Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1910, Band 325 (S. 60–63)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj325/ar325019

Polytechnische Rundschau.

Die Entwicklung der Transmissionsketten.

Die heutige Entwicklung der Ketten zu einem der besten und wirksamsten Mittel der Kraftübertragung hat mit der Entstehung des Fahrrades in seiner neueren Form ihren Ausgang genommen. Vor dieser Zeit, etwa bis zum Jahre 1880, gab es nur die gewöhnlichen Gallschen Gelenkketten, deren Tragfähigkeit im Verhältnis zu den |61| Abmessungen gering ist, weil die Auflageflächen der Zapfen nur durch die geringe Dicke der Seitenglieder bestimmt werden, und die Ewart-Kette, die aus Tempergußgliedern besteht, also auch verhältnismäßig schwer ist. Mit der Einführung der Rollenkette durch Hans Renold1) im Jahre 1880, bei welcher die ganze Breite der Kette als Stützbreite für die Zapfen anzusehen ist, nahmen die Fortschritte in der Konstruktion und die Verbesserungen in der fabrikmäßigen Herstellung dieser Ketten ihren Anfang, so daß man heute von einer 300–400 g f. d. m wiegenden Fahrradkette eine Zerreißfestigkeit von 800 kg erwarten und sie bei 12,5 mm Teilung mit einer Geschwindigkeit bis zu 5,1 m i. d. Sek. ablaufen lassen kann. Im Jahre 1895 wurde dann die sogen. „geräuschlose“ Gelenkkette eingeführt, deren Glieder im Gegensatz zu den Gliedern einer gewöhnlichen Gelenk- oder Rollenkette die Gestalt von Zähnen haben, die also nicht mit schmalen Kettenrädern, sondern mit richtigen Zahnrädern zusammenarbeiten. Dadurch wird erzielt, daß die Ketten normal mit 6 m Sekundengeschwindigkeit betrieben werden können, d.h. bis zu der Grenze, bei welcher infolge des Abschleuderns des Oeles das Schmieren der Ketten unmöglich wird. Die Zahnform der Glieder wird so gewählt, daß auch bei Abnutzung guter Eingriff, also geräuschloser Gang erzielt wird. Außerdem gewährt die Konstruktion der Kette den Vorteil, daß man nur durch Hinzufügen weiterer Seitenglieder die Tragfähigkeit der Kette erhöhen kann, ohne die Teilung zu verändern. Infolgedessen können die Glieder in großen Mengen auf Vorrat hergestellt werden. Bei den bisherigen Ketten war im Gegensatz hierzu die Erhöhung der Tragfähigkeit nur möglich, wenn man auch die Bolzen verstärkte. Dies kommt hier gar nicht in Betracht, weil die zu übertragende Umfangskraft auf die Zahnflanken ausgeübt wird und diese die meist beanspruchten Teile der Kette darstellen. Durch die geschilderte Vervollkommnung der Kettenbauart ist es heute möglich geworden, bis zu 150 PS mit einer Kette zu übertragen, doch befinden sich auch Ketten von 57 mm Teilung und 460 mm Breite in Vorbereitung, womit 350 PS übertragen werden sollen.

