Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1909, Band 324 (S. 93–96)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj324/ar324028

Polytechnische Rundschau.

Schlüpfungsmesser für Wechselstrom-Motoren.

Es ist eine bei den Elektroden von Aluminiumzellen bekannte Erscheinung, daß nach der Erhöhung der Spannung über einen bestimmten Betrag kleine über die Elektrodenfläche verteilte Funken auftreten. Wird eine Legierung verwendet, die außer Aluminium noch Zusätze von Kupfer, Zinn, geringe Mengen Mangan, Eisen und Zink, sowie Spuren von Silizium im Gesamtbetrage 10 v.H. enthält, so tritt die Lichterscheinung bei 250 Volt auf, ohne daß größere Ströme fließen. Sie hat hier ein etwas anderes Aussehen und zwar kann ihre Erscheinung am besten als „Glühen“ bezeichnet und mit einem soeben in Wasser getauchten Stück weißglühenden Eisens verglichen werden. Zu den Versuchen wurde als Elektrolyt eine Boraxlösung verwendet; jedoch auch andere alkalische Lösungen zeigten die Erscheinung.

Wird die Aluminiumzelle an eine Wechselstramspannung angelegt, so tritt die Lichterscheinung an jeder der Elektroden nur während der Hälfte einer Periode und zwar an beiden Elektroden abwechselnd auf. Diese Erscheinung wird zur Schlüpfungsmessung von Induktionsmotoren in der Weise benutzt, daß durch eine von dem zu untersuchenden Motor angetriebene Stroboskopscheibe hindurch eine Elektrode einer derartigen Aluminiumzelle beobachtet wird. Diese Scheibe besitzt in verschiedenen Kreisen ein, zwei und drei Löcher, die verwendet werden, je nachdem es sich um die Untersuchung eines zwei-, vier- oder sechspoligen Motors handelt. Die Häufigkeit des durch die Stroboskopscheibe sichtbaren Aufleuchtens der Elektrode in einem bestimmten Zeitraum gibt dann ein Maß für die Schlüpfung. Der Versuchsapparat besaß eine Scheibe von 120 mm mit 6 mm großen Löchern. Die Elektrode hatte eine Fläche von etwa 25 qmm und war in einem Reagenzglas von 13 mm Weite untergebracht. Trotz dieser geringen Abmessungen konnten mit diesem Instrument Schlüpfungen bis zu 200 in der Minute genau festgestellt werden. (Johnstone.) [Electrical World 1908, Bd. II, S. 343–345].

Pr.

Messung hoher Selbstinduktion von Spulen mit Eisenkernen.

Werden in Telegraphenleitungen mit großer Kapazität gemäß dem Vorschlage von Oliver Heaviside Selbstinduktionsspulen eingeschaltet, so kann nach den Versuchen der Eastern Telegraph Company die Selbstinduktion einzelner dieser Spulen Werte bis zu 100 Henry erreichen. Derartige Spulen werden im allgemeinen mit nahezu geschlossenem Eisenkreis gebaut und der Luftschlitz im Eisenkern zur Regelung der Selbstinduktion einstellbar gemacht. Nun bereitet die Messung der Selbstinduktion dieser Spulen nach den üblichen Verfahren sehr große Schwierigkeiten und erfordert einen großen Zeitaufwand, wenn die Stromstärke des Wechselstromes nur 10– 4 bis 10– 5 Amp. beträgt.

Zur Erleichterung der Messung wurde ein neues Galvanometer konstruiert, dessen Elektromagnet ein regelbares Feld liefert, welches bis auf 8000 C.G.S.-Einheiten verstärkt werden kann. Der Kraftlinienweg in dem Instrument ist bis auf die kleine Aussparung, in der das System angeordnet ist, durch Eisen geschlossen. Die Meßspule besitzt etwa 500 Windungen und ist auf einen leichten Aluminiumrahmen von 4 cm Länge und 0,5 cm Breite gewickelt. Der Spulenausschlag wird mittels Spiegels und Lichtstrahles gemessen. Der Spiegel ist jedoch nicht in der üblichen Weise mit der Spule selbst starr verbunden, sondern mittels Fäden zwischen zwei Armen um eine wagerechte Achse drehbar aufgehängt. An der Oberkante und Unterkante des Spiegels sind Fäden befestigt, die zu den Enden eines mit der Meßspule verbundenen doppelarmigen Hebels |94| führen. Durch diese Anordnung, die der Steuerung des Hebers bei dem bekannten Heberschreiber (Siphonrecorder) der Kabeltelegraphie nachgebildet ist, wird eine Vergrößerung- der Ausschläge erreicht. Die Dämpfung- der Spule wird hauptsächlich durch die in dem Aluminiumrahmen bei der Bewegung- induzierten Wirbelströme bewirkt.

