Titel: Bemerkenswertes aus dem maschinen- und elektrotechnischen Gebiet usw.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1911, Band 326 (S. 299–302)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj326/ar326088

Bemerkenswertes aus dem maschinen- und elektrotechnischen Gebiet auf der Weltausstellung: in Brüssel 1910.

Von Dr. Ing. A. Linker, Kiel.

(Fortsetzung von S. 262 d. Bd.)

III. Elektromaschinenbau nebst Anwendungen.

In welchem Maße die Elektrotechnik mit dem Maschinenbau verknüpft ist, soll in den folgenden Zeilen dargelegt werden. Auch hierbei wollen wir wiederum von der deutschen Abteilung ausgehen, indem wir uns dem Stande der Deutschen Elektrizitäts-Werke, Aachen, zuwenden. Dort war eine große Anzahl von Gleich- und Wechselstrommaschinen, als Generatoren und Motoren wirkend, ausgestellt, die alle nach einer Grundidee gebaut sind. Diese besteht darin, alle Teile, welche denselben Zwecken dienen, für gleichgroße Maschinen mit gleichen Dimensionen herzustellen. Dazu gehören z.B. Lager, Lagerschilder mit Armen, Gehäuse, Wellen und dergl. So wird z.B. das Feldjoch einer Gleichstrommaschine durch einen lamellierten Stator ersetzt, wenn es ein Drehstrommotor werden soll. Diese Systematik in der Bauart hat den großen Vorteil, daß die Herstellungskosten wesentlich geringer werden und Reparaturen leichter auszuführen sind, da man wegen der geringen Anzahl der Teile stets Reserveteile vorrätig halten kann. Dieser Gedanke ist jedoch nicht neu, wenn er auch bisher in so ausgedehntem Maße nur wenig praktisch durchgeführt ist. So habe ich schon im Jahre 1900 dasselbe Prinzip an allen neu zu konstruierenden Typen von elektrischen Maschinen der A.-G. Volta in Reval (Rußland) berücksichtigt. In gleicher Weise werden auch die neueren Maschinen von Schwartzkopf, Berlin, gebaut.

Auch die Bergmann Elektrizitäts-Werke haben eine Probe ihrer Leistungsfähigkeit abgelegt, indem sie eine vollständige Hochspannungs-Zentralstation mit Stromerzeugern, Verteilungsapparaten und Stromverbrauchsstellen nebst einer besonderen Umformeranlage einrichteten.

Von einer 2250 PS-Bergmann-Turbine mit 3000 Umdrehungen i. d. Min. angetrieben lieferte ein direkt gekuppelter Drehstrom-Generator von 1500 KW Leistung eine Spannung von 2900 Volt bei 50 Perioden/Sek. Die Welle und der Magnetinduktor sind aus einem Stück Siemens-Martin-Stahl geschmiedet. Die Nuten für die Erregerwicklung sind eingefräst, so daß die Polhörner mit dem Kern zusammenhängen, was für den ruhigen Gang von Wichtigkeit ist. Damit die Spannungskurve möglichst sinusförmig ohne störende Oberschwingungen verläuft, sind die Nuten bei gleichmäßiger Verteilung am Umfange untereinander von verschiedener Breite ausgeführt. Der induzierte, feststehende Anker besteht aus dünnen Blechen und trägt die Wicklung, deren Köpfe mit Rücksicht auf die bei Kurzschlüssen auftretenden hohen Anziehungskräfte besonders sorgfältig befestigt sind. Durch Ventilationsflügel und Luftkanäle im Anker und Gehäuse werden die Wicklungen genügend gekühlt.

Die von dem Generator erzeugte Spannung von 2900 Volt wurde durch einen Oel-Kern-Transformator mit Wasserkühlung auf 148 Volt erniedrigt und damit ein Einanker-Umformer für 1000 KW-Leistung gespeist. Dieser lieferte 220 Volt Gleichstrom für die Kraftmaschinenhalle. Wenn auch eine Hochspannungsleitung nicht im Betrieb vorgeführt werden konnte, so wurde wenigstens die Schaltanlage betriebsmäßig gezeigt. Sie bestand aus einem Schalttisch mit den dazugehörigen Hilfsapparaten. Die Schalteinrichtungen wurden dabei durch Relais nach dem Fernschaltungssystem betätigt.

Der Hauptschalter des Turbogenerators wurde durch einen mit Gleichstrom von 230 Volt gespeisten Schaltmagneten bewegt.

