Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1909, Band 324 (S. 749–752)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj324/ar324229

Polytechnische Rundschau.

Elektrische Güterzuglokomotiven.

Auch für elektrische Güterzuglokomotiven ist beabsichtigt, unter Ausschaltung von Zahnrädern die Triebräder mittels Kuppelstangen von der Motorwelle aus anzutreiben. Es ist nun ohne weiteres einleuchtend, daß bei großen Triebrädern die Laufradgeschwindigkeit und damit die Motordrehzahl klein und das Motordrehmoment dementsprechend hoch ist. An den Motor werden somit sehr ungünstige Bedingungen gestellt. Man wird infolgedessen die Triebräder möglich klein wählen. Heilfron weißt nun darauf hin, daß der bislang vielfach als kleinstzulässiger Triebraddurchmesser angesehene Wert von 1100 mm sehr wohl noch unterschritten werden kann. Maßgebend sind hierbei die Mindestabstände der Pleuel- und Kuppelstangenköpfe von Schienenoberkante, die durch die deutsche Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung festgelegt sind. Ferner muß die Radreifenabnutzung, die etwa 50 mm beträgt, in Rechnung gezogen werden. Unter Gegenüberstellung einiger für die 3/3 gekuppelte preußische Dampflokomotive geltender Werte weist der Verfasser für eine mit einem 600 PS-Motor ausgerüstete elektrische Lokomotive nach, daß beim Antriebe der Achsen mittels Kuppelstangen von einer Blindwelle, die selbst wiederum durch eine senkrecht liegende Kuppelstange mit dem Motor verbunden ist, und bei Anordnung der Blindwelle in gleicher Höhe mit den Triebachsen allerdings der kleinst zulässige Durchmesser 1080 mm beträgt. Hierbei sind die für Dampflokomotiven erprobten Kuppelstangenkopfe zugrunde gelegt. Wird jedoch die Blindwelle 55 mm höher gelegt, so kann der Triebraddurchmesser auf 970 mm vermindert und dementsprechend bei Vorhandensein eines Motors bestimmter Größe die Leistungsfähigkeit der Lokomotive um 12 bis 15 v.H. heraufgesetzt werden. Die mit dieser Abänderung verbundene geneigte Lage der Kuppelstangen hält Heilfron für so gering, daß eine Störung der Federung der Blindwelle gegenüber den Triebachsen nicht eintreten kann.

Schroedter weist demgegenüber darauf hin, daß bei 2,3 m Radstand und 30 mm Federung der Blindwelle gegenüber den Triebachsen die Achsmitten sich um insgesamt 4 mm verschieben. Um ein Klemmen zu vermeiden, müßten die Achsstützen daher zwischen den Führungen ein entsprechend großes Spiel haben. Dies muß jedoch als unzulässig hoch betrachtet werden, da mit Rücksicht auf leichten Lauf bisher nur ½ mm Spiel nach jeder Seite zugelassen ist. Wird die Blindwelle dagegen in gleicher Höhe mit den Triebachsen angeordnet, so können die von der Durchfederung herrührenden wagerechten Verschiebungen der Triebachsmitten vernachlässigt werden, da sie bei dem angegebenen Radstand nicht mehr als ½ mm ausmachen. Schroedter empfiehlt daher die letztere Anordnung und hält es für möglich, daß durch besondere Ausbildung eines geeigneten Kuppelstangenkopfes gleichfalls der von Heilfron angegebene Triebraddurchmesser oder zum mindesten doch ein solcher von 1000 mm angewendet werden kann, ohne daß der zulässige Abstand von Schienenoberkante überschritten wird. (Heilfron). (Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen 1909, S. 425–426). (Schroedter). (Dsgl. S. 518–519).

Pr.

Gleislose elektrische Bahnen.

