Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1910, Band 325 (S. 395–400)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj325/ar325116

Polytechnische Rundschau.

Ein neuer Turbinenregulator.

Textabbildung Bd. 325, S. 395

Der in Fig. 1 dargestellte elektro-mechanische Turbinenregulator, welcher von der Sundwiger Eisenhütte ausgeführt wird, besteht im wesentlichen aus einem Differentialgetriebe, das von einem Schneckenrad S und zwei Schneckenwellen s1 und s2 gebildet wird. Das Schneckenrad S ist in einer gegabelten Stange G drehbar gelagert und kann sich mit dieser in der Richtung der Pfeile verschieben. Von den beiden Schneckenwellen kann die eine von der Turbinenwelle mittels eines Riemens, die andere von einem Nebenschlußmotor angetrieben werden, oder es können, beide Schneckenwellen an Elektromotoren angeschlossen sein, deren Erregerstromkreise wie in Fig. 2, durch den Hebel des Pendelregulators in ihren Widerständen entgegengesetzt beeinflußt werden. Solange beide Schneckenwellen gleich schnell laufen, dreht sich das Schneckenrad in der Gabel mit, ohne seine Lage sonst zu verändern. Steigt oder fällt aber die Muffe des Regulators Z, so werden bei dem einen Nebenschlußmotor Widerstände ab- und bei dem anderen Widerstände zugeschaltet, oder umgekehrt. In jedem Falle laufen dann die Schneckenwellen nicht mehr gleich schnell und es muß außer der Drehung des Schneckenrades auch noch eine Verschiebung der Stange stattfinden, wodurch das Reguliergestänge betätigt wird. Da bei der dargestellten Anordnung der Unterschied der Geschwindigkeiten der Schneckenwellen doppelt so groß ist, wie die Schwankung der Umdrehungszahl, welche die Verstellung der Regulatormuffe bewirkt hat, so wird eine sehr empfindliche Regulierung erzielt, deren Widerstand immer gleich bleibt und außerordentlich gering ist, weil nur die Widerstandschalter betätigt zu werden brauchen. Mit der Regulierstange ist in der bekannten Weise eine Stange verbunden, welche den Hebel des Regulators wieder in die Mittelstellung zurückführt. Da man die beiden Schneckenwellen s1 und s2 mit Geschwindigkeitsunterschieden bis zu 20 v. H. laufen lassen kann, so erhält man verhältnismäßig große Reguliergeschwindigkeiten, welche die Zeit zum vollen Oeffnen und Schließen der Schützen auf zwei bis drei Sekunden zu beschränken gestatten.

Textabbildung Bd. 325, S. 395

Für kleinere Turbinen ist die in Fig. 2 dargestellte Ausführung des Regulators geeignet, der aus zwei gleich starken Elektromotoren mit gleichachsig aufgestellten Ankern besteht. Die einander zugekehrten Wellen der Motoren tragen eine hülsenförmige Mutter, die mit der einen Welle durch einen Federkeil verbunden, auf der anderen mit Gewinde geführt ist. Die Mutter läuft also mit den beiden Wellen mit und muß außerdem eine Verschiebung erfahren, wenn die Geschwindigkeit der Motoren in der gleichen Weise wie bei dem anderen Regulator durch die Widerstände geändert wird. (Euler.) [Zeitschrift f. d. gesamte Turbinenwesen 1910, S. 1–4 und S. 24 – 27.]

H.

Versuche an Peltonturbinen.

An einem Wasserkraftwerk, welches aus einem Hochbehälter von etwa 25000 cbm Inhalt durch eine 1700 m lange genietete Druckleitung von 1219–1067 mm Weite gespeist wird, sind sehr eingehende Versuche über den Wirkungsgrad und die Verteilung der Verluste angestellt worden. Die Anlage enthält zwei Pelton-Turbinen von je 3500 PS Leistung mit je 15 Schaufeln von 495 mm Breite auf einem mittleren ⌀ von 851 mm, welche mit |396| 300 Umdrehungen i. d. Min. einen zwischen ihnen angeordneten Drehstromerzeuger von 5000 KW Leistung und 2300 Volt Spannung antreiben. Die Turbinen haben Düsenventile und werden ausschließlich dadurch reguliert, daß die aus der Düse austretenden Wasserstrahlen mehr oder weniger an den Turbinenschaufeln vorbeigelenkt werden. Ein neuartiges Merkmal bildet die Art der Messung der Kraft der aus den Düsen austretenden Strahlen, und zwar der Wassergeschwindigkeit mit Hilfe der Pitotschen Röhre und der Dicke des Wasserstrahles mit Hilfe eines vor dem Düsenende schwingend angeordneten Mikrometers. Diese Messungen, die bei verschiedenen Leistungen vorgenommen wurden, ermöglichten festzustellen, daß ein erheblicher Teil der verfügbaren Leistung bereits in den Düsen verloren geht.

