XC. Ueber den Unterschied zwischen nomineller und effectiver Pferdekraft bei Dampfmaschinen und die Nachtheile, welche aus dem Nebeneinanderbestehen beider Maaße entstehen; von Adam Freiherrn v. Burg. Vorgetragen in den Wochenversammlungen des nieder-österreichischen Gewerbevereines vom 12. und 19. Februar 1869. – Aus den Verhandlungen und Mittheilungen des Vereines, 1869, Nr. 8 und 9. v. Burg, über den Unterschied zwischen nomineller und effectiver Pferdekraft bei Dampfmaschinen. Auf der letzten Pariser Welt-Ausstellung befand sich in einem an der Seine errichteten Annex eine von der französischen Kriegsmarine ausgestellte und in Bewegung gewesene Schiffsdampfmaschine von colossalen Dimensionen und ausgezeichnet schöner Ausführung. Diese Maschine, nach dem Systeme von Dupuy de Lôme in den kaiserlichen Werkstätten zu Indret für das gepanzerte Schraubenschiff „Friedland“ gebaut, hatte angeblich 950 nominelle, dagegen nicht weniger als 3800 bis 4000 reelle oder effective Pferdekräfte. Bevor ich auf den auffallend großen Unterschied in diesen beiden Angaben eingehe, will ich dieses sinnreiche System von Schiffsmaschinen in Kürze erklären.Wir verweisen auf den Aufsatz von Dupuy de Lôme „über die Woolf'schen Dampfmaschinen mit drei gleich großen Cylindern, für Schraubenschiffe,“ im polytechn. Journal, 1867, Bd. CLXXXVI S. 178.A. d. Red. Dieses System, vielleicht bis jetzt das einzige, welches mit Beibehaltung der für den Kriegs-Marinedienst so nothwendigen Einfachheit im Mechanismus, die Vortheile des Woolf'schen Principes zu benutzen gestattet, besteht aus drei gleich großen horizontal nebeneinander liegenden Cylindern, deren Kolbenstangen in drei auf der Kurbelachse derart befestigten Kurbeln eingehängt sind, daß jene für die beiden äußeren Cylinder unter einem rechten Winkel, die dritte dagegen so gestellt ist, daß ihre Verlängerung den Winkel der beiden ersteren halbirt. Der Dampf strömt zuerst in den mittleren Cylinder, tritt von da nach einer geringen Expansion (4 : 5) in die beiden äußeren, und von da, nachdem er sich im Ganzen im Verhältniß von 2 : 5, d. i. bis auf das 2 1/2fache, expandirt hat, in die beiden Kondensatoren, von denen je einer mit den beiden äußeren Cylindern in Verbindung steht. Mit Rücksicht darauf, daß die Dampfkessel mit Seewasser gespeist werden, wendet man bei dieser Maschine keine höheren Dämpfe als von 2 1/2 Atmosphären absoluter Spannung an, wofür das Kesselwasser nur eine Temperatur von 132° C. annehmen kann. Um nun aber bei dieser Spannung und der in den beiden äußeren Cylindern stattfindenden Expansion jede schädliche Abkühlung und Niederschlagung des Dampfes in diesen Cylindern zu verhüten, strömt der Dampf aus dem Kessel nicht direct in den mittleren Cylinder, sondern zuerst in einen am Fuße des Kamines angebrachten Ueberhitzungsapparat, in welchem der Dampf um beiläufig 25 Grad überhitzt wird, tritt von da durch ein gabelförmiges Rohr in die Umhüllungen oder Hemden (Mäntel) der äußeren Cylinder, wodurch diese letzteren erwärmt werden; der dadurch wieder etwas abgekühlte Dampf gelangt dann von beiden Seiten in den Schieberkasten des mittleren Cylinders, wobei der Zufluß desselben durch besondere Ventile regulirt wird, was den Vortheil gewährt, daß, wenn diese zur Moderirung des Ganges der Maschine weniger geöffnet werden, die Spannung und erhöhte Temperatur des um die beiden äußeren Cylinder circulirenden Dampfes fast ungeschwächt erhalten bleibt, der gewünschten Erwärmung also zu gute kommt. Im Durchschnitt werden auf diese Weise die beiden äußeren Cylinder um beiläufig 38 Grad über jene Temperatur erhitzt, welche der in die selben eintretende expandirte Dampf besitzt; dadurch wird jede Kondensation oder Wasserbildung in denselben vermieden. Aus diesem Grunde findet auch bei dieser Maschine gegen die besten zweicylindrigen, selbst wenn sie mit einem Ueberhitzungsapparat versehen sind, eine Kohlenersparniß von 20 Procent statt; diese Maschine consumirt nämlich per Stunde und effective Pferdekraft angeblich nicht mehr als 1,28 Kilogramme Steinkohle, allerdings der besten Qualität. Weiters will ich noch anführen, daß diese Maschine sammt