Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 324, Jahrgang 1909, S. 654 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Einige Erfahrungen mit Parsons-Marine-Dampfturbinen im Vergleiche mit
Kolbendampfmaschinen.
Die rasche Einführung der Dampfturbine auf Schiffen in den letzten 10 Jahren ist
hauptsächlich dem zielbewußten Vorgehen der englischen Marine zuzuschreiben. Nachdem
die Versuche derselben zu einem günstigen Resultat geführt haben, haben jetzt auch
private Reedereien angefangen, ihre Schiffe mit Turbinen auszurüsten. Durch
geschickte Anordnung der Turbinengruppen ist es Parsons
gelungen, die Maschine den wechselnden Betriebsverhältnissen wirtschaftlich
anzupassen. Für mittlere und kleinere Schiffe werden drei, für schwere Kriegsschiffe
und Personendampfer vier Wellen angewendet. Dabei ist es möglich, ohne
Dampfdrosselung drei bezw. vier Geschwindigkeiten zu erreichen.
Die Leistung und Vorteile der Turbinenschiffe geht aus einem Vergleichsversuch
hervor, der mit den beiden Kreuzern „Amethyst“ und „Topaze“ der
englischen Marine vorgenommen wurde. Beide Schiffe sind genau gleich gebaut;
„Amethyst“ besitzt Turbinen, „Topaze“ Kolbendampfmaschinen
neuester Bauart. Bei einer Länge von 110 m, einer Breite von 12,2 m, einer
Wasserverdrängung von 3000 t besitzt jedes Schiff eine Maschinenleistung von 10000
PS. Nachstehende Tabelle zeigt den Dampfverbrauch (einschl. Luft-, Zirkulations- und
Speisepumpen) bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten.
Geschwindig-keit in Knoten.
Leistung PS.
Dampfverbrauch kg fürdie PS i.
St.
Verbesserungdurch
dieDampfturbinen
„Topaze“
„Amethyst“
10,0
850
9,9
13,2
– 25,4
14,0
2200
8,6
9,1
– 5,1
18,0
4500
8,5
7,1
+ 16,5
22,0
9500
9,5
6,3
+ 34,7
23,6
14000
–
5,9
–
Von etwa 15 Knoten ab beginnt die Ueberlegenheit des Turbinenschiffes. Auch im
Vergleich mit anderen größeren Schiffen, die mit Kolbenmaschinen ausgerüstet sind,
sind die Resultate des „Amethyst“ ganz hervorragende. Die obigen Versuche
wurden mit Sattdampf ausgeführt. Eine sehr erhebliche Verbesserung durch
Dampfüberhitzung ist bei der Parsons-Turbine nicht zu
erwarten.
Die Gewichtsersparnis durch die Turbinen ist etwa 33 v. EL, der Schmierölverbrauch
nicht einmal 2 v.H. des Verbrauches einer gleichgroßen Kolbendampfmaschine. (Holmboe.) Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen
1909, Heft 19.
M.
Die Königlich Preußische Versuchsbahn.
Die Preußische Staatseisenbahn-Verwaltung besitzt im Walde bei Oranienburg eine
Versuchsbahn, die zu Dauerversuchen mit den verschiedensten
Eisenbahnoberbau-Konstruktionen, sowie ihrer elektrischen Ausrüstung bestimmt ist.
Sie ist eine Rundbahn von insgesamt 1,75 km Länge, die sich aus zwei Halbkreisen von
je 200 m Halbmesser und zwei geraden Verbindungsstücken von je 250 m Länge
zusammensetzt. Ebenso wie beim Oberbau sind auch bei der elektrischen Oberleitung
verschiedene Konstruktionen verwendet, um ein Urteil über ihre Bewährung im
Dauerbetriebe zu erhalten.
Zum Betriebe dient eine mit drei Motoren von je 350 PS ausgerüstete Lokomotive, deren
Leistung erforderlichen Falles durch Einbau eines vierten Motors auf 1400 PS erhöht
werden kann. Die elektrische Energie wird der Lokomotive als Einphasenwechselstrom
von 25 Perioden mit 6000 Volt Spannung zugeführt. Diese Lokomotive schleppt täglich
20 Stunden lang einen Güterzug im Gesamtgewicht von 375 Tonnen mit einer
Geschwindigkeit von 45 bis 50 km im Kreise herum. Dies ergibt 550 Runden am Tage
oder für jede Stelle des Gleises eine Zugfolgezeit von etwas über 2 Minuten. Während
der 20 Stunden findet nur eine kurze Betriebsunterbrechung statt, um den
ordnungsmäßigen Zustand der Lokomotive flüchtig nachzuprüfen; dies ist erforderlich,
da die Lokomotive vollständig ohne Bemannung fährt. Eine eingehende Untersuchung und
die Auswechslung etwa schadhafter Teile wird in der vierstündigen Betriebspause
vorgenommen. (Deutsche Straßen- und Kleinbahn-Zeitung 1909 S. 535–536).
