Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1920, Band 335 (S. 246–251)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj335/ar335057

Polytechnische Schau.

(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.)

Maschinentechnik.

Oelfeuerung bei Lokomotiven. Wegen Kohlenmangels wurden im Jahre 1919 auf der Paris-Lyon- Mittelmeerbahn Versuchsfahrten mit flüssigen Brennstoffen ausgeführt. Für die Zerstäubung des Brennstoffes benutzte man Dampf. Der angewandte amerikanische Brenner besteht aus einem Gehäuse mit zwei übereinander liegenden Kanälen von 60 mm Breite. Der Oelzufluß hat 25 mm ⌀. Aus dem Kanal tritt das Oel in einem 4,5 mm dünnen und 60 mm breiten Strahl gegen eine geriffelte Fußplatte aus. Der Dampf durchströmt den zweiten Kanal und stößt in einem 60 mm breiten und 0,5 mm dicken Strahl gegen die genannte Fußplatte, wodurch das Oel zerstäubt wird. Die Dampfspannung beträgt etwa 3 bis 4 at, der Oelverbrauch etwa 80 bis 100 l/st. Eine französische Brennerausführung besteht aus drei konzentrischen Rohren. Im mittleren Rohr fließt das Oel und durch die beiden anderen Röhrt strömt der Dampf.

Bei der Paris–Lyon–Mittelmeerbahn sind zwei Verfahren in Gebrauch, das eine wird bei der reinen Oelfeuerung, das andere bei Verwendung von Oel- und festem Brennstoff angewandt. Das Oel im Behälter wird durch eine Heizschlange vorgewärmt. Zum Anheizen der Lokomotive ist Druckluft oder Dampf notwendig. Bei der Versuchslokomotive konnte Dampf von 10 at in 1½ Stunden erzeugt werden gegenüber 3 Stunden bei Kohlenfeuerung. Es ist beabsichtigt, Masut zu verfeuern. Die Behälter sollen einen Oelvorrat für zehn Tage fassen, wofür 300 t erforderlich sind. (The Engineer, 14. Mai 1920.)

Aluminium bei Schiffs-Dieselmaschinen. Mit einer Einzylinder-Viertakt-Schiffs-Dieselmaschine wurden in England Versuche ausgeführt, um Aluminiumkolben zu erproben. Die Maschine, Bauart Vickers, hat 368 mm Zylinder-Durchmesser, 381 mm Hub und leistet bei 380 Uml/min 100 PS. Der Kolben ist in der Ebene des Kolbenbolzens geteilt, der Kolbenbolzen selbst ist in die |247| Pleuelstange eingepreßt. Die Kolbenbolzenlager sind aus Bronze hergestellt, mit Weißmetall gefüttert und nicht nachstellbar. Sie werden durch Zusammenschrauben der beiden Kolbenteile gehalten. Es sind wie üblich sechs gußeiserne Kolbenringe und ein Abstreifring angeordnet. Nach einer Betriebsdauer von September 1917 bis Juli 1918 wurde der Kolben in gutem Zustande befunden. Es wurde keinerlei Wachsen des Kolbens festgestellt Der Zustand der gußeisernen Zylinderlaufbüchse war ebenfalls einwandfrei. Das Gesamtgewicht des Aluminiumkolbens beträgt 95,5 kg, das Gewicht des Gußeisenkolbens dagegen 176 kg. Im Betriebe hat es sich gezeigt, daß das Kolbenspiel im Zylinder bei Aluminiumkolben etwa um 50 v. H. größer ausgeführt werden muß als bei Gußeisenkolben. Durch das Fressen des Kolbens wurde die Oberfläche der Zylinderlauf büchse nicht beschädigt. (Engineering, 23. Juli 1920.)

Bodenerschütterungen bei Maschinen mit hin- und hergehenden Massen. Beim Betriebe einer liegenden 650/850 PS-Tandem-Dampfmaschine gerieten zahlreiche Häuser der Umgebung bis zu einer Entfernung von etwa 300 m in Schwingungen. Das Maschinenfundament war durch einen wagerechten Riß in eine obere und untere Hälfte gespalten, die sich beim Gange der Maschine gegeneinander bewegten. Die freien Massenkräfte der Maschine betrugen in senkrechter und wagerechter Richtung 10000 kg. Fernwirkungen solcher Art sind schon öfter festgestellt worden. Hierfür ist aber nicht die Größe der freien Massenkräfte maßgebend, sondern die Beschaffenheit des Baugrundes. Moorboden, Schlick und Schwimmsand sind für Maschinengründung ungeeignet.

