Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | H. |
Fundstelle: | Band 323, Jahrgang 1908, S. 493 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Elektrostatisches Hochspannungs-Voltmeter.
Obgleich viele Instrumente für Spannungen bis zu 25000 Volt befriedigende Ergebnisse
liefern, können höhere Spannungen nur schwierig gemessen werden. Setzt man zur
Messung die Spannung herab, so muß ein Transformator verwendet werden, bei dem jede
Streuung verhindert ist. Ferner können induktionsfreie Widerstände sowie
hintereinander geschaltete Kondensatoren als Spannungsteiler benutzt werden. Mit
Rücksicht auf die vorkommenden verschiedenen Wechzelzahlen bietet es jedoch
Schwierigkeiten, ein Instrument mit derselben Dielektrizitätskonstanten wie den
Kondensator zu bauen.
Das kürzlich gebaute neue Instrument liefert für Spannungen bis zu 90000 Volt sehr
gute Werte. Es besteht aus einem mit Oel gefüllten zylindrischen Glasgefäß, auf
dessen Boden mittels dreier Füße eine mit einer zentrischen Oeffnung versehene
Glasplatte ruht. Diese Glasplatte trägt einen Metallzylinder, der den einen Pol des
Voltmeters bildet. Der Zylinder ist etwa 150 mm hoch und besitzt einen Durchmesser
von 200 mm. Die Stromzuführung erfolgt von oben durch einen in einer Porzellanröhre
gelagerten Draht. Konzentrisch zu dem großen Zylinder ist ein kleinerer Zylinder von
etwa 110 mm Länge und 30 mm Durchm. angeordnet, an dessen Oberseite ein von einer
Glasröhre umgebener Kupferdraht befestigt ist. An dem unteren Ende dieses kleinen
Zylinders ist eine dünne Platte angebracht, von der durch die Oeffnung in der
Glasplatte hindurch eine Glasstange hinabreicht, die an ihrem unteren Ende ein
Bleigewicht von 200 g trägt. Ferner ist oben an dem Kupferdraht ein dünner
Metallfaden befestigt, der über eine mit einem Gegengewicht versehene Rolle geführt
ist. An der Rolle sitzt ein Zeiger, der auf einer Teilung in vergrößertem Maßstabe
die Auf- und Abbewegung des Zylinders und damit die entsprechende Spannung anzeigt.
Die Stromzuführung zu dem beweglichen Teil erfolgt durch eine von einem
Porzellanrohr umgebene Leitung zu der Rolle. Die zwischen dem kleinen Zylinder und
dem Gewicht angeordnete Glasstange wird durch drei an der Glasplatte sitzende
Friktionsrollen geführt, um den kleinen Zylinder genau in seiner Lage zu halten.
(Grau.) [Electrical World 1908, I, S. 607-608.]
Pr.
Elektrische Schnellbremse.
Die zur Ausrüstung eines Wagens gehörigen beiden Bremsvorrichtungen wirken
quermagnetisierend auf den Schienenkopf und üben eine Zugkraft von je 2000 kg aus.
An der Innenseite der Vorrichtung ist als Spurversteifung ein gewalztes Stahlrohr
befestigt, auf dem, durch Stellringe festgehalten, je ein Daumenring sitzt. An den
Daumenringen sind nach beiden Richtungen gehende Zugstangen angebracht, welche die
Radbremsklötze an die Räder pressen. Saugt sich der Schienenbremsschuh infolge des
Magnetzuges an die Schienen an und verschiebt er sich hierdurch, so wird der
Daumenring gedreht, die Zugstange angezogen und infolgedessen auch die
Radbremsklötze gegen die Radreifen gepreßt. Der Bremsdruck auf die in der
Fahrtrichtung nach vorn gelegenen Räder ist stets größer, als der auf die
rückwärtigen, so daß sich die Bremse den tatsächlichen Verhältnissen anpaßt; denn
bei der Verzögerung legt sich infolge der lebendigen Kraft auch ein größerer Teil
des Wagengewichtes auf die vordere Achse.