Fundament, allen Nebenbestandtheilen und ihren 8 Dampfkesseln nicht mehr als 810 Tonnen, also per Pferdekraft nur 203 Kilogramme wiegt, während eine zweicylindrige Maschine von derselben Stärke nicht weniger als 818 Tonnen wiegen würde. Bei 58 Rotationen per Minute, wobei die Maschine ihre volle Kraft von 4000 Pferden entwickelt, würde das Schiff per Stunde volle 14 1/2 Knoten laufen. Endlich besitzt diese Maschine noch den besonderen Vortheil, daß sich alle beweglichen Theile um die Hauptwelle herum – es mag das Schiff bei ruhigem Lauf die verticale, oder bei stürmischer See eine durch das Rollen des Schiffes entstehende schiefe Lage annehmen – beinahe stets im vollkommen statischen Gleichgewichte befinden. Auch functionirt diese Maschine eben so regelmäßig bei 10 wie bei 60 Rotationen. Die dabei benutzten Condensatoren sind sogenannte Flächen-Condensatoren.Noch mehrere Details findet man in dem interessanten Ausstellungsberichte des Hrn. k. k. Ministerial-Marine-Ingenieurs Joh. Mörath. Der Eingangs erwähnte Unterschied zwischen 950 nominellen und 3800 bis 4000 effectiven Pferdekräften, welche diese Maschine besitzt, führt mich nun auf das eigentliche Thema meines Vortrages. Ich will dabei zuerst die Frage erörtern: woher der so bedeutende Unterschied zwischen nomineller und effectiver Pferdekraft überhaupt komme, und dann auf die Uebelstände aufmerksam machen, welche aus der Annahme und Beibehaltung dieser beiden dynamischen Einheitsmaaße entstehen. Als Watt in den 80 er Jahren des vorigen Jahrhunderts seine erste Dampfmaschine baute, wurde diese u.a. auch zum Betriebe von Pumpwerken verwendet, welche bis dahin mittelst einfacher Pferdegöpel in Betrieb gesetzt worden waren. Dadurch war die erste Veranlassung zur Schätzung der Stärke der damaligen Dampfmaschinen nach Pferdekräften, oder wissenschaftlicher ausgedrückt, nach Pferdestärken (horse powers) gegeben, indem sie gleichsam eine gewisse Anzahl von Pferden zu ersetzen hatten. Von dieser Zeit an wurde es üblich, nicht bloß die Leistung der Dampfmaschinen, sondern auch der übrigen Motoren, nach Pferdekräften zu schätzen oder dieses Naturmaaß in die industrielle Mechanik einzuführen. Nun braucht man von der Einrichtung einer Dampfmaschine eben keine speciellen Kenntnisse zu besitzen, um einzusehen, daß für die Stärke einer solchen Maschine, drei Factoren nämlich die Dampfspannung, die Größe der Kolbenfläche, also der Cylinderdurchmesser, und endlich die Kolbengeschwindigkeit maßgebend seyn müssen. Setzt man jedoch, wie es bei den damaligen Watt'schen Condensationsmaschinen der Fall war, bei allen nach diesem Systeme gebauten Maschinen eine und dieselbe Dampfspannung, d.h. immer denselben Druck auf den Dampfkolben (circa 7 Pfd. auf den Quadratzoll) voraus, so bleiben nur mehr der Durchmesser des Dampfcylinders und die Kolbengeschwindigkeit zur Beurtheilung der Pferdestärken einer solchen Maschine übrig. Auf diese Weise bat sich in England zur Bestimmung der nominellen Pferdekräfte solcher Dampfmaschinen die folgende Regel geltend gemacht: Man multiplicire das Quadrat des in (englischen) Zollen ausgedrückten Kolben- oder inneren Cylinderdurchmessers d mit dem Kolbengange l in Fußen genommen und noch mit der Zahl n der Umdrehungen, welche die Kurbel per Minute macht, und dividire dieses Product durch die Zahl 3000. Diese Regel, in einer Formel ausgedrückt, ist, wenn N die gesuchte Anzahl der nominellen Pferdekräfte bezeichnet: N = (n . l . d²)/3000       (1) oder, wenn man das französische Maaß- und Gewichtssystem zu Grunde legt: N = (n . l . d²)/0,59        (2) wobei l und d in Meter zu nehmen sind. Die von der bekannten englischen Firma Penn und Sohn in Paris 1867 ausgestellt gewesene Marine Dampfmaschine, welche für die schnellfahrende Corvette „Sapho“ bestimmt war, wurde mit 350 nominellen Pferdekräften angegeben, während ihre effective Leistung mit 2100 Pferdestärken beziffert wurde; was das Sechsfache der ersten Zahl betragen würde. Nach der vorigen Formel (2) gerechnet, wo d = 1,6 M., l = 0,915 M. und n = 90 zu setzen ist, erhält man allerdings nur N = 356; allem da man diese Zahl für zwei Cylinder verdoppeln muß, so