Zur Ausführung und Kontrolle der Bewegungen befand sich für jeden Generator auf dem Schalttisch ein Tableau mit zwei Druckknöpfen, einem Lampenumschalter und zwei Signallampen mit roter bezw. grüner Scheibe I zur Rückmeldung.

Textabbildung Bd. 326, S. 299

Für den Parallelantrieb mehrerer Maschinen waren ferner die Magnetfeld-Regulatoren der Generatoren durch eine Fernsteuerung an den Schalttisch angeschlossen. Dabei erfolgte der Antrieb des Regulators durch einen kleinen Hilfsmotor mit einem eigenartigen Differentialgetriebe zur Herabminderung der Umlaufzahl. Das Anlassen des Motors geschieht ebenfalls durch einen Druckknopf. Auch die einpoligen selbsthätigen Schalter der Gleichstromseite des Umformers für 4000 Amp. Betriebsstrom und 6000 Amp. Auslösestrom werden vom Schalttisch aus gesteuert. Mit Rücksicht auf die Sicherheit des Bedienungspersonals in Hochspannungsanlagen wurde ein Universal-Schaltschrank (Fig. 23) konstruiert. Der Schrank ist durch eine Tür abgeschlossen, die erst nach Entfernung des außen angebrachten Handrades für den Schalter geöffnet werden kann. Das Handrad kann jedoch erst entfernt werden, wenn der Oelschalter ausgeschaltet ist. Mit dem Oeffnen der Tür wird gleichzeitig der durch sie verriegelte Trennschalter gelöst, dessen unter Spannung |300| stehende Kontakte gegen unbeabsichtigte Berührung entsprechend abgedeckt sind. Es können also bei geöffneter Tür Arbeiten am Schalter gefahrlos ausgeführt werden.

Betriebsfertig angeschlossen war ferner eine Wasserhaltungsmaschine mit Drehstrommotorantrieb von 450 PS als Teil einer unterirdisch angeordneten Bergwerksanlage.

Textabbildung Bd. 326, S. 300

Gegenüber der Wasserhaltungspumpe ist die Mündung eines Bergwerkstollens dargestellt, in dem eine Grubenlokomotive und die dafür erforderliche Streckenausrüstung ausgestellt waren. Die Lokomotive hat Bügelstromzuleitung und besitzt zwei Motoren von je 20 PS für 135 Volt, 50 Perioden/Sek., die als Kommutatormotoren gebaut sind.

Die Regulierung der Geschwindigkeit geschieht durch Bürstenverstellungzwischen 600 bis 1000 Umdr./Min., Diese Motoren werden auch für Getreidemühlen, chemische Fabriken, Brauereien, Wäschereien, Spinnereien, Zement- und Brikettfabriken, Gasanstalten usw. als Durchzugstype mit Luftleitungen verwendet, um einerseits Entzündungen von feinen Staubteilchen oder Gasen zu verhüten, andererseits den Motor selbst gegen das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit zu schützen, ohne seine Leistungsfähigkeit durch die sonst geschlossene Einkapselung zu vermindern.

Einige Grubenlampen mit Edison-Akkumulatoren für zehnstündige Ladung waren ebenfalls zu sehen.

Vor dem Pavillon wurde die Verwendung der Elektrizität an Bord von Schiffen und das dazu nothwendige Installationsmaterial gezeigt. So sah man u.a. Hebezeugmotoren für Winden und Spills in besonders kräftiger und gedrungener Bauart, ebenso dazugehörige Anlaß- und Regulierapparate mit wasserdichter Kapselung wie die Motoren. Ferner war ein Lenz-Pumpen-Aggregat ausgestellt, das von einem Motor von 25 PS mit 250 Umdr./Min. angetrieben wurde, sowie eine zweistufige Hochdruck-Zentrifugalpumpe mit einem senkrechten Flanschmotor für 4 PS bei 1600 Umdr./Min. mit einer Pumpenleistung von 30 cbm/Std. bei 15 m Höhe.

Das Installationsmaterial war in den verschiedensten Formen in dem Pavillon systematisch geordnet. Außer dem bekannten Messing- und Stahlpanzer-Isolierrohr nebst den dazugehörigen Werkzeugen waren Schalter, Anschlußdosen, Armaturen für Lampen mit einer großen Anzahl verschiedener Typen der bestbewährten Bergmann-Metallfadenlampe sowie verschiedene Zähler und Meßinstrumente zu sehen.