Die Bremsmagnete sind zusammen mit der Spurversteifung und den Zugstangen durch
Bolzen und Federn am Untergestell aufgehängt so daß der Abstand von
Schienenoberkante bis Unterfläche Bremsschuh etwa 1 cm beträgt. Die Länge des
Schuhes beträgt 60 cm. Kürzere Schuhe haben sich nicht bewährt; Schuhe, die länger
als 80 cm sind ergeben Schwierigkeiten beim Befahren von Krümmungen. An den
Stirnseiten besitzen die Schuhe schräge Auflaufflächen, um über Hindernisse bei
Kreuzungen, Weichen usw. leicht hinwegzugleiten. Zur Erregung des Magneten sind zwei
Wicklungen, eine „Betriebs“- und eine „Not“ wicklung, vorgesehen;
beide liegen in einer von drei Seiten durch Stahl geschützten Aushöhlung des
Magnetklotzes und sind reichlich isoliert. Die Betriebswicklung wird gewöhnlich aus
der Oberleitung, die Notwicklung von den als Stromerzeuger geschalteten Wagenmotoren
gespeist. Die Herstellung der Schaltungen geschieht in bekannter Weise mittels eines
Fahrschalters mit Bremsstellungen oder unter Benutzung eines besonderen
Bremsschalters. Der Energiebedarf des Bremsmagneten beträgt bei einer Kraft von 2000
kg senkrecht zur Schiene höchstens 30 Watt. Bei diesem geringen Energiebedarf ist es
möglich, die Bremse über einen Vorschaltwiderstand aus der Oberleitung zu speisen
und hierdurch die Beanspruchung der Isolation der Betriebswicklung wesentlich zu
verringern. (Rauden.) [Zeitschr. f. Kleinbahnen 1908,
S. 321–325.]
Pr.
Versuche mit elektrischem Betrieb auf den schwedischen
Staatsbahnen.
Die auf den Strecken Tomteboda-Värtan und Stockholm-Järfva seitens der schwedischen Staatsbahnverwaltung angestellten Versuche
sind kürzlich zu einem Abschluß gebracht worden. Bezüglich der Fahrleitungen ist
festgestellt worden, daß eine Spannung von 15000 Volt betriebssicher benutzt werden
kann. Als passendste Periodenzahl dürfte 25 in Betracht kommen. Neben Anordnungen
mit Tragseil sind auch einfache Fahrleitungen untersucht worden, bei denen sich
jedoch herausgestellt hat, daß zweckmäßig zur Erhaltung eines gleichmäßigen
Durchhanges Nachspannungsanordnungen mit Gewichten, ähnlich denjenigen auf der
Vorortbahn Hamburg-Altona,
eingebaut werden. Die Fahrschienen wurden zur Stromrückleitung benutzt. Das
Fortlassen der kupfernen Schienenverbindungen hat sich hierbei als zulässig
herausgestellt.
An Betriebsmitteln wurden je eine Lokomotive von 300 PS der Westinghouse Co. und der Siemens-Schuckertwerke, sowie zwei Motorwagen der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft untersucht. Die Motoren haben sich
als gut und zuverlässig erwiesen, und ihre Kommutatoren haben tadellos gearbeitet.
Mit Rücksicht hierauf ist in dem Bericht über die Versuche angegeben, daß der
Betrieb mit einphasigem Wechselstrom bereits so vervollkommnet und andererseits so
vorteilhaft sei, daß kein Grund vorliegt, die Einführung des elektrischen Betriebes
noch weiter aufzuschieben. Allerdings wird mit Rücksicht auf die weitgehende
Umänderung der bestehenden Verhältnisse, zur Anlernung der Bedienungsmannschaft und
schließlich zur Sammlung weiterer Erfahrungen eine allmählige Umwandlung empfohlen.
Außerdem wird die Beibehaltung der vorhandenen Versuchsanlage als wünschenswert
bezeichnet, um zur Festlegung von Einzelheiten noch weitere Versuche anstellen zu
können. Die schwedischen Staatsbahnen beabsichtigen,
bereits am Ende des Jahres einen Vorschlag betreffend Einführung des elektrischen
Betriebes auf einer längeren Strecke der Regierung zu unterbreiten. (Dahlander.) [Elektrotechnische Zeitschrift 1908, S. 567
bis 570.]
Pr.
Elektrische Schmalspurlokomotive.
Für Schmalspurbahnen ist es schwierig, elektrische Lokomotiven von größerer
Leistungsfähigkeit herzustellen, wenn man die Motoren in der üblichen Weise auf der
Laufachse lagert und zwischen den Laufrädern unterbringt. Diese Schwierigkeit ist
von der Westinghouse Electric & Mfg. Co., Manchester bei einer für die Oakbank Oil Co. gelieferten Lokomotive für etwa 700 mm
Spur in der Weise überwunden worden, daß ein großer Motor über den Laufrädern in der
Mitte des Fahrzeuges gelagert wurde. Mittels eines doppelten Vorgeleges trieb dieser
Motor eine zwischen den Laufachsen liegende Kurbelwelle an, die durch Kuppelstangen
mit den Laufrädern gekuppelt war. Bei dieser Anordnung ist die Motorgröße durch die
Spur nicht beschränkt; außerdem kann die Motordrehzahl mit Rücksicht auf das
doppelte Vorgelege verhältnismäßig hoch genommen werden. Als besonderer Vorteil wird
ferner hingestellt, daß die Laufachsen die einzigen ungefedert auf den Oberbau
wirkenden Teile sind und daß auch durch die höhere Lage des Fahrzeugschwerpunktes
eine geringere Beanspruchung des Oberbaues stattfindet.