Die Zapfendrucke bei den modernen Ketten – 42 bis 140 kg auf 1 qcm des durch den Zapfendurchmesser und seine Länge bestimmten Rechtecks – sind allerdings wesentlich höher, als bei gewöhnlichen Zapfenlagern zulässig sein würde. Sie treten auch nur immer an einer Stelle auf, nämlich bei dem Zapfen, um welchen beim Ablauf der Kette die Drehung der Glieder stattfindet. Bei den geräuschlosen Gelenkketten betragen die Zapfendrucke etwa 45,5 kg, bei den Rollenketten wegen der geringeren Geschwindigkeit aber 56–112 kg auf 1 qcm. Bei Motorwagen kommen sogar Drucke bis zu 280 kg auf 1 qcm vor. Selbst bei solchen Beanspruchungen beträgt aber die Bruchsicherheit der Kette noch immer 12 bis 30. Für geräuschlosen Gang der Ketten sind 14 Zähne bei Rollen- und 19 Zähne bei geräuschlosen Gelenkketten als die Mindestzahlen anzusehen. Nach oben hin werden die entsprechenden Zähnezahlen durch 90 für Rollen- und 112 für Zahngelenkketten begrenzt. Insbesondere bei den letzteren empfiehlt es sich, die Zähnezahl im Verhältnis zur Länge der Kette so zu wählen, daß möglichst nicht immer der gleiche Zahn mit dem gleichen Kettenglied in Eingriff gelangt. Als Mindestentfernung der durch Ketten zu kuppelnden Wellen kann man das 40–50fache der Teilung ansehen, je nachdem, ob es sich um gewöhnliche Rollenketten oder um Zahnketten handelt. Dabei ist die wagerechte oder schwach geneigte Lage des Kettentriebes mit obenliegendem gespannten Trumm zu empfehlen. (Renold.) [American Machinist, London, 1909, S. 1087 E– 1088 E.]

H.

Die Humphrey-Gaspumpe.

Mr. A. Humphrey hat eine durch Gas betriebene Pumpe konstruiert, welche eine ganz neue Anwendung der Gaskraft darstellt, die nicht allein zum Betriebe von Wasserpumpen, sondern auch zur Kompression von Luft und zum Antriebe von Arbeitsmaschinen allgemein dienen kann.

Textabbildung Bd. 325, S. 61

Fig. 1 ist eine schematische Skizze der Gaspumpe. Diese besteht im wesentlichen aus einem ⋃-Rohr mit Schenkeln ungleicher Länge. Der kurze linke Schenkel ist teilweise in einen Behälter eingetaucht, aus dem das Wasser gesaugt wird, während der lange rechte Schenkel im Boden eines Reservoirs endigt, in welches das Wasser gepumpt wird. Einlaßventile für das Wasser sind in der Wand des kurzen Schenkels zu Gruppen unter der Wasseroberfläche angeordnet, wie in der Figur angedeutet. Der konische Teil dieses Schenkels über dem Wasserniveau bildet die Verbrennungskammer, worin Ventil J das Gaseinlaßventil und E das Gasauslaßventil darstellt, während noch ein drittes in der Figur nicht sichtbares Spülluftventil vorhanden ist.

Nehmen wir an, die Pumpe sei im Betriebe, so ist die Wirkungsweise folgende: Ein komprimiertes Gemisch von Gas und Luft ist in dem Raum C eingeschlossen und wird durch einen elektrischen Funken entzündet. Die Ausdehnung der explodierenden Gase erteilt der Wassersäule im langen Schenkel des ⋃-Rohres eine Bewegung, die so lange andauert, bis der Druck der explodierten Gase in der Verbrennungskammer gleich dem atmosphärischen Druck ist, und in diesem Augenblicke öffnet dis Gasauslaßventil durch sein eigenes Gewicht. Da die Wassersäule infolge ihrer Trägheit ihre Bewegung auch jetzt noch fortsetzt, strömt Wasser aus dem Saugtank durch die erwähnten Saugventile nach, folgt teilweise der fließenden Wassersäule, teilweise steigt es in der Verbrennungskammer, um das gleiche Niveau mit dem Saugtank herzustellen. In Wirklichkeit herrscht bei dieser Periode ein geringes Vakuum in der Verbrennungskammer, so daß Luft durch das selbsttätige Spülluftventil eintritt und der ganze obere Raum der Verbrennungskammer mit reiner Luft gefüllt wird. Wenn die Wassersäule jetzt ihre lebendige Kraft verzehrt hat, wird sie stillstehen und dann rückwärtsfließen, weil der statische Druck im langen Schenkel den atmosphärischen Druck in der Verbrennungskammer |62| überragt. Das vorher angesaugte Wasser wird infolgedessen wieder in die Kammer zurückgedrückt, treibt durch das geöffnete Auslaßventil die verbrannten Gase aus und schließt dasselbe, sowie es dieselbe Höhe wie das Auslaßventil erreicht. Eine selbsttätige Sperrvorrichtung hindert dann dies Ventil, sich nachher vor der bestimmten Zeit zu öffnen.

