Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1909, Band 324 (S. 43–47)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj324/ar324014

Polytechnische Rundschau.

9700-pferdige Hochdruck-Francisturbine.

Die California Gas and Electric Corporation nutzt die am unteren Lauf des Sacramento-Flusses verfügbaren Wasserkräfte der in der waldreichen Sierra Nevada entspringenden Nebenflüsse in einer größeren Anzahl von Kraftwerken aus, deren Stromverteilung sich nördlich von San Francisco auf eine Entfernung von 400 km erstreckt. Die hohen Gefälle und großen Wassermengen, um welche es sich hierbei handelt, ermöglichen die Anlage von Kraftwerken in Stufen übereinander, derart, daß die obersten Stufen die größten Gefälle ausnutzen und daher vorzugsweise mit Pelton-Turbinen ausgerüstet sind, während die unteren Stufen verhältnismäßig geringere Gefälle und das Abwasser der oberen Kraftwerke ausnutzen. Die eigenartigen Wasserverhältnisse von Kalifornien, das von April bis November so gut wie regenlos ist, bedingen, daß alle Wasserkraftwerke in den oberen Stufen mit umfangreichen Sammelbecken versehen werden müssen, deren Inhalt für die Kraftabgabe der oberen Werke sowie auch der mit dem gleichen Kraftwasser gespeisten unteren Werke maßgebend ist. Infolgedessen wird auch die Anpassung der Gesamtleistung der Kraftwerke an den jeweiligen Bedarf in erster Linie nur in den obersten Stufen durch Verminderung oder Erhöhung des Wasserzulaufes bewirkt, während die unteren Stufen, gewissermaßen nacheilend, ihre Leistung jederzeit so einrichten, daß sie das ihnen zulaufende Kraftwasser vollständig ausnutzen.

Die Hochdruck-Francis-Turbine, um welche es sich im vorliegenden Falle handelt, ist in einem solchen Abwasserkraftwerk bei Centerville aufgestellt worden, etwa 16 km unterhalb einer mit 475 m Gefälle und je zwei 1500 und 5500 KW-Löffelrad-Einheiten arbeitenden Zentrale. Das Abwasser dieses Werkes ergießt sich zunächst frei in den Fluß, wird aber unmittelbar nachher durch eine Talsperre aufgehalten, und in einem 16 km langen, teils ausgesprengten, teils als Holzgerinne ausgeführten Oberwassergraben bis zu den beiden 610 mm weiten Druckleitungen geführt, welche die für die neue Turbine bestimmte, 1060 mm weite Rohrleitung speisen. Die Turbine ist eine einfache Francis-Turbine mit wagerechter Welle und Finkscher Drehschaufelregulierung, |44| deren Leitring außerhalb des Gehäuses liegt. Das Laufrad der Turbine ist aus Stahlguß hergestellt und hat einen äußeren Durchmesser von 1620 mm und eine lichte Breite von 85 mm. Die Umdrehungszahl ist mit Rücksicht auf den vorhandenen Stromerzeuger auf 400 i.d. Minute festgesetzt. Die Turbine ist mit einem Lombard-Regulator ausgerüstet, bei welchem die elektrisch betriebene Druckpumpe und der Servo-Motor getrennt sind. Der Steuerkolben des Servo-Motors wird durch ein Vorsteuerventil vom Regulator aus in Gang gesetzt, dessen Fliehkraftpendel aus zweiseitig eingespannten Blattfedern und darauf befestigten Kugeln gebildet werden. Da der Regulator für die größte Leitradöffnung keine beliebige Begrenzung gestattet, also bei einem Kurzschluß das Durchgehen der Turbine nicht verhindern kann, so ist außerdem noch eine Handabstellvorrichtung vorhanden, welche auf die Rückführung einwirkt. (Pfau.) [Schweizerische Bauzeitung 1908, II, S. 111–119 und 121–127.]

H.

Einphasen-Wechselstrombetrieb in England.