Bei den betrachteten Düsen betragen nämlich mit zunehmender Weite der Oeffnung die

Kontraktionsziffern 0,994 0,951 0,891 0,847
und die
Geschwindigkeitswirkungsgrade 0,971 0,976 0,984 0,989

wobei unter Geschwindigkeitswirkungsgrad das Verhältnis der wirklichen zu der aus erfolgenden Ausflußgeschwindigkeit zu verstehen ist. Somit betragen die entsprechenden

Düsenwirkungsgrade 0,958 0,968 0,982 0,986,

bezogen auf die nutzbare Leistung des der Düse zufließenden und des daraus abfließenden Wassers.

Eine ausführliche Uebersicht über die Ergebnisse von vier Leistungsversuchen an dieser Anlage gibt nachstehende Zusammenstellung:

Versuch – Nummer 1 2 3 4
Umdrehungen i. d. Min. 302 300 301 299
Leistung verfügbar vor d. Düse KW 1567 2620 3604 3998
Verluste in der Düse 66 84 66 55
Leistung verfügb. i. Wasserstrahl 1501 2536 3538 3943
Turbinen-
verluste
in den Pelton-Schaufeln
Austrittsverlust
Andere hydraul. Verluste
Insgesamt



345
17,1
21,8
383,9
588
26,2
41,1
655,3
979
65,6
38,8
1083,4
1151
73,2
31,8
1256,0
Leistung verfügbar an der Turbinen-
welle

KW

1117

1881

2455

2687
Verluste durch Reibung, Luftwider-
stand usw.

KW

112

112

112

112
Leistung verfügbar an der Welle
des Stromerzeugers

KW

1005

1769

2343

2575
Verluste in Wicklungen und Anker
des Stromerzeugers

KW

43

45

47

48
Abgegebene Nutzleistung KW 962 1724 2296 2527

Noch anschaulicher wird die verhältnismäßig ungünstige Ausnutzung der Wasserkraft in solchen Turbinen dargestellt, wenn man die Verluste in Hundertteilen der verfügbaren Wasserkraft ansetzt:

Versuch – Nummer 1 2 3 4
Verluste in d. Pelton-Schaufeln v. H. 23 23,2 27,7 29,2
Austrittsverlust 1,1 1,0 1,8 1,9
Andere hydraulische Verluste 1,5 1,6 1,1 0,8
Reibungs- und Luftwiderstands-Ver-
luste

v. H.

7,5

4,4

3,2

2,8
Elektrische Verluste 2,8 1,8 1,3 1,2
Am Schaltbrett angegeb. Leistg. 64,1 68,0 64,9 64,1

Diese Ergebnisse sprechen außerordentlich gegen die Anwendung von Pelton-Turbinen. Das ist umso bemerkenswerter, als man gerade diese bisher für sehr günstig im Wirkungsgrad angesehen hat, wahrscheinlich nur, weil man nicht über genügend genaue Mittel zur Messung der Wassergeschwindigkeiten und Wassermengen, mit denen diese Turbinen arbeiten, verfügt hat. (Eckart.) [Engineering 1910, I, S. 59–63.]

H.

Lokomotiv-Kurbelachse.

Lokomotiven mit Innenzylinder sowie die Drei- und Vierzylinder-Lokomotiven bedürfen Kurbelachsen, deren Lebensdauer wesentlich geringer ist, als die der geraden Achsen. Da bei den rasch fahrenden modernen Vierzylinder-Lokomotiven mit höherem Dampfdruck (15–19 at) und mit größerer Achsbelastung zu rechnen ist als bei den älteren Zwillings-Lokomotiven mit Innenzylinder, so ist auch die Biegungsbeanspruchung der Kurbelarme eine größere geworden. Bei großem Uebergangsradius zwischen Kurbelzapfen und Kurbelarm zeigen auch solche Kurbeln nach zehnjähriger Betriebsdauer nicht die typischen Anrisse an dieser Stelle. Bei manchen Kurbeln zeigen sich an gering beanspruchten Stellen solche Anrisse, die auf Unvollkommenheiten beim Schmieden schließen lassen.

Für das Schmieden einer 1200 kg schweren Achse ist ein Ingot von etwa 6000 kg notwendig. Der Preis einer solchen durch reine Schmiedearbeit hergestellten Achse wird dadurch außerordentlich hoch. In England, dem Lande der Innenzylinder-Lokomotive, benutzt man daher meist aus neun Teilen zusammengesetzte Wellen, Bauart Webb. Die Aufpreßlänge beträgt dabei oft nur 110 mm (Breite des Kurbelarmes), die für die großen Kräfte der modernen Vierzylinder-Lokomotiven ungenügend erscheint. Die Witkowitzer Bergbau- und Eisenhüttengewerkschaft hat deshalb eine neue patentierte, dreiteilige Kurbelachse gebaut, die größere Baulängen zuläßt und bei der auch die Treibstangenköpfe gut zugänglich sind. Mit diesen Kurbelachsen sind seit 1908 etwa 53 österreichische Lokomotiven in Betrieb. [Zeitschrift d. Ver. deutsch. Ing. 1910, S. 521–522.]

W.

