Bildhalter mit der Originalplanzeichnung der Francis-Turbine und Fotografien

Bildhalter mit der Originalplanzeichnung der Francis-Turbine (und Fotografien).

Der 80 X 60 cm messende, hochrechteckige Bildhalter enthält zwischen zwei Glasplatten die querrechteckige Originalplanzeichnung der Francis-Turbine aus Papier sowie zwei Farb-Fotografien der Turbine, wovon eines vor und eines nach der Renovierung der selbigen im Jahre 1997 entstand.

Die drei farbigen Zeichnungen (Längsschnitt, Querschnitt und Grundriss) sind im Maßstab 1:50 angefertigt worden.
Die Planzeichnung ist mit dem Datum 12.12.1928 signiert. Mit dem Datum 19.2.29 ist der Plan als "Geprüft" und mit der Nummer 255 gekennzeichnet. Die Zeichnung ist folgendermaßen betitelt: "J.S. [sic!] Hartfuß, Feinmechanik in Merzig (Saar) Projekt zum Einbau einer Schachtturbine N:4 GV. in der Fellenbergmühle". Die genannte Firma ist "Schneider, Jaquet & C.ie A.G. Strassburg-Königshofen"; der Plan hat die Nummer 4045FL38. Mehrere handschriftliche Eintragungen (Prüfvermerke) mit Daten (vor und nach dem 12.12.1929) und Unterschriften - darunter auch von Johann Peter Hartfuß - erfolgten nach der eigentlichen Fertigstellung der Planzeichnung; gestempelt und unterschrieben sowie mit einem Datum versehen ist noch der Vermerk: "Gehört zur Genehmigungsurkunde des heutigen Tages. Saarlouis, den 18.11.1929. Der Verfassungsausschuß des Saargebietes".

Die Fotografie unten links zeigt die Turbine nach der Restaurierung im Jahre 1997, das Bild rechts daneben lässt die starken Korrosionsspuren erkennen, welche sich bis zur Renovierung an den Metallflächen zeigten.
Bei der Turbine der Firma "Schneider, Jaquet & C.ie A.G." aus dem Jahre 1910 handelt es sich um eine Francis-Schachtturbine des in der Planzeichnung genannten Typs "N:4 GV" (die Francis-Turbine ist eine im Jahr 1849 in den USA durch den namensgebenden Ingenieur James B. Francis verbesserte Wasserturbine).
Sie wurde in der Fellenbergmühle im Jahre 1929 - zwei Jahre nach Einzug der von Johann Peter Hartfuß gegründeten feinmeschanischen Werkstatt - zur Steigerung der Effizienz installiert und ersetzt seither das zuvor als Energielieferant vorhandene Mühlrad. Die Turbine besitzt ein Schaufelrad im Seffersbach und liefert die Energie zum Antrieb der gesamten Transmission und damit der Maschinen. Zusätzlich trieb sie einen Gleichstromgenerator mit einer Leistung von 110 V an.
Die Leistung der Turbine beträgt 10,5 PS, welche bei 270 Umdrehungen pro Minute und einer Wasserdurchlaufmenge von 465 Liter/Sek. erreicht werden. Mittels einer Welle wird die Kraft auf eine befestigte Riemenscheibe, welche über einen Riemen die gesamte Transmission antreibt, übertragen. Das Lager dieser Hauptwelle entspricht dem Typ des Gleitlagers, einem Vorläufer des Kugellagers, wobei die Schmierung durch Ringschmierung erfolgt.
Wirkungsprinzip von Francis-Turbinen:
Bei der Francis-Turbine wird das Wasser durch ein feststehendes "Leitrad" mit verstellbaren Schaufeln auf die gegenläufig gekrümmten Schaufeln des Laufrads gelenkt. Durch ein als Diffusor wirkendes Saugrohr an der Verlängerung der Turbinenachse wird das Wasser nach Durchströmen des Laufrades abgeleitet. Mit Hilfe der Leitschaufeln wird die Drehzahl und damit die Leistung der Turbine bei wechselnden Wasserständen, unterschiedlicher Beanspruchung durch die Transmission oder bei Lastwechseln des angeschlossenen Generators konstant gehalten. Die Francis-Turbine ist eine Überdruckturbine, am Laufradeintritt ist der Druck höher als am Laufradaustritt. Der zur Turbine gehörende Regler erfasst die Drehzahl der Turbine auf der Welle als Regelgröße und wandelt das Ergebnis auf servohydraulischem Wege in eine Stellgröße, die die Leitschaufeln entsprechend der Drehzahlabweichung öffnen oder schließen kann. Der Wirkungsgrad einer Francis-Turbine variiert je nach Bauart und Betriebsstandort - sie kann jedoch einen Wirkungsgrad von über 90 % erreichen.