Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1916, Band 331 (S. 155–162)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj331/ar331032

Polytechnische Schau.

Glühlampen. Eine Reihe kürzlich von den Siemens-Schuckertwerken ausgegebener Preisblätter von gefälliger Form mit kurzen Erläuterungen berichtet über Erzeugnisse des Glühlampenwerkes von Siemens & Halske. Die Blätter beziehen sich gesondert auf die Wotan-Metalldrahtlampen, Wotan-Halbwattlampen, Wotan-Effektlampen, Wotan-Centralampen und Wotan-Halbwatt-Projektionslampen. Die Lampen benutzen entweder den schon länger bekannten zickzackförmigen, trommelartig angeordneten einfachen Glühfaden oder die neuere feine Glühspirale (vgl. den Bericht Jahrg. 1915 S. 310) in verschiedener Anordnung, je nach der Bestimmung der Lampenart und der dadurch bedingten Lichtverteilung. Die große Mannigfaltigkeit, die in dieser Hinsicht der Metallfaden gegenüber dem alten Kohlefaden ermöglichte, hatte bekanntlich zu Zweifeln bei der Benennung der neuen Lampen nach Kerzenstärken geführt, da die früher allein geltende Angabe der mittleren wagerechten Lichtstärke für die verschiedenen neuen Formen der Fadensysteme nicht mehr allgemein paßte. Die neue Benennung nach dem Wattverbrauch erläutert eines der erwähnten Preisblätter wie folgt:

„Bisher war es allgemein üblich, die verschiedenen Glühlampentypen nach Lichtstärken abzustufen und zu bezeichnen, wobei diese Bezeichnungen (10, 16, 25 HK. usw.) die Mittelwerte der Messung in wagerechter Richtung (senkrecht zur Lampenachse) bedeuteten.

Bei Kohlefadenlampen und normalen Metalldrahtlampen war diese mittlere wagerechte Lichtstärke gleichzeitig das Maximum der in irgend einer Richtung ausgestrahlten Lichtmenge, während die Lichtausstrahlung nach allen anderen Richtungen geringer war.

Die Entwicklung der Glühlampentechnik hat in den letzten Jahren zu einer Reihe von Konstruktionen geführt, bei welchen die maximale Lichtabgabe in einer anderen Richtung, beispielsweise schräg oder senkrecht nach unten, liegt. Lampen mit verschiedenartiger räumlicher Lichtverteilung lassen sich deshalb nicht auf Grund ihrer Lichtabgabe in irgend einer bestimmten Richtung vergleichen, vielmehr ist der einzig richtige Maßstab zum Vergleich von Lampen verschiedenartiger Lichtausstrahlung die mittlere räumliche Lichtstärke.

Bei den hochkerzigen Wotan-Halbwattlampen, welche berufen waren, andere Starklichtquellen zu ersetzen, entsprachen |156| die Angaben der Lichtstärke und des Wattverbrauchs pro Kerze bisher den bei der Messung der mittleren Lichtstärke in der unteren Halbkugel in betriebsfertiger Armatur gefundenen Werten. Diese Angaben führten indessen vielfach zu Mißverständnissen, so daß es sich als notwendig erwies, einheitlich für alle Lampentypen anwendbare eindeutige Benennungen zu finden.

Die beste Lösung zur Behebung dieser Schwierigkeit wurde darin gefunden, daß man dazu überging, als Nennwert und Bezeichnung der Lampen ihren gesamten Wattverbrauch an Stelle der Lichtstärke treten zu lassen. Daneben sollen in den Preislisten noch die mittleren räumlichen Lichtstärken angegeben werden. Die Verbraucher sind dadurch in der Lage, auf Grund des jeweiligen Strompreises pro Kilowattstunde die tatsächlichen Stromkosten einer Lampe pro Brennstunde, sowie pro mittlerer räumlicher Kerzenstärke auszurechnen.“

Die Benennung nach dem Wattverbrauch wurde von der Firma zuerst bei den in der oben angeführten Stelle beschriebenen Wotan-Lampen Type „G“ benutzt.

R.

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Eine künstliche Hand von Mechaniker Will, München. Im allgemeinen Interesse hat das Deutsche Museum seinem Mechaniker Herrn Will, der eine neue Konstruktion für eine künstliche Hand erdacht hat, Zeit und Mittel zur Verfügung gestellt, um seine Idee so weit zu verwirklichen, daß sie jetzt der Oeffentlichkeit bekannt gegeben und allen Werkstätten und Fabriken ohne jede Entschädigung zur Verbesserung und zur beliebigen Herstellung zur Verfügung gestellt werden kann.