Statische Berechnung von Hochbauten.

Am 31. Januar 1910 hat der Preußische Minister der Oeffentlichen Arbeiten Bestimmungen über die bei Hochbauten anzunehmenden Belastungen und über die Berechnungsgrundlagen für die statische Untersuchung von Hochbauten erlassen. Die am 24. Mai 1907 erlassenen Bestimmungen für die Berechnung von Eisenbetonbauten werden hierdurch nicht berührt.

Die wichtigsten Bestimmungen, soweit sie von den bisherigen abweichen, sind in folgenden zusammengestellt.

I. Eigengewichte der Baustoffe für das cbm.

Bruchsteinmauerwerk 2500 kg
Kalksandsteine und Hartbrandsteine 1800
Lochziegel 1300
porige Vollziegel 1100
Schwemmsteine und porige Lochziegel 1000
Beton aus Kies, Granitschotter und desgl. 2200
Schlackenbeton und Bimskiesbeton 1000
Koksasche 700

II. Nutzlasten für das qm.

In Versammlungssälen, Unterrichtsräumen, Turn-
hallen, Geschäftsgebäuden größeren Umfanges
und in Fabriken, wenn nicht größere Be-
lastungen anzunehmen sind



500



kg
Treppennutzlast 500
in Dachböden städt. Wohngebäude 125
|397|

III. Schneedruck für wagerechte Flächen, 75 kg/qm.

Für geneigte Dächer kann die Schneelast für das qm Horizontalprojektion nach der Formel 75 cos α berechnet werden, wenn α der Neigungswinkel der Dachfläche zur Horizontalen ist.

Ist h die Höhe, l die Weite eines Satteldaches, so können die Schneelasten nach folgender Zusammenstellung angenommen werden.

h/l S in kg/qm
½ 55
65
¼ 70
75

Bei mehr als 50° Dachneigung braucht der Schneedruck nicht berücksichtigt zu werden.

IV. Winddruck und Dachgewichte.

Für das qm rechtwinkelig getroffene Fläche ist w = 125 kg, für hohe Bauten mit kleiner Grundfläche (Türme) w = 150 kg. Der rechtwinkelig zu einer schrägen Dachfläche wirkende Winddruck ist anzunehmen zu:

W = w0 . F sin2 α.

Hiernach erhält man folgende Zusammenstellung mit w = 125 kg/qm.

α 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 Grad
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
W 110 103 94 84 73 63 52 41 31 22 kg/qm

Ist α < 25°, so kann die wagerechte Seitenkraft vernachlässigt werden, es genügt ein Zuschlag zur lotrechten Belastung.

Die Gesamtbelastung der Dächer aus Eigengewicht, Schnee und Winddruck für das qm Horizontalprojektion kann angenommen werden für:

Glasdach mit 10–25° Neigung zu 125–150 kg
Schieferdach 25–45° 150–250
Ziegeldach 30–45° 250–300
Holzzementdach 275
steile Mansarddächer mit Schiefer oder
Ziegeldeckung und 45–70° Neigung 300–700

V. Zulässige Beanspruchungen.

A) Natürliche Bausteine.

Es wird gefordert
für Auflagersteine eine 10–15 fache Sicherheit
für Pfeiler und Gewölbe 15–20 „
für sehr schlanke Pfeiler und
Säulen


25–30 „

Ohne Festigkeitsnachweise sind folgende Beanspruchungen nicht zu überschreiten:

für
Auflagersteine
für Pfeiler
und Gewölbe
für sehr schlanke
Pfeiler u. Säulen
Granit 60–90 kg/qm 45–60 kg/qm 25–30 kg/qm
Sandstein 30–50 „ 25–30 „ 15–20 „
Kalkstein 30–40 „ 20–30 „ 12–15 „

B) Mauerwerk.

Zugelassen ist:

für gewöhnliches Ziegel- und Kalksandstein-
mauerwerk mit Kalkmörtel 1 : 3

7

kg/qcm
für Mauerwerk aus Hartbrandsteinen oder
Kalksandsteinen mit Kalkzementmörtel aus
1 R. T. Zement, 2 R. T. Kalk, 6–8 R. T. Sand


12–15


für Klinkermauerwerk in Zementmörtel 1 : 3 20–30 kg/qcm
für Bruchsteinmauerwerk 5
für geschütteten Fundamentbeton 6–8
für gestampften Fundamentbeton 10–15
für guten Baugrund 3–4

C. Bauholz.

Zugelassen ist für:

Zug


kg/qcm
Druck


kg/qcm
Biegung


kg/qcm
Abscherung
parallel

kg/qcm
senkrecht
zur Faser
kg/qcm
Eichenholz 100–120 80–100 100–120 15–20 80–90
Kiefernholz 100–120 60–80 100–120 10–15 60–70

Bei Bauten für vorübergehende Zwecke (Ausstellungshallen usw.) können diese Werte um 50 v. H. erhöht werden.

Als Knickformel ist zu nehmen I = 60 bis 100 P l2, wobei die untere Grenze nur für vorübergehende Bauten gilt.