Im April dieses Jahres hat die Midland Eisenbahn-Gesellschaft zwischen den Stationen Heysham, Morecambe und Lancaster einen Versuchsbetrieb mit Einphasenwechselstrom, dem ersten in England, eröffnet. Vorläufig sind drei Züge vorhanden, von denen zwei von den Siemens Bros Dynamo Works und einer von der British Westinghouse Company ausgerüstet wurden. Jeder Zug besteht aus einem Motorwagen und zwei Anhängewagen und kann 310 Personen bei 186 Sitzplätzen fassen. Ein Zug soll auf der Strecke Heysham Morecambe einen 20 Minutenverkehr und ein zweiter auf der Strecke Morecambe Lancaster einen 15 Minutenverkehr mit einer Fahrgeschwindigkeit von 40 km/Std. aufrechterhalten, während der dritte als Reserve dient. Die 2,74 m breiten Motorwagen bind 18,2 m lang und ruhen auf zwei zweiachsigen Drehgestellen, die Radstände von 2,58 m und Räder von etwa 1,1 m besitzen. Jeder Motorwagen wird durch zwei Motoren angetrieben, die in demselben Drehgestell untergebracht sind.

Zur Stromabnahme von der Oberleitung besitzen die von Siemens ausgerüsteten Motorwagen zwei Paar Stromabnehmer, von denen jedes aus einem großen und einem kleinen Stromabnehmer mit Aluminiumschleifstücken besteht. Die die Bügel an die Fahrleitung anpressenden Federn werden durch Speisen von Vakuumzylindern gespannt. Westinghouse drücken ihren Parallelogrammbauart besitzenden Stromabnehmer durch Federn an die Fahrleitung an und bewirken das Niederlegen durch einen Druckluftzylinder. Das Schleifstück dieses Stromabnehmers ist ein 150 mm breites und 1,6 mm dickes verzinktes Flacheisenstück, welches nach unten gebogene Enden und zur Aufnahme von Schmiermittel eine Längsnut von halbkreisförmigem Querschnitt besitzt. Es wiegt 3,5 kg und ist nach Zurücklegung von 5000 Wagenkilometern noch im Betriebe. Bei sämtlichen Stromabnehmern sind die unter Spannung stehenden Teile durch Porzellanisolatoren isoliert. Zur Sicherung der Fahrzeuge bei Drahtbruch dient ein geerdetes Drahtnetz, welches über das Wagendach gelegt ist.

Beim Westinghouse-Wagen wird der der Oberleitung entnommene Strom von dem Parallelogramm-Stromabnehmer durch ein mit Gummi isoliertes Bleikabel zu einem Hauptschalter geleitet, dessen unter Oel arbeitende Kontakte elektropneumatisch gesteuert werden können. Dieser Schalter dient gleichzeitig als selbsttätiger Höchststromunterbrecher und kann nur eingelegt werden, wenn sich der Steuerschalter auf der ersten Fahrstellung befindet. Der Strom gelangt dann an die Hochspannungsklemme des mit Oel isolierten Spartransformators, dessen andere Klemme sorgfältig geerdet ist. Die sechs Niederspannungsanschlußklemmen des Transformators sind mit ebensoviel elektropneumatisch gesteuerten Schaltern verbunden, die eine kräftige Funkenlöschung besitzen und zur Vermeidung von falschen Schaltungen mit Hilfskontakten für den Steuerstrom zur elektrischen Verriegelung versehen sind. Der Sekundärstrom fließt von diesen Schaltern über Drosselspulen, die beim gleichzeitigen Einlegen zweier Schalter den Kurzschlußstrom der Transformatorspulen begrenzen, zu dem Fahrtrichtungsschalter, dessen Kontakte auf einer elektropneumatisch gesteuerten Walze liegen. In bezug auf den Fahrtrichtungsschalter sind die Einzelschalter derart verriegelt, daß sie nur geschlossen werden können, wenn sich der erstere in einer seiner Einschaltstellungen befindet. Von dem Fahrtrichtungsschalter gelangt der Strom schließlich in die Motoren, die gemäß der üblichen Bauart von Westinghouse Hauptstrom-Kollektormotoren mit Kompensationswicklung sind. Jeder Motor leistet bei künstlicher Lüftung 150 PS und kann einen Strom- von 1200 Amp. ohne übergroßes Bürstenfeuer aushalten. Um die Neigung zur Funkenbildung am Kommutator zu verringern, ist die Glimmerisolation zwischen den Kommutatorlamellen bis zu einer Tiefe von etwa 1½ mm entfernt.

Bei den Siemens-Wagen wird der Strom von den Stromabnehmern, die durch eine blanke auf Isolatoren verlegte Leitung miteinander verbunden sind, mit Ausnahme eines kurzen Stückes durch den Wagen, wo ein mit Papier isoliertes Bleikabel verwendet ist, gleichfalls mittels blanker Leitungen zu einer Hochspannungskammer geführt. Die Tür dieser Kammer ist mit den Stromabnehmern derart verriegelt, daß sie nur nach deren Niederlegen geöffnet werden kann, und umgekehrt die Stromabnehmer erst nach Schließen der Tür wieder aufgerichtet werden können. Die Ausrüstung der Siemens-Wagen besteht außer den beiden Antriebsmotoren und dem Ventilatormotor aus einem Haupttransformator, einem Hilfstransformator, einem Kommutierungstransformator, einem Hochspannungsschalter und einer Anzahl Einzelschaltern. Sicherungen liegen auf der Hochspannungsseite des Haupttransformators und des Hilfstransformators, vor den Motoren, den Steuerleitungen und dem Ventilatormotor. Die vor den Motoren liegenden Sicherungen dienen gleichzeitig zum Abschalten beim Unfall eines Motors. Der Hilfstransformator speist die Wagenbeleuchtung und ist nur aus dem Grunde vorgesehen, daß beim Auslösen des Höchststromausschalters infolge eines Kurzschlusses oder einer Ueberlastung der Motoren die Wagenbeleuchtung nicht beeinflußt wird. Er bietet außerdem den Vorteil, daß bei längeren Aufenthalten auf Stationen der Hauptstromschalter auch abends und nachts geöffnet und somit durch Abschalten des Magnetisierungsstromes des Haupttransformators Energie gespart werden kann.

Für die Betriebsbremsungen ist eine Vakuumbremse vorgesehen. Das Vakuum wird mittels Pumpe erzeugt, die unter Zwischenschaltung einer in Oel laufenden Schnecke durch einen Einphasenmotor angetrieben wird. In die Stromzuführung zu dem Pumpenmotor ist keine Niederspannungssicherung eingelegt, damit beim Versagen dieses Motors (Kurzschluß) und somit beim Versagen der Bremseinrichtung die Hochspannungssicherung durchschmelzen muß und hierdurch der weitere Betrieb des Wagens unmöglich gemacht wird.

Die Motorwagen wiegen ohne elektrische Einrichtung 24,3 t. Hierzu kommen bei der Siemens-Ausrüstung für die Motoren 6,25 t, für die Schaltapparate und die Transformatoren 8,5 t hinzu. Das Gewicht der Westinghouse-Motoren |45| beträgt 5,5 t und das der zugehörigen Schaltapparate und Transformatoren 7,65 t.