Bei der Konstruktion der neuen künstlichen Hand wurde als Haupterfordernis für einen Handersatz betrachtet, daß sich der Griff selbsttätig, wie bei der natürlichen Hand, jedem Gegenstand genau anpaßt, daß die Hand den ergriffenen Gegenstand beliebig lange festhalten kann und daß die Griffe nicht von einer Zwangslage des Armes abhängig sind, sondern daß das Greifen und Festhalten der Gegenstände in jeder Armlage erfolgen kann.

Ein Zug von nur 20 bis 25 mm genügt, um die gestreckte Hand in die Faustlage zu bringen, dabei kann der Zug durch ein geringes Strecken des Ellbogens, oder bei Fehlen des Unterarmes durch eine kleine Bewegung des Achselgelenks, oder wenn auch dieses fehlt, durch eine kleine Bewegung des Schultergelenks erfolgen. In der Ruhelage kann die geschlossene Hand in einer beliebig gewählten zwanglosen Stellung verbleiben.

Das Lösen des Griffes geschieht in einfacher Weise durch Auflegen der Hand auf die Tischplatte oder durch Andrücken des Oberarmes an den Körper.

Die vorstehend angedeutete Betätigung der Hand wird durch eine äußerst einfache Konstruktion (Abb. 1 und 2) ermöglicht:

Jeder Finger besteht aus drei Gliedstücken, die unter sich und mit dem Handteller durch Scharniere verbunden sind.

Im vorderen Gliedstück (Nagelglied) ist ein Hebel A um den Drehpunkt a beweglich gelagert. Dieser Hebel endigt im zweiten Glied (Mittelglied) an einem um den Drehpunkt b beweglichen Winkelzug B, der durch den Hebel C betätigt wird. Der Hebel C endigt im dritten Glied an dem Winkelzug A welcher um d drehbar ist und unter Vermittlung der Hebel E, F und G und der Geradführung H bewegt werden kann. Die Geradführung H ist in Lagern h1 und h2 geführt, welche auf dem Handrücken befestigt sind.

Textabbildung Bd. 331, S. 156
Textabbildung Bd. 331, S. 156

Die bisher beschriebene Hebelübertragung dient der Bewegung des Nagelgliedes. Parallel zu dieser Uebertragung läuft eine zweite, welche die Bewegung des Mittelgliedes betätigt. Am unteren Ende des Mittelgliedes greift der um den Drehpunkt i bewegliche Hebel J an, der wie der Hebel C in dem Winkelzug D endigt.

Die Bewegung des dritten Gliedes wird durch den Hebel K bewirkt, welcher ebenfalls durch Vermittlung der Hebel F und G mit der Geradführung H verbunden ist. Durch die Anordnung verschieden langer Hebelarme |157| beim Winkelzug B und D wird erreicht, daß der Griff wie bei der natürlichen Hand allmählich erfolgt.

Die Fortsetzung der Geradführung H bildet eine Feder L, an diese schließt sich ein Drahtzug M an, welcher kurz oberhalb des Ellbogens mit einer Manschette am Oberarm befestigt ist.

An der Geradführung H ist ein Sperrkegel N befestigt, welcher in das drehbar gelagerte Sperrad O eingreift. Eine Gegengesperre P hält das Sperrad in einer bestimmten Lage fest.

Das Sperrad greift in ein Ankerrad Q und dieses in einen Anker R ein.

Zieht man jetzt an dem Drahtzug M, so überträgt sich dieser Zug auf die Feder L und damit auf die Hebelkonstruktion, der Finger bewegt sich und schließt sich um den zu erfassenden Gegenstand, während der Sperrkegel N über das Sperrad O gleitet und sich beim Nachlassen des Zuges in einem Sperrzahn festsetzt. Das Gegengesperre P bedingt die Fixierung des Griffes, gleichzeitig wird dadurch erreicht, daß die Feder L von Zug und Belastung befreit wird.

Drückt man nun auf den Knopf S, so hebt man das Gegengesperre P aus dem Sperrad, welches dadurch frei wird und dem Zuge der am Hebel F angreifenden Rückzugsfeder T folgen kann. Der Hebelmechanismus kehrt dadurch in seine Ausgangsstellung zurück, d.h. es streckt sich der Finger. Infolge der Ankerhemmung QR erfolgt dieses Strecken des Fingers nicht plötzlich, sondern langsam und allmählich, wie es bei der natürlichen Hand der Fall ist.

Für jeden der fünf Finger ist ein besonderer Hebelmechanismus mit Geradführung, Zug und Sperrkegel erforderlich, während Sperrad, Gegengesperre und Ankerhemmung für alle fünf Finger gemeinsam sind.

Der anpassende Griff der einzelnen Finger an den zu erfassenden Gegenstand wird durch die federnde Verbindung L zwischen der Geradführung H und dem Drahtzug M erreicht, da die Bewegung jedes einzelnen Fingers dann aufhört, wenn er auf einen Widerstand stößt, also den zu erfassenden Gegenstand berührt.