Textabbildung Bd. 335, S. 247

Um diese Störungen zu beseitigen, gibt es nur ein Mittel: den vollständigen Massenausgleich. Bei Sechszylindermaschinen ist ein solcher ohne weiteres möglich. Wendet man aber besondere Ausgleichsvorrichtungen an, so kann ein vollständiger Massenausgleich auch bei Einkurbelmaschinen erreicht werden. Die Abbildung zeigt einen derartigen Massenausgleich, wie er bei der erwähnten Tandemmaschine verwendet wurde. Die freien wagerechten Massenkräfte, die hier die Störungen hervorgerufen haben, setzen sich wie bekannt aus einer Grundschwingung von der gleichen Frequenz wie die Umlaufzahl der Maschine und einer Oberschwingung doppelter Frequenz zusammen. Die Grundschwingung wird somit durch zwei Massen a ausgeglichen, die sich mit derselben Umlaufzahl wie die Maschinen drehen. Da sich die beiden Gewichte a gegenläufig bewegen, hebt sich die Komponente der Fliehkraft, die senkrecht zur Richtung der hin- und hergehenden Massen liegt, auf. Das Gewicht b, das die Oberschwingungen ausgleicht, ist aus der gleichen Ursache in vier Teile zerlegt, die sich mit der doppelten Umlaufzahl der Maschine drehen. Die so erhaltenen Fliehkräfte sind bei allen Umlaufzahlen der Maschine mit den freien wagerechten Kräften der Maschine gleich. Sie befinden sich in derselben Ebene und sind den freien Kräften der Maschine entgegengesetzt gerichtet. Auf diese Weise werden somit keine freien Kräfte oder Momente auf das Maschinenfundament übertragen. Die Vorrichtung wird von der Steuerwelle angetrieben und hat einen sehr geringen Kraftverbrauch. Aber auch die freien senkrechten Kräfte bringen das Maschinenfundament in Schwingungen. Durch geeignete Gegengewichte an der Kurbel könnten aber auch die umlaufenden Massen ausgeglichen werden. Auf diese Weise wurden die Störungen auf die Nachbargebäude beseitigt. (Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1920, S. 759 bis 760.)

W.

Gastechnik.

Sulfitablauge als Düngemittel. Obwohl die Ablaugen der Zellstoffabriken im Kriege die mannigfachste Verwendung fanden, ist ihre allseitig befriedigende Verwertung bisher noch nicht möglich. Da die Mengen dieser Ablaugen in den meisten Fabriken sehr beträchtlich sind, z.B. erzeugt eine einzige Zellstoffabrik in Oberbayern rund 140 Millionen Liter jährlich, so ist die wirtschaftliche Verwertung der Ablaugen eine recht dringliche Aufgabe. Man ist in den letzten Jahren zwar dazu übergegangen, aus dem in der Lauge enthaltenen Zucker durch Vergären Alkohol herzustellen, aber auch hierbei erhält man wieder große Mengen von Ablaugen, die bisher ungenutzt in die den Fabriken benachbarten Flüsse abgelassen wurden. Dies bedeutet eine große Verschwendung, denn die entzuckerte Lauge ist noch reich an organischen Stoffen, die als Pflanzendünger Verwendung finden können. Versuche, die Prof. Bokorny in dieser Richtung angestellt hat, hatten der „Chemiker-Zeitung“ 1920, S. 174, zufolge ein recht befriedigendes Ergebnis. Schon die Tatsache, daß die entzuckerte Sulfitablauge beim Stehen an der Luft rasch verpilzt, ist ein Beweis dafür, daß Pflanzennährstoffe darin enthalten sind. Die Wirkung der Ablauge im Boden beruht auf einer Steigerung der Kohlenstoffernährung, die bisher fast ausschließlich der an Kohlenstoff so armen atmosphärischen Luft überlassen wurde. Durch das Einbringen der Ablauge in den Boden soll einmal in der Bodenluft und in den unteren Luftschichten der Kohlensäuregehalt erhöht werden, da durch die Einwirkung von Pilzen auf die Ablauge Kohlensäure gebildet wird, ferner sollen die zur Ernährung der Pflanzen tauglichen Bestandteile, wie Zucker, organische Säuren und andere direkt in den Boden eindringen und von den Pflanzenwurzeln aufgenommen werden. Daneben müssen jedoch auch noch die üblichen Düngemittel Stickstoff, Kali und Phosphorsäure dem Boden zugeführt werden. Diese drei Bestandteile sind z.B. im menschlichen Harn enthalten, mit dessen Zusatz zu der Ablauge Prof. Bokorny gute Erfahrungen gemacht hat. Zugleich konnte experimentell bewiesen werden, daß das Lignin der Ablaugen durch Pilze tatsächlich zu Zellsubstanz und Kohlensäure verarbeitet wird.