D. Eisen.

Bei Trägern ist nicht die Lichtweite, sondern die Stützweite (Entfernung der Auflagermitten), bei Stützen die Systemlänge bezw. die Geschoßhöhe in die Formeln einzusetzen.

Zugelassen ist für:

Zug Druck Biegung Ab-
scherung
Lochwand-
druck
1. Flußeiserne Träger zur Unter-
stützung von Decken, Wänden und
Treppen, Flußeisen in Dächern,
Fachwerkswänden und Kranbahn-
trägern, wenn die Querschnitts-
größe durch Eigengewicht, Nutz-
last und Schneedruck allein be-
dingt ist, Flußeisen in Stützen







1200







1200







1200







1000







2000
2. Flußeisen in Dächern usw.,
wenn gleichzeitig die ungünstigste
Wirkung von Schnee, Wind von
150 kg/qm, Eigengewicht und Nutz-
last berücksichtigt wird, Flusseisen
in Stützen mit genauer Berechnung
der Kantenpressung unter den un-
günstigsten Umständen







1400







1400







1400







1000







2000
3. Ausnahmsweise für Dächer
bei einer den strengsten Anfor-
derungen genügenden statischen
Berechnung



1600



1600



1600



1000



2000

Bei Nieten und gedrehten Schraubenbolzen ist die zulässige Beanspruchung auf Abscherung 1000 kg/qcm, auf Lochlaibungsdruck 2000 kg/qcm, bei gewöhnlichen Schraubenbolzen 750 bezw. 1500 kg/qcm.

Bei Stützen ist als Knickformel l = 2,33 P l2, bei Fachwerkbauten I = 1,82 P l2 (vierfache Sicherheit) zulässig.

Anker dürfen nur mit 800 kg/qcm beansprucht werden.

Bei Verwendung von Schweißeisen ermäßigen sich die für Flußeisen zulässigen Spannungswerte um 10 v. H.

Gußeisen darf in Lagern auf Druck mit 1000 kg/qcm, in anderen Bauteilen auf Druck mit 500 kg/qcm, auf Biegung mit 250 kg/qcm, auf Abscherung mit 200 kg/qcm beansprucht werden.

Die Knickformel für Gußeisen ist I = 6 bis 8 P l2.

Die zulässige Beanspruchung von Stahlformguß auf Biegung ist 1200 kg/qcm, von Schmiedestahl auf Zug, Druck und Biegung 1400 kg/qcm.

|398|

Am wichtigsten sind die Bestimmungen über die nunmehr erhöhte Beanspruchung des Flußeisens. Es ist anzunehmen, daß die Bauweisen mit Trägern und massiven Zwischendecken aus Stein, Stein-Eisen oder Eisenbeton und mit Eisenstützen dem reinen Eisenbetonbau scharfe Konkurrenz machen werden.

Besonders zu begrüßen ist die Erhöhung der zulässigen Beanspruchung bei genauerer Berechnung der Eisenkonstruktionen, da hierdurch die Tätigkeit des nach wissenschaftlichen Grundsätzen arbeitenden Ingenieurs auch materielle Vorteile nach sich zieht und infolgedessen in Baukreisen höher eingeschätzt werden wird. [Zentralblatt der Bauverwaltung 1910, S. 101 – 110.]

Dr.-Ing. Weiske.

Die „Forcierkrankheit“ der Metalle.

Vor zwei Jahren veröffentlichte R. v. Hasslinger (Sitzungsberichte der kaiserl. Akademie der Wissenschaften in Wien, math. naturw. Klasse, Bd. 117 IIb, S. 501, 1908) merkwürdige Beobachtungen an einer Weißblechbüchse. Als er diese als Luftkompressor dienende Blechbüchse nach zweijähriger Pause wieder benutzen wollte, waren die mit Zinn gelöteten Nähte sämtlich aufgerissen; das Zinn war kristallinisch geworden und der ganze Zinnüberzug des Eisenbleches sah körnig und matt aus. Mit diesem entarteten Zinn konnte Hasslinger andere Zinnflächen anstecken z.B. Stanniol. Die matt gewordenen Stanniolstücke waren brüchig und so bröcklig, daß sie sich leicht zerreiben ließen. Durch Umschmelzen erhielt das Zinn wieder sein gewöhnliches Aussehen.

Nach dem Tode von Hasslinger hat E. Cohen die Untersuchung weitergeführt und festgestellt, daß es sich hier um einen bisher kaum beachteten besonderen Zustand des Zinns handelt.

Mit dem Uebergang von gewöhnlichem in graues Zinn, der bei + 20° C seine obere Grenze besitzt, hat die beschriebene Erscheinung nichts zu tun, ebenso wenig mit der Umwandlung von tetragonalem in rhombisches Zinn, deren Gleichgewichtstemperatur bei + 161° liegt.