Je nach Ausgestaltung der Sperrzähne läßt sich die Zahl der fixierten Griffe in weiten Grenzen bestimmen.

Um einen weichen naturähnlichen Griff zu erzielen, wird die Innenfläche der Finger und der Hand mit einer elastischen Polsterung versehen.

Ein Modell der vorstehenden Hand, sowie genauere Konstruktionszeichnungen können im Büro des Deutschen Museum besichtigt und jede gewünschte weitere Auskunft dort eingeholt werden.

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Motorpflüge. Während beim Dampfpfluge meist das Gerät durch Drahtseile zwischen zwei Lokomobilen bewegt, und der elektrische Pflug vorwiegend als Einmaschinenpflug mit einem Winden- und einem Ankerwagen gebaut wird, findet man bei der Verwendung des Gasmotors als Antriebmaschine vielfach Schlepp- und Tragpflüge. Diese unterscheiden sich dadurch, daß bei ersteren der Pflug als besonderes Fahrzeug ausgebildet und der Schleppmaschine angehängt wird, bei letzteren aber Motor und Pflug auf einem Fahrgestell vereinigt sind. Die Möglichkeit hierzu ist durch die geringen Abmessungen der Gasmaschine gegeben, während beim Dampfbetriebe die Raum beanspruchende Kesselanlage und das Gewicht der mitzuführenden Betriebstoffe gegen die Verwendung über den Acker fahrender Maschinen spricht. Bei Tragpflügen wird das Verhältnis zwischen Triebradbelastung und Gesamtgewicht naturgemäß günstig. Auch hat der Führer den Pflug gut in der Hand. Es ist ihm beispielsweise möglich, rückwärts zu fahren. Die Schlepppflüge sind in bezug auf die genannten Punkte im Nachteil. Indessen haben sie den Vorzug, daß Stöße auf die Pflugschare beim Anfahren an Steine nicht in voller Stärke auf die Zugmaschine übertragen werden. Beiden Gattungen gemeinsam ist die Notwendigkeit, einen großen Teil der Maschinenleistung zur Fortbewegung verwenden zu müssen. Bei den Seilpflügen ist dies nicht der Fall. Auch würde die nahezu völlige Sicherheit der Maschine gegen Stöße und die Möglichkeit, den Pflug selbst bei wenig tragfähigem Boden benutzen zu können, für die Verwendung feststehender Maschinen sprechen, wenn nicht bei diesen der Betrieb weit umständlicher als bei den über den Acker fahrenden Schlepp- und Tragpflügen wäre.

Textabbildung Bd. 331, S. 157

Versuche ergaben, daß bei den letztgenannten Arten die zum Pflügen verfügbare Arbeit 50 v. H. der Maschinenleistung kaum übersteigt. Um eine hohe Zugkraft ausüben zu können, dürfen die Triebräder auf dem Boden nicht gleiten. Da Motorpflüge andererseits imstande sein müssen, auf Straßen zu fahren, ohne das Pflaster zu zerstören, so verwendet man Triebräder von großem Durchmesser, weil diese in beiden Fällen vorteilhaft sind. Ein wirksames Mittel zur Erzielung der Radhaftung sind Greifer (Abb. 1). Sie sind bei der Fahrt auf der Straße hinderlich, so daß ihre rasche Abnahme möglich sein muß. Die Greiferteilung bestimmt den auf Abscherung beanspruchten Erdquerschnitt. Sie darf indessen nicht zu groß gewählt werden, da sonst der Nutzen der günstigen Abscherverhältnisse durch den Nachteil aufgewogen wird, daß ein Greifer eine sehr geneigte Stellung erreicht bevor der ihm folgende in den Boden dringt. Eine zu große Breite ist beim Wenden unbequem, zu große Länge verursacht bei schwerem Boden unnötig hohen Widerstand. Da bei losem Boden wiederum kurze Greifer nachteilig sind, so empfiehlt es sich, nach dem Beispiel der Stock-Motorpflug G. m. b. H. die Vorrichtungen in verschiedener Länge und Breite zum Auswechseln zu liefern. Schleppflüge weisen oft auf ihren Radkränzen |158| nur Leisten auf. Die in Abb. 2 gezeigte Ausführung würde infolge ihrer breiten Auflageflächen das Pflaster beim Fahren auf befestigten Wegen schonen. Sofern man auch bei Schleppflügen Greifer verwendet, muß deren Auswechseln besonders erleichtert werden, da die Zugmaschinen sehr häufig auf Wegen fahren müssen. Vielfach findet man verstellbare Greifer.