In Oesterreich verbreiten sich mehr und mehr die von der österreichischen Daimler-Motoren-Gesellschaft hergestellten elektrischen Bahnen System Mercedes-Electrique-Stoll, bei welchen ein mit elektrischen Motoren versehenes Automobil die Antriebsenergie einer Oberleitung entnimmt. Eine besondere Eigenart der mit Gummireifen versehenen leichten Wagen besteht in dem Einbau der Motoren, die derart mit den Rädern vereinigt sind, daß sie die Naben der Räder bilden. Die Motoren können ebenso gut in die Vorder-, wie auch in die Hinterräder eingebaut werden und sind so flach, daß sie weder außen über die Radfelge, noch nach innen über die Bremsscheibe hervorragen und somit gegen Beschädigungen ausreichend geschützt sind. Die Motoren laufen ferner auf Kugellagern und. besitzen im Gegensatz zu den üblichen zylindrischen Kollektoren |750| einen Plankollektor, durch dessen Verwendung das Abspringen der Kohlen und die hierbei auftretenden Funken infolge mechanischer Stöße, die bei schlechten Wegen oder bei schneller Fahrt auf die Räder kommen, vermieden werden. Die Oberleitung ist zweipolig. Zur Stromabnahme dient ein durch ein Kabel mit dem Fahrzeug in Verbindung stehender Stromabnehmerwagen, der mit vier mit Kugellagern versehenen Metallrollen auf den beiden Drähten fährt.

Das Untergestell der 24 Personen fassenden Wagen wiegt einschließlich der Lenkvorrichtung, sowie der elektrischen Einrichtung (Motor, Fahrschalter) 1700 kg. (Honigmann). [Elektrotechnische Zeitschrift 1909, S. 231 bis 234.]

Pr.

Schneebelastung.

Von Schaller sind Versuche über das spezifische Gewicht von Schnee und Zusammenstellungen über die in Deutschland auftretenden Schneehöhen gemacht worden, die gestatten, die bisher geltenden Bestimmungen über die Annahme der Schneelasten nachzuprüfen. Das spezifische Gewicht des Schnees ist von der Lagerung der Schneekristalle und Schneeflocken, dem Wasser- und Fremdkörpergehalt desselben und dem Winddruck während eines Schneefalles abhängig. Der Schnee ist um so schwerer, je wasserreicher er ist. Durch einen mäßigen Winddruck von 10 bis 12 kg/qm wird das Schneegewicht erhöht, während ein stärkerer Wind das Gefüge des Schnees lockert. Durch eine Belastung wird trockner Schnee verdichtet und daher schwerer. Nasser Schnee dagegen wird durch eine Belastung nicht in gleichem Verhältnis schwerer, weil ein Teil des Wassers ausgepreßt wird. Am schwersten ist ein durch Fremdkörper wie Straßenschmutz verunreinigter nasser Schnee. Aus seinen Versuchen erhält Schaller folgende spezifischen Gewichte:

1. Vollkommen trockner Schnee ohne Be-
lastung
Spezifisches Gewicht
0,12
2. Vollkommen trockner Schnee und Wind-
druck von 10 bis 12 kg/qm

0,17
3. Vollkommen trockner Schnee, verdichtet
durch Fußgängerverkehr

0,41
4. Vollkommen trockner Schnee, verdichtet
durch Lastwagenverkehr

0,46
5. Feuchter Schnee, ohne Belastung 0,45
6. Nasser Schnee, ohne Belastung 0,79
7. Nasser Schnee, verdichtet durch Lasten-
verkehr

0,85
8. Nasser mit Fremdkörpern vermischter, durch
Personen- und Lastenverkehr verdichteter
Schnee (Straßenschnee)


1,31

Im letzten Falle betrug der Gehalt des Schnees an Fremdkörpern 41,6 v.H. des Gesamtgewichtes.

Schaller empfiehlt, als spezifisches Gewicht mindestens für trocknen Schnee 0,15, für feuchten Schnee 0,45 zu wählen.

Dem in Preußen üblichen Annahmewert der Schneebelastung von 75 kg/qm würde demnach eine Schneehöhe von 50 bezw. 16,7 cm entsprechen. Unter größter Schneehöhe eines Ortes wird diejenige Schneehöhe verstanden, welche in ununterbrochenem Falle jemals am Orte niedergegangen ist. Auf Grund der von 350 über ganz Deutschland verteilten Beobachtungsstationen des Preußischen Meteorologischen Instituts gelieferten Beobachtungsergebnisse stellt Schaller fest, daß die Schneehöhe eines Ortes von seiner Lage über N . N abhängig ist und daß daher die anzunehmende Schneebelastung für irgend einen Ort Deutschlands sich durch die Gleichung

ausdrücken läßt. Bei der Höhe 0 über N . N ist diese Schneebelastung p = 70 kg/qm. Für andere Orte ist die Höhe h über N . N in m einzusetzen, um die Schneebelastung p zu erhalten.

