren, Compoundmaschinen, die wegen ihres geringen Dampfverbrauchs bevorzugt werden, Motoren von Brotherhood, Westinghouse [1] und Mégy [3]. Der Turbomotor von Parsons [1], [4], eine Dampfturbine, beansprucht wegen der außerordentlich hohen Umdrehungsanzahl – 8000–10000 pro Minute – im Verhältnis zu seiner Leistung sehr geringe Dimensionen und wurde daher vielfach für Torpedoboote und Avisos trotz des großen Dampfverbrauchs verwendet. Neuerdings findet die verbesserte Dampfturbine von Parsons mehr und mehr Eingang als Antriebsmotor. Der Dampfmotor muß sehr solide gebaut sein und müssen alle Lager mit Rücksicht auf die hohe Umdrehungszahl reichlich bemessen und mit zuverlässigen Schmiervorrichtungen versehen werden. Vor allem muß derselbe mit einem empfindlichen Federregulator ausgestattet sein, der die Schwankungen der Umdrehungsanzahl bei plötzlicher Aenderung der Stromentnahme bis auf 5% sicher reguliert [1].

Die Bogenlampen finden auf Schiffen nur für die Außenbordbeleuchtung und bei Kriegsschiffen zum Betrieb der Scheinwerfer Verwendung. Neben den Handlampen sind meist Lampen mit selbsttätiger Regulierung in Gebrauch, und zwar nach den Systemen Serrin [3], Siemens – Flachdecklampe – und Sellner. Die Bogenlampen arbeiten mit einer Spannung von 35–45 Volt und sind für eine Stromstärke von 3–150 Ampere eingerichtet. Die Bogenlampen werden einzeln oder zu zweien hintereinander den Glühlampen parallel geschaltet; die Bogenlampen für Scheinwerfer erhalten besondere Kabelleitungen von den Dynamomaschinen. Außerdem wird ein Widerstand eingeschaltet, einesteils, um die Schwankungen möglichst zu vermeiden, andernteils, um zwischen Maschine und Lampe die Spannung auf 35–45 Volt herabzudrücken [4].

Die Glühlampen verschiedenster Systeme werden vorzugsweise für die Innenbeleuchtung der Schiffe verwendet und sind Lampen von 10 und 16 Normalkerzen am gebräuchlichsten. Für Positionslaternen werden Lampen von 50 Normalkerzen, für die Nachtsignalapparate Lampen von 25–40 Normalkerzen verwendet. Sie arbeiten meist mit einer Spannung von 65–110 Volt und sind für eine Lebensdauer von 1000 Brennstunden konstruiert. Der Kraftverbrauch für eine 16 kerzige Lampe beträgt rund 50V.-A. Oder ¹/₅ elektrische Pferdekraft. Die Glühlampen werden einzeln parallel geschaltet.

Die Gefahren, welche die elektrischen Leitungsanlagen an Bord der Schiffe bieten, sind in der Hauptsache der Einfluß der Dynamos und des elektrischen Stromes in den Leitungen auf den Kompaß und die Feuersgefahr bei eintretendem Kurzschluß [6], [9]. Der Einfluß der Dynamos auf den Kompaß wird durch Einführung mehrpoliger Maschinen vermindert, während derjenige des elektrischen Stromes durch Anordnung des Zweileitersystems mit konzentrischen Kabeln ziemlich aufgehoben wird, wenn die Leitungen in genügender Entfernung – 4 – 5 m – vom Kompaß geführt werden. Das Einleitersystem mit dem Schiffskörper als Rückleitung wirkt auf den Kompaß ungünstiger; es wird, obwohl es billiger, leichter und ökonomischer ist, neuerdings ganz aufgegeben, da die Kontrolle sehr erschwert ist. Bei Kriegsschiffen wendet man ferner meist Ringleitungen an, um die Sicherheit des Betriebes bei etwaiger Zerstörung der Leitung durch einen Schuß u.s.w. zu erhöhen. Bei beiden Systemen ist die Isolation der Leitung von größter Wichtigkeit, da die auf Schiffen vorhandenen schädlichen Einflüsse – Temperaturwechsel, Feuchtigkeit, Seewasser u.s.w. – dieselbe leichter zerstören. Man verwendet meist folgendes Leitungsmaterial [2]: Die Leitung besteht aus verzinnten Kupferdrähten (das Kupfer darf nicht weniger als 98% Leitungsfähigkeit des chemisch reinen Kupfers haben), um dieselben ist eine Lage Naturgummi, dann eine Lage schützenden Materials, auf das vulkanisierter Gummi gebracht wird. Das Ganze deckt ein Gespinst von Leinenfasern. Für Wohnräume werden die gummiumhüllten Leitungen meist mit Drahtumklöppelung nach der Konstruktion von Siemens & Halske verwendet. Alle Kabel, die der Feuchtigkeit und Erwärmung ausgesetzt sind, erhalten einen Bleimantel, der eventuell durch eine Eisenbandarmierung geschützt wird. Der Querschnitt des Kupfers ist so zu bemessen, daß pro Quadratmillimeter nicht mehr als 2 Ampère Stromstärke hindurchfließen. Durch Balken, Schotte u.s.w. sind die Leitungsdrähte in Fütterungen aus hartem Holz oder Hartgummi hindurchzuführen. Die Abzweigungen der Leitungen wurden früher sauber freigelegt und verlötet. Die Lötstellen wurden dann entsprechend isoliert und meist mit wasserdichten Dosen – Anschlußdosen – umgeben. Jetzt erfolgen alle Abzweigungen ohne Lötung in wasserdichten Bronzekästchen; auch sind sämtliche Schalter wasserdicht eingekapselt. Bei dem Einleitersystem sind die Verbindungen mit dem Schiffskörper an zugänglichen Stellen mittels Messingschrauben anzuordnen. Da bei schadhafter Isolierung, Verengung oder Bruch der Drähte leicht Kurzschluß entstehen kann, so muß diese Gefahr durch Einschaltung von Bleisicherungen beschränkt werden. Jeder Stromkreis, Zweig- und Einzellampenleitung, sowie jeder Anschluß eines Drahtes geringeren Querschnittes an einen solchen von größerem Querschnitt ist in unmittelbarer Nähe der Abzweigung mit einer Bleisicherung zu versehen. Dieselben sind meist auf Schiefer montiert und mit metallenem Deckel versehen. Die Querschnitte der Bleistreifen sind so bemessen, daß sie bei einer Stromstärke von 4 Ampere abschmelzen. Die Leitungen wurden anfänglich in Holzrinnen mit abnehmbarem Deckel verlegt. Zurzeit werden die Kabel und drahtumklöppelten Leitungen frei verlegt und mit eisernen Schellen an den Schotten und Decks befestigt. Auch die Formen der Beleuchtungskörper wurden den Bordverhältnissen entsprechend umgestaltet, insbesondere erforderten die Signallaternen ein wasserdichtes Gehäuse.