Das mit der von Hasslinger beobachteten Krankheit behaftete Zinn zeigt keine solche Uebergangstemperatur, sondern zerfällt umso rascher, je höher die Temperatur ist, bis zum Schmelzpunkt. Da diese Krankheit nur bei solchem Zinn auftritt, das durch seine Verarbeitung mechanisch stark beansprucht ist, z.B. Weißblech, gewalztes (Stanniol) und glänzend poliertes Zinn, so nimmt Cohen an, daß solches „forciertes“ Zinn sich in einem nur scheinbar beständigen (metastabilen) Zustande befindet, aus dem es in den wirklich beständigen Zustand des kristallinischen Zinns überzugehen bestrebt ist. Unter dem Namen „Rekristallisation“ hat H. Behrens (Das mikroskopische Gefüge der Metalle und Legierungen. Hamburg und Leipzig 1894, S. 53 u.a.) schon früher einige hierher gehörende Beobachtungen beschrieben. Er sagt, das durch Strecken zwischen Walzen das kristallinische Gefüge des Zinns an der Oberfläche bis auf Spuren vertilgt werden kann, daß aber beim Erhitzen über 100° nach einiger Zeit die polierte Fläche matt wird und unter der Lupe ein erhabenes Netzwerk zeigt, das durch Vergrößerung der noch vorhandenen Kristallreste entstanden ist.

Künstlich kann man nach Cohens Vorgang Zinn, das mit der Forcierkrankheit behaftet ist, herstellen, indem man Weißblech mit Salzsäure und chlorsaurem Kali anätzt, wobei sich das bekannte „Moiré métallique“ bildet. Preßt man eine solche geätzte Platte auf eine unversehrte hochglänzende Weißblechplatte und erhitzt auf 180°, so ist nach 24 Stunden auch die zweite Platte angesteckt.

Auch wenn man mechanisch die polierte Zinnoberfläche zerstört, z.B. durch schräge Hammerschläge oder, indem man geschmolzenes Zinn beim Erstarren stark erschüttert, so erhält man das körnige, kristallinische Gefüge des erkrankten Zinns.

Bei anderen Metallen hat Cohen gleichfalls die Forcierkrankheit beobachtet, nämlich bei Blei, Zink, Kupfer, Wismut und Messing. Cohen behauptet allgemein, daß die Metalle, wie wir sie im täglichen Leben kennen, sich in einem metastabilen Zustande befinden. Alle mechanisch beanspruchten Metalle unterliegen der Forcierkrankheit.

Unter Umständen hat diese Krankheit große praktische Bedeutung. So traten z.B. an Lampengefäßen, die aus gewalztem Messingblech (62,5 v. H. Kupfer, 37,5 v. H. Zink) von 0,5 mm Stärke durch nur zweimaliges Drücken gepreßt waren, häufig nach einiger Zeit Risse und Löcher auf, besonders dann, wenn die Lampen im geheizten Zimmer standen. Schuld trägt hier die zu gewaltsame Behandlung des Bleches. Früher, als man die Gefäße durch allmähliches vorsichtiges Drücken herstellte, blieb die ärgerliche Zerstörung aus.

Auch an einem Türgriff aus Messing konnte Cohen die Forcierkrankheit feststellen, welche an einer Stelle schon ein großes Loch gefressen hatte.

Die „Forcierkrankheit“ dürfte nach Cohen auch die Ursache sein, daß in einer Schwefelsäurefabrik die Bekleidung der Bleikammer an der Decke zahlreiche brüchige Stellen zeigte, die besonders an heißen Tagen zunahmen. Die chemische Untersuchung ergab, daß die kranken Stellen wie die gesunden aus reinem Blei bestanden. [Zeitschr. für physikalische Chemie 1910, S. 214–231 und S. 301–311.]

A.

Elektrische Beeinflussung von Telegraphenleitungen durch Eisenbahnlokomotiven.

Als in Dell, einem Kreuzungspunkt der Hauptlinie der Natal-Transvaaleisenbahn wegen eines Umbaues die parallel zur Eisenbahn laufenden Telegraphendrähte an beiden Enden einer Strecke von rd. 700 m längs der Station isoliert werden mußten, erhielten die im Gestänge beschäftigten Arbeiter bei der Berührung der Leitungsdrähte bisweilen sehr heftige elektrische Schläge. Immer wenn die Erscheinung auftrat, hielt ein Eisenbahnzug an der Station oder durchfuhr sie; aber nicht immer war die Anwesenheit eines Zuges von den Entladungserscheinungen in den Telegraphendrähten begleitet. Die elektrischen Ladungen wurden nicht mehr bemerkt, nachdem die Isolation der Leitungsabschnitte an beiden Enden aufgehoben war und sie wieder normal in die Linie eingeschaltet waren. Auch ist der Telegraphenbetrieb niemals durch ähnliche Erscheinungen gestört worden. Die Untersuchung mit statischen Meßinstrumenten (Elektroskop, Elektrometer, Funkenstrecke) und mit einem Fernhörer hat ergeben, daß tatsächlich eine elektrische Ladung der Telegraphendrähte durch die Lokomotiven herbeigeführt wird.

