Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1914, Band 329 (S. 425–432)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj329/ar329101

Polytechnische Rundschau.

Wasserturbinen-Schaltung für schwankende Gefälle. Schiffahrtskanäle und Wasserkraftausnutzung gehen bei heutigen Wasserbauten häufig Hand in Hand. Durch Talsperren werden Sammelbecken gebildet, die die Tagesund Jahresschwankungen des Wasserzuflusses ausgleichen gegenüber den ebenfalls schwankenden Anforderungen der Schiffahrt und des Kraftbedarfs. Während aber im Sommer die Schiffahrt Entnahme von Wasser aus dem Sammelbecken verlangt, wobei also Elektrizität erzeugt wird, ist zu dieser Zeit der Bedarf an elektrischer Energie verhältnismäßig gering. Dieser steigt erst gegen den Winter an, wenn inzwischen das Sammelbecken durch den Bedarf der Schiffahrt stark entleert ist.

Die Turbinen der Stromerzeuger müssen daher mit |426| sehr stark schwankenden Gefällen arbeiten; für das geplante Ederkraftwerk schwankt das Gefälle z.B. zwischen 41 und 14 m. Es ist ohne weiteres klar, daß sowohl die Wasserturbine als auch der elektrische Stromerzeuger unter den Grenzbedingungen ungünstig, d.h. mit schlechtem Wirkungsgrad arbeiten wird.

Textabbildung Bd. 329, S. 426

Im Heft 7 der Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen schlägt nun F. W. Schmidt vor, für derartige Zwecke mehrere Turbinen einzubauen, die je nach Bedarf hintereinander oder nebeneinander geschaltet werden können. In der Abbildung ist der Betrieb mit zwei solchen Turbinen bei Niederwasser dargestellt: Der Schieber B ist geschlossen, die Hälfte des Betriebswassers durchfließt Turbine I, die andere Hälfte Turbine II. Bei Hochwasser wird der Schieber B geöffnet, A und C geschlossen: Das gesamte Betriebswasser fließt erst durch I und dann durch II. Natürlich müssen die beiden Turbinen für gleiche „Schluckfähigkeit“ gebaut sein. Dagegen brauchen sie nur Gefälleschwankungen von weit kleineren Beträgen zu entsprechen. Bei dem angeführten Beispiel würden bei vollem Gefälle beide Turbinen hintereinander geschaltet; auf jede kämen also 20,5 m. Mit sinkendem Gefälle würde man diese Arbeitsweise beibehalten, bis bei einem Gefälle von 28 m auf jede Turbine 14 m kommen. Da dieser Wert dem absoluten Niedrigstgefälle entspricht, für das die Turbinen gebaut sind, wird man sie jetzt parallel schalten und nun das Gefälle im Werte von 28 m bis auf 14 m ausnutzen- können. Während also die Turbine sonst bei Gefällen von 14 bis 41 m arbeiten mußte, ist sie jetzt nur einer Gefälleschwankung von 14 bis 28 m anzupassen. Der Wirkungsgrad kann dadurch unzweifelhaft bedeutend gesteigert werden.

Noch günstigere Verhältnisse ergeben sich, wenn das Gefälle in drei oder mehr Stufen unterteilt wird. Die Grenze wird offenbar durch die Wirtschaftlichkeit gegeben sein.

Dipl.-Ing. W. Speiser.

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Einschaltvorgänge und elektrische Wanderwellen. Der genannte Gegenstand findet zurzeit das lebhafteste Interesse der beteiligten Fachkreise. Zwar sind die zum Teil recht eigenartigen Erscheinungen, welche das Auftreten von sehr schnell verlaufenden Ueberspannungen oder Belastungsänderungen begleiten und in erster Linie dadurch gekennzeichnet sind, daß an örtlich eng begrenzten Stellen eines Stromkreises ganz bedeutende Potentialdifferenzen auftreten, keineswegs neu. Wenn sie sich auch naturgemäß in neuerer Zeit infolge der außerordentlich gesteigerten Betriebsspannungen und Schaltleistungen viel störender bemerkbar machten, so fehlte doch für lange Zeit eine ausreichende Erklärung. Als dann mit der Entwicklung der drahtlosen Telegraphie auch die Eigenschaften des hochfrequenten Wechselstroms studiert wurden – es sei hier besonders auf die Arbeiten von Zenneck verwiesen –, war unschwer zu erkennen, daß hier wie dort Ursache und Wirkung die gleichen waren.

Als Entstehungsursachen für Wanderwellen kommen neben atmosphärischen Störungen, wie Blitzschlag, auch plötzliche Belastungsänderungen durch Ein- oder Abschalten von Leitungen in Frage. Das Problem ist schon des öftern wissenschaftlich behandelt worden, erfordert jedoch einen bedeutenden mathematischen Aufwand. Dem Praktiker, der meist garnicht die Zeit hat, diesen zu bewältigen, ist wenig damit gedient. Außerdem geht bei der rein analytischen Untersuchung die Fühlung mit der physikalischen Anschauung fast gänzlich verloren. Um so größeres Interesse wird deshalb eine Arbeit von Dr. L. Binder in der E. T. Z. Heft 7 und 8 Jahrg. 1914 finden, welche besonders die beim Einschalten einer Leitung auftretenden Vorgänge mit Hilfe hydraulischer Analogien sinnfällig ableitet.