Bei Freilandversuchen wurde bei Getreide, ferner bei Hülsenfrüchten und Feldkohl eine durchaus günstige Wirkung der Sulfitablauge beobachtet, indem sowohl die Erntegewichte, als auch der Wuchs sowie die Zeit der Blüten- und Fruchtreife günstig beeinflußt wurden. Auch von Kern, der mit einem Gemisch von Sulfitablauge und Kieselgur entsprechende Düngungsversuche anstellte, wurde ein gleich günstiges Ergebnis erzielt. Es wäre zu wünschen, daß derartige Versuche an möglichst vielen Stellen unternommen werden, denn auf diese Weise wäre die Ablaugenfrage in recht einfacher und nutzbringender Weise zu lösen, einerlei ob aus der Ablauge vorher Alkohol gewonnen wurde oder nicht. Freilich käme dieses neue Düngemittel nur der unmittelbaren Umgebung von Zellstoffabriken zu Gute, da die Ablaugen wegen ihres hohen Wassergehaltes eine Verfrachtung nicht ermöglichen.

Teerfettöl. Der empfindliche Mangel an Schmierölen, der bald nach Ausbruch des Krieges unsere gesamte Industrie sowie unser Verkehrswesen lahmzulegen drohte, |248| verlangte gebieterisch nach der Auffindung von Ersatzstoffen. Von den zahlreichen Stoffen, die zu diesem Zweck vorgeschlagen wurden, haben nur die aus dem Steinkohlenteer der Kokereien und Gaswerke gewonnenen Teerfettöle weitere Verbreitung erlangt. Das Teerfettöl, dessen Beschaffenheit im Verlaufe des Krieges erheblich vervollkommnet wurde, wird, wie K. Bruhn in „Stahl und Eisen“ 1919, S. 402 bis 406, 469 bis 474 berichtet, aus den oberhalb 300° siedenden Anteilen des Teers, dem sogen. Anthrazenöl, gewonnen, das durch Abkühlen und Filtrieren von dem gelösten Anthrazen befreit und hierauf nach verschiedenen Methoden eingedickt wird, damit es die zum Schmieren notwendige Viskosität erhält. In dünner Schicht ist das Teerfettöl braun bis dunkelgrün durchscheinend, sein spez. Gewicht ist stets größer als 1, es ist somit schwerer als Wasser; der Flammpunkt liegt über 100°, oft sogar über 130°. Die Viskosität kann je nach der Herstellung des Oeles bei 50° C zwischen 1,5 bis über 5 Englergraden schwanken, jedoch erfolgt der Abfall der Viskosität mit steigender Temperatur bei dem Teerfettöl etwas rascher als bei Mineralöl. Die Teerfettöle sind in der Regel noch bei Temperaturen von weit unter 0° flüssig, wobei jedoch meist ein Bodensatz entsteht, der von dem Auskristallisieren der in dem Oel gelösten festen Kohlenwasserstoffe herrührt. Es ist nicht leicht, das Teerfettöl ganz wasserfrei herzustellen, jedoch bleibt der Wassergehalt in der Regel unter 1 v. H. und das Wasser setzt sich bei längerem Lagern des Oeles an der Oberfläche ab, so daß es abgelassen werden kann. Mit Mineralöl kann das Teerfettöl nur in der Wärme (bei etwa 80°) gemischt werden, beim Mischen in der Kälte trennen sich die beiden Oelsorten nach längerem Stehen wieder in zwei Schichten. Diese Erscheinung ist bei der völlig verschiedenen chemischen Zusammensetzung der beiden Oelarten durchaus verständlich.