Der Schienenstrang erreicht den Bahnhof Dell mit einer Steigung von 1 zu 30 m, innerhalb der Station läuft er horizontal und steigt hinter der Station wieder in demselben Grade an wie vor ihr. Er wird bergwärts meist von Kohlenzügen befahren, die von drei sehr schweren Maschinen (eine vorn, eine in der Mitte, eine hinten) gezogen werden und die in Dell meist nicht halten. Unter Aufwendung aller verfügbaren Kraft nehmen sie die Steigung vor dem Bahnhof und durcheilen die ebene Strecke des Bahnhofs unter vollem Dampf mit großer Geschwindigkeit, um einen Anlauf für die neue Steigung hinter dem Bahnhof zu gewinnen. Bei dieser Fahrt |399| stoßen die Lokomotiven gewaltige Mengen Rauch und Dampf aus. Die statischen Meßinstrumente zeigten, als ein solcher Zug die Station durchfuhr, energische Ausschläge; an der Funkenstrecke wären Funken von ⅜'' zu beobachten. Die Meßinstrumente blieben beinahe unbewegt, als ein Talzug die Station durchfuhr. Der Zug rollte mit angezogenen Bremsen unter dem eigenen Gewicht bergab, ohne daß die einzige Lokomotive nennenswerte Mengen von Dampf abgab. Andere Talzüge hielten in Dell an. Wahrend sich die Maschine wieder in Bewegung setzte, und eine Strecke unter Dampf parallel zu den Telegraphenleitungen hinfuhr, wiesen die Meßinstrumente geringe Ladungen nach. Die Ausschläge des Elektrometers und die Funkenlänge waren größer bei Talzügen mit zwei Lokomotiven, noch größer bei solchen mit drei Lokomotiven; am kräftigsten waren sie, wenn Bergzüge mit drei Lokomotiven ohne Aufenthalt durch die Station fuhren, die, wie erwähnt, gewaltige Rauch- und Dampfwolken ausstießen. Hielt ein solcher Zug in der Station an, so hörte die elektrische Wirkung alsbald auf, wenn Dampf und Rauch nicht mehr gewaltsam ausgestoßen wurden. Obwohl noch reichliche Mengen von Rauch aus dem Schornstein stiegen, blieben die Meßinstrumente in Ruhe, solange die Maschine stillstand. Sobald sie aber beim Anfahren Dampf auszupuffen begann, oder wenn sie die Dampfpfeife in Bewegung setzte, zeigten sich die Ladungserscheinungen. Um eine Störung des elektrischen Gleichgewichts der Atmosphäre herbeizuführen, bedurfte es also nicht nur der Anwesenheit großer Rauch- und Dampf mengen, sondern auch der durch das plötzliche Ausstoßen verursachten Reibung. Hiermit stimmt die in Transvaal zuweilen gemachte Beobachtung überein, daß infolge der außerordentlichen Trockenheit der Luft allein durch die Reibung des Windes in starkdrähtigen Leitungen Spannungen von oft beträchtlicher Höhe erzeugt werden. In europäischen Fernsprechleitungen werden bei Schneestürmen – also nicht bei trockener Atmosphäre – zuweilen Knallgeräusche gehört, deren Ursache auf elektrische Entladungen zurückgeführt wird. Es ist bisher nicht einwandfrei erwiesen, ob die Reibung der Schneeflocken an den Drähten die Spannung erzeugt oder ob die Schneeflocken die Ladung mitbringen und an die Leitungsdrähte abgeben. Das Letztere erscheint wahrscheinlicher. Die Schneeflocken werden, wenn sie vom Winde durch trockene Luftschichten gejagt werden, elektrische Ladungen aufnehmen, die sich bei der Berührung mit den über die Fernsprechapparate geerdeten Leitungen ausgleichen.

Die Beobachtungen in Dell sind alle bei sehr trockener klarer Luft gemacht worden. Die Temperatur erreichte am Tage bis zu 16° Celsius und sank des Nachts bis zum Gefrierpunkt. Abends und nachts waren die elektrischen Ladungen viel geringer; am Tage wurden Spannungen bis über 13000 Volt gemessen. (R. W. Weightmann.) [The Post Office Electrical Engineers Journal 1910, S. 17–24.]

Adt.

Elektrische Stahlerzeugung.