findet man für die Stärke dieser Maschine 712 nominelle Pferdekräste, gegen welche Zahl die vorige doch nur mehr dreimal so groß erscheint.Englische Maschinenbauer multipliciren auch zur Bestimmung der nominellen Pferdekräfte einer Watt'schen Dampfmaschine das Quadrat des in Zollen ausgedrückten Cylinderdurchmessers mit der Kubikwurzel des in Fußen ausgedrückten Kolbenhubes und dividiren dieses Product durch die Zahl 47; sie beurtheilen sonach die Stärke einer solchen Maschine ganz einfach bloß nach der Capacität des Dampfcylinders! Es ist einleuchtend, daß die Formeln zur Bestimmung der nominellen Pferdekräfte einer Dampfmaschine heutzutage, wo sowohl die Dampfspannungen, als auch die Kolbengeschwindigkeiten so sehr von einander abweichen, gar keinen wissenschaftlichen Werth mehr haben können, und daß das Nebeneinanderbestehen von nominellen und effectiven Pferdekräften nur zu heillosen Verwirrungen führen müsse, daher die Abschaffung der ersteren je eher zu wünschen und zu veranlassen wäre. Bestünde zwischen diesen beiden dynamischen Einheiten wenigstens ein bestimmtes Verhältniß, oder hätten zwei aus verschiedenen Maschinenbauanstalten hervorgehende Maschinen von derselben Anzahl nomineller Pferdekräfte auch die gleiche Leistungsfähigkeit, so hätte die Sache noch irgend einen Sinn. So aber benutzen verschiedene englische Ingenieure auch verschiedene Regeln, nach welchen die nominelle Pferdekraft als Einheit bald 1 1/2 bis 2, bald 3 bis 4 und selbst bis 5 mal größer, als die effective Pferdekraft angenommen wird. Aus diesem Grunde ist es auch möglich, daß, wie es in der That vorgekommen, bei zwei Dampfmaschinen von ganz gleicher Anzahl von nominellen Pferdekräften, jedoch in zwei verschiedenen Werkstätten gebaut, die eine, wie die genauen Messungen gezeigt haben, die dreifache Stärke oder Leistungsfähigkeit der anderen besitzen konnte. Nachdem ich die ganz vage und unwissenschaftliche Methode erwähnt habe, nach welcher noch viele Maschinenbauer die Leistung oder vielmehr die Stärke einer Dampfmaschine nach nominellen Pferdekräften beurtheilen, komme ich auf die Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer solchen Maschine nach reellen oder effectiven Pferdekräften. Dazu muß natürlich vor Allem die Größe einer solchen Pferdekraft selbst, die dabei als Maaßeinheit dient, genau festgesetzt werden. Um dabei vollkommen verständlich zu werden, muß ich mir erlauben, einige Begriffe aus der industriellen Mechanik in Kürze vorauszuschicken. Unter Kraft verstehen wir in der Mechanik jede mit einem Zug oder Druck vergleichbare Anstrengung, welche im Stande ist, einen ganz freien Körper in Bewegung zu setzen oder seine etwa schon vorhandene Bewegung abzuändern. Zur Messung einer Kraft dient gewöhnlich der Druck der im Lande üblichen Gewichtseinheit (also das Pfund, das Kilogramm u.s.w.) auf eine Unterlage; daher spricht man von einer Kraft von 20 Pfund, 5 Kilogrammen u.s.f. Wenn nun aber auch jede Bewegung durch das Einwirken einer oder mehrerer Kräfte hervorgebracht wird, so muß doch nicht auch umgekehrt durch das Wirken einer Kraft jedesmal Bewegung entstehen. Eine auf einem Tische liegende 10 pfündige Kugel drückt auf denselben mit einer Kraft von 10 Pfd., eine an einem eingemauerten Haken hängende Last von z.B. 150 Pfd. zieht an demselben mit derselben Kraft von 150 Pfund, ohne daß in diesen beiden Fällen eine Bewegung entsteht; man sagt, daß in diesen Fällen zwischen der angreifenden und widerstehenden Kraft Gleichgewicht besteht. Würde aber im ersteren Falle die Unterlage dem Gewichte nachgeben und diese sich wie ein Kolben oder Piston abwärts bewegen, so würde dadurch eine sogenannte Arbeit entstehen, welche zugleich nach der Größe des drückenden oder (wenn das Gewicht an dem Kolben angehängt wäre) ziehenden Gewichtes und des vom Kolben (als Angriffspunkt der Kraft) zurückgelegten Weges, mithin ganz folgerichtig durch das Product aus der Kraft in den Weg, welchen ihr Angriffspunkt – nach der Kraftrichtung gemessen – dabei zurückgelegt, ausgedrückt wird. Ist nämlich P die einwirkende (drückende oder ziehende) Kraft (in Gewichtseinheiten) und s der zurückgelegte Weg (in