Die Lokomotive wiegt 11 t und ist mit einem 95 PS 500 Volt Gleichstrommotor
ausgerüstet. Dieser verleiht ihr bei 2000 kg Zugkraft eine Fahrgeschwindigkeit
von 10 km i. d. Stunde. Die größte Zugkraft beträgt etwa 3000 kg. Der Radstand des
Fahrzeuges beträgt 1500 mm bei einem Raddurchmesser von etwa 780 mm. [The
Electrician 1908, S. 170.]
Pr.
Fördermaschine mit Antrieb durch Wasserkraft.
Die von der Lidgerwood Manufacturing Company, New York,
auf dem Albany-Schacht der United Mines Corporation im
Tuolumne County, Kalifornien, errichtete Anlage dient zum Betriebe eines Schachtes
von vorläufig 225, später 900 m Teufe, der in annähernd 225 m Entfernung von dem
Aufstellungsorte der Maschine abgesenkt ist. Die Fördermaschine ist mit zwei 890 mm
breiten Trommeln von 1830 mm Durchm. versehen, welche unabhängig voneinander
angetrieben und abgebremst werden können. Ihr Antrieb erfolgt durch Zahnräder,
welche mit den Zahnkränzen auf dem Umfang der Trommeln im Eingriff stehen und auf
der Welle zweier Pelton-Turbinen aufgekeilt sind. Diese
Turbinen haben je ein Laufrad von 2400 mm Durchmesser und erhalten Druckwasser von
etwa 120 m Gefälle durch zwei Düsen, welche an entgegengesetzten Seiten der
Laufräder angeordnet sind, so daß die eine Düse für den Vorwärtsgang, die andere für
den Rückwärtsgang der Maschine verwendet werden kann. Die Steuerung der Düsen
erfolgt durch Druckwasserzylinder, welche aus der Druckleitung der Anlage gespeist
werden und deren Kolben die Nadelventile unmittelbar beeinflussen. Das Kraftwasser
wird der Anlage durch eine 619 mm weite Druckleitung zugeführt, welche sich vor der
Turbine in zwei zu den Düsen führende Stränge teilt. Die Leistung beträgt etwa 600
PS bei 105 Umdrehungen i. d. Minute. [The Engineering and Mining Journal 1908, I, S.
1136–1138.]
M.
Zerstörung von Zementbeton durch freie Schwefelsäure und
Kohlensäure.
Im Jahre 1902/03 erbaute Osnabrück einen Abwässersammelkanal von 2,5 km Länge, der
zum größten Teil in Sandschichten, zum kleineren Teil in Moorschichten eingebettet
war. Der Kanal war in Beton bis Kämpferhöhe aus 1 Teil Zement, 4 Teilen Sand und 7
Teilen Kleinschlag, über Kämpferhöhe aus 1 Teil Zement, 3 Teilen Sand und 6 Teilen
Kleinschlag mit einer Kämpferstärke von 30 cm und einer Scheitelstärke von 20 cm
ausgeführt. Der Kleinschlag bestand aus Sandsteinkonglomerat der Kohlenformation.
Die Sohle war mit scharf gebrannten Klinkern ausgekleidet. Innen bestand der
Zementputz aus 1 Teil Sand und 1 Teil Zement, außen aus 2 Teilen Sand und 1 Teil
Zement.
Im Jahre 1904 wurde eine Zerstörung des im Moorboden gelegenen Kanalteiles von rd.
1000 m Länge festgestellt, während der im Sandboden liegende Kanal gar keine
Beschädigungen zeigte.
Die Betonmassen der Kanalwände waren an beiden Seiten besonders in der Höhe des
Grundwasserstandes so weich geworden, daß man sie wie weichen Ton mit dem Finger
abkratzen konnte. Frisch gelöste Massen davon zeigten schillernde Kristallisationen,
nach 24 stündigem Liegen wurden sie rotbraun.
Die chemische Untersuchung des Grundwassers und der wässerigen Auszüge der neben und
über dem Kanal liegenden Bodenteile zeigte bis zu 21 v. T. freie Schwefelsäure.
