Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 325, Jahrgang 1910, S. 60 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Die Entwicklung der Transmissionsketten.
Die heutige Entwicklung der Ketten zu einem der besten und wirksamsten Mittel der
Kraftübertragung hat mit der Entstehung des Fahrrades in seiner neueren Form
ihren Ausgang genommen. Vor dieser Zeit, etwa bis zum Jahre 1880, gab es nur die
gewöhnlichen Gallschen Gelenkketten, deren
Tragfähigkeit im Verhältnis zu den Abmessungen gering ist, weil die Auflageflächen der
Zapfen nur durch die geringe Dicke der Seitenglieder bestimmt werden, und die Ewart-Kette, die aus Tempergußgliedern besteht, also
auch verhältnismäßig schwer ist. Mit der Einführung der Rollenkette durch Hans Renolds. D. p.
J. 1903, Bd. 318, S. 441 u. 1907, Bd. 322, S. 699. im
Jahre 1880, bei welcher die ganze Breite der Kette als Stützbreite für die Zapfen
anzusehen ist, nahmen die Fortschritte in der Konstruktion und die Verbesserungen in
der fabrikmäßigen Herstellung dieser Ketten ihren Anfang, so daß man heute von einer
300–400 g f. d. m wiegenden Fahrradkette eine Zerreißfestigkeit von 800 kg erwarten
und sie bei 12,5 mm Teilung mit einer Geschwindigkeit bis zu 5,1 m i. d. Sek.
ablaufen lassen kann. Im Jahre 1895 wurde dann die sogen. „geräuschlose“
Gelenkkette eingeführt, deren Glieder im Gegensatz zu den Gliedern einer
gewöhnlichen Gelenk- oder Rollenkette die Gestalt von Zähnen haben, die also nicht
mit schmalen Kettenrädern, sondern mit richtigen Zahnrädern zusammenarbeiten.
Dadurch wird erzielt, daß die Ketten normal mit 6 m Sekundengeschwindigkeit
betrieben werden können, d.h. bis zu der Grenze, bei welcher infolge des
Abschleuderns des Oeles das Schmieren der Ketten unmöglich wird. Die Zahnform der
Glieder wird so gewählt, daß auch bei Abnutzung guter Eingriff, also geräuschloser
Gang erzielt wird. Außerdem gewährt die Konstruktion der Kette den Vorteil, daß man
nur durch Hinzufügen weiterer Seitenglieder die Tragfähigkeit der Kette erhöhen
kann, ohne die Teilung zu verändern. Infolgedessen können die Glieder in großen
Mengen auf Vorrat hergestellt werden. Bei den bisherigen Ketten war im Gegensatz
hierzu die Erhöhung der Tragfähigkeit nur möglich, wenn man auch die Bolzen
verstärkte. Dies kommt hier gar nicht in Betracht, weil die zu übertragende
Umfangskraft auf die Zahnflanken ausgeübt wird und diese die meist beanspruchten
Teile der Kette darstellen. Durch die geschilderte Vervollkommnung der Kettenbauart
ist es heute möglich geworden, bis zu 150 PS mit einer Kette zu übertragen, doch
befinden sich auch Ketten von 57 mm Teilung und 460 mm Breite in Vorbereitung, womit