Die Messung- findet in der Weise statt, daß die Selbstinduktionsspule mit einem besonderen kleinen Wechselstromerzeuger bekannter Frequenz in Reihe geschaltet und der Ausschlag des Galvanometers beobachtet wird. Hierauf wird an Stelle der Selbstinduktion ein regelbarer induktionsfreier Widerstand eingeschaltet und so eingestellt, daß derselbe Ausschlag erreicht wird. Sind M und L Widerstand und Selbstinduktionskoeffizient der zu messenden Spule und R' der induktionsfreie Widerstand, der den gleichen Ausschlag hervorbringt, so besteht die einfache Beziehung ; und da R im allgemeinen klein gegenüber pL ist, so ergibt sich L = R'/p, wo p die bekannte Wechselzahl des kleinen Stromerzeugers ist.

Zur Vergrößerung des Meßbereiches kann dem Galvanometer ein induktionsfreier Widerstand parallel geschaltet werden. (Lodge und Davies.) (The Electrician 1908 S. 835–837.).

Pr.

Elektrische Stadt- und Vorortbahn Blankenese-Ohlsdorf.

Schon im Jahre 1894 hatte die Eisenbahndirektion Altona die Einführung elektrischen Betriebes auf dem Hamburger Stadt- und Vorortbahnen erwogen. Sie war jedoch wieder davon abgekommen, da weder die verlangte Leistungsfähigkeit noch die Ausführbarkeit der Steuerung sämtlicher Triebwagen von einem Punkte aus nachgewiesen werden konnte. In den Jahren 1901/1902 wurde die Frage der Elektrisierung den elektrotechnischen Großfirmen vorgelegt, die daraufhin die Verwendung von Gleichstrommotoren in den Fahrzeugen, Stromzuführung durch dritte Schiene und Drehstrom zur Energieverteilung an die Unterwerke vorschlugen. Die hohen Anlagekosten für die Unterwerke und die Leitungsanlagen einerseits und die günstigen Ergebnisse der Union-Elektrizitätsgesellschaft mit dem Winter-Eichberg-Motor1) anderseits veranlaßten die Staatseisenbahnverwaltung vorerst die Versuche auf der Vorortstrecke Niederschöneweide-Spindlersfeld mit dem neuen Motor abzuwarten. Nach dem günstigen Ausfall dieser Versuche wurden im Jahre 1904 abermals Kostenanschläge eingefordert, die die Verwendung von einphasigem Wechselstrom von 25 Perioden und 6000 Volt Spannung und Stromentnahme aus einer Oberleitung vorsehen sollten. Auf Grund dieser Kostenanschläge wurden den Siemens-Schuckertwerken die Bahnstromerzeuger, die Schaltanlage des Kraftwerkes, die Kessel-, Rohrleitungs-, Kohlenförderungs- und Rückkühlanlage des Kraftwerkes, der Bau der gesamten Oberleitung, sowie die Lieferung einiger Trieb Wagenausrüstungen übertragen. Die Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft wurde mit der Lieferung des größten Teiles der elektrischen Triebwagenausrüstungen, Lahmeyer mit der Lieferung der Anlagen zur Erzeugung von Lichtstrom und Gleichstrom und Brown, Boveri & Co. in Mannheim mit der Lieferung der Dampfturbinen betraut.