Pr.
Befestigung von Straßenbahnschienen in Beton.
Die bei der Verlegung von Straßenbahnschienen in Beton verwendeten Verankerungen und
Querschwellen erfordern ein verhältnismäßig tiefes Betonbett. Anderseits sind
die an den Schienenfuß angreifenden Befestigungsmittel wenig geeignet, die auf den
Schienenkopf wirkenden seitlichen Kräfte in genügender Weise aufzunehmen. Bei einem
neuen, zuerst in Nürnberg angewendeten Verfahren sind durch die obere Hälfte des
Schienensteges in geringen Abständen 50 bis 60 cm lange Querstäbe aus Rundeisen von
10 bis 14 mm hindurchgesteckt, deren Enden rechtwinklig nach unten umgebogen
sind. Die starre Befestigung der Eisenstäbe an den Schienen erfolgte in der Weise,
daß die Stäbe in den entsprechend größeren Löchern des Steges mittels Keile von
U-formigem Querschnitt festgeklemmt wurden. Unter diese Querstäbe sind in geringerem
Abstande parallel zur Schiene gleichfalls Rundeisen verlegt. Bei der Betonierung
wurden zuerst unter Benutzung einer Schalung in die Räume außerhalb der Querstäbe
Beton eingebracht und auf seine richtige Höhe fertiggestellt. Nach Entfernung der
Schalung wurde dann in den verbleibenden Raum Beton eingeschüttet, mit Hakeneisen in
der üblichen Weise eingerüttelt und mit dem früher eingebrachten Beton eine innige
Verbindung an den Berührungsflächen durch Ineinanderstoßen herbeigeführt. Nachdem
der Beton 10 Tage lang abgebunden hatte, erfolgte die Asphaltierung, bei der im
Hinblick auf die feste Lagerung der Schienen von einer Holzeinfassung der
Schienenköpfe Abstand genommen wurde. Die Kosten der Bewehrung der Schienen für das
laufende Meter Gleis betrugen M. 7,47 bei einem gegenseitigen Abstand der Quereisen
von etwa 17 cm.
Bei einem derartig verlegten Gleise können Ausbesserungsarbeiten nicht mehr mit Hilfe
des üblichen Aufhauens des Betons ausgeführt werden. Man muß alsdann Druckluftmeißel
verwenden, durch die überdies ein Zersprengen des Bettungskörpers in größerem
Umfange und eine Erschütterung und Lockerung der Schienen vermieden wird. (Eisig). (Zeitschrift für Transportwesen und Straßenbau
1909 S. 395–397).
Pr.
Verdampfungswärme des Wassers.
Es wurde durch Zuführung elektrischer Energie Wasser verdampft und die verdampfte
Menge nach ihrer Kondensation gewogen. Die elektrische Energie wurde umgerechnet mit
Hilfe der Beziehung 115° WE = 4,188 W. Sek. Um die Zeit genau zu messen, wurde, bis
ein vollständig stationärer Zustand erreicht war, das verdampfte Wasser in ein neben
dem Meßgefäß stehendes genau gleiches Gefäß geleitet und dann in einem bestimmten
Zeitpunkt ein Hahn umgeschaltet, welcher den Dampf in das Meßgefäß leitete. Beim
Schluß wurde umgekehrt erst der Hahn umgelegt und dann der Strom geöffnet. Die
Messungen bei Drucken, welche vom atmosphärischen abweichen, wurden ausgeführt,
indem Verdampfungs- und Kondensationsgefäß mit einem Raum von 5 l Inhalt verbunden
wurden, in welchem der gewünschte Druck hergestellt und aufrechterhalten wurde.
Die Resultate lassen sich durch keine Formel darstellen; Verf. gibt sie durch
folgende Tabelle wieder, in der
L die Verdampfungswärme in 15°
WE.
p der Druck in mm-Quecks.
v das Dampfvolumen
G die Gesamtwärme
h die spez. Wärme des gesättigten
Dampfes
t die Temperatur nach dem
Wasserstoffthermometer bedeutet.