350 PS übertragen werden sollen.
Die Zapfendrucke bei den modernen Ketten – 42 bis 140 kg auf 1 qcm des durch den
Zapfendurchmesser und seine Länge bestimmten Rechtecks – sind allerdings wesentlich
höher, als bei gewöhnlichen Zapfenlagern zulässig sein würde. Sie treten auch nur
immer an einer Stelle auf, nämlich bei dem Zapfen, um welchen beim Ablauf der Kette
die Drehung der Glieder stattfindet. Bei den geräuschlosen Gelenkketten betragen die
Zapfendrucke etwa 45,5 kg, bei den Rollenketten wegen der geringeren Geschwindigkeit
aber 56–112 kg auf 1 qcm. Bei Motorwagen kommen sogar Drucke bis zu 280 kg auf 1 qcm
vor. Selbst bei solchen Beanspruchungen beträgt aber die Bruchsicherheit der Kette
noch immer 12 bis 30. Für geräuschlosen Gang der Ketten sind 14 Zähne bei Rollen-
und 19 Zähne bei geräuschlosen Gelenkketten als die Mindestzahlen anzusehen. Nach
oben hin werden die entsprechenden Zähnezahlen durch 90 für Rollen- und 112 für
Zahngelenkketten begrenzt. Insbesondere bei den letzteren empfiehlt es sich, die
Zähnezahl im Verhältnis zur Länge der Kette so zu wählen, daß möglichst nicht immer
der gleiche Zahn mit dem gleichen Kettenglied in Eingriff gelangt. Als
Mindestentfernung der durch Ketten zu kuppelnden Wellen kann man das 40–50fache der
Teilung ansehen, je nachdem, ob es sich um gewöhnliche Rollenketten oder um
Zahnketten handelt. Dabei ist die wagerechte oder schwach geneigte Lage des
Kettentriebes mit obenliegendem gespannten Trumm zu empfehlen. (Renold.) [American Machinist, London, 1909, S. 1087 E–
1088 E.]
H.
Die Humphrey-Gaspumpe.
Mr. A. Humphrey hat eine durch Gas betriebene Pumpe
konstruiert, welche eine ganz neue Anwendung der Gaskraft darstellt, die nicht
allein zum Betriebe von Wasserpumpen, sondern auch zur Kompression von Luft und zum
Antriebe von Arbeitsmaschinen allgemein dienen kann.
Textabbildung Bd. 325, S. 61
Fig. 1.
Fig. 1 ist eine schematische Skizze der Gaspumpe.
Diese besteht im wesentlichen aus einem ⋃-Rohr mit Schenkeln ungleicher Länge. Der
kurze linke Schenkel ist teilweise in einen Behälter eingetaucht, aus dem das Wasser
gesaugt wird, während der lange rechte Schenkel im Boden eines Reservoirs endigt, in
welches das Wasser gepumpt wird. Einlaßventile für das Wasser sind in der Wand des
kurzen Schenkels zu Gruppen unter der Wasseroberfläche angeordnet, wie in der Figur
angedeutet. Der konische Teil dieses Schenkels über dem Wasserniveau bildet die
Verbrennungskammer, worin Ventil J das Gaseinlaßventil
und E das Gasauslaßventil darstellt, während noch ein
drittes in der Figur nicht sichtbares Spülluftventil vorhanden ist.
Nehmen wir an, die Pumpe sei im Betriebe, so ist die Wirkungsweise folgende: Ein
komprimiertes Gemisch von Gas und Luft ist in dem Raum C eingeschlossen und wird durch einen elektrischen Funken entzündet. Die
Ausdehnung der explodierenden Gase erteilt der Wassersäule im langen Schenkel des
⋃-Rohres eine Bewegung, die so lange andauert, bis der Druck der explodierten Gase
in der Verbrennungskammer gleich dem atmosphärischen Druck ist, und in diesem
Augenblicke öffnet dis Gasauslaßventil durch sein eigenes Gewicht. Da die
Wassersäule infolge ihrer Trägheit ihre Bewegung auch jetzt noch fortsetzt, strömt
Wasser aus dem Saugtank durch die erwähnten Saugventile nach, folgt teilweise der
fließenden Wassersäule, teilweise steigt es in der Verbrennungskammer, um das
gleiche Niveau mit dem Saugtank herzustellen. In Wirklichkeit herrscht bei dieser
Periode ein geringes Vakuum in der Verbrennungskammer, so daß Luft durch das
selbsttätige Spülluftventil eintritt und der ganze obere Raum der Verbrennungskammer
mit reiner Luft gefüllt wird. Wenn die Wassersäule jetzt ihre lebendige Kraft
verzehrt hat, wird sie stillstehen und dann rückwärtsfließen, weil der statische
Druck im langen Schenkel den atmosphärischen Druck in der Verbrennungskammer überragt. Das vorher
angesaugte Wasser wird infolgedessen wieder in die Kammer zurückgedrückt, treibt
durch das geöffnete Auslaßventil die verbrannten Gase aus und schließt dasselbe,
sowie es dieselbe Höhe wie das Auslaßventil erreicht. Eine selbsttätige
Sperrvorrichtung hindert dann dies Ventil, sich nachher vor der bestimmten Zeit zu
öffnen.