Eine Leitung, bestehend aus zwei parallelen Leitern, die an Ende offen ist und der Einfachheit wegen überhaupt in keiner Weise belastet gedacht ist, werde plötzlich an eine Gleichstromquelle gelegt. Es wird untersucht, in welcher Weise Strom und Spannung in die Leitung eintreten.

Textabbildung Bd. 329, S. 426

Die beiden Leiter stellen die Belege eines Kondensators vor, infolgedessen wird auch bei offener Leitung in diese der Ladestrom hineinfließen. Anderseits ist jede Strombahn mit Selbstinduktion behaftet, die, ihrem Charakter als Widerstand entsprechend, das Eindringen des Stromes zu verhindern sucht. Kapazität und Selbstinduktion können hier als gleichmäßig verteilt angesehen werden. Die gesamte Leitung kann somit durch das Schema (Abb. 1) dargestellt werden. Greift man ein Elementarteilchen, beispielsweise das unmittelbar hinter dem Schalter S liegende heraus, so hat man das Bild des Thomsonschen Schwingungskreises, der wie bekannt, nur eines Anstoßes bedarf, um mit der Eigenfrequenz des Systems weiter zu schwingen. Die Zeitdauer T einer Schwingung ist, wenn C die Kapazität, L die Selbstinduktion darstellen:

Daß Schwingungen eintreten müssen, ergibt sich sehr einfach aus folgender Ueberlegung:

Der in die Leitung eintretende Ladestromstoß hat die Selbstinduktion des Leiterteiles zu überwinden; die hierzu verbrauchte Energie ist in dem erzeugten magnetischen Felde aufgespeichert. Ist die Ladung des Kondensator |427| so weit vorgeschritten, daß der Ladestrom abzunehmen beginnt, so kehrt sich die Richtung der EMK. in der Selbstinduktion um, so daß sie jetzt im Sinne der Leitungsspannung gerichtet ist und zu dieser eine Zusatzspannung erzeugt, welche die Ladung des Kondensators weiter in die Höhe treibt, bis die Energie des magnetischen Feldes aufgebraucht und auf den Kondensator übergegangen ist. Dieser ist jetzt zu einem höheren Potential aufgeladen, als der Leitungsspannung entspricht, und beginnt sich nun rückwärts zu entladen. Wieder bildet sich an der Selbstinduktion ein magnetisches Feld aus, diesmal mit umgekehrtem Vorzeichen; ebenso hat auch hier die Selbstinduktion die Wirkung, daß die Entladung über das Ziel, d.h. über den Zustand, bei welchem Netz- und Kondensatorspannung gleich geworden sind, hinauspendelt und damit der Kondensator wieder entladen wird. Da von Verlusten abgesehen die vom Felde aufgenommene Energie gleich der abgegebenen sein muß, die Selbstinduktion im Einschaltmoment aber die volle Netzspannung aufnimmt, so folgt, daß die Kondensatorspannung theoretisch zwischen Null und der doppelten Netzspannung pendelt. Die Schwingung wiederholt sich noch mehreremal und klingt infolge der Dämpfung durch die Verluste in den Ohm sehen Widerständen in Form eines nach einem logarithmischen Gesetz abnehmenden Wellenzuges ab. Binder setzt nun für diesen elektrischen Vorgang folgendes Analogon.

Textabbildung Bd. 329, S. 427

Die Gleichstromquelle wird dargestellt (Abb. 2) durch einen, praktisch als unendlich groß angenommenen Wasserbehälter, der durch eine kurze Rohrleitung und Schieber S mit einem kleinen Behälter verbunden ist. In die Rohrleitung ist ferner noch eine mit einer Schwungmasse gekuppelte Pumpe M eingebaut, die auch motorisch arbeiten kann. Der durch das Rohr gehende Flüssigkeitsstrom entspricht der elektrischen Stromstärke. Die Höhe H der Wassersäule bezeichnet die Netzspannung, die Höhe h c den Ladezustand des Kondensators, das Fassungsvermögen der Zelle die Kapazität, während das Beharrungsvermögen der Schwungmassen die Selbstinduktion verkörpern soll.