In der Berechnung- von G und h ist die spez. Wärme des Wassers nach Dieterici benutzt.
t
L
\frac{d\,L}{d\,t}
p
\frac{d\,p}{d\,t}
v
G
h
30
579,3
–
31,71
1,819
33010
609,3
–
40
574,0
0,54
55,13
2,939
19600
613,9
– 1,37
50
568,5
0,56
92,30
4,588
12050
618,4
– 1,32
60
562,9
0,57
149,19
6,916
7677
622,8
– 1,26
70
557,1
0,59
233,53
10,11
5046
627,0
– 1,21
80
551,1
0,61
355,1
14,40
3406
631,0
– 1,16
90
545,0
0,62
525,8
19,99
2360
634,9
– 1,12
100
538,7
0,64
760,0
27,12
1673
638,7
– 1,08
110
532,1
0,67
1074,5
36,10
1210
642,2
– 1,05
120
525,3
0,70
1488,9
47,16
891,2
645,5
– 1,02
130
518,2
0,72
2025,6
60,60
667,5
648,6
– 0,98
140
510,9
0,72
2709,5
76,67
507,8
651,5
– 0,93
150
503,8
0,72
3568,7
95,66
392,1
654,7
– 0,88
160
496,6
0,72
4633
117,7
307,1
657,8
– 0,83
170
489,4
0,72
5937
143,4
243,0
661,0
– 0,78
180
482,2
–
7514
172,7
194,7
664,2
–
(Hennig: Ann. d. Physik 21.1906,
S. 849 und 29. 1909, S. 441).
Dr. K. Schr.
Kugellager für sehr hohe Umdrehungszahlen.
Textabbildung Bd. 324, S. 655
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 324, S. 655
Fig. 2.
Textabbildung Bd. 324, S. 655
Fig. 3.
Welche Aufmerksamkeit man allen Nebenumständen schenken muß, um Kugellager für
Spindeln, welche 30000 bis 40000 Umdrehungen in der Minute vollführen, zu ruhigem
Laufen zu bringen, mag nachstehendes, dem „ American Machinist“ entnommene
Beispiel zeigen. Das in Fig. 1 abgebildete, für eine
Ventilatorspindel bestimmte Kugellager lief unruhig. Da der Raum beschränkt war und
auch die Schmierung der senkrechten Spindel nicht besonders wirksam schien, so
entschloß man sich, statt ein größeres Kugellager zu nehmen, wie man es sonst wohl
stets nehmen würde, die Lagerpfannen abzuändern. Wegen der hohen
Umlaufgeschwindigkeit übt nämlich die Fliehkraft auf die Kugeln einen Einfluß aus,
derart, daß sie stark nach außen gedrückt werden und dann nicht mehr auf dem in der
Richtung des Pfeiles A stehenden Kreis sondern auf dem
in der Richtung B (links) stehenden abrollen. Die Folge
davon sind gleitende Bewegungen der Kugeln, die ihren unruhigen Lauf hervorrufen.
Für Lager, welche diesen Einflüssen ausgesetzt sind, hat sich dagegen die in Fig. 2 wiedergegebene Form der Schalen gut bewährt,
bei denen die Kugeln auf einem wagerechten, von der Fliehkraft nicht beeinflußten
Kreis abrollen und die Krümmungen AB und A'B' ¾ des Kugeldurchmessers zum Halbmesser haben. Um
eine sparsame Schmierung dieses oberen Lagers bei einer schnellaufenden Spindel zu
erzielen, wird die in Fig. 3 wiedergegebene
Konstruktion empfohlen. Das in die Leitung A stetig
einfließende Oel wird, bevor es an die Lager gelangt, von einer aus Löschpapier
bestehenden, mit Tuch umhüllten Hülse B aufgesaugt und
von dieser über die Spindel verteilt. Man muß jedoch darauf achten, daß diese
Hülse nicht zu fest auf die Spindel paßt, sonst wird das ganze Oel in die Lager auf
einen kurzen Augenblick schnell mitgerissen, später ist alles Oel verspritzt,
während die Lager heißlaufen.
H.
Erdbebensichere Bauten.
Um die Gebäude gegen Erdbebengefahren zu sichern, müssen sie vor allen Dingen eine
unter das ganze Gebäude weglaufende Eisenbetonfundamentplatte oder wenigstens einen
in sich zusammenhängenden Eisenbetonfundamentrost besitzen, der aus einzelnen unter
den aufgehenden Mauern weglaufenden Längs- und Querbalken besteht, die unter sich
biegungsfest durch Eiseneinlagen verbunden sind. Das Gebäude selbst besteht zunächst
aus einzelnen Längs- und Querrahmen aus Walzeisen oder Eisenbeton, die in den
Außenmauern liegen und starr miteinander verbunden sind. Besonders wichtig ist die
feste Verbindung dieses tragfähigen Gerippes mit dem Fundament. Hierdurch entsteht
ein Käfig mit weiten Maschen, die zur Ausbildung des Daches, der Außenwände und der
Decken durch möglichst dünne Eisenbetonplatten mit den nötigen Aussparungen für
Türen und Fenster zu verbinden sind. Besonders wichtig ist eine vollständige starre
Verbindung der tragenden Gerippe in senkrechter und wagerechter Richtung durch
Längs-, Quer- und Diagonalverbindungen, die einen monolithischen Charakter des
Bauwerkes sichern. Trennungswände im Innern können aus Leichtsteinen, Gips und dgl.