Textabbildung Bd. 331, S. 158

Zu Bedenken geben aber Räder Veranlassung, deren Greifer während der Fahrt durch eine Steuerung bewegt werden, da diese bald durch die anhaftende Erde leidet. Bei weichem Boden können die Räder mit Vorteil durch die in Abb. 3 gezeigte „Raupe“ ersetzt werden. Sofern man nämlich die Breite des Rades in Rücksicht auf die Tragfähigkeit des Bodens zu sehr erhöht, erhält man eine unbehülfliche Maschine. An die Festigkeit des Fahrgestelles werden hohe Anforderungen gestellt. Es muß dem Motor eine sichere Lagerung bieten. Die Triebräder sind in Rücksicht auf die Zugkraft stark, die Steuerräder indessen auch nicht zu wenig zu belasten, da sonst die Möglichkeit vorliegt, daß sich der Pflug aufbäumt. Bei Schlepppflügen kann man diese Gefahr durch Tieflegen des Zughakens beseitigen, wobei allerdings die Zugrichtung ungünstig wird. Die Beanspruchung des Rahmens durch Stöße verringert man durch Federung. Vielfach genügt es, wenn man die Steuerräder mit einer solchen versieht. Die Steuerung selbst gestaltet sich besonders bei dreirädrigen Maschinen einfach.

Textabbildung Bd. 331, S. 158

Für zweirädrige Lenkgestelle bewährt sich Automobil- oder Schneckensteuerung. Bei unebenem Boden kann die schiefe Lage des Rahmens durch Verstellung der Pflugkörper oder Anordnung eines besonderen Pflugrahmens ausgeglichen werden. Die Drehzahl der Motoren ist meist nicht größer als 700. Wenn der Kühler vor der Maschine steht, ist er beim Anfahren an Hindernisse gefährdet, befindet er sich auf der anderen Seite, so saugt er wegen der Nähe der Triebräder leicht Staub an. Im Frieden verwandte man als Brennstoff für Pflugmotoren meist Benzol. Im Sommer und Herbst 1915 hat sich indessen auch der Betrieb mit einem Zweitakt-Rohölmotor bewährt. Man muß bei diesem die Mühe des Anheizens in Kauf nehmen und vermeidet dafür Störungen infolge der Zündung. Allerdings bleibt abzuwarten, ob der Glühkopf bei niedrigen Temperaturen betriebssicher ist. Größere Motoren erhalten meist drei Geschwindigkeitsstufen. Viel Schwierigkeiten macht die Schmierung. Am besten hat sich solche mit Oelumlauf bewährt. Ständige Beaufsichtigung der Arbeit der Pumpe, die das Oel aus dem Unterteile des Motorgehäuses saugt und an die Verwendungsstellen preßt, ist geboten.

In der Zeitschrift des V. d. I. 1916 Heft 1, 3, 4 gibt Prof. Fischer nach Besprechung der Hauptgesichtspunkte für den Entwurf von Motorpflügen eine ausführliche Beschreibung der Tragpflüge der Stock-Motorpflug-G. m. b. H., der Firmen F. Komnick-Elbing und Scheffeldt-Coburg. Ferner werden die Schlepppflüge des fürstl. Stolberg sehen Hüttenamtes in Ilsenburg sowie die Ausführungen von P. E. Schultz, Pöhl-Görmitz und der schwedische Avance-Pflug eingehend besprochen. Eine kürzere Beschreibung des Ergomobilpfluges von Kaulen-Berlin als Beispiel eines Motorseilpfluges schließt sich an. Die Kosten für das Pflügen eines Hektars berechnet Fischer für mittlere Verhältnisse zu 20 bis 23 M. Bei der Verwendung von Gespannen würde man etwa auf denselben Preis gelangen. Ob man sich zum Maschinenbetriebe entschließt, wird unter anderen von der Frage abhängen, in wieweit die Gespanne für Arbeiten zu anderen Jahreszeiten beibehalten werden müssen. Jedenfalls leisten die Motorgflüge bei der Verminderung der Arbeiter und Zugtiere infolge des Krieges die besten Dienste.

Schmolke.

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Ueber die Gewinnung und Verwendung von Blaugas berichtet Dr. Hugo Lieber, ein bekannter amerikanischer Gasfachmann, in der Zeitschrift Metallurgical and Chemical Engineering Bd. XII S. 153. Da Steinkohlengasanstalten nur in dicht bevölkerten Gegenden mit wirtschaftlichem Erfolge betrieben werden können, wurden schon frühzeitig Versuche zur Herstellung von verdichtetem oder kondensiertem, leicht versendbarem Leuchtgas angestellt, um so allen Kreisen die Annehmlichkeiten des Gases verfügbar zu machen. Die Versuche mit Steinkohlengas führten nicht zum Ziele, dagegen wurde die Herstellung von verdichtetem Oelgas und seine Verwendung zur Beleuchtung von Eisenbahnwagen und Seezeichen namentlich von der Firma Pintsch sehr vervollkommnet. Bei der Herstellung des Oelgases wendet man hohe Destillationstemperaturen an (900 bis 1000° C), um das Oel möglichst vollkommen in Gas zu überführen. Dieses wird dann auf 5 bis 16 at (in Amerika meist auf 6 at) verdichtet, wobei ein Teil der Kohlenwasserstoffe verflüssigt und entfernt wird, da nur die gasförmigen Kohlenwasserstoffe zur Beleuchtung Verwendung finden.