Ferner ergab sich, daß der Boden bis zu 17 v. H. Schwefelkies enthielt. Im Moorboden
bildet sich Schwefelkies: 1. wenn der Boden stets im Grundwasser liegt; 2. wenn
hinreichende Mengen organischer Stoffe vorhanden sind; 3. wenn das Grundwasser
schwefelsaure Salze enthält; 4. wenn das Grundwasser oder der Boden eisenhaltig sind. Zerstörung
von Beton im Moorboden kann nur dann eintreten, wenn die beiden letzten Bedingungen
gegeben sind.
So lange der im Moorboden enthaltene Schwefelkies von der Luft abgeschlossen im
Grundwasser gelagert ist, verändert er sich nicht; kommt jedoch eine Moorschicht mit
Schwefelkies durch Entwässerung oder Ausschachtung mit Luft und Wasser in Berührung,
so oxydiert der Schwefelkies und geht in schwefelsaures Eisenoxydul und freie
Schwefelsäure über. Das schwefelsaure Eisenoxydul setzt sich mit dem Kalkhydrat und
dem kohlensauren Kalk des Zementmörtels um, indem sich unter Freiwerden von
Kohlensäure und Ausscheiden von Eisenoxydulverbindungen schwefelsaurer Kalk oder
Gips bildet. Ebenso setzt sich die freie Schwefelsäure mit dem Kalk und dem
kohlensauren Kalk des Zementes in schwefelsauren Kalk um. Durch diese chemischen
Veränderungen treten Volumveränderungen ein, die den Beton auseinandertreiben. Der
sich bildende Gips wird im Grundwasserstrom gelöst, so daß nach und nach die
vollständige Zerstörung des Bauwerkes eingetreten ist. Zur Nachprüfung dieser
Vorgänge wurde ein 12 m langer Probekanal in acht Abschnitten von 1,5 m Länge mit
verschiedenen Betonmischungen hergestellt und der Einwirkung des
schwefelkieshaltigen, aus der Baugrube herausgeworfenen und nachher wieder
eingefüllten Moorbodens ausgesetzt. Nach 172 Jahren wurde der Kanal freigelegt und
die gleiche Einwirkung des Moorbodens auf den Beton festgestellt. Auch fertig
verlegte Zementrohre zeigten dieselbe Zerstörung.
Der zerstörte Kanal wurde beseitigt und nach den günstigen Erfahrungen mit einer
Probestrecke in folgender Weise durch einen gemauerten Kanal ersetzt.
Soweit das Sohlenfundament noch gesund war, wurde nur der Klinkerbelag entfernt und
der Zementbeton mit Zementmörtel abgeglichen und mit einer 3 bis 4 cm starken
Teerasphaltschicht überdeckt. Die seitlichen Spundwände wurden mit Asphaltpappe
verkleidet. In diesem wasserdichten Bett wurde der Kanal aus Ziegelsteinen in
Zementmörtel hergestellt. Der Raum zwischen der Hintermauerung der Wangen und der
Asphaltpappe wurde mit einem Teerasphaltprodukt bis 15 cm über dem höchsten
Grundwasserstand ausgegossen. Die Gewölbefugen wurden tief ausgekrazt und mit
Asphaltmörtel gefugt. Außerdem wurde noch ein doppelter Teerasphaltanstrich und eine
Abdeckung mit Isolierpappe aufgebracht.
Der den Kanal umgebende Moorboden ist abgefahren und durch Sand und Bauschutt
ersetzt. (Barth.) [Technisches Gemeindeblatt 1908, S.
347 ff.]
Seitdem Frankfurt mit Grundwasser aus dem Frankfurter Stadtwald versorgt wird (1885),
zeigten sich Trübungen des Wassers durch Eisenoxyd, starke knollenartige Rostansätze
in den Rohrleitungen und Zerstörung des Zementputzes des Gegenbehälters, sowie des
Zement-Traß-Betons und des Zement-Traß-Putzes und der Anstriche des 30000 cbm Wasser
fassenden Hochbehälters. Der Putz war auf große Flächen erheblich angegriffen;
stellenweise war der ursprünglich sehr fest gewesene Beton mürbe geworden.
Durch chemische Untersuchungen wurde im Grundwasser ein Gehalt an freier Kohlensäure
von 30 mg für das Liter bestimmt und als Ursache der Zerstörungen festgestellt. Die
Trübung des Wassers rührte nur von der durch die Kohlensäure im Verein mit dem
Sauerstoff der Luft erzeugten Rostbildung im Innern der Rohre her.
Um diesen Uebelständen abzuhelfen, mußten die Leitungen und Behälterwände durch
Anstriche geschützt und das Wasser möglichst von Kohlensäure befreit werden.