Die chemische Zusammensetzung des Teerfettöls und seines Ausgangmaterials, des Anthrazenöls, ist nur zum Teil bekannt, denn sie stellen ein kompliziertes Gemisch einer ganzen Anzahl flüssiger und gelöster fester aromatischer Verbindungen dar. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem Mineralöl besteht jedoch darin, daß das Teerfettöl keine Säuren enthält, sondern nur hochmolekulare Phenole, die keine ätzenden oder sonst ungünstigen Wirkungen auf Metalle haben. Dagegen übt es bei Leuten mit empfindlicher Haut Reizerscheinungen aus, die zu Entzündungen Veranlassung geben können, wenn bei dem Umgang mit dem Oel nicht sorgfältig darauf geachtet wird, daß die Beschmutzung der Hände und Kleider vermieden wird. Die Lagerung des Teerfettöls soll möglichst bei gleichbleibender Temperatur, die auch im Winter nicht unter 10° fallen soll, erfolgen; auf diese Weise läßt sich die Bildung von Ausscheidungen und Bodensatz nahezu vermeiden. Diese Ausscheidungen greifen übrigens die zu schmierenden Lager nicht an, da sie sich namentlich bei Anwesenheit von etwas Oel schnell wieder verflüssigen. Weniger harmlos sind dagegen die Ausscheidungen, die sich bisweilen aus Mischungen von Teerfettöl und Mineralöl absetzen und einen festen zähen Bodensatz bilden. Diese Ausscheidungen sind auf einen hohen Asphaltgehalt des Mineralöls zurückzuführen, weshalb man zur Herstellung von Mischölen nur asphaltfreies Mineralöl und gut abgelagertes, satzfreies Teerfettöl verwenden darf, oder aber man muß dem Mischöl Zeit zur Bildung der Abscheidungen geben und hierauf das klare Oel vom Bodensatz abziehen. Da die Viskosität eines Mischöls erheblich unter dem aus der Viskosität der beiden Komponenten berechneten Mittelwert liegt, muß man vor der Herstellung von Mischöl stets erst einen Versuch im kleinen ausführen, um das richtige Mischverhältnis ausfindig zu machen. Auch Starrschmieren lassen sich mit Hilfe von Teerfettöl in vorzüglicher Beschaffenheit herstellen, so z.B. aus verseiftem Montanwachs unter Zumischen von Teerfettöl. Diese Starrschmieren können als Staufferfett, Förderwagenfett, Walzenbriketts und noch für andere Zwecke verwendet werden. Nimmt man die Jahreserzeugung unserer Kokereien und Gaswerke an Teer zu 1,5 Mill. t an, so können aus dieser Teermenge bis zu 150000 t Teerfettöl hergestellt werden. Infolge der heutigen Kohlennot ist die Erzeugungsmöglichkeit zweifellos erheblich geringer.

Verfasser macht weiter ausführliche Angaben über Schmierversuche an Wagenachsen, Elektromotoren und Dampfmaschinen, die ein durchaus befriedigendes Ergebnis lieferten.

Sander.

Werkstattstechnik.

Geschichte der Gewindenormen und der Herstellang von Schrauben. Die ältesten Gewinde waren mit Absicht möglichst wild, weil sich jede Fabrik für Reparaturen unentbehrlich machen wollte. Ausgang des 18. Jahrhunderts führte Maudslay feste Gangzahlen 3, 3¼, 4, 4½, 6, 8 Gänge auf einen Zoll ein, allerdings zunächst nur für eigenen Bedarf. Clement setzte für jeden Durchmesser eine bestimmte Gangzahl fest. Die Gewindeform blieb zunächst noch nicht normalisiert. Etwa um 1840 stellte Whitworth nach einer Sammlung der verschiedensten Schrauben aus englischen Fabriken sein System für Schrauben- und Rohrgewinde auf, bei dem nun auch das Gewindeprofil festgelegt wurde. Im Jahre 1857 wurde das alte Whitworth-Gewinde durch ein neues ersetzt, das sich in Europa verbreitete. In Amerika faßte das Whitworth-Gewinde kaum Fuß. Dort kam das Sellers-Gewinde in Aufnahme, das gegen 1880 die Oberhand gewonnen hatte. 1898 wurde das S.-I.-Gewinde auf dem internationalen Kongreß zur Vereinheitlichung der Gewinde in Zürich festgelegt.

Das älteste Verfahren zur Herstellung von Gewinde bestand darin daß man auf einen gedrehten Dorn zwei Drähte von bestimmtem Durchmesser dicht nebeneinander aufwickelte. Der eine Draht wurde wieder abgewickelt und der andere auf dem Dorn festgelötet. Die so erhaltene Schraube diente entweder als Leitspindel für die Herstellung anderer Schrauben oder unmittelbar als Maschinenteil. Ein anderes Verfahren bestand darin, daß man ein dreieckiges Papier mit parallelen Linien um eine Spindel wiekelte, die Gewindelinie auf diese aufkörnte und das Gewindeprofil mit dem Meißel oder der Feile von Hand einarbeitete. Zum Schluß wurde ein in einer um die Spindel gegossenen Weißmetallhülse nachstellbarer Formstahl einigemale auf- und abgeschraubt und so die Gewindegänge geglättet. Muttern wurden in Bronze oder Weißmetall um die Spindeln gegossen.