Der Betriebsstrom wird von den Fahrzeugen aus der Fahrleitung mit einer Spannung von 6600 Volt und 25 Wechseln i.d. Sekunde entnommen. Die Bauart der Oberleitung entspricht im wesentlichen der normalen Bauart der Firma Siemens Bros bis auf eine besondere Aufhängung des Tragseiles. Das letztere ist nämlich doppelt vorhanden; beide Seile bestehen aus je sieben Stahl drahten und sind auf ihrer ganzen Länge miteinander verbunden bis auf die Aufhängepunkte, vor denen sie sich in einer Entfernung- von einem Meter trennen, dann zu beiden Seiten des Isolatorkopfes, auf dem sie in den Nuten eines Paßringes gelagert sind, vorbeigehen und sich dann nach einem Meter wieder vereinigen. Durch fünf Hängedrähte zwischen je zwei Aufhängepunkten ist an den Tragseilen ein Hilfstragdraht befestigt, an dem denn mittels etwa 100 mm langer Schlaufen der 8-förmige Fahrdraht von 70 qmm Querschnitt aufgehängt ist. Die Schlaufen sind an dem Fahrdraht durch Klemmen befestigt und können sich auf dem Hilfstragdraht leicht verschieben. Um den Durchhang des Fahrdrahtes auch bei Wärmeschwankungen gleichbleibend zu erhalten, ist derselbe in Längen von 700–900 m eingebaut, die an einem Ende fest verankert und am anderen Ende unter Benutzung einer entsprechenden Rollenführung durch Gewichte von je 500 kg belastet sind. Die Verankerung der Fahrdrähte ist derart erfolgt, daß die Stromabnehmer sie in Richtung nach den gewichtsbelasteten Enden hin bestreichen, damit auch die Reibung des Stromabnehmers im Sinne einer Spannung des Drahtes wirkt. Um eine doppelte Isolation der Oberleitung gegen Erde zu erhalten, sind die Tragisolatoren, die aus zwei Teilen zusammengekittet sind, auf Hartgummi umpreßten Stützen gelagert.

Die Stromrückleitung erfolgt durch die Fahrschienen. Hierzu sind die äußeren Schienen jedes Gleises durch je zwei Kupferbügel, die unter den Stoßlaschen angeordnet sind, leitend miteinander verbunden. An Kreuzungen und Weichen stehen sämtliche Schienen untereinander durch Kupferkabel in Verbindung. Ferner ist auf eine sorgfältige Erdung der Schienen Bedacht genommen. In Heysham sind zu diesem Zweck zwei Kupferplatten im Hafen versenkt; in Morecambe hat man Kupferplatten am Ende der Landungsbrücke angebracht und schließlich in Lancaster die Schienen an eine Brücke angeschlossen, deren eiserne Pfeiler bis in das Flußbett hinabgehen. [The Electrician 1908, S. 324–327, S. 363–371 und S. 404–409.]

Pr.

Güterzug-Verbundlokomotive.

Für die Hedschasbahn (Damaskus–Mekka) hat Henschel & Sohn, Kassel, eine kurvenbewegliche sechsachsige


Geschwindig-
keit

Umlauf-
Sek.

Kessel-
leistung
Größte Zugkraft ermittelt aus Widerstand in
der Ebene für
Lokomotive
und Tender

Beförderte Wagenlast in
Steigung von
Reibungsgewicht
46000 × ⅙
den Zylindern
der
Heizfläche
km/Std. PS/qm kg kg kg kg/t 1 : 20 1 : 50 1 : 100 1 : 200
10 0,84 3,3 7666 7350 13260 4,1 58 251 537 1000
20 1,67 4,3 7666 7350 8638 4,8 57 246 523 965
30 2,47 4,9 7666 7350 6642 5,6 42 208 445 817
40 3,30 5,4 7666 7350 5473 6,5 149 333 608
50 4,13 5,5 7666 7350 4452 7,7 97 234 430