Im Gegensatz zu dieser Arbeitsweise beträgt bei dem von Blau angegebenen Verfahren die Destillationstemperatur nur 550 bis 600° C, damit ein an kondensierbaren Bestandteilen möglichst reiches Gas entsteht und nur wenig permanente Gase erhalten werden. Im übrigen ist die Arbeitsweise nahezu dieselbe wie bei der Oelgasbereitung |159| nach Pintsch, denn das Gas wird in der üblichen Weise gekühlt, von Teer, Schwefelwasserstoff und anderen Verunreinigungen befreit und schließlich in Gasbehältern aufgespeichert. In den letzten Jahren sind mancherlei Verbesserungen bei der Herstellung des Blaugases zur Einführung gelangt. So hat man z.B. früher das Gas vor der Verdichtung weit unter 0° abgekühlt, um auf diese Weise die bei gewöhnlicher Temperatur und bei gewöhnlichem Druck flüssigen Kohlenwasserstoffe aus dem Gase zu entfernen. Heute wird das Gas unmittelbar aus dem Behälter in einem drei- oder vierstufigen Verdichter auf 100 at Enddruck verdichtet, wobei die leicht kondensierbaren Kohlenwasserstoffe, die früher durch Kühlung entfernt wurden, in der ersten und zweiten Verdichtungstufe in flüssigem Zustande ausgeschieden werden. Während der Verdichtung wird zur Schmierung sowie zur Kühlung Wasser eingespritzt, das nach der letzten Stufe von den verflüssigten Kohlenwasserstoffen wieder getrennt werden muß. Der beim Kühlen und Waschen des Gases erhaltene Teer wird in Behälter gepumpt, aus denen er durch sein eigenes Gewicht den Retorten zuströmt, unter denen er mit Hilfe von Druckluft oder Dampf verbrannt wird; er liefert die gesamte zur Heizung der Retorten nötige Wärme. Ferner bildet sich bei der Destillation des Oeles eine bestimmte Menge von permanenten Gasen, die von den verflüssigten Kohlenwasserstoffen nicht absorbiert werden. Diese Gase werden in Druckkesseln aufgefangen und in einer Gasmaschine verbrannt; sie liefern die gesamte, zum Betriebe der Anlage erforderliche Energie. In dieser Weise ist der ganze Herstellungsvorgang heute so vorzüglich ausgearbeitet, daß kaum mehr Teer und permanente Gase entstehen, als für die Heizung der Retorten und zur Krafterzeugung nötig sind. Als Haupterzeugnis erhält man ein Gemisch von verflüssigten Kohlenwasserstoffen, das noch eine gewisse Menge nicht kondensierbarer Kohlenwasserstoffe gelöst oder absorbiert enthält. Dieses flüssige Gemisch geht, sobald es unter Atmosphärendruck gebracht wird, in den gasförmigen Zustand über. Für den Transport wird das Gas in flüssigem Zustande in Stahlflaschen oder größere Zylinder gefüllt.

Unter einem Druck von 100 at wird das Volumen des Blaugases auf 1/400 seines Volumens bei gewöhnlichem Druck vermindert; das spezifische Gewicht des Gases ist fast dasselbe wie das der atmosphärischen Luft (1 l Blaugas = 1,246 g). Der Explosionsbereich des Blaugases ist, wie folgende Tabelle zeigt, kleiner als bei irgend einem anderen Leuchtgase:


Gasart
Explosionsgrenze Explosions-
bereich
untere obere
Steinkohlengas 6,33 v. H. 19,33 v. H. 13 v. H.
Azetylen 2 „ 49 „ 47 „
Wasserstoff 9,5 „ 66,3 „ 56,8 „
Blaugas 4 „ 8 „ 4 „

Der Heizwert des Blaugases ist fast dreimal so groß wie der des Steinkohlengases, nämlich etwa 15600 Wärmeeinheiten für 1 m3; demgegenüber hat das Azetylen einen Heizwert von etwa 13300 WE und der Wasserstoff von 2600 WE. Da das Volumen des Blaugases, wie schon erwähnt, bei der Verdichtung auf 1/400 verringert wird, so sind beim Blaugas viel kleinere Behälter erforderlich, um die gleiche Menge Wärmeeinheiten zu versenden, als bei einem anderen Gase.