Längeneinheiten, wie Fuß, Meter u.s.w.), so ist nach dem in der Mechanik geltenden Begriffe das Product P × s = Ps die Arbeit, welche die Kraft P während ihrer Wirkung durch den Weg s hervorbringt oder verrichtet. Die Methode, jede wie immer geartete Arbeit in solcher Weise, nämlich durch das Product aus der Kraft in ihren Weg auszudrücken, ist eine sehr rationelle und unseren Anschauungen und Begriffen von Arbeitsleistung vollkommen entsprechend. Denn nicht nur verrichte ich eine Arbeit, wenn ich ein Gewicht von 10 Pfund auf die Höhe eines Tisches von z.B. 3 Fuß hebe, sondern die Arbeit gilt auch mit Recht als doppelt so groß, wenn ich das doppelte Gewicht, d. i. 20 Pfd., auf dieselbe Höhe von 3 Fuß, oder dasselbe Gewicht von 10 Pfund auf die doppelte Höhe, d. i. auf 6 Fuß, hebe; nun wird aber auch in der That die erste Arbeit durch das Product 10 × 3 = 30, und werden die beiden letzteren beziehungsweise durch die Producte 20 × 3 = 60 und 10 × 6 = 60 ausgedrückt, von denen die beiden letzteren gleich, aber doppelt so groß als das erstere sind. Zur Vergleichung der verschiedenen Arbeiten unter einander muß man sich entschließen, irgend eine Arbeit als Einheit anzunehmen. Nach vielerlei Vorschlägen hat man sich endlich allgemein dahin geeinigt, als Arbeitseinheit die Wirkung der Krafteinheit (in Pfunden, Kilogrammen etc.) durch den der Längeneinheit nach (in Fußen, Metern etc. ausgedrückt) gleichen Weg multiplicirt als Arbeitseinheit anzunehmen und diese Einheit, je nachdem die Gewichts- und Längeneinheit das Pfund und der Fuß, oder das Kilogramm und der Meter ist, beziehungsweise durch die Benennung Fußpfund oder Kilogramm-Meter (auch Meterkilogramm) zu bezeichnen. Dieser Annahme zufolge wird daher in den vorigen Beispielen die erstere der Arbeiten durch 30, die beiden letzteren werden durch 60 Fußpfund (60 F. Pfd.) ausgedrückt. Eine Arbeit, welche darin besteht, eine Last von 240 Kilogrm. auf eine Höhe von 12 Meter zu heben, würde durch 12 × 240 = 2880 Kilogrm.-Met., oder kurz durch 2880 K. M. ausgedrückt werden. Es versteht sich übrigens von selbst, daß in so lange nicht in allen Ländern gleiches Maaß und Gewicht eingefühlt ist, auch diese Arbeitseinheit in denselben verschiedene Werthe hat. So ist z.B., Alles auf das Kilogramm-Meter reducirt: 1 Fußpfund nach Wiener Maaß und Gewicht = 0,177 K. M., nach preußischem Maaß und Gewicht = 0,157 K. M., nach englischem Maaß und Gewicht = 0,138 K. M. u.s.w. Bis hierher haben wir die Zeit, innerhalb welcher eine gewisse Arbeit verrichtet wird, gänzlich unberücksichtigt gelassen, obschon diese dabei sowohl in der industriellen Mechanik, als auch im praktischen Leben ganz besonders in Betracht kommt. Soll z.B. eine Last von 12 Centner oder 1200 Pfund auf eine Höhe von 5 Klafter oder 30 Fuß gehoben oder mittelst einer Aufzugsmaschine durch Menschen hinaufgewunden werden, so ist es für diese letzteren keineswegs gleichgültig, ob diese Arbeit binnen 20 oder 10 Minuten verrichtet werden soll, indem sie in letzterem Falle mit doppelter Geschwindigkeit, also viel angestrengter, arbeiten müssen. Soll, um ein zweites Beispiel zu wählen, eine Locomotive eine gegebene Last von einer Station zu einer anderen, von jener um 6 Meilen entfernten, anstatt in 2 Stunden in der halben Zeit oder in 1 Stunde schaffen, so muß die Maschine im letzteren Falle mit doppelter Geschwindigkeit arbeiten, wozu daher auch der Dampfkessel als Kraftquelle die doppelte Menge Dampf, welcher hier das wirksame Agens oder die bewegende Kraft repräsentirt, liefern muß. In dieser Hinsicht muß man sonach die Anstrengung oder Intensität der Arbeit nicht bloß nach dem vorigen Producte Ps aus der Kraft in den Weg, sondern auch nach der Zeit beurtheilen, innerhalb welcher dieser Weg zurückgelegt, d.h. die Arbeit verrichtet wird; wird diese Zeit mit t bezeichnet, so wird man mit Rücksicht darauf, daß die Intensität oder Arbeitsanstrengung zunimmt, wenn die Zeit abnimmt, erstere also im umgekehrten Verhältnisse mit der letzteren steht, diese Intensität der Arbeit durch die Formel I = Ps/t        (3) ausdrücken, nach welcher auch in der That, wenn z/B. dieselbe Arbeit Ps einmal in 