Im Berliner Bezirksverein deutscher Ingenieure sprach am i. d. M. Herr Oberingenieur V. Engelhardt über das Thema: Die Anwendung des elektrischen Ofens in Eisen- und Stahlwerken. Nach einer kurzen Einleitung besprach der Vorsitzende zunächst ganz allgemein die allen elektrischen Oefen gemeinschaftlichen Eigenschaften, die ihre Anwendung in der Eisen- und Stahlindustrie rechtfertigen. Alle Ofentypen lassen sich auf gemeinschaftliche Grundlagen zurückführen, so daß man die Elektroofen der Eisen- und Stahlindustrie als elektrisch beheizte Kombinationen des Tiegelofens und des Siemens-Martin-Ofens bezeichnen kann. Der wesentliche Unterschied liegt in der Art der Umsetzung der Elektrizität in Wärme, so daß sich vier Ofengruppen ergeben: 1. direkte, 2. indirekte Lichtbogenöfen, 3. direkte und 4. indirekte Widerstands- (Induktions-) Oefen. An Hand von Tafeln wurden die konstruktiven Grundlagen der wichtigsten Typen in den einzelnen Gruppen besprochen und zu 1. Héroult- und Girod-Ofen, 2. Oefen von Stassano und Grönwall-Lindblad und Stalhane, 3. Versuchsöfen von Gin, 4. Oefen nach Kjellin und Röchling-Rodenhausener, letztere unterteilt in Oefen für einphasigen Wechselstrom und für Drehstrom. Der Vortragende besprach dann die Unterschiede in qualitativer Beziehung zwischen Elektrostahl und auf gewöhnlichem Wege hergestellten Stahlsorten. Selbst bei gleicher chemischer Zusammensetzung sind bei Elektrostahl die mechanischen Eigenschaften wesentlich günstiger, insbesondere bezüglich Dehnung, Kontraktion und Widerstand gegen Schlag. Der Vortragende besprach ferner die technischen Anwendungsmöglichkeiten des Elektrostahlofens in der Eisen- und Stahlindustrie und beschäftigte sich besonders eingehend mit den wirtschaftlichen Verhältnissen. Er unterschied dabei zwei Fälle, wo der Elektroofen den Hochofen, Siemens-Martin-Ofen oder den Tiegelofen einfach ersetzen soll und solche Fälle, bei denen sich der Elektroofen an bestehende rein thermische Einrichtungen angliedert. Es handelt sich also im ersteren Falle um Herstellung gleicher Qualitäten mit niedrigeren Betriebskosten. Berücksichtigt man dabei die verschiedenen Preise für Kraft und Kohle, so kommt man zu Grenzwerten für die Anwendbarkeit. Zum Schluß besprach der Vortragende noch eingehend die Nachbehandlung von geschmolzenem Einsatz aus dem der Thomasbirne oder dem Flammofen als diejenige Arbeitsweise, welche für die kontinentalen Länder Europas am wichtigsten ist. Die Elektrostahlfrage eröffnet also insbesondere für Deutschland eine neue Epoche der Qualitätsverbesserung. Sache weiterer Detailarbeit sei es, festzustellen, in welchen Grenzen diese Qualitätsverbesserung die damit verbundenen, wenn auch geringen Erhöhungen der Betriebskosten aufwiegt.

Kreiselwirkung und Zugkraft der Lokomotive.

In der am 24. Mai d. J. unter dem Vorsitz des Herrn Ministerialdirektors Wiehert abgehaltenen Versammlung sprach Herr Professor Obergethmann von der technischen Hochschule Berlin unter Vorführung von Versuchen und Lichtbildern über zwei Themata: zuerst über die Kreiselwirkung und hernach über Zugkraft und Zugkraftschwankungen der Lokomotive.

Verschiedenartig ausgeführte Versuche zeigten anschaulich, daß ein rotierender Kreisel nur dann stabilisieren, d.h. auftretenden Kippmomenten durch entgegengesetzte Kraftmomente entgegenwirken kann, wenn die Kreiselachse in einem beweglichen Rahmen gelagert ist, der um eine Achse schwingen kann, die senkrecht zur Kreiselachse steht. Wird das Ausschlagen des Kreiselrahmens durch einen Eingriff von außen verhindert, so hat der Kreisel keine stabilisierende Kraft mehr. Wird andererseits das Ausschlagen des Kreiselrahmens – die Vorrückung oder die Präzession des Kreisels – durch äußere Kräfte beeinflußt, z.B. beschleunigt, so wird dadurch das stabilisierende Kraftmoment vergrößert. Von dieser Eigenschaft wird Gebrauch gemacht, wenn der Kreiselwagen bei der Fahrt plötzlich einseitig mehr belastet wird, also ein größeres Kippmoment erfährt. Bei der Fahrt durch eine Krümmung spielt die auftretende Zentrifugalkraft genau dieselbe Rolle, wie eine einseitige Mehrbelastung, so daß auch hier, und zwar durch einen besonderen, nicht einfachen Mechanismus eine beschleunigte |400| Bewegung des Kreiselausschlags veranlaßt werden muß, um durch das hierdurch entstehende aufrichtende Kraftmoment die Gleichgewichtslage des Kreiselwagens wieder herzustellen, bei welcher die Resultierende aller Kräfte durch den Schienenstützpunkt geht. Die Kräfte, die bei einem rotierenden Kreisel bei einem Ausschlag der Kreiselachse entstehen, sind nichts anderes als die in der Mechanik bekannten „Massenkräfte“, die immer dann auftreten, wenn bewegte Massenpunkte aus ihrer Bewegungsrichtung abgelenkt werden. Eine große praktische Bedeutung vermag der Vortragende dem Kreiselwagen nicht zuzuerkennen.