Die Transportflaschen für Blaugas haben einen Wasserinhalt bis zu 100 l, am gebräuchlichsten sind Stahlzylinder von 27 l Wasserinhalt. Ein solcher Zylinder liefert etwa 7 m3 entspanntes Gas, wenn der Druck aufgehoben wird. Blaugas ist frei von Kohlenoxyd und daher nicht giftig. Außer zur Beleuchtung von solchen Bezirken, die keine zentrale Gasversorgung besitzen, wird das Blaugas in Amerika in großem Umfange auch zum Schweißen und Schneiden von Stahl und Eisen, ferner zum Löten sowie als Wärmequelle für Laboratorien benutzt.

Die Stahlflaschen werden mittels ihres Reduzierventils an einen kleinen Druckkessel angeschlossen, aus dem das Gas durch einen Druckregler hindurch in die Leitung strömt. Auch in Form von „Preßgas“ kann das Blaugas leicht Anwendung finden.

Blaugasfabriken bestehen außer in Augsburg, wo die erste Anlage errichtet wurde, in Budapest, Kopenhagen, Bukarest, St. Petersburg und Hoek van Holland; in den Vereinigten Staaten in Long Island City, St. Paul, Kansas City, Omaha und Portland, eine Reihe weiterer Anlagen ist im Bau.

Sander.

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Versuche über Turbinenschaufel-Material. Gelegentlich der letzten Jahresversammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft wurde von Obering. C. Roth, Elbing, ein Vortrag über „Materialuntersuchungen unter besonderer Berücksichtigung der Turbinenschaufel- Materialien“ gehalten, der zur Bekanntgabe einiger bemerkenswerter Versuchsergebnisse führte. Die Firma Schichau hat zur Erledigung der Abnahmeprüfungen wie zur dauernden Kontrolle aller bei ihren Konstruktionen zur Verwendung gelangenden Materialien, soweit diese bei der Verarbeitung oder im Betriebe zu Schwierigkeiten geführt haben oder solche vielleicht erwarten lassen, ein mit den modernsten Mitteln ausgestattetes Laboratorium geschaffen, dessen Mitarbeit sich bei der Entwicklung einer hochwertigen Turbinenbeschaufelung als sehr nutzbringend erwiesen hat. Da sich bei dem in Frage kommenden Schaufelmaterial, einem durch Ziehen verbesserten Spezialmessing, die bei der Verarbeitung wie im Betriebe auftretenden Wärmeeinflüsse in einschneidender Weise in der Aenderung der Festigkeitsverhältnisse geltend machen, wurden diese Einflüsse zunächst durch umfangreiche Festigkeitsversuche mit geglühtem und ungeglühtem Rundstangenmaterial geklärt. Ein an Hand dieser Versuche zusammengestelltes Schaubild zeigt Abb. 1. Es läßt deutlich erkennen, wie mit dem Erreichen einer gewissen Temperatur die Festigkeitswerte allgemein schnell fallen.

Parallel mit diesen auch als Warmzerreißversuche durchgeführten Untersuchungen ging die Herstellung |160| metallographischer Schliffbilder. Diese Schliffbilder, die klare Einblicke in die Festigkeitsverhältnisse vermitteln, haben da gute Dienste geleistet, wo andere Methoden der Festigkeitsprüfung infolge der Kleinheit der in Frage kommenden Abmessungen versagen, wie z.B. bei der Untersuchung von Schaufelköpfen mit aufgenieteten Deckbändern. Die Versuche, bei denen es sich im wesentlichen um die Klärung der Frage handelte, ob die Niete nachträglich zu verlöten sind oder nicht, zeigten durch die beim Ausglühen eintretende Gefügeänderung, daß die hieraus zu schließende Herabsetzung der Festigkeit ein Ueberlöten des Nietkopfes nicht empfehlenswert macht. Zerreißversuche, bei denen das Deckband in Schaufelrichtung abgerissen wurde, bestätigten die Ergebnisse der metallographischen Prüfung. Die Festigkeit des überlöteten Nietkopfes erwies sich hierbei um etwa 40 v. H. kleiner als die des ungelöteten Kopfes.