2, und ein anderes Mal in 1 Stunde verrichtet wird, wegen t = 2 im ersten und t = 1 im zweiten Falle, die Intensität I, beziehungsweise durch Ps/2 und Ps/1 oder 1/2 Ps und Ps ausgedrückt wird, wobei sich also die Intensitäten in diesen beiden Fällen wie 1/2 : 1 = 1 : 2 verhalten, wie es auch seyn soll. Nun bezeichnet aber der Quotient s/t in der Mechanik den in der Zeiteinheit (z.B. in 1 Secunde oder 1 Minute u.s.w.) zurückgelegten Weg und dient als Maaß für die Geschwindigkeit, welche bei einer gleichförmigen Bewegung constant, bei einer ungleichförmigen veränderlich ist. Man kann daher die Intensität der Arbeit einer Kraft P, wenn man die Geschwindigkeit ihres Angriffspunktes, nach der Kraftrichtung genommen, mit v bezeichnet, auch kürzer (wegen I = Ps /t = P s/t = Pv nach Formel 3) durch das Product Pv aus der Kraft in die Geschwindigkeit ausdrücken. Man hat diesem Producte Pv welches in der Mechanik eine große Rolle spielt, ohne sich dabei immer vollkommen klar zu seyn, verschiedene Benennungen gegeben; so heißt es häufig der Effect der Kraft P und wird als Arbeitsgröße während der Zeiteinheit, also bei uns gewöhnlich für 1 Secunde (während die Engländer gewöhnlich die Minute zur Einheit nehmen), mithin gleichbedeutend mit Ps genommen, was indeß nur richtig, wenn die Bewegung eine gleichförmige ist. Aber eben so oft wird das vorige Product Pv das mechanische oder Bewegungsmoment der Kraft P genannt und in die Rechnung eingeführt. Ganz zweckmäßig und streng bezeichnend, schlägt Professor Reuleaux dafür die Benennung Arbeitsstärke der Kraft P vor. Erfahrungsgemäß können Menschen und Thiere bei gleicher Arbeitsdauer (die im Mittel zu 8 Stunden per Tag angenommen wird) ihre Kraft um so mehr anstrengen und zur Geltung bringen, also um so intensiver arbeiten, je langsamer sie arbeiten; so nimmt man an, daß ein mittelstarker Arbeiter bei täglich 8 Arbeitsstunden mit einer Kraft von beziehungsweise 40, 30, 20 und 10 Pfund sich anstrengen kann, wenn er dabei mit einer Geschwindigkeit von 1, 2, 3 und 4 Fuß per Secunde arbeitet; seine Arbeitsstärke Pv wäre daher in diesen vier Fällen beziehungsweise 40 × 1 = 40, 30 × 2 = 60, 20 × 3 = 60 und 10 × 4 = 40 Fußpfund. In gleicher Weise rechnet man bei der vortheilhaftesten Verwendung eines mittelstarken Pferdes (und bei 8 Arbeitsstunden per Tag) auf eine Zugkraft von 100 Pfund bei einer Geschwindigkeit von 4 Fuß per Secunde; dieß gibt als Arbeitsstärke Pv = 100 × 4 = 400 F. Pfd. Gleich wie man zur Beurtheilung der Arbeitsgröße Ps das Fußpfund oder Kilogramm-Meter (zusammengesetzt aus der Kraft- und Längeneinheit) als Einheit nimmt, so sollte man in analoger Weise zum Messen der Arbeitsstärke Pv eine Einheit wählen, welche aus der Kraft- und Geschwindigkeits-Einheit zusammengesetzt ist. Leider besitzen wir für die Geschwindigkeit keine directe Maaßeinheit, sondern behelfen uns mit der Vergleichung der verschiedenen Wege, welche ein Körper oder materieller Punkt in der Zeiteinheit, also für gewöhnlich in 1 Secunde, gleichförmig zurücklegt. Auf diese Weise setzen wir für die Geschwindigkeit v auch den in 1 Secunde zurückgelegten, in Fuß oder Meter ausgedrückten Weg und erhalten für die Arbeitsstärke Pv als Maaßeinheit ebenfalls das Fußpfund (oder Kilogramm-Meter), wie wir dieß auch für die Arbeitsgröße Ps erhalten haben, obschon das Fußpfund seinem eigentlichen Sinne nach in diesen beiden Fällen wesentlich verschieden ist; im letzteren Falle nämlich bezieht sich der in der Einheit: Fußpfund enthaltene Factor Fuß auf einen in ganz beliebiger Zeit zurückgelegten Weg, während in dem Ausdrucke der Arbeitsstärke Pv der in dem Fußpfund enthaltene Factor Fuß die Geschwindigkeit repräsentirt, also den Weg der Zeiteinheit bezeichnet. Um nun Arbeitsgröße Ps und Arbeitsstärke Pv leichter von einander unterscheiden zu können oder die Begriffe zu präcisiren, pflegt man in dem letzteren Ausdrucke, um nämlich darauf hinzuweisen, daß v nicht wie s, Weg in einer beliebigen, sondern nur in der Zeiteinheit, d. i. Geschwindigkeit bedeutet, noch die Zeiteinheit, also wie gewöhnlich die Secunde hinzuzufügen, wodurch man andeuten will, daß v der in 1 Secunde