Bezüglich der Zugkraft einer Lokomotive führte der Vortragende folgendes aus;

Verfolgt man die Größe der Zugkraft einer zweizylindrigen Lokomotive während einer Radumdrehung, so ist diese nicht etwa für jede Kurbellage gleich groß, sondern sie schwankt zwischen einem höchsten und einem kleinsten Wert. Die Ursache der Zugkraft am Haken ist eine zweifache, erstens der im Zylinder wirkende Dampf, zweitens die hin- und hergehenden Triebwerksmassen, die bekanntlich ebenfalls auf den Lokomotivrahmen, also auf den Zughaken Kräfte ausüben. Die vom Dampf herrührende „Dampfzugkraft“ ist zwar auch für sich allein in ihrer Größe schwankend, aber stets positiv; die von den hin- und hergehenden Triebwerksmassen herrührende „Massenzugkraft“ dagegen verrichtet keine positive Arbeit. Ihre Arbeitsleistung bei jeder Radumdrehung ist gleich Null, und ihre Größe schwankt zwischen einem größten positiven Wert und einem größten negativen Wert. Diese Grenzwerte wachsen nach beiden Seiten hin mit der Fahrgeschwindigkeit. Am Zughaken vereinigen sich die „Dampfzugkraft“ und die „Massenzugkraft“ zu einem einzigen Wert. Von einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit an überwiegt in einer bestimmten Kurbellage die negative Massenzugkraft die positive Dampfzugkraft, so daß auf einen der Lokomotive folgenden Wagen in diesem Augenblick überhaupt keine Zugkraft ausgeübt wird. Bei weiter wachsender Geschwindigkeit dehnt sich das Gebiet der negativen Zugkraft während einer Radumdrehung immer mehr aus, so daß der auf die folgenden Wagen ausgeübte Zug stark ruckweise erfolgt, und zwar um so stärker, je weniger von den hin- und hergehenden Triebwerksmassen ausgeglichen sind. Der angehängte Wagen läuft also im Verlauf einer Umdrehung des Lokomotivtriebrades abwechselnd auf die Lokomotive auf und wird dann wieder nach vorwärts gerissen. Daß die vereinigte Zugkraft am Zughaken in ihrer Größe überhaupt schwankt, hat so lange keine große Bedeutung, als sie positiv bleibt; sie fängt erst an störend zu werden, wenn sie während eines Teiles der Radumdrehung negativ ist. Durch eine gute Verbindung zwischen Lokomotive und Tender kann dieser Störung bekanntlich entgegengewirkt werden.

An einem Versuchsmodell wurde dieser Zusammenhang der Dinge in sehr klarer und sichtbarer Weise zur Anschauung gebracht.

Die Behandlung sulphatierter Sammler.

Zur Beseitigung des harten weißen Sulphats auf den positiven Platten der Bleisammler werden die betroffenen Batterien häufigen Entladungen mit darauffolgenden Ueberladungen unterworfen. Das Verfahren erfordert oft eine gründliche Ausdauer, wenn es bleibenden Erfolg haben soll. Auch liegt die Gefahr nahe, daß durch das häufige Ueberladen die bleiernen Träger der aktiven Masse selbst in aktive Masse verwandelt werden und ihren Halt verlieren. Schneller zum Ziele führt ein im Kansas State College erprobtes Verfahren. Die Säure wird hiernach aus den Zellen abgelassen; sodann werden die Platten mehrmals mit destilliertem Wasser oder mit Regenwasser gründlich ausgewaschen Die so vorbereiteten Zellen werden mit einer drei- bis fünfprozentigen Lösung von kaustischer Soda (Na OH) soweit gefüllt, daß die Platten ganz bedeckt sind. Je stärker die Platten sulphatiert waren, um so kräftiger muß die Lösung gewählt werden. Werden die Zellen nun ebenso, als wenn sie mit Säure gefüllt wären, in den Ladekreis geschaltet und mit der normalen Stromstärke behandelt, als wenn sie geladen werden sollten, so beginnt die Zersetzung des Bleisulphats und die Rückbildung des Oxyds. Die Lösung soll dauernd alkalisch gehalten werden. Zeigt die Probe mit Lakmuspapier saure Reaktion, so ist kaustische Soda hinzuzufügen. Die Behandlung ist fortzusetzen, bis das Sulphat verschwunden ist und die Platten ihr schokoladenfarbiges Aussehen wiedergewonnen haben. Alsdann werden die Zellen wieder entleert, gründlich gewaschen, wieder mit Säure gefüllt und in gewöhnlicher Weise unter Ladung gesetzt. Zellen, deren Nutzeffekt durch Sulphatbildung auf 20 v. H. herabgesunken war, haben nach einer Behandlung mit kaustischer Soda wieder 75 v. H. Nutzeffekt gezeigt. Die ersten Zellen sind vor vier Jahren in der beschriebenen Weise von Sulphat befreit worden; sie befinden sich jetzt noch in einwandfreiem Zustand. (J. O. Hamilton.) [Electrical World, 14. April 1910, S. 946–947.]

Adt.

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