Durch den Rückwärtsfluß des Wassers wird die im Raum C eingeschlossene Luft
zusammengepreßt, bis zu einem Drucke, der beträchtlich die statische Druckhöhe im
langen Schenkel übersteigt. Die Folge hiervon ist wieder eine Bewegungsumkehr der
Wassersäule und damit ein Fallen des Druckes in der Verbrennungskammer unter die
atmosphärische Pressung. In diesem Augenblicke öffnet das Gaseinlaßventil J, eine Ladung von Gas und Luft wird eingesaugt,
während die Wassersäule ihre Bewegung nach dem Druckbehälter hin fortsetzt. Sowie
der statische Wasserdruck wieder größer ist, schwingt die Wassersäule aufs neue
zurück nach der Verbrennungskammer und preßt dort die Ladung zusammen. Wenn der
gewünschte Kompressionsdruck erreicht ist, wird die Mischung entzündet, und der
Prozeß beginnt von neuem.
Wie ersichtlich, setzt sich der Prozeß zusammen aus einem langen Expansionshube,
wobei der Druck etwas unter den atmosphärischen sinkt, hierbei tritt Wasser aus dem
Saugbehälter und Luft durch das Spülluftventil ein. Hierauf folgt ein langer
Rückwärtshub, währenddessen die verbrannten Gase ausgestoßen werden. Nach diesem
kommt ein kurzer Saughub, bei welchem frisches Gasgemisch angesaugt wird, und den
Schluß bildet ein kurzer Kompressionshub, an dessen Ende die Ladung entzündet wird.
Die Pumpe arbeitet also in einem Viertakte, dessen einzelne Hübe ungleich lang
sind.
Zur Zündung wurde eine gewöhnliche Zündkerze mit Spule und Batterie, wie für
Motorwagen, benutzt, welche trotz des Naßwerdens der Kerze anstandslos
funktionierte. Einzelne Aussetzer der Zündung beeinträchtigten nicht das
kontinuierliche Arbeiten der Pumpe. Bemerkenswert an der Pumpe ist die
Geräuschlosigkeit des Auspuffs, der keinen Schalldämpfer erfordert. Der erreichte
Wirkungsgrad ist hoch, wie am Schlusse dieser Ausführungen zu ersehen, und
übersteigt für geringere Druckhöhen den durch den Ottoschen Viertaktprozeß theoretisch möglichen tatsächlich. Die einzigen sich
bewegenden Teile sind die leichten selbsttätigen Ventile, die, wie schon erwähnt,
durch ein Sperrgetriebe am unzeitigen Oeffnen gehindert werden. Das Anlassen der
Pumpe ist einfach: Es wird Luft in die Verbrennungskammer gepreßt, bis die
Wasserspiegel in dieser Kammer und im Saugtank gleich sind. Dann wird das
Auspuffventil etwas von Hand geöffnet, die Wassersäule steigt dann in die
Verbrennungskammer, komprimiert die hier eingeschlossene Luft, bewegt sich dann
rückwärts und saugt Gas ein, das nachher komprimiert und entzündet wird, wie
gewöhnlich.
Der bekannte Gelehrte, Professor Unwin, stellte
eingehende Versuche über Wirkungsgrad usw. der Gaspumpe an, deren Resultate aus
folgenden Tabellen zu ersehen sind:
Druckhöhein m
Pumpen-pferdestärke
Verbrauch anMondgas f.
d.Pumpenpferdest.u. Stunde bei760 mm Drucku. 0°
C.cbm
Heizwertdes Gasesf. d. cbm
inWE
Verbrauchan Wärmef. d. PS/Std.in
WE
Verbraucham Anthraziti.