bestehen. In diesen Wänden können die aussteifenden Bauglieder Platz finden. Zur
Isolierung gegen Kälte und Schall ist eine innere Ausfütterung der Außenwände und
eine Abdeckung der Decken mit Korkplatten unbedingt erforderlich. In erdbebenreichen
Gegenden soll ein Haus höchstens 10 m hoch sein. Erker und Balkone sind zulässig,
wenn ihre tragenden Teile mit dem tragfähigen Gerippe des Gebäudes starr verbunden
sind. Emperger teilt die Erdbebengegenden in 5
Gefahrenklassen ein, entsprechend der horizontalen Beschleunigung, die durch die
mehr oder weniger heftigen Stöße den Gebäudemassen erteilt wird. Jeder Gefahren
klasse entsprechen sich steigernde Anforderungen an den monolithischen Charakter des
Bauwerkes. Aus diesen einer Gefahrenklasse zugrunde liegenden Beschleunigungen
lassen sich die erforderlichen Widerstandsmomente der einzelnen Rippen gegen
seitliche Stöße ermitteln und demnach auch der erforderliche Eisenquerschnitt zur
Aufnahme der Zugspannungen bestimmen. Emperger führt an
einem Zahlenbeispiel seine Berechnungsmethode durch. Besonders wichtig hierbei ist
die Berechnung der Verbindung des Daches mit dem Gebäude, weil das Dach besonders
gefährdet ist. Zur Verminderung der Gefahr sollen die Dächer möglichst flach sein.
Für hohe Häuser eignet sich weniger die Eisenbetonbauweise, als die Bauweise der
amerikanischen Wolkenkratzer mit senkrechten Stahlsäulen, die unter sich durch
wagerechte Rahmen biegungsfest zu verbinden sind.
Bei dem internationalen Wettbewerb zur Erlangung des besten Typus eines
erdbebensicheren Hauses, der auf Anregung des Mailänder Ingenieurvereines in Mailand
veranstaltet wurde, wurde das von Emperger entworfene
Projekt mit einer Staatsmedaille ausgezeichnet, ebenso ein Projekt des Franzosen Coignet. Zwei andere Projekte italienischer Ingenieure
wurden mit Geldpreisen ausgezeichnet. Die Ausführung dieser Projekte im
Erdbebengebiete von Messina ist im Gange, (v.
Emperger). (Beton u. Eisen 1909 S. 150–154, S. 199–201, S. 219–222. S.
250).
Dr.-Ing. Weiske.
Pyrometer.
Die meisten Pyrometer für höhere Temperaturen beruhen auf der Messung von
Thermoströmen und erfordern infolgedessen ein Galvanometer. Letzteres vermeidet Fery, indem er mittels eines Hohlspiegels die
Wärmestrahlen auf eine Spirale vereinigt, die aus zwei verschiedenen Metallen
besteht. Infolge der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten rollt sich bei der
Erwärmung die Spirale auf. Ihre Abmessungen sind äußerst gering: der Durchmesser
beträgt 3 mm, die Breite des verwendeten Metallbandes 2 mm. Die Spirale ist an ihrem
innen liegenden Ende befestigt und trägt an ihrem freien Ende einen leichten
Aluminiumzeiger, der über einer in Wärmegraden geteilten Skala spielt. Sie ist
geschwärzt, um möglichst viel Wärme aufnehmen zu können. Wärmestrahlen, die durch
ihre Zwischenräume hindurchgegangen sind, werden durch einen kleinen Hohlspiegel
zurückgeworfen. Die Nullstellung des Zeigers wird durch Drehen der Befestigungsachse
der Spirale berichtigt. Die mit dem Instrument erreichbare Genauigkeit beträgt etwa
1 bis 2 v.H. Das Instrument wird von der Cambridge
Scientific Instrument Co. gebaut und mit 3 verschiedenen Skalen von 500°
bis zu 1100°, 1400° und 1700° in den Handel gebracht. (The Electrician 1909 S.
293–295).
Pr.