Nach mehr oder weniger günstigen Versuchen mit Anstrichen mit Fluaten,
Holzzement, Siderosthen, Siderosthen-Lubrose, Bleifluat, Asphaltlack wurde ein
Anstrich mit Inertol von Dr. Roth als unbedingt
zuverlässig erkannt. Eine Kammer des Hochbehälters wurde 105 Tage lang ausgelaugt
und dann mit Inertol gestrichen. Die Kammer wurde 2 ¾ Jahre von nicht behandeltem
und seitdem von entsäuertem Wasser durchflössen; nach 3 ½ jährigem Betrieb war der
Inertolanstrich noch gut erhalten und größtenteils noch glänzend. Die mit Inertol
gestrichenen gußeisernen Rohre und schmiedeeisernen Geländer und Leitern waren
gänzlich rostlos. Die mit Inertol gestrichenen Behälterwände lassen sich sehr leicht
reinigen.
Das Inertol wird aus Teerprodukten verschiedener Teerarten und natürlich vorkommender
bituminöser Körper in Gegenwart fetter Tonerde gewonnen. Das Auslösungsmittel bilden
flüssige, in den Zementputz leicht eindringende Kohlenwasserstoffe. Der Behälterputz
muß ein wenig rauh sein und zunächst mehrere Monate dem Wasser zur Auslaugung frei
werdender Alkalien ausgesetzt werden. Nach dem Ablassen des Wassers müssen die
Putzflächen gründlich u.a. durch Koksfeuerung austrocknen. Bei dem Anstrich ist eine
Temperatur von 15 bis 17° die beste. Nach Erhärtung des Anstrichs von zwei bis drei
Wochen ist der Behälter gebrauchsfähig.
Die Entsäuerung des Wassers erfolgt durch Rieselung in einem Marmorbett bis auf 2 bis
4 mg auf das Liter. Hierbei ist wesentlich, daß die Rieselung durch den Marmor von
unten nach oben geschieht.
Die Betriebskosten betragen 0,2 Pfg. für das cbm Wasser. Der Erfolg der
Entsäuerungsanlage, die seit Anfang April 1907 im Betriebe ist, ist ein
vollständiger. (Scheelhaase.) [Deutsche Bauzeitung
1908, S. 153 ff.]
Dr.-Ing. P. Weiske.
Wasserkraftwerk der Washington Water Power Company bei Post
Falls, Jdaho.
Etwa 16 km unterhalb des Coeur d'Alene-Sees, in welchem der Spokane-Fluß seinen
Ursprung hat, ist von der Washington Water Power
Company eine größere Wasserkraftanlage errichtet worden, welche
hauptsächlich für die Unterstützung der bereits vorhandenen Wasserkraftwerke und
eines modern eingerichteten Aushilfs-Dampfturbinen-Elektrizitätswerkes der gleichen
Gesellschaft in der etwa 28 km weit flußabwärts
gelegenen Stadt Spokane dienen soll. Das Kraftwerk empfängt sein Wasser aus dem
mittleren von drei Armen des Spokaneflusses, dessen südlicher und nördlicher Arm zur
Regelung des Abflusses aus dem Coeur d'Alene-See benutzt werden. Zu diesem Zweck
sind der Nordarm durch insgesamt acht Tainter-Schützen und ein 33 m langes
bewegliches Wehr, der Südarm durch einen 22,4 m langen, 3,9 m hohen Staudamm aus
Beton abgeschlossen, der sechs gewöhnliche Zugschützen aufweist. Quer über den
Mittelarm des Spokane-Flusses ist das Kraftwerk selbst erbaut worden. Es lehnt sich
an einen Betondamm, welcher die Zulaufkanäle enthält und zerfällt in drei
Abteilungen, in denen Turbinen mit Stromerzeugern, Transformatoren mit
Niederspannungsanlage und Hochspannungsschalter mit Anschlußleitungen getrennt
voneinander untergebracht sind. Das Werk ist für sechs Maschinengruppen von je 2250
KW und sechs Transformatoren von je 2200 KW Leistung für die Spannungserhöhung
bemessen und liefert Drehstrom von 60000 Volt Anfangsspannung an die drei
Fernleitungen nach Spokane. Von den Maschinen ist die Hälfte seit dem Sommer 1906 im
Betrieb, eine weitere Maschinengruppe ist eben aufgestellt und in Betrieb genommen
worden und die fünfte wird noch im Laufe dieses Sommers fertiggestellt werden.
[Electrical World 1908, S. 1095–1098.]
H.