Generatorf. d. PPS/Std.kg
10.00
16.15
2.328
5145
12.243
0.532
7.9
12.32
2.548
5005
13.037
0.566
6.3
10.33
2.604
5090
13.596
0.59
Ein Gasmotor mit Zentrifugalpumpe gekuppelt würde unter gleichen Verhältnissen, wie
oben, 3,36–3,56 cbm Gas f. d. P.PS/Std. verbrauchen, und der Brennstoffverbrauch der
größten und ökonomischsten Dampfpumpen stellt sich im Vergleich zur Gaspumpe sehr
hoch, wie die zweite Tabelle zeigt:
Worthington-Dampfpumpen.
CompoundNovb. 1888
TripleDezb. 1896
TripleFebr. 1897
Humphrey'sGaspumpeSeptb. 1909
Pumpenpferdestärke
217.1
320.3
449.8
16.15
Geförderte Wasser- menge in l/Min.
60.3
51.52
51.7
7294
Verbrauchte Kohlen f. d. PPS/Std. in kg
0.998
0.811
0.847
0.53
Druckhöhe in m
16
28
39.2
10.00
[Engineering 1909, S. 512–515.]
Renold.
Schwimmbagger.
Der an der k. k. Seebehörde in Triest für Triest und die südlichen Häfen und
Flußmündungen Oesterreichs bestimmte Schwimmbagger weist eine stündliche Leistung
von 180 cbm bei 10 m Baggertiefe auf. Der aus Stahl hergestellte Schiffskörper hat
eine Länge von 34 m, eine Breite von 7,5 m und einen mittleren Tiefgang von rd. 1,30
m. Er ist durch vier Querschottwände in sechs wasserdichte Abteilungen geteilt, von
denen die drei äußersten Vorratsräume sind. Die größte mittlere Abteilung enthält
die Maschinen, Kessel und die Bunker, während zwei Abteilungen als Wohnräume dienen.
Zum Antrieb dient eine stehende Verbundmaschine mit Umsteuerung, Luftpumpe, Speise-
und Salzwasserpumpe. An den Ständer der Maschine ist der große
Oberflächenkondensator angeschlossen. Der Hochdruckzylinder hat 350 mm, der
Niederdruckzylinder 600 mm Durchmesser. Der Kolbenhub beträgt 380 mm. Die Leistung
ist bei 140 Umdr./Min. auf 140 PSi bemessen. Der
zylindrische Kessel für 8 at hat zwei Flammrohre von je 750 mm Durchm. Seine
feuerberührte Heizfläche ist 75 qm groß. Die zum Spannen der Eimerkette auf den
schrägen Füßen des Hauptgerüstes verschiebbar gelagerte Eimerleiter hängt am
vorderen Gerüst in 35 mm dicken Stahldrahtseilen, die auf einer Trommel mit rechts-
und linkslaufenden Nuten aufgewickelt werden. Der Inhalt der Baggereimer ist je 250
l groß. Das Gewicht sämtlicher Maschinen und des Zubehörs beträgt 124 t. (C. Stromek.) (Zeitschrift des Vereins Deutscher
Ingenieure 1909, S. 1733.)
J.
Selbsttätiges Schmiergefäß für umlaufende Teile.
Textabbildung Bd. 325, S. 62
Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte Schmiergefäß R wird mit dem Gewindeteil V auf das umlaufende Stück aufgeschraubt, nachdem es vorher oberhalb des
leicht eingepaßten Kolbens P mit Schmiermittel gefüllt
worden ist. Durch die Fliehkraft wird der mit seiner Stange in dem Deckel C geführte Kolben nach außen gedrängt und das vor ihm
befindliche Oel durch den Kanal C entgegen der Wirkung
der Fliehkraft auf die Schmierstelle gebracht. Die Menge des in der Zeiteinheit
verbrauchten Schmiermittels ist entsprechend dem Bedarf proportional der Fliehkraft,
steigt also mit zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit. Sie kann aber durch
Einstellen der
Drosselschraube b innerhalb weiter Grenzen geregelt
werden. [Bulletin de la Société de l'Industrie Minerale 1909, S. 473.]
H.
Fern-Wasserstandanzeiger.