Die Gliederung der Stromkreise bezw. der Leitungen erfolgt in verschiedener Weise. Entweder trennt man die Leitungen nach den Schiffsräumen – Hinterschiff, Maschinenraum, [675] Kesselraum, Vorschiff, Oberdeck – oder man teilt sie nach der Verwendungsart in Tag-, Nacht-, Gefecht- und Fahrtkreislampen, und ist dann in der Nähe der Maschine ein besonderes Schaltbrett vorhanden, so daß die einzelnen Dynamos mit Hilfe eines Generalumschalters auf jeden Stromkreis geschaltet werden können. Bei dieser Anordnung können sie niemals parallel arbeiten. Seit Einführung elektrischer Kraftübertragung an Bord der Kriegsschiffe ist die Parallelschaltung und die Verwendung möglichst großer Nebenschlußmaschinen der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit halber zur Einführung gelangt [7]. Einzelne Motoren mit stark schwankendem Strombedarf sucht man neuerdings von der Beleuchtung nach Belieben zu trennen. Das Schaltbrett enthält neben dem Generalumschalter, der den Strom einer oder mehrerer Maschinen auf die einzelnen Stromkreise bezw. auf die Leitung zum Scheinwerfer übermittelt, die Ausschalter, die einzelne Kreise verlöschen bezw. leuchten machen, Ampere- und Voltmeter und die sonstigen Sicherungsapparate. Für die elektrischen Installationen an Bord der Kriegsschiffe sind von der deutschen Marineverwaltung 1892 in den »Grundzügen für elektrische Beleuchtungsanlagen S. Majestät Schiffe« zweckmäßige Normalien feistgesetzt. Lloyds Register hat Bestimmungen über elektrische Beleuchtungsanlagen auf Schiffen erst 1893 herausgegeben, ebenso der Germanische Lloyd »Vorschriften über elektrische Anlagen an Bord von Schiffen« [6].

Literatur: [1] Mitteilungen aus dem Gebiet des Seewesens, Pola 1889, S. 513. – [2] Ebend. 1891, S. 298. – [3] Ledieu und Cadiat, Le nouveau matériel naval, Paris 1889. – [4] P. Minet, Electricité appliquée à la marine, Paris 1894. – [5] Elektrotechnische Zeitschr. 1891, S. 216. – [6] German. Lloyd, Vorschriften für den Bau und die Ausrüstung von eisernen und stählernen Seeschiffen, Rostock 1903. – [7] Grauert, Die elektrischen Anlagen neuerer Kriegsschiffe, Elektrotechn. Zeitschr. 1900, S. 970. – [8] C. Arldt, Die Elektrizität an Bord von Handelsdampfern, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ingen. – [9] Schulthes, Der Einfluß der Elektrizität auf die Sicherheit der Schiffahrt, Jahrbuch der Schiffbautechnischen Gesellschaft Nr. 3.

T. Schwarz.