Die Gesamtlänge der Bahn beträgt 26,67 km. Hiervon entfallen auf die eigentliche Stadtbahn Altona-Hasselbrook 10,67 km und 8,9 bezw. 7,1 km auf die als Vorortstrecken anzusehenden Außenstrecken Altona-Blankenese und Hasselbrook-Ohlsdorf. An der Gesamtstrecke liegen 17 Stationen in Abständen von 0,6 bis zu 4,1 km. Das Längenprofil der Strecke ist wegen der starken Krümmungen und der bis 1 : 80 betragenden Steigungen für Dampfbetrieb besonders ungünstig. Auch die Ausbildung des Hauptbahnhofs Altona als Kopfstation ist für den Dampfbetrieb von Nachteil.

Zur Bemessung der Kraftwerksleistung mußte zunächst der voraussichtliche Strombedarf ermittelt werden. Hierzu wurde ein Fahrplan aufgestellt, dem zur Festsetzung der Fahrzeiten eine höchste Fahrgeschwindigkeit von 50 km/Std., eine Anfahrbeschleunigung von etwa 0,5 m/Sek. und eine Bremsverzögerung von 0,66 m/Sek. zugrunde gelegt wurden. Als Aufenthaltszeit wurde für den Bahnhof Altona 1 Minute, für die übrigen Bahnhöfe je 30 Sekunden festgesetzt. Hieraus ergab sich eine Gesamtfahrzeit von 52 Minuten gegen 66 Minuten beim Dampfbetriebe. Die ungünstigste Belastung des Kraftwerkes wurde im Sonntagsfahrplan (Sommer) für den Zeitraum von 3 Uhr 50 Minuten bis 4 Uhr nachmittags ermittelt, wo die Durchschnittsbelastung bei einem cos ϕ von 0,75 etwa 3000 KW beträgt und die höchste Belastungsspitze bis zu 5100 KW ansteigt. An Werktagen fällt die Hauptbelastung des Kraftwerkes in die Vormittagsstunden von 7 bis 9 Uhr; sie bleibt jedoch hinter der Belastung an Sommersonntagen zurück, selbst wenn der erhebliche Stromverbrauch für die Heizung der Wagen im Winter in Betracht gezogen wird.

Das am Nordende des Hauptbahnhofes Altona errichtete Kraftwerk zerfällt in die unmittelbar am Zufuhrgleis gelegene Kohlen- und Aschenforderungsanlage, das Kesselhaus mit anschließenden Pumpen- und Vorwärmerräumen, den Maschinenraum, das in vier Stockwerken erbaute Schalthaus und die Rückkühlanlage. Das 35,6 m × 24 m große Kesselhaus enthält in zwei Reihen neun Dampfkessel und Raum für drei weitere Kessel. Die von A. Borsig in Tegel gelieferten als Wasserrohrkessel ausgebildeten Dampfkessel sind mit Ueberhitzern und Kettenrosten, Bauart Babcock & Wilcox versehen. Ihre Heizfläche beträgt je 300 qm, die des Ueberhitzers 130 qm. Die Gesamtrostfläche eines Kessels beträgt 7,82 qm. Der Dampf erhält einen Betriebsdruck von 15 Atm. und kann bis auf 350° C. überhitzt werden. Die Kohlen- und Aschenförderung erfolgt mittels elektrisch angetriebener Becherketten und Förderbänder und ist von Unruh & Liebig in Leipzig-Plagwitz hergestellt.

Die aus den Kesseln abziehenden Rauchgase gelangen zu den von den Economiserwerken in Düsseldorf gelieferten beiden Vorwärmern, die stündlich 15 cbm Wasser von 40° auf 105° C. erwärmen. Der an den Rohren dieser Vorwärmer sich absetzende Ruß wird durch elektrisch angetriebene Schaber entfernt. Schließlich gelangen die Rauchgase in die beiden Schornsteine, die je 71 m hoch sind und 2,7 m obere Weite besitzen. Für die Speisung der Dampfkessel sind im Pumpenraum zwei Dampfpumpen für je 75 cbm und zwei für je 20 cbm stündlicher Leistung aufgestellt. Zur Deckung der Verluste an Speisewasser wird das benötigte Frischwasser einem Wasserreiniger, Bauart Breda, von 10 cbm stündlicher Leistung entnommen.