Schaller teilt Deutschland in drei Schneezonen mit folgenden festen Schneebelastungszahlen ein:

Schneezone Ia von 0 bis 200 m Meereshöhe

p = 75 kg/qm

Schneezone Ib von 200 bis 500 m Meereshöhe

p = 120 kg/qm

Schneezone II von 500 bis 2000 m Meereshöhe

p = 340 kg/qm.

(Schaller). [Beton u. Eisen 1909, S. 284–285].

Dr.-Ing. Weiske.

Versuche mit zwei kleinen Dampf-Turbodynamos von 1000 Umdrehungen.

Von der Firma Gadda, heute Tecnomasio italiano Brown-Boveri in Mailand wurden im Jahre 1908 zwei Dampfturbinen mit Gleichstromdynamos von 100 und 150 KW ausgeführt, welche nur mit 1000 Umdrehungen laufen. Die Turbinen haben drei Druckstufen, in jeder eine Radscheibe mit drei Schaufelkränzen. Der Dampf von 17 Atm. Anfangsspannung expandiert in der ersten Stufe auf 2,5 Atm., in der zweiten beträgt das Vakuum 10 v.H. und beim Austritt aus der Turbine 67 v.H. In der Bauart gleichen die Turbinen im großen und ganzen der Curtis-Turbine mit liegender Welle. Für Lagerschmierung und Reguliereinrichtung mittels Servomotors wird durch eine Kapselpumpe Preßöl erzeugt.

Bei den Abnahmeversuchen erreichte das Aggregat einen Wirkungsgrad von 41 v.H. und die Turbine allein von 47 v.H., bei einem Wirkungsgrad der Dynamo von 88 v.H., ein Resultat, daß bei der sehr niedrigen Umdrehungszahl (Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeit zur Dampfgeschwindigkeit in der ersten Stufe 1 : 10, in den beiden andern 1 : 8,5) und bei dieser Turbinengröße als günstig bezeichnet werden muß. (Beluzzo). (Zeitschrift f.d. gesamte Turbinenwesen 1909, Heft 26).

M.

Ungelöste Probleme der Automobiltechnik.

Capt. H. Holden hielt in der Londoner „Institution of Civil Engineers“ einen Vortrag über obiges Thema, den wir nachfolgend im Auszuge wiedergeben.

Von den gesamten Motorwagen und -Rädern ist die überwältigende Mehrheit mit Benzinmotoren versehen. Dampfwagen haben sich trotz ihrer großen Vorzüge als Personenwagen nicht eingeführt und kommen höchstens für Lastenbeförderung in Frage. Der elektrische Antrieb würde ideal sein, wenn es eine Stromquelle gäbe, die einen Vergleich mit Benzin in bezug auf Gewicht, Kosten und Beweglichkeit aushalten könnte.

Fast alle jetzigen Automobilmotoren sind Viertaktmotoren. Durch Vermehrung der Zylinderzahl ist ein gleichmäßigeres Drehmoment erzielt worden, doch kann bei Maschinen mit hin und her gehendem Kolben eine vollkommene Gleichförmigkeit des Drehmoments nicht erreicht werden, wie sie z.B. Gasturbinen und rotierende Motoren haben werden. Dies ungleichförmige |751| Drehmoment wirkt nachteilig auf den ganzen Wagen zurück, besonders wenn der Wagen langsam fährt, und der Motor mit voller Kraft arbeitet, wie z.B. auf Steigungen.

Der Gebrauch des Einspritzvergasers ist jetzt allgemein geworden. Der Vergaser aber, welcher dem laufenden Motor unter allen Bedingungen ein konstantes Gasgemisch bei konstantem Drucke und Temperatur liefert, ist ein noch zu lösendes Problem. Eine Vollkommenheit hierbei würde nur dann erreicht sein, wenn dies konstante Gemisch mit Luft genau soweit verdünnt würde, als es zur vollkommenen Verbrennung im Zylinder erforderlich ist. Die ganze Frage der Vergasung ist sehr umfangreich und schwierig, und es ist mit Genugtuung zu begrüßen, daß jetzt wissenschaftliche Autoritäten Versuche hierüber anstellen.