Das Schraubenschneiden mit Patronenleitstück war seit dem späten Mittelalter bekannt. Es konnten auf diese Weise aber nur kurze Schrauben hergestellt werden. Lange Spindeln mußten auf diese Weise absatzweise geschnitten werden, wodurch sie naturgemäß recht ungenau wurden. Die Leitmutter bestand oft aus Holz. Ohne Leitapparat stellten Uhrmacher und später Maudslay maschinenmäßig Schrauben dadurch her, daß sie ein schräg zur Drehachse gestelltes Lineal anbrachten, welches den eigentlichen Drehstahl in der Drehachse vor dem Werkstück vorbeizog, wenn der Querschlitten quer zum Bett geschaltet wurde. Auf diese Weise stellte Maudslay die erste Leitspindel von 7'' Länge her, die nur auf 1/16'' ungenau war. Dieser Fehler wurde dadurch korrigiert, daß er die Mutter mit einem Schwinghebel versah, der auf einem entsprechend schräg gestellten Lineal geführt wurde. Die weitere genaue Herstellung von Schrauben auf dieser Leitspindelbank war nun einfach.

|249|

Gewindestähle und Gewindestrehler wurden schon seit 1846 in England hergestellt und gebraucht. Bodmer stellte Strehler aus einem mit Innengewinde versehenen Ring durch Zerteilen desselben in mehrere Segmente her.

Gewindebohrer waren ursprünglich drei- oder vierkantig und wurden hin- und hergedreht. Sie quetschten also das Gewinde anstatt es zu schneiden. Maudslay führte Anfang des 19. Jahrhunderts Gewindebohrer mit Nuten ein, die zum besseren Schneiden hinterfeilt wurden. Auch Vor- und Nachschneider wurden damals schon gebraucht.

Schneideisen und Schneidkluppen kamen in den vierziger Jahren des 19. Jahrhunderts auf. Ursprünglich bestanden sie einfach aus einer gehärteten Mutter. 1856 wurde der Firma Dandoy-Maillard, Lucq & Co. in Maubeuge ein Schneideisen neuzeitlicher Form patentiert. Geschlitzte, nachstellbare Schneideisen sind zuerst 1867 in einer Veröffentlichung von Brown & Sharpe erwähnt. (Werkzeugmaschine 1920, Heft 12.)

Genauigkeit von Grobmeßwerkzeugen. Prof. Dr. G. Berndt gibt im Betrieb 1920, Heft 9 das Ergebnis von der Genauigkeitsprüfung einiger Betriebsschublehren, Stahlmaßstäbe und gewöhnlicher Zollstöcke. Unter Grobmeßwerkzeugen sollen solche Werkzeuge verstanden werden, die eine Einteilung in 1/1 oder ½ mm und durch Schätzung 1/20 mm zu ermitteln oder mit Nonius im günstigsten Falle 2/100 mm zu schätzen gestatten. Die Ablesung an dem Nonius soll ohne Zuhilfenahme von Vergrößerungsgläsern möglich sein. Soll an einem Nonius 2/100 bis 4/100 mm wirklich genau abgelesen werden, so muß vor allem verlangt werden, daß die Teilung des Maßstabes und des Nonius bis auf diesen Grad genau ist.

Um diese Voraussetzungen zu prüfen, wurden eine amerikanische, eine deutsche und eine schweizer Schublehre mit geeichten Parallel-Endmaßen geprüft und die Abweichung der Teilung mit dem Mikroskop bestimmt. Es zeigten dabei die amerikanische Schublehre auf dem eigentlichen Maßstabe Abweichungen bis zu 111/1000 mm, auf dem Nonius bis zu 37/1000 mm, die deutsche auf dem Maßstab bis zu 96/1000 (auf 0° reduziert 58/1000 mm), auf dem Nonius 24/1000 bzw. 23/1000 mm, die schweizer Lehre auf dem Maßstabe 7/1000 mm, auf dem Nonius 6/1000 mm. Die schweizer Lehre ist also als Präzissionslehre anzusprechen.

Will man mit einer Lehre unmittelbar messen, so muß man außer der Genauigkeit der Teilung noch prüfen, ob bei geschlossenen Backen die Lehre 0 mm anzeigt, was meistens nicht der Fall sein wird. Zudem müßte das Meßstück an der Stelle zwischen die Backen gebracht werden, die sich in der Nullstellung berühren. Wird die Lehre nur zum Vergleich des Meßstückes mit geeichten Parallel Endmaßen benutzt, so werden in allen Fällen die Fehler geringer. Die Prüfung der drei genannten Lehren ergab, daß bei gewöhnlichen Werkstattschublehren nur eine Genauigkeit von 1/10 mm möglich ist, während sie bei Präzissionsschublehren unter 1/100 mm bleibt.