Textabbildung Bd. 325, S. 63
Fig. 1.
Zum Anzeigen des Wasserstandes in Behältern usw., welche vom Standpunkte des
Beobachters ziemlich entfernt sind, kann man sich wohl eines Manometers bedienen,
weil der Druck in der an den Behälter angeschlossenen Leitung mit der Höhe des
Wassers in dem Behälter wechselt. Bei einigermaßen hoch gelegenen Wasserbehältern
oder einigermaßen großem mittleren Druck in der Leitung werden die durch die
Schwankungen des Wasserspiegels in dem Behälter hervorgerufenen Druckschwankungen so
gering im Verhältnis zu dem normalen Druck, daß auf Genauigkeit der Anzeigen nicht
zu rechnen ist. In der Tat werden Manometer in der Praxis für solche Zwecke auch
nicht benutzt, zumal da die Richtigkeit ihrer Anzeigen mit der Zeit veränderlich ist
und auch von der Höhenlage über dem Meere beeinflußt wird.
Man ist daher bis jetzt auf die elektrischen oder mechanischen Fernmeldewerke
angewiesen, die durch Schwimmer betätigt werden. Man kann aber diese Aufgabe auch
nur mit Zuhilfenahme der einfachsten hydrostatischen Regeln lösen, indem man, s Fig. 1, neben dem Hochbehälter R einen von diesem gespeisten kleinen Zwischenbehälter
G so anordnet, daß dessen Wasserspiegel stets genau
in der Höhe der Unterkante des Hochbehälters erhalten wird. Führt man dann von dem
Hochbehälter sowie von dem Zwischenbehälter Leitungen zu den Enden eines dicht
verschlossenen U-Rohr-Manometers, so kann man an den
Unterschieden der Quecksilberspiegel die Druckhöhe des Hochbehälters ablesen, da
sich bis zur Unterkante des Hochbehälters die Wassersäulen das Gleichgewicht
halten.
Bezeichnet man mit γ1
das spezifische Gewicht des Wassers und mit γq dasjenige des Quecksilbers, so gilt unter
Benutzung der in Fig. 1 eingetragenen
Höhenbezeichnungen als Gleichgewichtsbedingung:
\left(H+\frac{h_q}{2}\right)\,\gamma_1=\left(h-\frac{h_q}{2}\right)\,\gamma_1+h_q\,.\,\gamma_q
und daraus
h_q=(H-h)\,\frac{\gamma_1}{\gamma_q-\gamma_1}=H_1\,.\,\frac{\gamma_1}{\gamma_q-\gamma_1}.
Setzt man für Wasser γ1 = 1, so ist, bei Quecksilber γq = 13,6
angenommen,
h_q=\frac{H_1}{12,6}.
Die Sicherheit der Anzeige ist hierbei ausschließlich von der Wirksamkeit des
Schwimmers abhängig, welcher in dem Gefäß G den
Wasserspiegel ständig gleich hoch zu halten hat. Wenn der Schwimmer aber nicht ganz
dicht schließt, so kann es vorkommen, daß der Wasserspiegel etwas höher steigt, also
zu geringe Wasserstandanzeigen erhalten werden. Dagegen kann man sich sichern, indem
man den Behälter G genau in der erforderlichen Höhe mit
einem Ueberlauf versieht.
Textabbildung Bd. 325, S. 63
Fig. 2.
Das beschriebene Verfahren hat nicht nur den Vorteil, daß man die
Wasserstandablesungen mit der gleichen Genauigkeit an beliebig vielen Stellen der
Zuleitungen ausführen kann, sondern es ist auch von der mittleren Druckhöhe
vollkommen unabhängig, kann also auch, wie Fig. 2
darstellt, zum Fernzeigen des Wasserstandes in Druckbehältern, Heizkesseln oder
Dampfkesseln benutzt werden. In diesem Falle muß allerdings die Oberfläche des
Zwischenbehälters G durch eine Umleitung unter den
Druck des Druckbehälters gesetzt werden. (Lobbes.)
[Gesundheitsingenieur 1909, S. 557 bis 559.]
H.