Zu einer vollkommenen Methode der Zündung ist man noch nicht gelangt, obgleich Elektrizität in einer oder anderer Form dem Ideal näher als alles andere zu kommen scheint. Die elektrische Zündung setzt uns in den Stand, den Zündzeitpunkt nach Bedarf zu verändern, und gibt uns so eine sehr gute Regulierung der Geschwindigkeit und Kraftentwicklung des Motors in gewissen Grenzen. Jedoch diese Grenzen bilden den schwachen Punkt in dem sonst guten System. So heiß der elektrische Funke ist, kann er doch nicht schwache Gemische, die mehr als einen gewissen Anteil Luft enthalten, mit Sicherheit entzünden; sehr oft auch ist die Zündkerze derart angebracht, daß die entstehende Flamme nicht schnell genug auf die ganze Ladung überspringen kann.

Verbesserungen in der elektrischen Zündung sind in der Richtung vollzogen worden, daß das chemische Mittel der Stromerzeugung, die Batterie, durch ein mechanisches Mittel, den Magnetapparat, ersetzt wurde. Berücksichtigt man aber die Tatsache, daß ein geringer Unterschied in der Mischung, in dem Maße der Kompression, eine Aenderung des Zündzeitpunktes bedingt, um das beste Resultat zu erhalten, und zieht man die Schwierigkeit in Betracht, die Zylinder eines Motors genau gleich in dieser Beziehung zu halten, so sieht man, daß die elektrische Zündung in ihrer heutigen Form von Vollkommenheit weit entfernt ist. Die Ackermannsche Lenkung, vor etwa 100 Jahren für Pferdefuhrwerke erfunden, ist jetzt allgemein bei Motorwagen anzutreffen. Jedes der Lenkräder dreht sich um einen vertikalen Pivotzapfen, dessen Achse, nach der Theorie, durch den Berührungspunkt der vertikalen Radebene mit dem Boden gehen sollte. Ein Weghindernis, das vom Rade überfahren wird, würde dann keine Neigung haben, die Steuerung des Wagens zu verrücken. Diese Anordnung ist jedoch mechanisch schwierig herzustellen, und es wird bisweilen ein Kompromiß gebraucht, durch Neigen der Lenkräder oder der Zapfen.

Horizontale Zylinder können einfach geschmiert werden, indem Zylinder und Kolben je ein Loch erhalten, so daß außer dem Kolben auch der Kolbenbolzen geschmiert wird. Bei vertikalen Motoren wird allgemein Spritzölung angewandt zur Schmierung von Kolben, Kolbenbolzen, auch der Kurbelwelle und anderer Lager. Im ganzen scheint dies eine Methode „auf gut Glück“ zu sein, und das einzige, was zu ihren Gunsten spricht, ist, daß sie sich tatsächlich bisher im Betriebe bewährt hat. Für Kurbelwellen- und ähnliche Lager würde ein Zwangsölsystem am besten sein, wenn das gebrauchte Oel vor seiner Wiederverwendung wirklich gut gereinigt werden könnte, was bislang nicht der Fall ist. Das Oelbad der Räder im Geschwindigkeitsgetriebe ist zwar als Schmierung wirksam, verbraucht aber Kraft, da die Radzähne bei ihrer schnellen Bewegung das dicke Oel heftig durchpeitschen.

Ein gut Teil kann noch verbessert werden, wenn man an passenden Stellen die Gleitlager durch Kugel- oder Rollenlager ersetzt oder sog. Antifriktionsmetall als Lagerschalen benutzt. Auch in der Kraftübertragung vom Motor auf die Antriebsräder geht viel Kraft verloren. Die meisten Reibungskupplungen gleiten etwas, und Cardangelenke haben keinen guten Wirkungsgrad, sonst würden sie sich nicht öfter so sehr schnell abnutzen. Die Verluste in der Uebertagung vom Motor auf die Triebräder während der Fahrt sind nicht genau bekannt, doch können sie indirekt auf 20–40 v.H. oder mehr geschätzt werden.

Die Vorzüge der Luftreifen, wie Elastizität, geringer Laufwiderstand, werden aufgewogen durch hohe Kosten, schnelle Abnutzung und leichte Verletzbarkeit. Alle Methoden, die Verletzbarkeit zu vermindern, oder die Luft als Füllmittel zu ersetzen, gehen immer auf Kosten der andern wichtigeren Vorzüge, die geopfert werden.