Ein Stahlmaßstab ergab bei seiner Prüfung Abweichungen der Teilung um 56/1000 mm. Dabei war aber der Fehler des ersten Millimeters bereits 40/1000 mm. Würde man also den Maßstab nicht als Endmaßstab, sondern als Strichmaßstab benutzen, so würde sich die Genauigkeit unter 20/1000 mm ergeben haben. Die Genauigkeit des Stahlmaßstabes kann also mit 1/10 oder 1/20 mm angenommen werden, wobei er als reiner Strichmaßstab benutzt werden sollte.

Bei einem Holzmaßstab mit fünf Gelenken ergaben sich innerhalb der Gelenke Abweichungen der Teilung von nur 1/20 mm, über die ganze Länge von etwas über ¼ mm, wenn der Maßstab übermäßig in den Gelenken gereckt worden war. Es dürfte sich bei sorgsamer Behandlung also eine Meßgenauigkeit von etwa ¼ mm erreichen lassen.

Schneidziffer bei Flächenschleifmaschinen. Die Beziehungen zwischen dem Anpressungsdruck P eines Werkstückes an die Schleifscheibe und der Umfangskraft P' an der Schleifscheibe, sind, soweit bekannt, zuerst im Jahre 1902 von dem Franzosen Codron untersucht und veröffentlicht worden. Codron machte seine Versuche auf der gewölbten Seite von Sandstein- und Schmirgelscheiben, und bestimmte die Schneidziffer f = P' : P, eine Zahl, die also mit der Reibungszahl für gleitende Reibung vielfach zusammenfällt. Er fand bei seinen Versuchen die nachstehend zusammengestellten Werte. Durch die Ergebnisse wird bestätigt, daß eine weiche Scheibe sich selbst scharf erhält, was sich in dem hohen Wert für f bei weichen Scheiben wiederspiegelt. Daß Schmirgelscheiben eine durchschnittlich höhere Schneidziffer haben als Sandsteinscheiben dürfte gut einleuchten.

Die Diskuswerke in Frankfurt a. M. haben ähnliche Versuche an ihren bekannten Stahlscheiben mit aufgezogenem Schleifbelag ausgeführt und gefunden, daß die Schneidziffer wesentlich von der Güte des Schleifmittels, der Größe des Kornes, der Beschaffenheit der Bindung und dem Grade der Verschmierung der Scheibe ferner noch von der Schnittgeschwindigkeit und dem Anpressungsdruck abhängig ist.

Schneidziffern an Sandsteinscheiben (Codron).

Umfangsgeschw. etwa 2 m/sek. Anpressungsdruck 30 bis 40 g/mm2.



Eisen

weiches
Gußeisen
nicht
gehärteter
Werk-
zeugsthal

gehärteter
Werk-
zeugsthal
Weiche Scheibe 0,85–0,90 0,45–0,50 0,75–0,80 0,50
desgl. etwas ver-
schmiert

0,80–0,85

0,40–0,45

0,65–0,70

0,40
mittelkörnige Scheibe,
nicht verschmiert

0,75–0,80

0,35

0,70

0,40
desgl. verschmiert 0,70 0,30 0,60 0,30
Harte Scheibe mit
grobem Korn, nicht
verschmiert


0,60


0,30


0,60


0,35
desgl. verschmiert 0,50 0,25 0,50 0,30

Schneidziffern an Schmirgelschleifscheiben (Codron). Umfangsgeschwindigkeit 21,4 m/sek.

Anpressungs
druck

Eisen
weiches
Gußeisen
angelasse-
ner Stahl
gehärteter
Stahl
17 g/mm2 0,95 0,40 0,85
27 g/mm2 0,97 0,47 0,90 0,44
37 g/mm2 0,52 0,52

Schneidziffern an Schmirgelschleifscheiben (Diskuswerke). Werkstück Flußeisen 60 × 60 mm.


Schleifscheibe
Umfangs-
geschwindig-
keit
Anpressungsdruck
rd.
1 g/mm2
rd.
1,7 g/mm2
rd.
2,55 g/mm2
Alundumscheibe rd. 22 m/sek. 0,50 0,46–0,55 0,50–0,58
desgl. „ 32 „ 0,57 0,55 0,58
feine Alundum-
scheibe

„ 22 „

0,71

0,73–0,80

desgl. „ 32 „ 0,51–0,74 0,61–0,74
Karborundum-
scheibe

„ 22 „

0,50–0,64

0,54

0,50–0,54
desgl. „ 22 „ 0,67 0,64–0,69 0,58–0,55
desgl. „ 32 „ 0,50 0,46–0,54 0,50
desgl. „ 32 „ 0,57–0,60 0,50–0,57 0,54

(Werkstattstechnik 1920, Heft 11.)