Lokomotive für 1050 mm Spurweite gebaut. Diese Bahn führt auf lange Strecken durch wasserarme Gegenden, hat lange Steigungen bis zu 22 v.T. und zahlreiche Krümmungen bis zu 90 mm Radius. Die Lokomotive soll erhebliche Zuglasten fördern, geringen Wasser- und Kohlenverbrauch besitzen und einen großen Kohlen- und Wasservorrat mit sich führen können. Der Raddruck dürfte 5 t nicht überschreiten. Die geforderte Zugkraft bedingte ein Reibungsgewicht von 50 t und bei der geringen Spurweite und den vielen Krümmungen war die Ausführungsform der Mallet-Lokomotive mit zwei Dampftriebgestellen sehr zweckmäßig. Die Lokomotive besitzt eine vordere Laufachse, so daß eine 3/3 + ⅔ gekuppelte Bauart entstanden ist. Das gewählte Verhältnis der Heizfläche (150 qm) zur Rostfläche (2,5 qm) ist für Güterzugslokomotiven sehr günstig. Der Bodenring der Feuerbüchse besteht aus Flußeisenformguß, der neuerdings für diesen Zweck häufig Verwendung findet. Im Kessel sind 200 flußeiserne Rauchröhren mit 50 auf 45 mm , die am hinteren Ende kurze Kupferstützen haben. Die Rauchkammer ist sehr lang gehalten, um ein gleichmäßiges Anfachen des Feuers zu erhalten. Da die Mallet-Lokomotive einen festen Hauptrahmen und ein frei bewegliches Vordergestell besitzt, so ist der Kessel mit dem hinteren Rahmenteil fest verbunden. Unter der Rauchkammer befinden sich die Niederdruckzylinder und treiben die beiden gekuppelten Achsen des Vorderdrehgestelles an. Die Hochdruckzylinder wirken auf die drei gekuppelten Achsen des Hauptrahmens. Dieser Rahmen ist mit dem vorderen Drehgestell durch eine Gelenkkupplung verbunden, die das Durchfahren von Krümmungen bis zu 80 mm Radius gestattet. Die Laufachse ist zur Erleichterung des Einfahrens in Krümmungen um 10 mm seitlich verschiebbar.

Der Tender hat einen für die geringe Spurweite sehr großen Fassungsraum von 18 cbm. Wasser und 6 t Kohle. Er ruht auf zwei Drehgestellen nach der amerikanischen Diamond-Bauart, die seitlich genügend versteift ist und geringes Eigengewicht hat. Die Hochdruckzylinder haben 320, die Niederdruckzylinder 510 mm . Der Kolbenhub beträgt 560 mm. Der Dampfüberdruck ist 12 at. Das Dienstgewicht der Lokomotive beträgt 52,5 t, das Reibungsgewicht 46 t.

Diese Lokomotive hat allen Erwartungen entsprochen. Ihre Leistungen stimmen überein mit den in der untenstehenden Tabelle rechnerisch bestimmten Zugleistungen. Das Einfahren und die Bewegungen in Krümmungen geschehen sicher und ruhig. [Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1908, S. 1630–1634.]

W.

Heißdampflokomotiven.

Infolge der Vorführung von Heißdampflokomotiven auf der Ausstellung in Mailand 1906 bestellte die italienische Staatsbahn bei der Berliner Maschinenbau-Gesellschaft Schwarzkopff solche ¾ gekuppelte Zwillingslokomotiven mit Rauchröhrenüberhitzern System Schmidt. Es wurde dabei verlangt, daß die Gesamtanordnung und alle Teile der schon vorhandenen ¾ gekuppelten Zweizylinder-Verbundlokomotiven sowenig als möglich geändert werden sollen.

Diese Lokomotiven sind dazu bestimmt, leichte Schnellzüge von rd. 280 t Wagengewicht über ebene |46| Strecken (Mailand–Turin und Verona–Venedig) zu befördern. Deshalb ist der Kessel für eine dreifach gekuppelte Lokomotive mit einer verhältnismäßigkleinen Rostfläche versehen (2,46 qm). Das Verhältnis der normalen Heizfläche zur Ueberhitzerfläche wurde unter Berücksichtigung der Erfahrungen der preußischen Staatsbahn so gewählt, daß dasselbe fast ¼ der gesamten Heizfläche ist (33,5 : 141,8). Bei den Zylinderabmessungen wurde darauf Rücksicht genommen, daß das Reibungsgewicht für das Anfahren und Nehmen kurzer Steigungen ausgenutzt werden kann, daß aber anderseits bei Fahrten in der Ebene nicht mit zu kleinen Füllungen gefahren werden muß. Die Charakteristik einer Heißdampflokomotive nach Garbe ist je bestimmt, wobei d der Zylinderdurchm., l der Kolbenhub, T das Reibungsgewicht und D den Treibraddurchm. bedeutet. Bei einer größten Zugkraft von Z = 9275 kg ergibt sich eine Adhäsionsziffer 1 : 4,77, die für eine dreifach gekuppelte Lokomotive nicht unterschritten werden soll.