Durch den Rückwärtsfluß des Wassers wird die im Raum C eingeschlossene Luft zusammengepreßt, bis zu einem Drucke, der beträchtlich die statische Druckhöhe im langen Schenkel übersteigt. Die Folge hiervon ist wieder eine Bewegungsumkehr der Wassersäule und damit ein Fallen des Druckes in der Verbrennungskammer unter die atmosphärische Pressung. In diesem Augenblicke öffnet das Gaseinlaßventil J, eine Ladung von Gas und Luft wird eingesaugt, während die Wassersäule ihre Bewegung nach dem Druckbehälter hin fortsetzt. Sowie der statische Wasserdruck wieder größer ist, schwingt die Wassersäule aufs neue zurück nach der Verbrennungskammer und preßt dort die Ladung zusammen. Wenn der gewünschte Kompressionsdruck erreicht ist, wird die Mischung entzündet, und der Prozeß beginnt von neuem.

Wie ersichtlich, setzt sich der Prozeß zusammen aus einem langen Expansionshube, wobei der Druck etwas unter den atmosphärischen sinkt, hierbei tritt Wasser aus dem Saugbehälter und Luft durch das Spülluftventil ein. Hierauf folgt ein langer Rückwärtshub, währenddessen die verbrannten Gase ausgestoßen werden. Nach diesem kommt ein kurzer Saughub, bei welchem frisches Gasgemisch angesaugt wird, und den Schluß bildet ein kurzer Kompressionshub, an dessen Ende die Ladung entzündet wird. Die Pumpe arbeitet also in einem Viertakte, dessen einzelne Hübe ungleich lang sind.

Zur Zündung wurde eine gewöhnliche Zündkerze mit Spule und Batterie, wie für Motorwagen, benutzt, welche trotz des Naßwerdens der Kerze anstandslos funktionierte. Einzelne Aussetzer der Zündung beeinträchtigten nicht das kontinuierliche Arbeiten der Pumpe. Bemerkenswert an der Pumpe ist die Geräuschlosigkeit des Auspuffs, der keinen Schalldämpfer erfordert. Der erreichte Wirkungsgrad ist hoch, wie am Schlusse dieser Ausführungen zu ersehen, und übersteigt für geringere Druckhöhen den durch den Ottoschen Viertaktprozeß theoretisch möglichen tatsächlich. Die einzigen sich bewegenden Teile sind die leichten selbsttätigen Ventile, die, wie schon erwähnt, durch ein Sperrgetriebe am unzeitigen Oeffnen gehindert werden. Das Anlassen der Pumpe ist einfach: Es wird Luft in die Verbrennungskammer gepreßt, bis die Wasserspiegel in dieser Kammer und im Saugtank gleich sind. Dann wird das Auspuffventil etwas von Hand geöffnet, die Wassersäule steigt dann in die Verbrennungskammer, komprimiert die hier eingeschlossene Luft, bewegt sich dann rückwärts und saugt Gas ein, das nachher komprimiert und entzündet wird, wie gewöhnlich.