Wird der Schieber S gezogen, so muß der Leitungsdruck zunächst die jetzt als Motor wirkende Pumpe M in Bewegung setzen, ehe Flüssigkeit in den kleinen Behälter überströmen kann. So lange h c noch nicht gleich H ist, erhält M positiven Beschleunigungsdruck; die kinetische Energie der Schwungmassen ist am größten, wenn h c = H. Infolgedessen wird die Pumpe weiterlaufen und die von ihr aufgenommene, der Gefällhöhe H entsprechende Energie dazu verwenden, nochmals die gleiche Flüssigkeitsmenge zu fördern. Die Energie ist aufgezehrt, wenn h c = 2 H. Jetzt wird die Pumpe durch den Leitungsdruck mit umgekehrter Drehrichtung als Motor in Tätigkeit gesetzt. Die entwickelte mechanische Leistung dient zur Beschleunigung der Schwungmassen. Da letzteren ein Leistungsäquivalent gleich der nutzbaren Gefällhöhe 2 H – H zugeführt wurde, sind sie auch im Stande, in der Zelle die gleiche negative Druckdifferenz zu erzeugen, also die Zelle gegen den Druck des Hauptbehälters – der ja als unendlich groß angenommen war und deshalb konstanten Flüssigkeitsspiegel hatte – leer zu pumpen. Da hiermit der Anfangszustand wieder erreicht wäre, müßte sich dieser Vorgang, der gekennzeichnet ist durch das Hin- und Herwogen der Energie und durch das Pendeln des Leitungsdruckes zwischen Null und dem doppelten Werte des Anfangsdruckes in unbeschränkter Folge wiederholen. Tatsächlich klingt natürlich auch hier die Schwingung der bei jeder Energieumsetzung eintretenden Verluste wegen sehr bald ab.

Die Zeitdauer einer Schwingung ist in dem mechanischen Beispiel allerdings unvergleichlich größer. Elektrische Schwingungen mit einer Frequenz von 10000 oder 100000 pro Sekunde sind durchaus nichts besonderes. Hiervon abgesehen, besteht jedoch vollkommene Analogie zwischen den einzelnen Vorgängen, und es läßt sich am hydraulischen Beispiel auch verfolgen, was geschieht, wenn die Leitung eine gewisse endliche Länge hat, zunächst unter der Annahme, daß die Leitungskonstanten überall gleich sind. Wir hätten dann das Schema (Abb. 3), bei welchen je zwei aufeinanderfolgende Zellen durch einen Pumpenapparat verbunden sind.

Textabbildung Bd. 329, S. 427

Die der ersten Zelle zufließende Flüssigkeitsmenge fließt zum Teil weiter in die nächste und weiter folgende Zellen. Einerseits wird dadurch die Füllungsdauer der ersten Zelle vergrößert, anderseits fließt in der Zeiteinheit mehr Flüssigkeit aus dem Hauptbehälter, weil der Ausgleich der Höhendifferenz langsamer erfolgt. Die einzelnen Höhenspiegel ordnen sich der punktiert angedeuteten Sinuskurve unter.

Hat sich die erste Zelle völlig gefüllt, so ist von jetzt ab der Zufluß gleichförmig, und da sich an den für die Entstehung der Welle maßgebenden Größen nichts geändert hat, so wird diese in der gegebenen Form durch die folgenden Zellen weiterlaufen, wobei man sich die Kurve einfach parallel verschoben denken kann.

Genau so die elektrische Wanderwelle; sie wandert mit der Geschwindigkeit längs der Leitung, bis sich ihr ein Hindernis entgegenstellt, wie es beispielsweise am offenen Leiterende der Fall ist.

Nehmen wir im hydraulischen Beispiel vergleichsweise an, daß die letzte Zelle sich eben gefüllt hätte. Es sind dann sämtliche Schwungmassen in Bewegung. Da somit gleichmäßig weiter gefördert wird, so muß zunächst in der am äußersten Leitungsende liegend gedachten Zelle der Flüssigkeitsspiegel steigen. Ebenso wirkt der |428| Rückstau zunächst auf die letzte Pumpe, deren Schwungmasse durch die Ueberwindung des Widerstandes Energie entzogen wird, so daß sich ihre Umdrehungsgeschwindigkeit verringert. Die letzte Pumpe wird nicht mehr alle ihr zugeführte Flüssigkeit weiterfördern können, und es muß deshalb auch in der vorhergehenden Zelle der Spiegel steigen. So geht es fort, bis der Wellenkopf in der alten Gestalt wieder entstanden ist. Geschwindigkeit und Förderung der letzten Pumpe sind dann Null geworden und weitere kommen zur Ruhe, in dem Maße, wie der Wellenkopf jetzt in umgekehrter Richtung zurückschreitet. Aus der Gleichheit zwischen zugeführter und abgegebener Energie folgt wieder die absolute Höhe des Wellenkopfes zu 2 H, wie auch sonst alle Erscheinungen, abgesehen von der Wanderung der Welle, gleich sind der der schon betrachteten Elementarzelle.

Denkt man sich die Zellen äußerst schmal, wie es die Voraussetzung auf die elektrische Leitung fordert, so erfolgt die Füllung der ersten Zelle momentan, und der Wellenkopf würde in der sogenannten rechteckigen Form weiterschreiten. Zwischen zwei eng benachbarten Stellen einer Leitung, beispielsweise zwischen erster und zweiter Windung eines angeschlossenen Transformators kann so die volle, oder gar die doppelte Leitungsspannung vorhanden sein. Aus diesem Grunde werden bekanntlich die Endwindungen aller derart gefährdeten Apparate besonders stark isoliert. Ob die betrachtete Leitung an Gleichstrom oder an Wechselstrom gelegt wird, ist im Prinzip gleichgültig. Da die Wanderwelle bei Freileitungen etwa mit der Lichtgeschwindigkeit = 300000 km/Sek. fortschreitet, kann bei den üblichen technischen Wechselzahlen von 50 bis 60 pro Sek. die Spannung für den Vorgang praktisch als konstant angesehen werden.