Gemäß der großen Berührungsfläche des Luftreifens mit der Erde und dem daraus folgenden geringen Einheitsflächendruck ist der Reibungswiderstand so niedrig, daß das Rad bei schlüpfrigem Wetter gleitet. Dadurch, daß der Luftreifen nach Ueberfahren eines Hindernisses sehr schnell wieder seine frühere Form erlangt, erhält der Wagen eine schwingende Bewegung, die bei günstigen Weg- und Geschwindigkeitsverhältnissen aufrechterhalten, ja sogar bis zu einem gefährlichen Grade vergrößert werden kann. Teilweise helfen diesem Uebel die sog. Stoßdämpfer ab, die zwischen abgefederten und unabgefederten Wagenteilen angebracht werden. Eine dem Luftreifen eigene schlechte Eigenschaft ist, Staubwirbel zu erzeugen. Der Reifen wirbelt den Staub auf, und der durch die schnelle Wagenfahrt erzeugte Luftzug verbreitet ihn weit hinterher. Viele Autoritäten wenden dieser lästigen Staubplage ihre Aufmerksamkeit zu, doch scheint das einzige wirksame Mittel bis jetzt eine Behandlung der Straßenoberfläche mit verschiedenen Mitteln, wie Teer usw. zu sein.

Das Studium der Zusammensetzung der Auspuffgase ist von großer Wichtigkeit. Mehr wie 1 v.H. Kohlenoxyd sollten dieselben nicht enthalten. Auch hier ist noch sehr viel zu verbessern. Um eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 36 km in der Stunde zu erhalten, muß man erfahrungsgemäß während einiger Zeit mit einer um 50 v.H. höheren Geschwindigkeit fahren; setzen wir einen mäßigen Wirkungsgrad der Kraftübertragung voraus, so muß dann ein Motor vorgesehen werden, der für je 50 Kilo des Gesamtwagengewichtes einschließlich Passagiere eine Bremspferdestärke leistet. Es sind Versuche mit Wagen mit gewöhnlichen Tourenkarosserien angestellt worden, die zu einer Formel für den Luftwiderstand bei der Fahrt führten. Sie lautet: P = 0,0017 AV2, worin P Widerstand in Pfunden für den Quadratfuß Wagenfläche, A Fläche des Wagens in Quadratfuß und V Geschwindigkeit in Fuß i.d. Sekunde. So ist zwar der Luftwiderstand selbst ermittelt worden, doch sind noch Versuche nötig, um Zahlen betr. der Wagenform mit geringstem Luftwiderstand zu finden. Die Gesamt-Tonnenkilometer, die mit einem Liter Benzin vom spezifischen Gewicht 0,720 bei einer Geschwindigkeit von 36 km/St. zurückgelegt werden, sollten unter gewöhnlichen Bedingungen nicht weniger als 7 betragen. Hier kann noch viel verbessert werden. Manche andere Dinge, die Luftreifen besonders, erhöhen die Betriebskosten derart, daß die Kosten für Brennstoff nur ein kleiner Bruchteil der Gesamtkosten sind.

Das Gewicht eines großen Reisepersonenwagens ist hoch im Vergleich mit der Nutzlast der Passagiere, |752| gewöhnlich ist die letztere nur ¼ vom Wagengewicht. Personenwagen mittlerer Große und Geschäftswagen können eine Nutzlast von ¾ des Gewichts des unbeladenen Wagens befördern, und bei schweren Lastwagen mit geringer Geschwindigkeit ist Nutzlast gleich dem Wagengewicht. Bremsen an den Lenkrädern geben Sicherheit gegen Schleudern, sind aber sehr schwierig anzubringen. Es ist besser, die beiden vom Gesetz vorgeschriebenen Bremsen nur auf die Triebräder wirken zu lassen, als eine davon auf der Vorgelegewelle anzubringen, wie jetzt üblich. Die Entfernung, auf welche ein Wagen ohne Schaden für die Reifen auf gewöhnlichem Wege und bei normalen Bedingungen angehalten werden kann, ergibt sich annähernd aus der Formel: S = 0,04 V2, worin V engl. Meilen/Stunde (1 Meile = 1,6 km) und S der gesuchte Bremsweg in Yards (1 Yard = 0,91 m) ist. Bei 16 km Geschwindigkeit sollte der Wagen auf 3,7 m halten und bei 32 km Stunde auf 14,5 m. Diese Bremswege sind größer als wünschenswert und können nur verkürzt werden durch Vergrößerung der Bremsflächen bezw. Bremsen aller 4 Räder. Benzin ist der Brennstoff, der vorwiegend gebraucht wird, Benzol gewinnt immer mehr Boden, während Petroleum, Paraffin und Spiritus selten angewandt werden, weil die Vergasung Schwierigkeiten bereitet. (The Engineer 1909. Bd. I, S. 456.)

Renold.

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