Im Maschinenhause sind zur Erzeugung des Bahnstromes vier Maschinensätze aufgestellt, die bei einem Leistungsfaktor von 0,75 normal je 1250 KW liefern; eine halbe Stunde lang können sie je 1560 KW und etwa ½ Minute lang bis zu 1700 KW abgeben. Die Maschinenspannung |95| des erzeugten Einphasen-Wechselstromes beträgt 6300 Volt und die Periodenzahl 25 in der Sekunde. Jeder Satz besteht aus einer Dampfturbine und einem durch eine etwas bewegliche Kupplung verbundenen Stromerzeuger. Die beiden Wellen eines Satzes laufen in je zwei Lagern, und zwar sind die beiden mittleren in einem gemeinschaftlichen geschlossenen Lagerbock untergebracht. Die Schmierung der Lager erfolgt durch Drucköl, welches der Pumpe aus einem durch eine Kühlschlange gekühlten Oelbehälter zufließt. Die Drehzahl der Maschinen beträgt 1500 in der Minute. Die Regelung der Turbinen erfolgt durch ein Doppelsitzventil, dessen Oeffnen und Schließen sich regelmäßig in der Zeiteinheit wiederholt. Die Menge des eingelassenen Dampfes wird durch Aenderung der Zeit, während der das Ventil offen ist, in bezug auf die Zeit, während der es geschlossen ist, geregelt. Diese Vorrichtung begrenzt bei plötzlicher Ent- oder Belastung einer Turbine die Aenderung der Umdrehungszahl auf höchstens 2 v.H. Der Abdampf gelangt aus der Turbine zu einem im Keller neben dem Turbinenfundament aufgestellten Oberflächenkondensator. Die das Kühlwasser liefernde Kreiselpumpe und die zur Förderung des Kondensats dienende zweistufige Naßluftpumpe werden durch Gleichstrommotoren angetrieben.

Die Bahnstromerzeuger sind als Innenpolmaschinen gebaut. Ihr feststehender Teil besitzt 84 Längsnuten, von denen 56 die Wechselstromwicklung aufnehmen. Der zweipolige umlaufende Feldmagnet besitzt keine ausgeprägten Pole, sondern ist wie ein Gleichstromanker mit einer in Nuten liegenden geschlossenen Gleichstrom-Schleifenwicklung versehen. Die Kühlung des wirksamen Eisens und der Wicklung bewirken an den Stirnseiten des Läufers angebrachte Ventilatoren. Zur Erregung ist mit dem Stromerzeuger unmittelbar eine 20 KW-Gleichstrommaschine gekuppelt, deren Magnete von einer nach dem Prinzip von Danielson geregelten Hilfserregermaschine gespeist werden, die eine möglichst gleichbleibende Klemmenspannung des Stromerzeugers trotz der großen Spannungsschwankungen liefert.

Für die elektrische Beleuchtung der Bahnhöfe erzeugt eine besondere 600 KW-Turbodynamo einphasigen Wechselstrom von 50 Perioden und 6300 Volt. Als Reserve für diese Lichtmaschine dienen zwei Dreiankerumformer, die gleichzeitig den für die Hilfsmaschinen im Kraftwerk nötigen Gleichstrom zu liefern haben. Jeder Umformer besteht aus drei auf einer Welle sitzenden Maschinen, von denen eine einphasigen Wechselstrom von 25 Perioden, die zweite solchen von 50 Perioden und die dritte Gleichstrom verbraucht oder erzeugt. Mit diesem Umformer kann daher jede Stromart in eine der beiden anderen Stromarten umgewandelt werden. Zum Anlassen des Umformers wird eine Akkumulatorenbatterie von 814 Amp./Std. Leistung benutzt, die gleichzeitig als Pufferbatterie für den Gleichstrombetrieb dient.

Bezüglich der Schaltanlage, deren Schema infolge, der drei Stromarten und Umformer sehr verwickelt ist, sei erwähnt, daß durch Drosselspulen, Hörnerblitzableiter, sowie Funkenstrecken mit Oelwiderständen und Wasserstrahlerdern eine sorgfältige Sicherung gegen Ueberspannungen bewirkt ist. Zwei 650 KVA-Transformatoren setzen die Spannung eines Teiles des Bahnstromes auf 30000 Volt hinauf, der mittels zweier besonderer zweipoliger Speiseleitungen einem Unterwerk auf Bahnhof Barmbeck zugeführt und dort wieder durch Transformatoren auf 6300 Volt umgeformt wird.

Aus dem Kraftwerk und dem Unterwerk wird der Bahnstrom den Fahrleitungen durch Speiseleitungen zugeführt, die unmittelbar auf den, die Ausleger oder Querträger für die Aufhängung der Fahrleitung tragenden Masten gelagert sind. Die Mastentfernung beträgt im Mittel 45 m. Bahnspeise- und Fahrleitungen sind einpolig; die Rückleitung geschieht durch die Fahrschienen, welche an den Stößen durch Kupferstreifen leitend mit einander verbunden sind. Die Fahrleitung liegt im allgemeinen 5,2 m, unter Brücken meist 4,81 m über S.O. Sie besteht aus einem Kupferdraht von 90 qmm Querschnitt und ist in Abständen von 3 m mittels Oesen an einem verzinkten Stahldraht von 6 mm aufgehängt, der wiederum in Abständen von 6 m mittels Hängedrähte und Klemmen von einem Stahldrahtseil von 35 qmm Querschnitt getragen wird. Dieses Tragseil ist mittels Porzellanisolatoren und hartgummiumpreßten Stützen auf Auslegern oder Jochen unter Vermittelung von schmiedeeisernen Böcken gelagert. Zur Vermeidung von Seitenschwankungen in der Geraden und zur Abspannung in Krümmungen sind Fahrdraht und Hilfstragdraht durch isolierte, am Ausleger oder Joch befestigte Rohrstreben gehalten. Um die Stromabnehmerbügel gleichmäßig abzunutzen, ist die Fahrleitung in bekannter Weise im Zickzack verlegt. (Schluß folgt.) (Röthig.) (Glasers Annalen für Gewerbe und Bauwesen 1908 Bd. II S. 41–48 und 61–70).

Pr.

Mittels Federdruckes angepreßte Schienenbremse.

Bei der insbesondere für elektrische Bahnen bestimmten Schienenbremse von Freund wird das Anpressen der Bremsbacken an die Fahrschienen durch eine oder mehrere Spiralfedern bewirkt, welche um die im Untergestell gelagerte Bremswelle angeordnet sind. Das Spannen dieser Federn geschieht durch ein auf einer Wagenachse sitzendes Exzenter, mittels dessen ein Hebel in schwingende Bewegung, sowie ein hierdurch gesteuerter Sperrkegel an dem zugehörigen Sperrade hin und her bewegt und das letztere jedesmal um einen entsprechenden Winkelbetrag mitgenommen wird. Mit dem Sperrade ist ein kleines Zahnrad gekuppelt, welches in ein mit dem einen Ende der Spiralfedern verbundenes großes Zahnrad eingreift. Das andere Ende der Spiralfedern ist mit zwei Zahnrädern verbunden: ein kleineres, welches unter Vermittelung von drei Planetenrädern mit der Bremswelle gekuppelt ist; ein größeres, in das ein mit einem Bremsrade gekuppeltes kleines Zahnrad eingreift. Die Planetenräder kämmen außerdem mit einem fliegend ausgesetzten Rade mit Innenverzahnung zusammen, dessen Kranz als Bremsrad ausgebildet ist, um das sich ebenso wie um das bereits erwähnte Bremsrad je ein Bremsband legt. Der hin und her bewegte Sperrkegel wird durch ein Schneckengetriebe derart gesteuert, daß er nach einer Anspannung der Spiralfedern um eine bestimmte Anzahl Umdrehungen außer Eingriff mit dem Sperrade gebracht wird; infolgedessen unterbleibt trotz der auch weiterhin fortgesetzten hin und her gehenden Bewegung eine weitere Anspannung der Federn. Eine Bewegung des Wagens um etwa 80 m genügt zum völligen Spannen der letzteren. Alsdann sind die Federn imstande, vier Bremsungen nacheinander auszuführen, ohne daß inzwischen ein Wiederspannen erfolgt. Das Anstellen und Lösen der Bremse geschieht in einfacher Weise durch Lüften je eines der Bremsbänder.