Ernst Preger.

Elektrotechnik.

Theorie der Streuströme. Um den Einfluß, den Widerstand der Gleise, Ueberleitungswiderstand von den Gleisen zur Erde oder zu den Röhren haben, Speisepunktentfernung |250| und dergl. bei elektrischen Bahnen richtig einschätzen und hiernach die zweckmäßigsten Schutzmaßnahmen gegen Schäden durch Streuströme, die. aus. den Gleisen in die Erde entweichen, treffen zu können, ist genaue Durchrechnung nötig. Messungen an einer ausgeführten Bahnanlage können zwar für diese einzelne Anlage maßgebende Aufklärung bringen, solche Messungen sind aber von vielen Zufälligkeiten abhängig und haben daher meist nur örtliche Bedeutung. Aus richtig aufgestellten Formeln oder Schaulinien kann aber vom Ingenieur leicht die Bedeutung der einzelnen Größen abgelesen und die Gefährdung beurteilt werden. Es können hiernach die zweckmäßigsten Maßnahmen für bestimmte Sonderfälle getroffen werden, wenn die Widerstandsverhältnisse und dergl. bekannt sind. Die Aufstellung allgemein gültiger Formeln hat daher nicht allein theoretische Bedeutung. Im Bureau of Standards wurden in Heft 63 der Technologie Papers „Leakage of Current from Electric Railway“ von Burton M'Collum und K. H. Logan, Washington 1916 nach deutschem Vorbild1) die theoretischen Grundlagen für den Verlauf und die Stärke der Streuströme rechnerisch verfolgt.

Die Rechnungen werden unter Vernachlässigung des Widerstandes in den Röhren oder in der Erde durchgeführt. Die Schlußfolgerungen gelten daher nur unter diesen Voraussetzungen. Der Wert von Schutzmaßnahmen an den Röhren, wie z.B. Einfügen von Isolierstücken in die Rohrleitung oder andererseits der Herstellung gut leitender Verbindung der einzelnen Rohrstücke beim Absäugen von eingedrungenen Rohrströmen kann hiernach aus den Formeln nicht entnommen werden2).

Die Berechnung der Streustromstärke und der in Betracht kommenden Spannungen führt zu Exponentialwerten, die sich kurz in hyperbolischen Funktionen ausdrücken lassen. Da sich die vielseitigen Schlußfolgerungen genau nur ziehen lassen, wenn mit den strengen Formeln gerechnet wird, angenäherte vereinfachte Formeln nur unter bestimmten Voraussetzungen gelten, ist trotz der für die Allgemeinheit verständlicheren Näherungswerte auf solche verzichtet worden, zumal für den Kundigen das Rechnen mit Hyperbelfunktionen, für die ähnlich den Logarithmentafeln übersichtliche Tafeln vorhanden sind, nicht schwierig ist. Um aber auch eine allgemein verständliche Darstellung und übersichtliche Werte zu erhalten, sind für verschiedene, erfahrungsgemäß im Betrieb vorkommende Werte des Ueberleitungswiderstandes von Gleis zur Erde und des Widerstandes in den Gleisen eine Anzahl von Schaulinien gezeichnet, welche die Aenderung der Streuströme an verschiedenen Gleisstellen unter den verschiedenartigsten Verhältnissen zeigen.

Aus den Formeln ergibt sich, daß Erhöhung des Gleiswiderstandes in gleichem Maße die Entwicklung der Streuströme begünstigt, wie die Verminderung des Ueberleitungswiderstandes von den Gleisen zur Erde. Dies zeigt den Wert großen Schienenprofils und der stets gut leitend zu erhaltenden Schienenstoßverbindung und der Isolierung der Gleise. Die Ströme treten aus den Gleisen ferner umso stärker aus, je weiter die Speisepunkte entfernt sind. Bei kurzen Gleisstrecken gilt angenähert das Gesetz, daß der Prozentsatz des Gesamtstroms, der aus den Gleisen entweicht, wie das Quadrat der Speisepunktentfernung wächst. Bei großen Entfernungen der Speisepunkte nehmen die Streuströme bei steigender Länge der Strecke nicht in gleichem Maße zu, wie bei kurzen Entfernungen. In Außenstrecken, in denen die Entfernung der Speisepunkte sehr groß ist, kann es vorkommen, daß fast der gesamte Rückstrom seinen Weg durch die Erde nimmt.