Auch auf dem Gebiet des Bahnbaues hatte die Firma I sich durch Ausstellung eines benzol-elektrischen Triebwagens in der Lokomotivhalle betätigt. Triebwagen finden auf Strecken mit wenig dichtem Verkehr bei kurzzeitiger starker Beanspruchung der Bahn Anwendung. Sie ermöglichen es, die Zugfolge auf solchen Strecken bei gewissen Veranlassungen zu steigern und den Betrieb rentabel zu gestalten, wo Dampflokomotiven nicht wirthschaftlich arbeiten. Dabei hat der benzol-elektrische Triebwagen alle Vorteile des rein elektrischen Betriebes, nämlich schnelle Betriebsbereitschaft, einfache Bedienung, geringes Gewicht u.a.m.

Der ausgestellte Wagen war für eine normalspurige Bahn bestimmt. Er besitzt einen Explosionsmotor für die Verwendung von Benzol, der mit einem Gleichstrom-Generator direkt gekuppelt ist. Von diesem werden die beiden auf den Achsen angeordneten Nebenschluß-Motoren gespeist. Dabei läuft die Maschine im Betriebe mit der günstigsten konstanten Drehzahl und höchstem Wirkungsgrad. Die Regulierung der Fahrgeschwindigkeit geschieht in idealster und wirthschaftlichster Weise dadurch, daß durch Veränderung der Erregung des Magnetfeldes die den Motoren gebotene Klemmenspannung beeinflußt wird.

Textabbildung Bd. 326, S. 300

Die Lokomotivmotoren, von denen einer auf dem Stande in der Kraftmaschinenhalle ausgestellt war, sind für Fernbahnen mit Wechselstrom bestimmt. Sie besitzen eine Leistung von je 200 PS und sind nach dem System Bergmann-Westinghouse so gebaut, daß sie beim Anfahren als Repulsionsmotor arbeiten und während des normalen Laufes ohne Schaltungsänderung nach und nach die Eigenschaften eines Reihenschlußmotors annehmen. Dadurch wird ein funkenfreies Arbeiten bei verschiedenen Belastungen ermöglicht.

|301|

Der Stator enthält eine Feldwicklung und eine Wicklung zur Erzielung einer günstigen Kommutation durch Erzeugung des erforderlichen Wendefeldes und Kompensation des Ankerfeldes. Von der gesamten Arbeitsspannung wird ein Teil dem feststehenden Feld, der andere dem Anker zugeführt. Die Regelung der Geschwindigkeit geschieht durch Aenderung der Ankerspannung.

Textabbildung Bd. 326, S. 301

Zur Vermeidung hoher Kurzschlußströme sind zwischen Ankerwicklung und Kommutator Widerstände eingebaut. Diese Motoren werden zurzeit auf der Strecke Bitterfeld-Leipzig auf den elektrischen Lokomotiven für etwa 1000 PS Leistung verwendet.

Auch bei der Entwicklung des Baues elektrischer Ausrüstungen für Hebezeuge haben die Bergmann Elektrizitäts-Werke eine rege Tätigkeit entwickelt. So wurde der elektrische Teil eines Aufzugs vorgeführt, dessen Motor bei 1000. Umdr./Min. 4,8 PS bei intermittierendem Betriebe leistete. Die Bewegung der Kabine wird veranlaßt durch Einstellung einer Kurbel auf die Lage, welche die Bezeichnung des betr. Fahrziels trägt. Dadurch tritt ein Schaltrelais mit selbsttätig gesteuerten Magneten in Tätigkeit, welches die Umlaufsrichtung einstellt und das Anlassen sowie Abstellen des Motors bei Erreichung des Fahrziels bewirkt.

Von den Hebezeugen waren ein Flaschenzug und eine Unterflansch-Laufwinde der Gebr. Bolzani, Berlin, mit Bergmann-Ausrüstung versehen, wobei auf die Leistungsfähigkeit, einfache Bedienung, Ueberlastbarkeit, gedrängten Bau besonders Rücksicht genommen ist

In der Sonderabteilung „Elektrizität“ wurde eine elektrische Schweißmaschine der Firma Gesellschaft für elektrotechnische Industrie, Berlin, im Betriebe vorgeführt. Die Maschinen arbeiten nach dem Verfahren der Widerstandserhitzung, bei dem die miteinander zu verbindenden Stücke durch Zusammenstoßen einen Stromkreis schließen, wodurch an der Stoßstelle infolge des großen Uebergangs-Widerstandes Erhitzung auf Weißglut erfolgt. Die Maschine ist einfach und solide gebaut und läßt sich auch von ungeschultem Personal leicht bedienen. Fig. 24 zeigt eine Stumpf-Schweißmaschine zur Herstellung von Radreifen, Fahrrad- und Automobilteilen, Werkzeugen und dergl. mehr. Die Stücke werden durch Handräder in Klemmbacken befestigt und durch Druck auf einen Fußhebel zusammengepreßt und geschweißt. Nach Fertigstellung schaltet sich der Strom selbsttätig aus, etwa nach Art eines Maximalausschalters, da der Widerstand der Schweißstelle beim Zusammenbacken immer kleiner wird, wodurch der Strom immer mehr ansteigt. Die verschiedenen Anwendungsformen zeigt Fig. 25, die Maschine wird jedoch außerdem noch in anderer Ausführung (Fig. 26) hergestellt, zum Schweißen von Hohlkörpern, Blechwaren aller Art und zum Nieten nach der Methode der Flecken- oder Punkt-Schweißung.

Die zu verbindenden Bleche werden dabei an einzelnen Stellen durch Schweißpunkte verbunden, die im Gegensatz zur Nietnaht keine Löcher, Nieten oder sonstige Werkzeuge und Vorbereitungen erfordert. Setzt man die Schweißpunkte dicht aneinander, so kann man eine wasserdichte Naht erhalten. Durch Zuhilfenahme eines Rollenapparats an den Kontaktstellen können die Schweißstellen kontinuierlich durchgewalzt werden.

Textabbildung Bd. 326, S. 301

Fig. 27 zeigt eine Anzahl von Werkstücken, die mit der Maschine geschweißt und einer Weiterbearbeitung durch Ziehen, Pressen unterworfen sind. Die Lohnersparnisse bei diesen Maschinen gegenüber der Nietung betragen etwa 75 v. H. Der Energieverbrauch spielt dabei keine Rolle, da die Schweißzeit klein ist. Die Festigkeit der Schweißpunkte ist etwa die doppelte einer entsprechenden Nietverbindung. Diese Art der Schweißmaschinen ist schon längere Zeit bekannt, z.B. die der Firma British Insulated and Helsby Cables, Co. Limited. Da man zur Schweißung wegen der gleichmäßigen Erhitzung der Elektroden und der großen Stromstärke bei niedriger Spannung nur Wechselstrom mit Transformatoren verwenden kann, ist man bei Gleichstromanlagen zur Anwendung einer teuern und den Betrieb erschwerenden Umformeranlage gezwungen. Diesen Uebelstand beseitigt die deutsche Firma durch ein ihr patentrechtlich geschütztes Verfahren der Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom, das Neue an dieser Maschine. Die dazu erforderlichen Hilfsmittel bestehen aus einem kleinen Stromwender mit vier Segmenten, einigen Kondensatoren und den dazu nothwendigen Schaltern und Meßinstrumenten.

Der Stromwender wird durch einen Motor von etwa ⅓ PS gedreht und schließt mit zwei diametral gegenüberliegenden |302| Segmenten den Kondensator an das Gleichstromnetz zum Laden, um ihn dann mit den beiden anderen Segmenten über den in der Schweißmaschine befindlichen Transformator zu entladen.

Ladung und Entladung erfolgen ohne Funkenbildung, da der Ladestrom beim Abschalten nur einen kleinen bezw. keinen Wert besitzt und der Entladestrom mit dem Verschwinden der Kondensatorspannung beim Ausschalten ebenfalls klein ist.

Die Spannungskurve erreicht jedoch bei dieser Anordnung einen hohen Scheitelwert, so daß auch hohe Uebergangswiderstände leicht überwunden werden.

Da die Kondensatoren aus Aluminium und Eisenplatten in einem Natriumsalz sehr widerstandsfähig sind, ist die Anlage betriebssicherer als alle bisherigen Anordnungen. Außerdem ist der Wirkungsgrad ziemlich hoch und beträgt nach Messungen von Prof. Wedding etwa 86 bis 90 v. H.

Infolge der mannigfachen Vorteile dieses Systems dürfte der elektrischen Widerstandsschweißung ein weites Feld der Tätigkeit offen stehen.

(Schluß folgt.)

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