Textabbildung Bd. 331, S. 160

Weitere Untersuchungen betrafen die Festigkeit verschiedenartiger Drahtbindungen von Schaufeln. Da der Einfluß des Lötvorganges auf die Festigkeitsverhältnisse der durch eingelötete Drähte versteiften Schaufeln von maßgebendem Einfluß ist, wurde zunächst durch Zerreißversuche stumpf miteinander verlöteter Drähte verschiedenen Materials festgestellt, wie weit die Festigkeit der Bindedrähte selbst sich durch die Erwärmung der Lötflamme ändert. Die Versuche, die eine wesentliche Ueberlegenheit der Messingdrähte gegenüber Bindedrähten aus sogenanntem Bi-Metall erkennen ließen, wurden durch Zerreißversuche, die mit drahtgebundenen Schaufeln vorgenommen wurden, ergänzt. Auch hier ergab sich eine um 10 bis 15 v. H. höhere Festigkeit der Messingdrahtbindung. Während die Messingdrähte ohne zu reißen, aus der Lötstelle herausgezogen wurden, rissen die Bi-Metalldrähte fast stets, und zwar außerhalb der Lötstelle.

Eine besonders wichtige Rolle bei den Betriebsbeanspruchungen der Beschaufelung spielen Schwingungserscheinungen. Sie führen leicht zu den bekannten Ermüdungsbrüchen des Materials, die durch das Fehlen jeder Dehnung und Kontraktion gekennzeichnet sind. Auch die durch derartige Beanspruchungen geförderte Aenderung der Festigkeitsverhältnisse wurde durch Dauerbiegeversuche, die mit Messing- und Bi-Metalldrähten in geglühtem und ungeglühtem Zustande vorgenommen wurden, geprüft. Wie das Bild der entsprechenden Festigkeitsverhältnisse (Abb. 2) zeigt, lassen auch die Biegungsversuche eine Ueberlegenheit der Messingdrahtbindung erkennen. Die in der Abbildung sich zeigende Ueberschneidung der Messingdrahtkurve mit der Bi-Metallkurve, die scheinbar innerhalb gewisser Grenzen auf eine Ueberlegenheit des Bi-Metalldrahtes schließen läßt, hat deshalb keine Bedeutung, weil sie eine so geringe Ursprungsfestigkeit des Materials zur Voraussetzung hat, daß mit seiner Verwendung der Lötung wegen praktisch nicht zu rechnen ist.

Textabbildung Bd. 331, S. 160
Textabbildung Bd. 331, S. 160

Wie der Bindedraht, erfährt natürlich auch das Schaufelmaterial selbst durch das teilweise Ausglühen beim Einlöten der Drähte eine Einbuße an Festigkeit. Diese Festigkeitsverminderung wurde durch Biegeversuche mit lokal, d.h. wie beim Einlöten der Drähte, ausgeglühten Schaufeln untersucht. Die Ergebnisse (Abb. 3) zeigen deutlich die stark vergrößerte Federung |161| des geglühten Materials gegenüber der proportional mit der Belastung zunehmenden Federung der ungeglühten Schaufel.

Die Frage, wie weit die durch Versuche mit den einzelnen Elementen der Turbinenbeschaufelung gewonnenen Erkenntnisse auf ganze Schaufelverbände zu übertragen sind, wurde ebenfalls durch Biegeversuche geklärt. Zunächst wurden Versuche mit ruhender Belastung vorgenommen, und zwar wurden hierbei neben Einzelschaufeln sowohl Schaufelsegmente mit Deckband als auch mit Kopfdrahtbindung Belastungsproben unterworfen. Wie das Schaubild (Abb. 4) erkennen läßt, stehen die Versuchsergebnisse voll im Einklänge mit den Biegeversuchsergebnissen der Einzelschaufeln mit und ohne lokale Ausglühung. Während das Segment mit aufgenietetem Deckbande eine annähernd proportionale Zunahme der Durchbiegung entsprechend der Belastung zeigt und seine durch den Verband gewonnene Verstärkung gegenüber der Einzelschaufel dauernd bewahrt, geht diese beim Segment mit Drahtbindung, wenn die Belastung über eine bestimmte Grenze gestiegen ist, mehr und mehr verloren.

Textabbildung Bd. 331, S. 161

Auch diese Versuche wurden durch Dauerversuche ergänzt. Als Versuchsapparat diente eine mit Düsen besetzte rotierende Scheibe, um deren Gehäuse mehrere Versuchssegmente angeordnet waren. Durch Zuführung von Druckluft durch Welle und Scheibe hindurch wurden die Schaufelsegmente vermittelst der auf sie blasenden Düsen entsprechend der Wirkung des Dampfstrahles in Schwingungen versetzt. Zu den Versuchen wurden Segmente von je 20 Schaufeln mit 160 mm Schaufelhöhe und gleicher Fußbefestigung verwendet, die mit reiner Drahtbindung bzw. mit Drahtbindung und äußerem Kopfbande in normalen Abmessungen versehen waren. Als Bindedrahtmaterial diente einmal Messingdraht, das andere Mal Bi-Metalldraht. Die Versuche wurden in zwei Reihen durchgeführt, erstens bei Drehzahlen, die innerhalb der Resonanzzahlen lagen, zweitens bei solchen, die zu Resonanzschwingungen führten. Auch diese Versuche erwiesen allgemein durch die aufgenommene Gesamtzahl von Schwingungsimpulsen, die zu erkennbaren Beschädigungen der Segmente führten, eine erhebliche Ueberlegenheit der Segmente mit aufgenietetem Deckbande. Sie zeigten ferner in Uebereinstimmung mit den früheren Versuchsergebnissen, daß bei reiner Drahtbindung Messingdrähte den Segmenten eine höhere Haltbarkeit geben als Bi-Metalldrähte.