Wenn, wie dies bei deutschen Bahnen stets zutrifft, die negative Sammelschiene nicht geerdet ist, so bilden sich positive (Gefahr-) Gebiete in der Nähe des Kraftwerks und negative (Einzugs-) Gebiete am entferntesten Ende oder in der Mitte zwischen zwei Speisepunkten aus. Die Ausdehnung des Gefahrgebietes kann sich je nach der Länge der Strecke nach dem Gleis- und Ueberleitungswiderstand verschieden weit erstrecken. Würde man die Oberleitung an die negative Sammelschiene anschließen, so würde sich zwar die Zeitdauer, in der sich ein größerer Schaden an den Röhren zeigt, verlängern, der Angriff würde sich aber über ein größeres Gebiet ausdehnen, die Gesamtmenge des durch die Streuströme in der Erde zerstörten Metalls an Gas- und Wasserrohren oder Kabelmänteln würde unverändert bleiben.

Die Formeln zeigen ferner, wie ungünstig bezüglich der Entwicklung und Ausbreitung der Streuströme das Erden der negativen Sammelschiene wirkt, so daß dieses Erden, das nach den deutschen Vorschriften nicht gestattet ist, in amerikanischen Bahnen aber zuweilen angewendet wird, nicht zu empfehlen ist.

Das Spannungsgefälle in den Gleisen wird durch entweichende Streuströme vermindert. Geringes Spannungsgefälle in den Gleisen, das ist die Spannung auf die Längeneinheit, ist daher kein untrügliches Zeichen für günstige Verhältnisse bezüglich Rohrgefährdung. Im Gegenteil kann ein geringes Gefälle Zeichen für überstarke Entwicklung von Streuströmen sein, wenn sich rechnerisch ein bedeutend höherer Wert ergibt. Um solches Gefälle richtig zu deuten, müssen noch die übrigen Gleis- und Bodenverhältnisse in Rücksicht gezogen werden. Bei langen Strecken ist die Verminderung der Gleisspannung, das ist die höchste Spannung, die zwischen einzelnen Stellen im Gleise auftritt, bei Nebenleitung durch die Erde größer als bei kürzeren. Für sehr lange Strecken kann selbst bei mäßig starkem Stromentweichen die Spannung auf den fünften Teil, bei geerdeter, negativer Sammelschiene auf den zwanzigsten Teil sinken.

Die Spannung zwischen Gleis und Erde, die vielfach als ein Maß der Gefährdung angesehen wird, wächst mit zunehmendem Gleiswiderstand der Speisepunktentfernung, während niedriger Ueberleitungswiderstand diese Spannung vermindert. Hohe Gleis- und geringe Ueberleitungswiderstände haben beide die Wirkung, die Ausdehnung des Gefahrgebietes zu verringern, das gleiche ist bei großer Speisepunktentfernung der Fall. Es wächst so die Gefährdung im Gefahrgebiet, da die Schäden sich zwar nur auf ein enges Gebiet erstrecken, aber in diesem um so ernster sind. Eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung des Gefahrgebietes ist daher im allgemeinen ein Zeichen gefährlicher Streustrom-Zustände.

Keinerlei Formeln sind entwickelt für die Berechnung der Stromdichte an den Rohren, wenn die Spannung zwischen Rohr und Gleis, die Leitfähigkeit des Bodens gemessen und die Abmessungen von Rohr und Gleis bestimmt sind, obwohl die Dichte des aus den Rohren in die Erde austretenden Stromes für die Gefährdung der Rohre bestimmend ist3).

Dr. Michalke.

Persönliches.

Dem Seniorchef der Bergischen Stahl-Industrie, Gußstahlfabrik Remscheid, Geheimen Kommerzienrat Böker; dem Oberingenieur Prof. Schmidthenner, Heidenheim; dem Fabrikant Koppers, Essen; dem Vorsitzenden des Vereins Deutscher Ingenieure, Generaldirektor |251| Reinhardt wurde anläßlich der fünfzigjährigen Jubelfeier der Technischen Hochschule Aachen die Würde eines Dr.-Ing. E. h. verliehen.

Unser Mitarbeiter Herr Dr.-Ing. Th. Rümelin, der sich auf dem Gebiet der Wasserkraftanlagen weiteren Kreisen bekannt gemacht hat, ist unerwartet am 9. November gestorben.

Berichtigung

zu Schreber: Die Zustandsfläche des Wasserdampfes, Heft 21, S. 227: Das Bild ist um 100° zu drehen in der Richtung

|250|

Michalke, Die vagabundierenden Ströme elektrischer Bahnen. Braunschweig 1904.

|250|

Unter Berücksichtigung des Rohrwiderstandes sind entsprechende Rechnungen durchgeführt im Archiv der Mathematik und Physik (3) Bd. 12, Heft 1, S. 52,1907.

|250|

Vergl. Archiv der Mathematik und Physik 1907 l. c.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: