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Manometer

[243] Manometer (pressure goage; manomètre; manometer). Instrument zur Ermittlung des Drucks (Spannung), unter dem eine in einem Gefäß (Kessel) eingeschlossene tropfbare oder gasförmige Flüssigkeit steht. M. zeigen in der Regel den Überdruck (Druck über die Spannung der Atmosphäre) an; in diesem Fall ist die wirkliche (absolute) Spannung der Flüssigkeit um 1 Atm. höher als die Angabe des M.

Bei den für die technische Verwendung wichtigsten M. wird die Spannung des Gases oder der Flüssigkeit entweder durch das Gewicht einer Flüssigkeitssäule (Flüssigkeitsmanometer) oder durch die Spannung einer Feder (Federmanometer) gemessen.

Flüssigkeitsmanometer, bei denen Wasser verwendet wird, dienen zweckmäßig nur zur Ermittlung verhältnismäßig geringer Pressungen (z.B. bei Wind- und Gasleitungen, Gebläsen u.s.w.). Solche M. bestehen aus einer -förmig gebogenen Röhre mit aufwärts gerichteten Schenkeln, in der sich Wasser befindet. Das Wasser steht in beiden Schenkeln gleich hoch, wenn der Druck auf die Flüssigkeitsoberflächen in beiden Schenkeln gleich (1 Atm.) ist. Wird ein Schenkel mit einem Gefäß oder einer Leitung verbunden, worin sich ein unter einem höheren Druck (als 1 Atm.) stehendes Gas (Flüssigkeit) befindet, so stellen sich die Flüssigkeitssäulen in den beiden Schenkeln ungleich hoch; der Unterschied der Wasserstände in Zentimetern gibt den Druck an. Diese Art M. wird nur bis 30 cm Wassersäule, selten bis 70 cm verwendet. Bei größeren Spannungen werden Quecksilbermanometer, u; zw. entweder Heber- (Schenkel-) oder Gefäßmanometer angewendet. Derlei M. finden im Eisenbahnwesen nur geringe Verwendung; so werden Flüssigkeitsmanometer zum Messen des Druckes in der Rauchkammer und Feuerbox bei Lokomotiven anläßlich der mit letzteren vorgenommenen Leistungsversuche verwendet.

Die ausgedehnteste Verwendung finden Federmanometer. Bei Lokomotiven, hydraulischen Pressen u.s.w. ist man ausschließlich auf die Benutzung dieser M. angewiesen.

Die Feder- und Zeigermanometer sind etwa seit dem Jahre 1850 in Gebrauch. Die Erfindung soll von dem Mechaniker Cuny herrühren, der in Verbindung mit anderen die ersten derartigen M. anfertigte. Diese erfuhren später mannigfache Abänderungen und Verbesserungen (namentlich durch Schäffer & Buddenberg in Magdeburg, Löhdefink in Hannover, Gäbler & Veitshans in Hamburg, Hempel in Berlin).

Es sind M. mit federnden Metallplatten und mit gebogenen, röhrenförmigen (Bourdonschen) Federn.

Bei ersterer Anordnung (Schäffer & Buddenbergsche M., Abb. 290) überträgt sich der zu messende Flüssigkeits- oder Gasdruck auf eine mit ringförmigen Wellen versehene kreisrunde Stahlplatte, die am Umfang eingespannt ist. Diese Platte wird im Verhältnis zum einwirkenden Druck ausgebaucht und hebt dabei ein Stäbchen, das auf die Plattenmitte gestellt ist. Das Stäbchen überträgt die Bewegung der Platte mittels eines Zahnradsegments auf einen Zeiger, der auf einer Maßstabteilung den Druck angibt. Die Federplatte ist auf der Seite, auf der die Druckeinwirkung erfolgt, mit einem vor Rost schützenden Überzug (Silber) versehen.

Bei der zweiten Anordnung (Abb. 291) ist eine gebogene Röhre aus Kupfer, Silber oder Stahl entweder mit elliptischem oder kreisrundem Querschnitt angewendet. Die den Druck ausübenden Flüssigkeiten oder Gase (Dampf) wirken auf das Innere der Röhre ein, wodurch deren freies Ende sich im Verhältnis zu dem im Innern wirkenden Druck ausbiegt. Diese Bewegung wird entweder unmittelbar auf den Zeiger am Rohrende oder durch Hebel oder Zahnsegment auf diesen übertragen. Das Rohr ist entweder am Ende gehalten und einfach kreisförmig oder schraubenförmig (1¹/₂ Windungen) gebogen (Bourdon) oder in der Mitte gehalten und an beiden Enden frei (Gäbler); die letztere Anordnung hat den Vorteil, daß kein Verdichtungswasser sich ansammeln kann und das Rohr daher reiner bleibt. Die erstere Anordnung[243] findet ihrer Einfachheit wegen die meiste Verwendung. Die M. mit Metallröhren werden zum Messen von Dampfspannungen bis 25 Atm. benutzt, mit Gußstahlröhren für Wasserspannungen bis 2000 Atm.