Ein anderer Umstand trägt jedoch dazu bei, daß sich die besonders gefährliche rechteckige Wellenform nicht ausbilden kann. Im Moment des Einschaltens der Leitung ist naturgemäß der Widerstand am Schalter unendlich groß, da die Kontaktfläche zuerst natürlich nur unendlich klein sein kann. Allerdings übersieht der Verfasser, daß der erste Kontakt am Schalter durch einen plötzlich einsetzenden Funken eingeleitet wird.

Zu untersuchen wäre noch, wie eine Aenderung der Leitungskonstanten zurückwirkt. Ein Uebergang zu einer größeren Kapazität, beispielsweise einer Freileitung zum Kabel, wäre zu vergleichen mit einer Verbreiterung der Zelle bzw. Vergrößerung ihres Fassungsvermögens, mit der Wirkung, daß der Wellenkopf auseinander gezogen wird und flacher verläuft, während eine Erhöhung der Selbstinduktion der schon erwähnten Verringerung der Zellenbreite entsprechen würde und an der Uebergangsstelle einen steileren Wellenkopf und höhere Spannung entstehen läßt. Im Grenzfall, wo die Selbstinduktion = ∞ ist, kann die Leitung als offen angesehen werden, und es findet an dieser Stelle die schon bezeichnete vollkommene Reflektion der Welle statt.

Rich. Müller.

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Neuer Winddruckmesser. Seit langem ist die Technik bemüht, ein Meßgerät zu schaffen, das die Mittelkraft des Winddruckes auf beliebig gestaltete Körper und Flächen nach Größe, Richtung und Lage zu bestimmen gestattet. Die Kenntnis ist z.B. für die Bemessung von hohen Bauwerken, Schornsteinen, Türmen die starken Winden ausgesetzt sind, und für die Drücke von 250 kg/m2 wohl in Betracht kommen können, von Wichtigkeit. Bekannt ist ja (man vergl. z.B. Müller-Breslau, Graphische Statik der Baukonstruktionen Bd. 1, 3. Auflage S. 95), daß bei kleineren und mittleren Schornsteinen die Beanspruchung σ bei einer recht kleinen gedrückten Fläche noch unter dem zulässigen Werte bleibt, daß aber eine ganz geringe Steigerung des Winddruckes genügt, um die Pressung weit über das zulässige Maß zu treiben. Es sind wohl verschiedene derartige Geräte konstruiert worden, mit denen man Größe und Richtung der Mittelkraft, nicht aber, was sehr wichtig ist, deren Lage feststellen konnte. Ihre Ergebnisse wichen erheblich voneinander ab und konnten nur als Annäherungswerte betrachtet werden. Auch die auf rein theoretischem Wege entstandenen Formeln zur Berechnung des Winddruckes erwiesen sich als ungenau und im Widerspruch zu den Meßergebnissen. Um der Unsicherheit auf diesem wichtigen Gebiete ein Ende zu machen, schrieb das Ministerium der öffentlichen Arbeiten zusammen mit dem Reichsmarineamt, dem Kriegsministerium, dem Ministerium für Handel und Gewerbe, dem Verbände der Preußischen Dampfkessel-Ueberwachungsvereine und dem Verein deutscher Ingenieure zur Erlangung einer Vorrichtung zum Messen des Winddruckes einen internationalern Wettbewerb aus, dem folgende Bedingungen zugrunde gelegt waren.

Mit Hilfe des Meßgerätes sollte sich die Größe der Mittelkraft des Winddruckes auf Flächen und Körper einschließlich der etwa vorhandenen Saugwirkung auf der Leeseite so bestimmen lassen, daß die Beobachtungsergebnisse für statische Berechnungen verwendbar sind. Ferner mußte sich die Lage der Mittelkraft in bezug auf die Meßfläche einwandfrei feststellen lassen. Außerdem mußte das Gerät die Stärke des Winddruckes dauernd aufzeichnen. Vorrichtungen, die den Winddruck aus Messungen der Windgeschwindigkeit ermitteln wollten, waren vom Wettbewerb ausgeschlossen. Auf diesen Wettbewerb hin gingen etwa 140 Entwürfe ein, zu denen 100 betriebsfähige Messer gehörten; es entsprachen aber nur zwei Druckmesser _den gestellten Forderungen. Das Gerät der Firma Fueß in Steglitz und von Professor Dr.-Ing. Reißner (Charlottenburg) und das des Marineoberstabsingenieurs Gießen, das mit dem ersten Preis ausgezeichnet wurde und dessen Beschreibung wir der Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure S. 836 entnehmen.