Der bekannte Gelehrte, Professor Unwin, stellte eingehende Versuche über Wirkungsgrad usw. der Gaspumpe an, deren Resultate aus folgenden Tabellen zu ersehen sind:



Druckhöhe
in m


Pumpen-
pferdestärke
Verbrauch an
Mondgas f. d.
Pumpenpferdest.
u. Stunde bei
760 mm Druck
u. 0° C.
cbm

Heizwert
des Gases
f. d. cbm in
WE

Verbrauch
an Wärme
f. d. PS/Std.
in WE

Verbrauch
am Anthrazit
i. Generator
f. d. PPS/Std.
kg
10.00 16.15 2.328 5145 12.243 0.532
7.9 12.32 2.548 5005 13.037 0.566
6.3 10.33 2.604 5090 13.596 0.59

Ein Gasmotor mit Zentrifugalpumpe gekuppelt würde unter gleichen Verhältnissen, wie oben, 3,36–3,56 cbm Gas f. d. P.PS/Std. verbrauchen, und der Brennstoffverbrauch der größten und ökonomischsten Dampfpumpen stellt sich im Vergleich zur Gaspumpe sehr hoch, wie die zweite Tabelle zeigt:

Worthington-Dampfpumpen.


Compound
Novb. 1888

Triple
Dezb. 1896

Triple
Febr. 1897
Humphrey's
Gaspumpe
Septb. 1909
Pumpenpferdestärke 217.1 320.3 449.8 16.15
Geförderte Wasser-
menge in l/Min.

60.3

51.52

51.7

7294
Verbrauchte Kohlen
f. d. PPS/Std. in kg

0.998

0.811

0.847

0.53
Druckhöhe in m 16 28 39.2 10.00

[Engineering 1909, S. 512–515.]

Renold.

Schwimmbagger.

Der an der k. k. Seebehörde in Triest für Triest und die südlichen Häfen und Flußmündungen Oesterreichs bestimmte Schwimmbagger weist eine stündliche Leistung von 180 cbm bei 10 m Baggertiefe auf. Der aus Stahl hergestellte Schiffskörper hat eine Länge von 34 m, eine Breite von 7,5 m und einen mittleren Tiefgang von rd. 1,30 m. Er ist durch vier Querschottwände in sechs wasserdichte Abteilungen geteilt, von denen die drei äußersten Vorratsräume sind. Die größte mittlere Abteilung enthält die Maschinen, Kessel und die Bunker, während zwei Abteilungen als Wohnräume dienen. Zum Antrieb dient eine stehende Verbundmaschine mit Umsteuerung, Luftpumpe, Speise- und Salzwasserpumpe. An den Ständer der Maschine ist der große Oberflächenkondensator angeschlossen. Der Hochdruckzylinder hat 350 mm, der Niederdruckzylinder 600 mm Durchmesser. Der Kolbenhub beträgt 380 mm. Die Leistung ist bei 140 Umdr./Min. auf 140 PSi bemessen. Der zylindrische Kessel für 8 at hat zwei Flammrohre von je 750 mm Durchm. Seine feuerberührte Heizfläche ist 75 qm groß. Die zum Spannen der Eimerkette auf den schrägen Füßen des Hauptgerüstes verschiebbar gelagerte Eimerleiter hängt am vorderen Gerüst in 35 mm dicken Stahldrahtseilen, die auf einer Trommel mit rechts- und linkslaufenden Nuten aufgewickelt werden. Der Inhalt der Baggereimer ist je 250 l groß. Das Gewicht sämtlicher Maschinen und des Zubehörs beträgt 124 t. (C. Stromek.) (Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure 1909, S. 1733.)

J.

Selbsttätiges Schmiergefäß für umlaufende Teile.

Textabbildung Bd. 325, S. 62

Das in Fig. 1 dargestellte Schmiergefäß R wird mit dem Gewindeteil V auf das umlaufende Stück aufgeschraubt, nachdem es vorher oberhalb des leicht eingepaßten Kolbens P mit Schmiermittel gefüllt worden ist. Durch die Fliehkraft wird der mit seiner Stange in dem Deckel C geführte Kolben nach außen gedrängt und das vor ihm befindliche Oel durch den Kanal C entgegen der Wirkung der Fliehkraft auf die Schmierstelle gebracht. Die Menge des in der Zeiteinheit verbrauchten Schmiermittels ist entsprechend dem Bedarf proportional der Fliehkraft, steigt also mit zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit. Sie kann aber durch Einstellen |63| der Drosselschraube b innerhalb weiter Grenzen geregelt werden. [Bulletin de la Société de l'Industrie Minerale 1909, S. 473.]