zurückgelegte Weg ist. Man nimmt demnach als Einheit für die Arbeitsstärke Pv das Fußfund per Secunde oder Secunden-Fußpfund (oder analog das Kilogramm-Meter per Secunde oder Secunden-Kilogramm-Meter). Analog mit dieser Bezeichnung mißt man dort, wo in der Mechanik, wie in England, die Minute zur Zeiteinheit genommen wird, die Arbeitsstärke durch das Minuten-Fußpfund oder Minuten-Kilogramm-Meter. Professor Reuleaux schlägt ganz zweckmäßig für das Secunden- oder Minuten-Fußpfund, sowie das Secunden- oder Minuten-Kilogramm-Meter die kurze Bezeichnung 1F.Pf., 1F.Pf. 1K.M., 1K.M. vor, wobei er sich auf das bekannte Secunden- und Minutenzeichen ('',') bezieht. So wie das Fußpfund als Einheit für die Arbeitsgröße in verschiedenen Ländern verschieden ist, so muß seiner Natur nach auch das zum Messen der Arbeitsstärke dienende Fußpfund nach diesen Ländern verschieden seyn, allein da wenigstens die Zeit überall dieselbe ist, so fällt dieser Factor bei der Vergleichung heraus und es müssen sich z.B. die Secunden-Fußpfunde in den verschiedenen Ländern gerade so, wie die einfachen Fußpfunde zu einander verhalten; es ist also wieder, wie oben angegeben, 1F.Pf. Wiener = 0,177K.M., 1F.Pf. preuß. = 0,157K.M., 1F.Pf. engl. = 0,138K.M. u.s.w. Ich habe bereits im Eingange bemerkt, daß Watt mit der Erfindung seiner Dampfmaschine auch ein Naturmaaß, die sogenannte „Pferdekraft“ mit eingeführt hat, was den Vortheil bietet, daß man zum Messen und Vergleichen größerer Arbeitsleistungen auch eine größere dynamische Einheit besitzt, um diese Leistungen durch kleinere und leichter zu übersehende Zahlen ausdrücken zu können. Es kommt natürlich vor Allem darauf an, den Werth dieser Einheit oder „Pferdekraft“ selbst genau zu präcisiren und in Fußpfund (oder Kilogramm-Meter) auszudrücken. Nach den von Watt mit starken englischen Bräuhauspferden vorgenommenen Versuchen setzte er die Pferdekraft (horse power) einer Arbeitsleistung gleich, welche dem Heben eines Gewichtes von 33000 engl. Pfunden auf 1 engl. Fuß Höhe binnen Einer Minute gleichkommt, d.h. er nahm die effective oder reelle Pferdekraft zu 33000F.Pf. (per Minute) oder 33000/60 = 550F.Pf. (per Secunde) an. Daß es übrigens bei Feststellung des Werthes dieser dynamischen Einheit keineswegs nothwendig war, sich an die wirkliche Leistung eines Pferdes zu halten, indem dieses Maaß als ein rein ideelles hätte betrachtet und dafür eben so gut die Zahlen 400, 500 oder 600F.Pf. hätten genommen werden können, versteht sich wohl von selbst, wenn nur überall dieselbe Zahl als die mit dem Namen Pferdekraft bezeichnete Einheit wäre angenommen worden. Mit nur geringen Abweichungen wurde für die effective Pferdekraft die von Watt oben festgesetzte Zahl von 550F.Pf. engl. bisher überall angenommen. Die bestehenden Abweichungen werden aus der nachstehenden Zusammenstellung der in verschiedenen Ländern angenommenen oder gesetzlich vorgeschriebenen Werthe der Pferdekraft, welche in Frankreich mit 75K.M. gesetzlich eingeführt ist, ersichtlich:      Die Pferdekraft wird gerechnet in Frankreich zu    75 K.M. in Oesterreich zu 430 F.Pf. (Wr. Maaß u. Gew.) = 75,87 „ „ England  „  550 „ (engl.     „   „     „  ) = 76,03 „ „ Preußen  „  480 „ (preuß.   „   „     „  ) = 75,32 „ „ Sachsen  „  529,68 „ (sächs.   „   „     „  ) = 75,0 „ „ Bayern  „  514,0 „ (bayer.   „   „     „  ) = 25,01 „ „ Baden  „  500 „ (bad.      „   „     „  ) = 75 „ „ Württemberg  „  525 „ (württ.    „   „     „  ) = 75,20 „ In wissenschaftlichen Werken wird die Pferdekraft fast schon durchgehends mit 75K.M. in Rechnung gebracht, und es ist zu hoffen, daß diese Zahl bald überall, besonders nach Einführung des metrischen Maaß- und Gewichts-Systemes, wird angenommen werden. Wäre die Benennung „Pferdekraft,“ die dem Begriffe einer Arbeits größe, was es doch eigentlich ist, keineswegs entspricht, nicht schon so eingebürgert und allgemein gebräuchlich, so wäre wohl die vom Professor Reuleaux dafür vorgeschlagene und auch schon in der Wissenschaft vielseitig acceptirte Benennung: Pferdestärke viel richtiger und den oben erörterten Begriffen über Kraft und Arbeit entsprechender. Nachdem in solcher Weise die