Die Bremse ist seit vier Jahren im Betrieb, und Versuche, die mit den Wagen der Yorkshire Woollen District Tramways vorgenommen wurden, haben befriedigende Ergebnisse geliefert, Als wesentlicher Vorteil |96| wird hingestellt, daß die Freundsche Schienenbremse sowohl von der Handbremse als auch von der elektrischen Einrichtung- des Wagens unabhängig ist und sich daher besonders für Bahnen mit schwierigen Steigungsverhältnissen eignet. (The Electrician 1908 S. 830–832.)

Pr.

Eine neue Koksaschefeuerung.

Einen erheblichen technischen Fortschritt weist die seit einiger Zeit auf der Zeche Preußen I im Oberbergamtsbezirk Dortmund in Betrieb befindliche Dampfkesselfeuerung für Koksasche u. dgl. minderwertiges Brennmaterial auf, die in das Feuerrohr bezw. Flammrohr eingebaut wird. Während das derartige, meist mit Dampfstrahlgebläse betriebene Feuerungen nach oben in bekannter Weise abschließende feuerfeste Gewölbe bisher unmittelbar auf dem unteren Plattenrost aufsaß, so daß die glühende Koksasche ein allmähliches Anfressen des Gewölbes verursachte, wird bei der vorliegenden Ausführung zu beiden Seiten des Plattenrostes noch ein senkrechter, 1,5 m hoher Seitenrost aufgesetzt, auf dessen oberen, rechtwinklig abgebogenem Ende das oben abschließende Gewölbe seine Widerlager findet, wodurch eine unmittelbare Berührung der Koksasche mit den feuerfesten Steinen vermieden wird. Der Wind wird in den Aschenfall durch einen mit Dampf betriebenen Ventilator gepreßt und gelangt durch die zu diesem Zweck angebrachten Windlöcher des Plattenrostes und der Seitenroste in das Feuer. Der Plattenrost ist unten gerillt, so daß er einem Stabrost ähnlich wird. In diesen Rillen befinden sich die Löcher für den Luftzutritt. Infolge dieser Anordnung kann der Feuerung gegenüber älteren Einrichtungen fast die dreifache Windmenge zugeführt werden. Der Aschenfall ist vorne durch eine luftdichte Platte abgeschlossen, da man mit ziemlich hohem Windüberdruck arbeitet. Verdampfungsversuche ergaben eine nutzbare Verdampfung von 14,45 kg auf 1 qm Heizfläche nach Abzug des Eigenverbrauches, während sie bei der früheren Rostkonstruktion mit Dampfstrahlgebläse nur 7,3 kg betrug. Der Eigenverbrauch ist von 9,9% vom Speisewasser auf 3,65% zurückgegangen. (Glückauf, 44. Jahrgang, No. 42, Seite 1506.)

J.

Eine hervorragende Bronze.

Unter dem Namen Parsons Manganbronze“ wird ein eisenhaltiges Messing, dem zur Erhöhung seiner Festigkeit noch 0,5% Mangan und 1,0% Aluminium zugesetzt sind, trotz seines hohen Kaufpreises in Amerika und England ausgiebig verwendet, z.B. werden wegen seiner Seewasserbeständigkeit sämtliche Schiffsschrauben der amerikanischen Kriegsschiffe daraus hergestellt. Diese Bronze beginnt sich für in sandigem oder säurehaltigem Wasser arbeitende, starken Korrosionen unterworfene Turbinen- und Zentrifugalpumpenräder auch auf dem Festlande einzubürgern. Es lassen sich mit ihr bei hoher Dehnung leicht Festigkeiten von über 40 kg erzielen. Zwecks Prüfung ihrer Säurebeständigkeit gleichzeitig mit anderen Legierungen 4 Wochen lang mit 10prozentiger Salzsäure behandelte Stücke zeigten keine wesentliche Gewichtsabnahme, die bei den andern Bronzen 2% bis 3% betrug. Vor dem Sandstrahlgebläse zeigte Manganbronze unter verschiedenen Konstruktionsmaterialien die geringste Gewichtsabnahme. (Metallurgie, 1908, Seite 567.)

J.

|94|

s. D. P. J. 1907 Bd. 322 S. 759.

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