Der Grundgedanke ist folgender: Stützt man einen Stab (Abb. 1), der an seinem oberen Ende einen beliebig geformten Körper trägt, an vier Stellen ab, so wird der Winddruck an den Lagerstellen ganz bestimmte Gegendrücke hervorbringen; lassen sich nun diese Reaktionen messen, so kann man die Windkraft nach Größe, Richtung und Lage bestimmen. Wird dem Stab in den Lagerpunkten a, b, c und d ein kleiner Spielraum belassen, und werden |429| in diesen Punkten Federn angebracht, wie Abb. 2 veranschaulicht, so kann man durch Anspannen bestimmter Federn den Stab, der sich infolge der Windkraft an die Lagerstellen anpreßt, wieder genau in seine Mittellage gelangen lassen.

Textabbildung Bd. 329, S. 429
Textabbildung Bd. 329, S. 429

Es mußte also eine Vorrichtung geschaffen werden, die das Anspannen der Federn besorgt und die Größe der Federkräfte selbsttätig aufzeichnet. Abb. 3 zeigt die Einrichtung, die folgendermaßen wirkt: Der Stab a (vgl. Abb. 2) ist durch den Hebel c und eine Gelenkstange d mit dem Schieber e einer Steuerung f verbunden; wird der Stab nun durch die Windkraft aus seiner Mittelstellung nach links verschoben, so zieht er auch den Schieber aus seiner Mittelstellung nach links, läßt Druckflüssigkeit auf die linke Seite des Kolbens treten und spannt die Feder an. Es tritt jetzt solange Flüssigkeit in den Zylinder, bis die Federspannkraft den Stab wieder in die Mitte zu ziehen vermag. Ist dies geschehen, so ist der Schieber wieder auf die Mitte eingestellt, und die Feder wird nicht mehr angespannt. Läßt nun die Windkraft nach, so wird die bis dahin mit der Lagerkraft im Gleichgewicht gewesene Federspannung das Uebergewicht erhalten und den Stab nach rechts zu ziehen versuchen.

Textabbildung Bd. 329, S. 429

Dadurch geht der Schieber nach rechts, die Druckflüssigkeit tritt auf die andere Seite des Kolbens und die Feder entspannt sich, bis das Kräftegleichgewicht wieder hergestellt ist. Die Größe der Federkraft wird durch einen Schreibstift h aufgezeichnet. Zur Ermittlung der Mittelkraft des Winddruckes müssen nun die zeitlich zusammengehörigen Federkräfte auf den Schaubildern zu finden sein, was man durch gemeinsamen Antrieb und durch ganz gleichmäßigen Vorschub aller Schreibeinrichtungen erreicht. Die Rechenarbeit ist sehr gering; sie beschränkt sich auf die Konstruktion einiger Kräftedreiecke und auf die Lösung einiger einfacher Momentengleichungen. Bis auf 1 v. H. Genauigkeit lassen sich die Messungen etwa machen. Auf demselben Grundsatz läßt sich auch ein Gerät zum Messen von Wasserwiderständen herstellen. Vergleicht man den Apparat mit anderen z.B. mit dem Winddruckmesser von Eiffel, der zur Bestimmung der Mittelkraft bei einem unregelmäßigen Körper sechs Belastungsversuche erfordert, so treten an dem Meßgerät von Gießen die Einfachheit der Konstruktion und die Unabhängigkeit von Messungen der Windgeschwindigkeiten und der Luftdichte, die Eiffel nicht umgehen kann, hervor, und man kann den Erfolg des Wettbewerbes aufs lebhafteste begrüßen. Ergänzend möchten wir noch bemerken, daß der Meßapparat von Fueß und Reißner nach ähnlichen Grundsätzen wie der bekannte Apparat von Müller-Breslau zur Bestimmung des Erddruckes gebaut ist.

H. Arndt.

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Unfälle in elektrischen Betrieben auf den Bergwerken Preußens. (Nach Dipl.-Ing. Dr. Schröder in Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen XII, Heft 12.) Im Anschluß an eine vor kurzem veröffentlichte amtliche Zusammenstellung der Unfälle in den elektrischen Betrieben auf den Bergwerken Preußens macht der Verfasser eine Reihe von Vorschlägen zur Abhilfe derartiger Unfälle. Zu diesem Zweck sollen in Zukunft die aufsichtführenden Personen ihr Augenmerk besonders auf die Gefahren richten, die bei Umbauten und Reparaturen elektrischer Anlagen auftreten. In zweiter Linie bedürfen die Schalteinrichtungen für Maschinen und die Schutzmittel bei der Lokomotivförderung der Verbesserung.. Bezüglich der Schuldfrage ist darauf hinzuweisen, daß fast sämtliche Verunglückungen selbstverschuldet sind. Sehr erwünscht wäre es, wenn von Staatswegen nur solche Grubenbeamte zugelassen würden, welche sich bestimmte Kenntnisse der elektrotechnischen Sicherheitsvorschriften erworben haben. (Anm. d. Ref.: Diese Anregung ist durchaus zu begrüßen; auch vom Referenten ist – zuletzt gelegentlich des II. Intern. Kongresses für Unfallverhütung in Wien – darauf hingewiesen worden, daß weitgehende Kenntnisse in den elektrotechnischen Unfallverhütungsvorschriften bei dem Werksbeamten vorausgesetzt werden müssen. Eine Revision der Lehrgegenstände an den Bergschulen nach dieser Richtung hin dürfte sich empfehlen.) Die wichtigsten Vorkehrungsmaßregeln ergänzt der Verfasser durch die folgenden. Eine große Anzahl von Verletzungen wurden durch Flammenbogen an den Schaltern verursacht. Deshalb müssen die bisher gebräuchlichen Schalter durch neuere Konstruktionen ersetzt werden, entweder durch solche, deren Griffe vor und deren Messer hinter der Schalttafel liegen, oder wenigstens durch solche mit Abdeckungen ohne Schlitz. Durch diese Verbesserungen wird jedoch nur die sekundäre Ursache der Verwundungen behoben. Die Primärursache liegt vielmehr meist darin, daß die Anlaßvorrichtungen der im Stromkreise liegenden Drehstrommotoren mit Schleifringrotor |430| nicht auf die Anfahrstellung gebracht waren. Diese Versehen können eingeschränkt werden durch Anzeigevorrichtungen über die Stellungen der genannten Teile oder besser durch selbsthätige Rückstellapparate. – Wie die durch Berühren von Fahrdrähten entstandenen Unfälle zeigen, legt es der Betrieb häufig nahe, daß die Leute wegen entgleister Wagen, zum Aufheben eines gerissenen Fahrdrahtes oder dergleichen doch diese Strecken betreten und sich in Lebensgefahr begeben müssen. Zur Abstellung dieser Gefahren gibt es drei Mittel: Noch geringere Spannung, größere Fahrdrahthöhe und bessere Schutzvorkehrungen. Praktisch durchführbar ist nur das letzte. Als angemessen kann der Schutz nur bezeichnet werden, wenn eine zufällige Berührung, namentlich auf der Unterseite, ausgeschlossen ist. Um trotzdem den Strom abnehmen zu können, wird vorgeschlagen, die Abnehmerstange herumzukröpfen, wenn die Oberleitung über Gleismitte liegt; ist sie seitlich verlegt, so ist die Stange um 90° zu biegen. Ein Verwinden der Stange ist hierbei nicht zu befürchten. Durch eine seitliche Verschalung außerdem und eine Leiste an der Abnehmerseite kann die Sicherheit erhöht werden. An den Welchen muß das Unterbett für den Durchgang der Abnehmerstangen auf etwa 1 dm unterbrochen werden. Da diese Stellen sehr gefahrbringend sind, wird hier eine besondere Abdeckung des Drahtes nach unten erforderlich. Dies kann leicht durch eine wagerecht verlagerte, drehbare hölzerne Sternscheibe geschehen, die der Bügel bei seinem Durchgang um einen Winkel dreht oder durch ein abgeschrägtes, ebenfalls wagerecht liegendes Brett, das seinen Drehpunkt am Ende hat. – Die durch die genannten Schutzvorkehrungen erwachsenden Mehrkosten werden durch die erzielten Vorteile vollauf gedeckt.

Schorrig.

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Klauenverschlußdeckel für Unterflurhydranten. System Stehl, D. R. G. M. Die gebräuchlichen, den Hydrantklauen lose aufliegenden Schutzdeckel gewähren gegen Eindringen von Fremdkörpern in den Hydranten sehr unvollkommenen Schutz, da jeder den Deckel ohne weiteres abheben kann, so daß der Hydrant zur Aufnahme der Fremdkörper offen liegt. Der hier abgebildete neue Hydrant-Klauenverschlußdeckel hat den doppelten Zweck, die Klauenmündung fest zu verschließen, so daß Fremdkörper von oben nicht in den Hydrant gelangen können, sowie bei defekt gewordenem Hydrant die Klauenmündung durch einen am Verschlußdeckel unterzulegenden Dichtungsring dicht zu verschließen, so daß Druckwasser nicht austreten kann. Hierdurch wird erreicht, daß der Hydrant gegen sonst eindringende Fremdkörper im Ventilabschluß geschützt ist, und daß ferner bei nötigem Ausbau die Leitung im Betrieb bleiben kann, bis der Hydrant ganz aufgegraben ist. Erst dann wird die Leitung zur Auswechslung des Hydranten abgestellt, was nur kurze Zeit währt. Der Verschlußdeckel wird auf die Klauenmündung mittels Spiralfeder gedrückt, deren Spannung so stark ist, daß der Deckel nicht von Hand, sondern nur durch den Hydrantschlüssel gelöst werden kann, und bei jederzeit unterzulegendem Dichtungsring gegen den Wasserleitungsdruck dicht schließt. Für gewöhnlich ist der Deckel ohne Dichtungsring, am Sitz mit kleiner Oeffnung zum Lufteinlaß in den Hydranten zwecks ungehinderter Entwässerung des Hydrantrohres. In der Abb. 1 ist der vollständige Verschluß – Hydrantklaue mit durch den Deckel verschlossener Ausmündung –, Abb. 2 der Verschlußdeckel allein dargestellt. Um die Klauenmündung zu verschließen, wird der Deckel auf diese gesetzt, die Widerlagerplatte mittels durch den auf deren Vierkant gesetzten Hydrantschlüssel gegen Deckel und Feder gedrückt und mit ihren Flügeln unter die Klauenhaken gedreht. Der Verschlußdeckel kann, für jede Klaue passend, durch die Firma Bopp & Reuther in Mannheim-Waldhof geliefert werden.

Textabbildung Bd. 329, S. 430
Textabbildung Bd. 329, S. 430

Bdt.

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Selbsthätige Rauchgasprüfer. Ein wirksames Mittel zur Beschränkung der Herstellungskosten ist die Verbilligung der Betriebskraft. Die dahin zielenden Bestrebungen haben sich bisher vorwiegend auf die Verbesserung der eigentlichen Kraftmaschine beschränkt. Andere maßgebende Faktoren, beispielsweise der Dampferzeuger, werden vielfach kaum berücksichtigt. Während man einerseits bemüht ist, beim Kauf des Brennmaterials nur den Heizwert zu bezahlen, findet man sich andrerseits mit großen Wärmeverlusten in der Feuerungsanlage ab. Ein wesentlicher Schritt zu einer wirtschaftlicheren Verwertung der Kohle ist die ständige Ueberwachung des Verbrennungsvorganges durch einen Rauchgasprüfer. Dieser gibt den Kohlensäuregehalt der Verbrennungsgase an, welcher bekanntlich ausschlaggebend für den Wirkungsgrad der Feuerung ist. Leider haben die meisten derartigen Apparate den Nachteil, daß die Analysen nur in größeren Zeitabständen von einem geübten Techniker vorgenommen werden können. Die Firma Julius Pintsch A.-G. in Frankfurt a. M. bringt indessen neuerdings einen Rauchgasprüfer in den Handel, der diese Mängel vermeidet. Seine Hauptvorzüge sind folgende: Selbsthätige, in kurzen Zeitabständen erfolgende Vornahme der Analysen und deren fortlaufende Aufzeichnung bei Widerstandsfähigkeit gegen Staub und Schmutz, sowie geringe Betriebskosten. Der Apparat kann vom Heizer bedient werden. Dieser hat sofort das Ergebnis seiner Tätigkeit vor Augen und kann seine Arbeit somit selbst fortwährend überwachen. Abb. 1 zeigt die Inneneinrichtung des Rauchgasprüfers. Die Wasserstrahlpumpe P saugt bei einem Wasserverbrauch von 100 l in der Stunde 40 l Gas an. Dieses tritt bei G ein und geht durch die eine Kammer des Kühlers K in den Gasmesser I, wo sein |431| Volumen gemessen wird. Sodann geht es durch/in das mit Kalk und Sägespänen gefüllte Gefäß A. Hier wird es von der Kohlensäure befreit und hierauf, nachdem es durch g in die andere Kammer des Kühlers gelangt ist, wieder auf dieselbe Temperatur gebracht, die es im Gasmesser I hatte. Nunmehr geht es zum Gasmesser II.

Textabbildung Bd. 329, S. 431

Hier erfolgt wiederum eine Feststellung des Rauminhalts, worauf das Gas durch die Pumpe P und den Wasserkasten W ins Freie gelangt. Das zum Betriebe nötige Wasser tritt bei W1 ein, passiert den Kühler und die Pumpe, worauf es durch W abfließt. Die Gasuhren sind nassen Systems. Da beim Durchfließen der zweiten Trommel die Kohlensäure dem Gas entzogen ist, laufen beide Messer verschieden schnell. Hierdurch wird das aus Abb. 2 und 3 ersichtliche Zählwerk betätigt. Die Trommelwellen a1 und a2 übertragen ihre Bewegung auf b1 b2 und mit Hilfe der Kegelräder c1, c2 auf das Rad 1. Bei gleichmäßiger Umdrehung beider Wellen würde sich dieses Rad einfach um seine Achse drehen. Ist aber die Drehzahl von c2 kleiner als die von c1 so setzt das Kegelrad 1 das Stirnrad d, in welchem es drehbar befestigt ist, in Bewegung. Hierdurch wird Rad e, Welle f und das Reibrad g angetrieben. An dieses wird durch die Rolle i die Stange h mit dem Schreibstift t angedrückt und nach oben fortgeschoben.