Trotz Vergrößerung der Heizfläche und des Einbaues eines Ueberhitzers ist das Leergewicht der Heißdampflokomotive um 700 kg geringer als das der Verbundlokomotive. Die Einzelheiten der Heißdampfeinrichtung sind einfacher gehalten als bei den preußischen Staatsbahnen üblich ist, um bei dem italienischen Führerpersonal keine Abneigung gegen diese Neuerung hervorzurufen.

Um sich von der Leistungsfähigkeit dieser Lokomotiven zu überzeugen, wurden auf der Strecke Berlin–Grunewald Versuchsfahrten ausgeführt. Die Lokomotiven waren dabei mit Manometer, Fernthermometer und Vakuummeter und mit einem Pyrometer zum Messen der Temperatur der Feuergase vor der Rauchkammerrohrwand ausgerüstet. Um den Wasserverbrauch schnell feststellen zu können, wurde der Tenderkasten genau geeicht. Der Kohlenverbrauch wurde durch Wiegen festgestellt. Die Probefahrten haben dann ergeben, daß für den von der italienischen Staatsbahn vorgeschriebenen Rost die leichte schlesische Kohle nicht paßt, daß vielmehr schwerere Kohle und Briketts zu verwenden sind. Die Verdampfung betrug 6,34 bezw. 6,00 l Wasser für 1 kg Kohle. Bei Geschwindigkeiten von 80–90 km/Std. gewährleistete das Drehgestell, Bauart Zara, einen sehr ruhigen Gang. Diese Versuchsfahrten haben ebenfalls ergeben, daß sich heute die Abmessungen einer Heißdampflokomotive mit Sicherheit im voraus bestimmen lassen.

Auf weiteren Probefahrten in Italien wurde die Ueberlegenheit der Heißdampflokomotiven gegenüber der Zweizylinder-Verbundlokomotiven festgestellt. Die Fahrzeiten konnten besser eingehalten werden und Verspätungen wurden leicht eingeholt, auch bei stärkerer Zugbelastung, indem die Züge schneller auf die mittlere Fahrgeschwindigkeit kamen. [S. auch D. P. J. 1908, S. 446. Zeitschrift des Vereins deutsch. Ing. 1908, S. 1301–1307, 1353–1360 und 1386–1391.]

W.

Selbstspannende Kolbenringe.

In der Abhandlung von Reinhardt1) sind die Grundlagen für die Bemessung der selbstspannenden Kolbenringe gegeben. Doch sind die Berechnungen danach umständlich, so daß in der Praxis davon wenig Gebrauch gemacht wird. Auf Grund der Reinhardtschen Entwicklungen und einer Reihe bewährter Ausführungen werden die nachstehenden Formeln aufgestellt.

Die Hälfte eines Kolbenringes, als rechteckige Biegungsfeder aufgefaßt, ergibt bei einer Durchbiegung f die Federkraft

Hierin ist E der Elastizitätsmodul des Ringmaterials: (Gußeisen), b die Breite und h die Höhe des konstantem rechteckigen Ringquerschnittes, r der mittlere Halbmesser des Ringes. Alle Maße gelten in Zentimetern.

Wird die Wirkung der Einzelkraft P ersetzt durch die Wirkung der über den Umfang verteilten, radial wirkenden Belastung p kg/qcm und P = 2πb . p gesetzt, so erhält man die Pressung des Ringes am Umfang, den Dichtungsdruck,

Dieser so erhaltene Wert weicht von dem durch die genaue Berechnung- gefundenen nur unwesentlich ab.

Die Formel gestattet die Berechnung der Wandpressung aus den Ringabmessungen; Reinhardt gibt als erfahrungsmäßig zulässigen Wert hierfür ¼–½ at an; doch kommen bei Hochdruckkompressoren auch Wandpressungen bis zu 3 at vor.