H.

Fern-Wasserstandanzeiger.

Textabbildung Bd. 325, S. 63

Zum Anzeigen des Wasserstandes in Behältern usw., welche vom Standpunkte des Beobachters ziemlich entfernt sind, kann man sich wohl eines Manometers bedienen, weil der Druck in der an den Behälter angeschlossenen Leitung mit der Höhe des Wassers in dem Behälter wechselt. Bei einigermaßen hoch gelegenen Wasserbehältern oder einigermaßen großem mittleren Druck in der Leitung werden die durch die Schwankungen des Wasserspiegels in dem Behälter hervorgerufenen Druckschwankungen so gering im Verhältnis zu dem normalen Druck, daß auf Genauigkeit der Anzeigen nicht zu rechnen ist. In der Tat werden Manometer in der Praxis für solche Zwecke auch nicht benutzt, zumal da die Richtigkeit ihrer Anzeigen mit der Zeit veränderlich ist und auch von der Höhenlage über dem Meere beeinflußt wird.

Man ist daher bis jetzt auf die elektrischen oder mechanischen Fernmeldewerke angewiesen, die durch Schwimmer betätigt werden. Man kann aber diese Aufgabe auch nur mit Zuhilfenahme der einfachsten hydrostatischen Regeln lösen, indem man, s Fig. 1, neben dem Hochbehälter R einen von diesem gespeisten kleinen Zwischenbehälter G so anordnet, daß dessen Wasserspiegel stets genau in der Höhe der Unterkante des Hochbehälters erhalten wird. Führt man dann von dem Hochbehälter sowie von dem Zwischenbehälter Leitungen zu den Enden eines dicht verschlossenen U-Rohr-Manometers, so kann man an den Unterschieden der Quecksilberspiegel die Druckhöhe des Hochbehälters ablesen, da sich bis zur Unterkante des Hochbehälters die Wassersäulen das Gleichgewicht halten.

Bezeichnet man mit γ1 das spezifische Gewicht des Wassers und mit γq dasjenige des Quecksilbers, so gilt unter Benutzung der in Fig. 1 eingetragenen Höhenbezeichnungen als Gleichgewichtsbedingung:

und daraus

Setzt man für Wasser γ1 = 1, so ist, bei Quecksilber γq = 13,6 angenommen,

Die Sicherheit der Anzeige ist hierbei ausschließlich von der Wirksamkeit des Schwimmers abhängig, welcher in dem Gefäß G den Wasserspiegel ständig gleich hoch zu halten hat. Wenn der Schwimmer aber nicht ganz dicht schließt, so kann es vorkommen, daß der Wasserspiegel etwas höher steigt, also zu geringe Wasserstandanzeigen erhalten werden. Dagegen kann man sich sichern, indem man den Behälter G genau in der erforderlichen Höhe mit einem Ueberlauf versieht.

Textabbildung Bd. 325, S. 63

Das beschriebene Verfahren hat nicht nur den Vorteil, daß man die Wasserstandablesungen mit der gleichen Genauigkeit an beliebig vielen Stellen der Zuleitungen ausführen kann, sondern es ist auch von der mittleren Druckhöhe vollkommen unabhängig, kann also auch, wie Fig. 2 darstellt, zum Fernzeigen des Wasserstandes in Druckbehältern, Heizkesseln oder Dampfkesseln benutzt werden. In diesem Falle muß allerdings die Oberfläche des Zwischenbehälters G durch eine Umleitung unter den Druck des Druckbehälters gesetzt werden. (Lobbes.) [Gesundheitsingenieur 1909, S. 557 bis 559.]

H.

|61|

s. D. p. J. 1903, Bd. 318, S. 441 u. 1907, Bd. 322, S. 699.

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