Eine weitere Ausdehnung der Versuche führte zur Prüfung der Schaufelbefestigung im Fuße. Untersucht wurden Schaufelverbände mit durch Zwischenstücke befestigten Einzelschaufeln und Schaufelsegmente mit Haltering. Bei den ersteren sind die scharfen Schaufelkanten fest eingespannt, so daß bei eintretenden Schaufelschwingungen ein Einreißen im Schaufelfuß zu befürchten ist. Bei der Halteringbefestigung, die der Schaufel einen festen Profilfuß ohne scharfe Kanten gibt, ist diese Gefahr nicht vorhanden, weshalb hier auf einen größeren Widerstand gegen Dauerbeanspruchungen zu schließen ist. Tatsächlich haben die mit Schaufelverbänden der gekennzeichneten Art durchgeführten Blasversuche bei gleicher Beanspruchung im Schaufelfuße für die Schaufelsegmente mit Haltering eine Ueberlegenheit gegenüber der Einzelbeschaufelung erkennen lassen.

Die Ergebnisse der vorliegenden Versuche über Schaufelmaterial und Beschaufelungsausführung wurden vom Vortragenden in die folgenden Leitsätze zusammengefaßt:

Lötungen an Turbinenbeschaufelungen sind so viel wie möglich zu vermeiden und besonders da nicht auszuführen, wo die Schaufelung ihrer Beanspruchung nach den größten Widerstand entgegensetzen muß, an der oberen Bindung. Diese Bindung ist durch eine kräftige, gut auf die Schaufelköpfe aufgenietete Bandage am dauerhaftesten auszuführen.

Es empfiehlt sich, Segmentbeschaufelung anzuwenden und keine Zwischenstückbeschaufelung auszuführen.

Der Vortrag führte zu einer lebhaften Diskussion, die sich hauptsächlich gegen die in den Leitsätzen zum Ausdruck gebrachten Folgerungen richtete. Betont wurde vor allem, daß den Festigkeitsverhältnissen nicht durchweg die ausschlaggebende Bedeutung zukomme, die ihnen vom Vortragenden beigemessen werde. Das gilt in erster Linie für die Bewertung der Drahtbindung, die im Rahmen der in Frage kommenden Beanspruchungen nach den bisherigen Erfahrungen allen Anforderungen Genüge geleistet habe. Was die Materialfrage der Bindedrähte anbelangt, so haben Vergleichsversuche anderer Firmen zwischen Bi-Metall- und Messingdrahtbindung keine ausgesprochenen Unterschiede feststellen können. Vergegenwärtigen müsse man sich ferner, daß an vielen Stellen, wie z.B. bei der Trommelbeschaufelung die Drahtbindung, die übrigens bei den hier in Frage kommenden geringen Belastungen auch aus Festigkeitsgründen ganz unbedenklich erscheine, geradezu unersetzlich sei. Eine Ueberlegenheit der Schaufelverstärkung durch aufgenietete |162| Deckbänder gegenüber der Verstärkung durch eingelötete Kopfdrähte sei auf Grund der vorliegenden Versuchsergebnisse um so weniger anzuerkennen, weil Versuche anderer Firmen erwiesen haben, daß bei geeigneter Wahl und Ausführung der Kopfdrahtbindung diese der Verstärkung durch den Deckring nicht nachsteht. Bestritten wurde überdies, daß der Zahl der von einem Schaufelverbande aufgenommenen Schwingungsimpulse die ihr beigemessene Bedeutung für die Kennzeichnung der Festigkeitsverhältnisse zukomme, maßgebend sei vielmehr die Schwingungsweite. Zur Beurteilung der Frage der Fußbefestigung wurde hervorgehoben, daß die Einzelbeschaufelung eine feste Einspannung der Schaufel sichert, ein Vorteil, den die Befestigung im Haltering, die überdies den Schaufelfuß unnötig schwächt, nicht gibt. Die behauptete Ueberlegenheit der Halteringbefestigung sei jedenfalls durch andere Vergleichsversuche zwischen beiden Befestigungsarten nicht bestätigt.

Kraft.

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