Textabbildung Bd. 329, S. 431

Hierbei erfolgt die Aufzeichnung des Diagramms auf dem Papierstreifen der Trommel T. Eine Unterbrechung der Bewegung des Schreibstiftes geschieht, wenn der Stift m gegen die Nase l des Hebels k stößt und dadurch die Druckrolle abhebt. Das Zahnrad, an welchem m befestigt ist, wird von b1 aus angetrieben. Da die Bewegung des Rades 1 mit einer Winkelgeschwindigkeit erfolgt, die gleich der halben Differenz der Winkelgeschwindigkeiten von c1 und c2 und somit proportional dem Kohlensäuregehalt ist, ergeben die Aufzeichnungen des Schreibstiftes brauchbare Analysen, deren Anzahl stündlich 20 bis 25 beträgt. Die Aufstellung des Apparates bietet keine Schwierigkeiten. Das Betriebswasser kann der Hausleitung entnommen werden und gelangt durch einen Trichter zum Abfluß. In die Gasleitung wird zur gründlichen Reinigung ein Rußfilter eingeschaltet. Die Bedienung besteht im täglichen Auswechseln des Papierstreifens und wöchentlicher Erneuerung der Kalkfüllung des Absorptionsgefäßes. Vor der Inbetriebsetzung ist zu kontrollieren, ob der Leerlauf des Apparates richtig aufgezeichnet wird. Auch eine Dichtigkeitsprobe ist nach jedesmaligem Einsetzen der Absorptionsbüchse erforderlich. Die Anzahl der Analysen kann geregelt werden, indem man die Saugwirkung der Pumpe mit Hilfe einer Regulierdüse ändert.

Textabbildung Bd. 329, S. 431

Auf den geschilderten Grundlagen beruht auch die Bauart des Wassergasprüfers derselben Firma. Da das Gas unter Druck in den Apparat tritt, kann die Pumpe fortfallen, doch ist ein Druckregler erforderlich. Auch für Kalkofengase können derartige Vorrichtungen verwendet werden.

Es darf nicht übersehen werden, daß auch durch Ersparnisse an Schmiermaterial eine wesentliche Verringerung der Betriebskosten erzielt werden kann. Gute Dienste wird hierbei der Zentrifugalöler leisten, den gleichfalls die Firma Julius Pintsch A.-G. auf den Markt bringt.

Schmolke.

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Das Juniheft der Siemens – Mitteilungen (Mitteilungen aus den Gesellschaften Siemens & Halske und Siemens-Schuckertwerke) wird eröffnet durch einen Aufsatz „Hoch- und Untergrundbahnen mit elektrischem Betrieb“, in dem die großen Schwierigkeiten geschildert werden, die sich der Entwicklung dieses Zweiges der Bau- und Verkehrstechnik seinerzeit entgegengestellt haben. Die elektrische Bahnabteilung der Firma Siemens & Halske hat diese Schwierigkeiten überwunden, sie hat eine besondere Bauweise zur Herstellung der Tunnelkörper geschaffen und die elektrischen Einrichtungen für den Betrieb der Hoch- und Untergrundbahnen in steter Arbeit vervollkommnet. Alles dieses wird in dem Artikel eingehend beschrieben, und zugleich mit Beispielen aus dem Betrieb der Hoch- und Untergrundbahnen in Berlin, Budapest, Hamburg, Schöneberg und Wilmersdorf belegt.

In einem zweiten Aufsatz „Zur Entwicklung der Gleichstrommaschine“ wird über die Versuche berichtet, die in den letzten Jahren des vorigen Jahrhunderts im |432| Charlottenburger Werk der Siemens & Halske A.-G. begannen, und die die planmäßige Weiterbildung der Gleichstrommaschine namentlich mit Rücksicht auf wirksame Kühlung unter gleichzeitiger Benutzung besonderer Vorrichtungen zum Stromwenden bezweckten. Der Rückblick auf diese Versuche ist deshalb von Interesse, weil die folgende Entwicklung der Gleichstrommaschine sich in der Tat in den Richtungen vollzogen hat, die damals als zweckmäßig und aussichtsvoll erkannt wurden.

Eine weitere Abhandlung schildert die Einrichtungen, die die Siemens & Halske A.-G. geschaffen hat, um Bogenlampen zu reinigen und neu zu regulieren, während ein Schlußartikel sich mit den Veränderungen beschäftigt, die sich durch die Erfindung der Halbwattlampe im System der Bühnenbeleuchtung vollzogen haben.

Fünfte Ausschreibung der National-Flugspende. Deutsche Flugzeugführer, die auf in Deutschland hergestellten mit deutschem Motor versehenen Flugzeugen die zurzeit bestehenden Weltrekorde der höchst erreichten Höhe und des längsten ununterbrochenen Dauerfluges in einer von der Föderation Aéronautique Internationale anerkannten Weise überbieten, erhalten 5000 M, wenn der Rekord sich zuvor in Händen eines deutschen oder zurzeit des Rekordes in einem deutschen Unternehmen angestellten Flugzeugführers, 10000 Mark, wenn er sich zuvor in Händen eines ausländischen, nicht bei einem deutschen Unternehmen beschäftigten Flugzeugführers befand. Die Gesamtsumme der Preise wird auf 50000 M festgesetzt.

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