Die Skalenteilung der M. ist entweder in Atmosphären oder Kilogramm f. d. Quadratzentimeter (oder Pfunden auf 1''), zuweilen in Zentimetern Quecksilber- oder Wassersäule ausgeführt.

Um den Stand des M. auch zur Nachtzeit ablesen zu können, ist selbstverständlich eine entsprechende Beleuchtung des Zifferblattes vorzusorgen. Diese kann einfach durch eine vor dem M. angebrachte Lichtquelle (z.B. bei Lokomotiven eine Öllampe) bewirkt werden. Gegen eine solche Beleuchtung der M. insbesondere von Lokomotivkesseln wird häufig eingewendet, daß das Flackern der Lichtquelle, die Abschwächung der Lichtwirkung durch die Gläser der Laterne und des M. (Reflexion) und der störende Schatten des Zeigers das Ablesen nachteilig beeinflussen.

Es sind daher auch vielfach M. mit durchscheinendem Zifferblatt in Verwendung, bei denen die Beleuchtung durch eine hinter dem Zifferblatt angebrachte Lichtquelle erfolgt.

Die von den amtlichen Organen bei Dampfkesselproben verwendeten Kontrollmanometer sind in der Regel genau hergestellte und geprüfte einfache M. mit Röhrenfedern. Dieselben werden in das passende Muttergewinde oder auf den entsprechenden Kontrollflansch am Manometeraufsatz eingeschraubt, so daß bei der Erprobung der M. der Kesselausrüstung und der Kontrollmanometer gleichzeitig in Wirksamkeit sind.

In Österreich ist für die Anbringung des Kontrollmanometers eine Muffe mit innerem Whitworth-Gewinde von ³/₄'' anzubringen; in Sachsen besteht eine ähnliche Bestimmung, die jedoch ein ¹/₂zölliges Gewinde verlangt. In Preußen muß zur Anbringung des amtlichen M. sowie des zu demselben gehörigen Wasserhahns das betreffende Rohrstück in einen ovalen Flansch (Kontrollflansch) von vorgeschriebenen Abmessungen endigen. Bayern und Rußland schreiben einen runden Flansch von 37 mm Durchmesser, Holland, Belgien, Frankreich, Italien, die Schweiz, Dänemark, Schweden und Norwegen einen solchen von 40 mm Durchmesser vor.

Federmanometer müssen zeitweise kontrolliert werden, was mittels Quecksilbermanometer oder mittels belasteter Ventile u.s.w. geschehen kann.

Federmanometer müssen derart mit dem Kessel verbunden werden, daß die Manometerfeder vor Erwärmung möglichst geschützt ist. Der M. wird daher mit dem Kessel durch ein schlangen- oder -förmiges Rohr verbunden, so daß sich ein Wassersack bildet, in welchem sich das Verdichtungswasser ansammeln kann. Wegen der Druckabnahme sollen die M. nicht weit von dem Kontrollmanometer angebracht werden.

Die gesetzlichen Vorschriften in betreff der M. sind z. T. in den für Dampfkessel (s.d.) angegebenen gesetzlichen Bestimmungen enthalten.

Bezüglich der M. für Lokomotiven schreibt § 92 der TV. des VDEV. vom Jahre 1909 folgendes vor: Zur Beobachtung der Dampfspannung im Kessel muß an der Lokomotive ein M. angebracht sein, auf dessen Zifferblatt die festgesetzte höchste Dampfspannung durch eine in die Augen fallensde unverstellbare Marke bezeichnet ist. Es wird empfohlen, die Manometerzeiger gegen absichtliches Verstellen zu schützen.

Ferner wird empfohlen, die Verbindung zwischen dem M. und dem Kessel durch einen Hahn mit Vierkant absperrbar zu machen.

An jedem M. muß sich eine Einrichtung zum Anschluß eines Prüfungsmanometers befinden.

Außer zum Messen der Kesselspannung werden im Eisenbahnwesen M. auch zum Messen des Druckes des Ölgases in den Gasrezipienten der Waggonbeleuchtung, ferner des Druckes des Dampfes in den Heizleitungen in den Wagen sowie des Luftdrucks in den verschiedenen Leitungen und Behältern der Luftdruckbremsen und des Unterdrucks bei den Luftsaugebremsen verwendet (vgl. Bremsen, Beheizung der Wagen, Beleuchtung der Eisenbahnwagen).

Abb. 290.

Abb. 291.