Für die eintretende Abnutzung ist die Reibungsarbeit maßgebend, welche dem Produkt p . c proportional ist, wenn c die mittlere Kolbengeschwindigkeit bedeutet. Nach den Erfahrungen an Kreuzkopfführungen kann man mit dem Wert p . c bis auf 5 gehen, ohne erhebliche Abnutzung befürchten zu müssen. Mit Rücksicht auf die höhere Temperatur im Dampfzylinder und die geringere Wärmeableitung dürfte hier bei Kolbenringen der Wert p . e = 1,5 entsprechend sein; dies führt z.B. bei einer Kolbengeschwindigkeit c = 3 m auf p = ½ at.

Mit der Festlegung des Wertes p können nun die Ringabmessungen bestimmt werden, wenn wir noch die Festigkeitsgleichung des um f zusammengebogenen Ringes zu Hilfe nehmen. Die Biegungsbeanspruchung des aufgebogenen Ringes ist danach

in kg/qcm,

2ra ist der Durchmesser des aufgeschnittenen ungespannten Ringes. Man kann erfahrungsmäßig mit bis zu 1200 kg/qcm gehen. Beim Ueberbringen des aufgeschnittenen Ringes über die Stirnwand können sehr hohe Beanspruchungen im Ring auftreten, die für verschiedene Werte von einen nach den genauen Formeln von Reinhardt berechneten Kurvenblatt entnommen werden können. Danach ergeben sich die Abmessungen der Ringe. Ihre Anzahl z für einen Kolben richtet sich nach der Große des Druckes p1, gegen den sie abdichten sollen und welcher ein Vielfaches vom Anpressungsdruck p der Ringe ist. Man kann die Beziehung als giltig annehmen

p . b . z = K.

Für Scheibenkolben kann nach guten Ausführungen

gesetzt werden. (H. Friedmann.) [Zeitschrift des österr. Ingenieur- und Architektenvereins 1908.]

M.

Die Verwendung von Graphit als Schmiermittel.

Als man vor einigen Jahren dazu überginge in den Zylindern von Dampf- und Großgasmaschinen statt der gewöhnlichen Schmieröle Graphit als Schmiermittel zu verwenden, stellten sich bald nach den ersten Versuchen zwei große Schwierigkeiten heraus, welche die Anwendung |47| des Graphits in größerem Umfange verhinderten. Wohl hatte man schon bei den ersten Versuchen gefunden, daß ein geringer, etwa 2–3 v.H. betragender Zusatz zu gewöhnlichem Schmieröl eine bedeutende Oelersparnis, bis zu 50 v.H., erzielen ließ, allein es war schwer, einen genügend reinen, von Tonbeimengungen freien Graphit, wie man ihn für diese Zwecke braucht, zu beschaffen, und außerdem schlägt sich der dem Schmieröl beigemengte Graphit sofortnieder, so daß er nur durch ständig in Betrieb befindliche Rührwerke so fein verteilt erhalten werden kann, daß er keine Verstopfungen der Schmierleitungen bewirkt.

Der in der Natur frei vorkommende Graphit ist fast ausschließlich mit Ton vermengt, von dem er nur mit großen Kosten gänzlich befreit werden könnte. Er kommt für Schmierzwecke auch wegen seines groben Gefüges nicht in Betracht, das sich auch durch die feinsten Mühlen nicht verfeinern läßt. Der erste Schritt zur praktischen Ermöglichung der Graphitschmierung war daher die künstliche Herstellung von Graphit aus Kohle im elektrischen Ofen, die nach dem von Acheson erfundenen Verfahren von der International Acheson Graphite Co. in Niagara-Falls unter Benutzung des ihr von den mächtigen Wasserkraft-Elektrizitätswerken am Niagara zur Verfügung stehenden Stromes ausgeführt wird. Das Verfahren besteht darin, daß die in Graphit umzuwandelnde Kohle in einem etwa 9 m langen Kanal aufgegeben wird, der an den Innenseiten mit Karborundumplatten feuerfest ausgekleidet ist. An den Enden des Kanales sind dicke Kohlenelektroden angeordnet. Die Beschickung besteht jedesmal aus 3000–3500 kg grobstückigem Anthrazit oder Kunstkohle und diese wird mit Kohlenstaub oder Kohlengrus eingedeckt. Wenn der Ofen beschickt ist, wird Wechselstrom von 210 Volt Spannung zunächst mit einer Stärke von 1400–1500 Amp. durchgeschickt, um den Kanal anzuwärmen. Erst nach einigen Stunden wird die Stromstärke auf 3600 Amp. erhöht, um die zur Bildung des Graphits erforderliche hohe Temperatur zu erreichen. Infolge des wachsen den Leitungsvermögens der Ofenbeschickung sinkt nach etwa 24 Stunden die Spannung allmählich bis auf 80 Volt, während die Stromstärke auf 9000 Amp. steigt. Im Verlauf dieser Zeit ist auch der gesamte Inhalt des Kanals in Graphit verwandelt. Die hierbei aufgewendete Leistung beträgt etwa 1000 PS, ist also immerhin so groß, daß das Verfahren nur in der Nähe großer natürlicher Kraftquellen wirtschaftlich ausführbar ist.