Größe einer effectiven Pferdekraft oder Pferdestärke festgestellt ist, will ich noch ganz kurz anführen, wie man die Leistungsfähigkeit einer zu prüfenden Dampfmaschine in solchen Pferdekräften ausgedrückt findet. Man bedient sich hierzu entweder des bekannten Brems-Dynamometers, oder des von Watt erfundenen und später noch verbesserten Indicators. Im ersteren Falle erhält man unmittelbar den absoluten Nutzeffect, während man im letzteren nur die gesammte theoretische Arbeit der Maschine findet, von welcher jener Theil, der von der Maschine zu ihrer eigenen Bewegung absorbirt wird, abgezogen werden muß, um den wirklichen Nutzeffekt derselben zu erhalten. Fände man z.B. bei einer zu untersuchenden Dampfmaschine durch den Indicator den mittleren Dampfdruck auf den Kolben während seines ganzen Laufes mit 50 Pfund auf den Quadratzoll, und hätte der Kolben einen Durchmesser von 2 Fuß, also eine Fläche von 452,39 Quadratzoll, und eine mittlere Geschwindigkeit von 4 Fuß per Secunde, so würde der Kolben mit einer Kraft von 50 × 452,39 = 22619,5 Pfund und mit 4 Fuß Geschwindigkeit fortgeschoben, was nach der obigen Bezeichnung für den Kolben eine Arbeitsstärke, Pv, wegen P = 22619,5 Pfund und v = 4 Fuß, von 22619,5 × 4 = 90478 F. Pfd. per Secunde ergibt. Wird diese in Fußpfund ausgedrückte Arbeitsstärke des Kolbens durch die Größe einer effectiven Pferdekraft von 430F.Pf. dividirt, so erhält man wegen 90478/430 = 210,4 für die Stärke dieser Maschine nahezu 210 Pferdekräfte à 430F.Pf.; da diese Zahl mit Hülfe des Indicators gefunden wurde, so pflegt man diese die indicirten Pferdekräfte zu nennen. Offenbar ist zur Angabe der Leistungsfähigkeit der Maschine diese kleine Zahl 210 viel bequemer und übersichtlicher als die erstere von 90478. Ich komme jetzt zum Schlusse auf die im Eingange angedeuteten Nachtheile, welche aus der Beibehaltung der nominellen Pferdekraft entstehen; wenige Beispiele werden hinreichen, um dieselben hervorzuheben. Abgesehen von der Unsicherheit und Unbestimmtheit, welche die Anwendung eines vom Ein- bis Fünffachen schwankenden Maaßes, wie es bei der Größe der nominellen Pferdekraft der Fall seyn kann, mit sich bringt, ist auch jede Vergleichung bezüglich der Preise, welche bei Bestellung einer Dampfmaschine in verschiedenen Maschinenbau-Anstalten verlangt werden, ganz unmöglich und illusorisch, indem z.B. eine Maschine von 80 nominellen Pferdekräften aus der einen Werkstätte, in welcher man 60,000 fl. fordert, in der That billiger seyn kann, als bei einem anderen Maschinenbauer, welcher dafür nur 50,000 fl. verlangt; es braucht dabei nur die Maschine aus dem ersteren Etablissement 150 und aus dem letzteren 100 effective Pferdekräfte zu besitzen, indem man dann die effective oder reelle Pferdekraft, welche doch allein maaßgebend ist, in der ersteren Maschinenbauanstalt mit 400, dagegen in der letzteren, scheinbar billigeren, mit 500 fl. bezahlen mühte. Um ein anderes Beispiel zu geben, so nehme ich an, daß in einer Baumwoll-Spinnerei 30,000 Feinspindeln, welche Nr. 50 spinnen, nebst allen Vorbereitungsmaschinen durch eine Dampfmaschine von 30 nominellen Pferdekräften betrieben werden. Ein zweiter Fabrikant bestellt sich nun in demselben Maschinen-Etablissement einen mit dem ersteren vollkommen gleichen Satz von Spinnmaschinen, dagegen die Dampf- oder Betriebsmaschine aus einer anderen Maschinenbauanstalt. Bei der Ingangsetzung dieser neuen Spinnfabrik zeigt es sich, daß die Dampfmaschine, welche von der nämlichen Anzahl, d. i. 30 nomineller Pferdekräfte bestellt wurde, nicht den ganzen Spindelsatz, sondern nur 22,500 Spindeln sammt den entsprechenden Vorbereitungsmaschinen zu betreiben im Stande ist. In Folge eines mit dem Lieferanten der Dampfmaschine angestrengten Processes wird die Leistungsfähigkeit beider genannter Dampfmaschinen mit dem Brems-Dynamometer gemessen und da stellt sich heraus, daß die erstere, welche anstandslos die 30,000 Spindeln treibt, 60 effective Pferdekräfte à 75 K. M., die letztere dagegen nur 45 solche Pferdekräfte besitzt, also um 1/4 schwächer ist als die erstere. Gleichwohl kann bei so vager Bestellung der Proceß schwerlich zu Ungunsten des Lieferanten der zweiten Dampfmaschine ausfallen, da er im Grunde doch noch immer mehr geliefert hat, als buchstäblich begehrt wurde. Endlich hört auch, um nur noch einen Fall anzuführen, jede Berechnung und jeder Vergleich im Kohlenverbrauche bei Dampfmaschinen auf, wenn man nach nominellen Pferdekräften rechnet, was namentlich bei Eisenbahn- und Dampfschifffahrts-Gesellschaften, welche zur Ersparung an Brennmaterial ihren Maschinisten und Heizern Tantièmen von der Kohlenersparniß gewähren, von großem Belange ist und wodurch auch manche Kesselanlage und Dampfmaschine in einen unverdienten Mißcredit kommen kann. So entnehme ich aus dem mir vorliegenden Geschäftsberichte der Donau-Dampfschifffahrts-Gesellschaft vom Jahre 1867, daß das Dampfboot „Gönyö“ (von Blyth in London), mit 100 Pferdekräften angegeben, in 2775 Fahrstunden 44,373 Zollcentner Kohlen verbraucht habe, was auf die Stunde und Pferdekraft ein Consumo von 16 Zollpfund gibt – eine Zahl, welche, auch abgesehen von der Qualität der Kohlen, die in keinem Falle eine ganz schlechte seyn konnte, immerhin etwas hoch erscheinen muß. Allein, da sich nach Abnahme von Diagrammen mittelst des erwähnten Indicators die indicirte Anzahl von Pferdekräften bei dieser Maschine auf 200, also das Doppelte herausstellt, so kommen in Wirklichkeit auf die effective Pferdekraft per Stunde nur mehr die Hälfte, nämlich 8 Zollpfund oder etwas über 7 Wiener Pfund Kohlenverbrauch. Ebenso ergibt sich für die von Penn und Sohn in Greenwich gelieferte und von ihm mit 120 Pferdekräften angegebene Maschine des Dampfbootes „Komarom“ per Stunde und Pferdekraft ein Kohlenverbrauch von 19 Pfund, welche sich jedoch, da die Maschine eigentlich 240 indicirte Pferdekräfte besitzt, auf 9 1/2 Pfund reducirt. Das Dampfschiff „Leopold“ (von John Rennie in London), mit 120 Pferden angegeben, verbrauchte nach dieser nominellen Angabe per Stunde und Pferdekraft 15 1/2 Pfund Kohle, welches Quantum sich aber wieder, da die Maschine eigentlich 136 Pferdekräfte besitzt, auf 13,7 Pfund herabmindert. Das Dampfschiff „Hercules“ (von J. Rennie in London), von angeblich 200 Pferdekräften, hätte einen Kohlenverbrauch von nahe 17 Pfund per Stunde und Pferdekraft gehabt, während derselbe eigentlich, bei 250 indicirten Pferdekräften der Maschine, nur 13 1/2 Zollpfund betrug. Das Dampfboot „Austria“ (von Escher Wyß in Zürich), mit 120 Pferdekräften, weist einen Kohlenverbrauch von 17 1/3 Pfund aus, während sich dieser für die reelle Pferdekraft nur auf 10 Zoll- oder 8 1/3 Wiener Pfund beläuft, da diese Maschine mit 210 Pferdekräften indicirt wurde. Endlich führe ich noch das in New-York (unter Invention unseres General-Consuls Ritter v. Loosey) ausgeführte Dampfboot „Johann Baptist“ von 300 Pferdekräften an, welches in 2859 Fahrstunden 46,945 Zollcentner, daher per Stunde und Pferdekraft nicht mehr als 5 1/2 Pfund Kohlen verbrannte. Hier tritt jedoch ausnahmsweise der Fall ein, daß die durch den Indicator gefundene Pferdezahl eine kleinere, nämlich statt 300 nur 270 ist, so daß, auf diese letztere Zahl reducirt, der Kohlenverbrauch per Stunde und Pferdekraft noch immer die sehr günstige, unter allen hier angeführten ganz allein stehende Zahl von 6 Pfund ergibt. Es reducirt sich sonach die Reihe: 16, 19, 15½, 17, 17⅓, 5½ in welcher die Zahlen den stündlichen Kohlenverdrauch per nominelle Pferdekraft bezeichnen, auf die richtige: 8, 9½, 13, 7, 13½, 8⅓, 6, in welcher sich die Zahlen auf die effective oder indicirte Pferdekraft beziehen. Bei dem Ausmaaße der Tantiemen-Prämien muß man natürlich bei verschiedenen Kohlengattungen auch noch dem Brennwerth jeder einzelnen gehörig Rechnung tragen oder diesen auf eine bestimmte Einheit reduciren. Aus diesem meinem Vortrage dürfte überzeugend hervorgehen, wie höchst wünschenswerth und nothwendig es ist, den Gebrauch der nominellen Pferdekraft so bald als möglich gänzlich zu beseitigen, und ich schließe daher auch in der Hoffnung, daß in kürzester Zeit nicht nur überall die reelle oder effective Pferdekraft angewendet, sondern auch ihr Werth selbst in allen industriellen Staaten mit 75 K. M. per Secunde angenommen werden wird.