Das Niederfallen des dem Oel beigemengten Graphits kann nach einem neuen, ebenfalls von Acheson herrührenden Verfahren dadurch verhindert werden, daß man dem Gemisch noch etwas Gerbsäure beimengt, wobei 3–6 v.H. Gerbsäure dem Gewicht nach auf das verwendete Gewicht von Graphit entfallen. Die Gerbsäure hat nämlich die ganz merkwürdige Eigenschaft, das Gemisch von Graphit und Schmieröl oder das Gemisch von Graphit und Wasser in eine Emulsion zu verwandeln, von so feiner Graphitverteilung, daß selbst ein Filtrierpapier keine Scheidung dieser beiden Stoffe bewirken kann. Es ist klar, daß in I dieser Form Graphit allen Anforderungen an ein gutes Schmiermittel zu entsprechen vermag. Versuche haben denn auch ergeben, daß schon ein Zusatz von 0,5 v.H. Graphit zum Oel die Reibungsziffer wesentlich vermindert und die Verwendungsdauer des Oeles erhöht. Professor C.H. Benjamin hat z.B. bei seinen Versuchen an einem Lager von 8,75 kg/qcm und 475 Umdreh. i.d. Minute festgestellt, daß die Anfangsreibung bei einer Graphitemulsion von 0,5 v.H. Graphitgehalt nur 0,65 derjenigen bei einer Oelschmierung, die Reibungsziffer nach zweistündigem Betrieb nur 0,55 derjenigen bei reiner Oelschmierung beträgt. [Zeitschr. d. Bayr. Revisions-Vereins 1908, S. 5–7.]

H.

Stützmauern aus Eisenbeton.

Die Stützmauern bestehen aus einer senkrechten Wand und einer wagerechten Grundplatte, deren Stärken und Eiseneinlagen von den größten Biegungsmomenten aus dem Seitenschub bezw. der Bodenpressung abhängig sind. Mit Hilfe der in den amtlichen Bestimmungen für die Berechnung von Eisenbetonbauten angegebenen Formeln lassen sich die erforderlichen Querschnittsabmessungen leicht ermitteln.

Die Länge der der senkrechten Wand vorgelagerten Grundplatte x ist von der zugelassenen größten Bodenpressung p, dem Gewicht der Vorlage für die Längeneinheit g, dem Gesamtgewicht der senkrechten Wand G, dem Standmoment dieser Wand Mv in bezug auf ihre Kippkante ohne Vorlage und dem Kippmoment Mp des auf die Stützmauer wirkenden Seitenschubes abhängig nach der Gleichung:

Hierbei erhält man t in m, wenn man G in t und g in t/m, Mh und Mv in mt und p in t/qm einsetzt.

Liegt die Grundplatte auf der Erdseite, so kann die Erdbelastung der Platte für die Standsicherheit der Mauer herangezogen werden. [Zement und Beton, 1908, S. 503 ff.]

Dr.-Ing. P. Weiske.

|46|

Z.d.V.d. Ing. 1901, S. 232 und 373.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: