Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 328, Jahrgang 1913, S. 475 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Kugellager. (Vergl. Heft 47, Bd. 327, Heft 25 und 26
d. Bd.) Die Vorteile der Verwendung von Kugellagern machen sich dann im Betriebe von
Eisenbahnfahrzeugen besonders bemerkbar, wenn der Betrieb ein häufiges Anfahren aus
dem Ruhezustand mit sich bringt. Dies ist namentlich bei Straßenbahnen der Fall. Der
Mehraufwand an Leistung für das Anfahren beträgt bei einem gewöhnlichen, zur Hälfte
besetzten elektrischen Straßenbahnwagen mit Gleitlagern etwa 40 bis 50 v. H. der
Leistung für die glatte Fahrt, wenn vier Haltestellen auf das km angenommen werden;
durch Kugellager läßt sich eine Energieersparnis von etwa 20 v. H. erreichen. Zu
dieser Stromersparnis, die überdies ein sanfteres Anfahren ermöglicht, tritt ferner
eine bedeutende Verminderung des Schmierstoffverbrauchs (um mehr als 90 v. H.) sowie
eine Vereinfachung der Wartung. Die Abnutzung der Lager ist praktisch gleich Null
(vergl. Bd. 327 S. 734).
Nachdem man daher in Amerika und namentlich auch in Frankreich bereits vielfach
Kugellagerung für Eisenbahnfahrzeuge mit bestem Erfolg eingeführt hat, ist man
neuerdings auch in Deutschland zum Einbau von Kugellagern in Straßenbahnwagen
übergegangen. Die Mehrkosten der Kugellager dürften bei Neuausführungen, bei denen
die Rahmenkonstruktion des Wagengestells von vorn herein für die Aufnahme solcher
ausgebildet wird, nicht groß sein; die Umänderung bereits mit Gleitlagern versehener
Wagen ist naturgemäß schwieriger und teurer, läßt sich aber meistens mittels
geeigneter Sonderkonstruktionen durchführen. Auch hier werden die Kosten, die für
einen zweiachsigen Straßenbahnwagen auf etwa 500 Mark zu veranschlagen sind, durch
die Ersparnis im Betrieb in verhältnismäßig sehr kurzer Zeit aufgebracht sein.
Bei derartigen Umbauten, die häufig noch dadurch erschwert werden, daß sie als
Versuch betrachtet werden und daher die vorhandenen Achsschenkel und den Wagenrahmen
unverändert lassen sollen, erfordert das Unterbringen der erforderlichen Laufringe
und Stützlager gewöhnlich die Ausbildung besonderer Achsbüchsen, deren Form
insbesondere häufig durch die Enge der vorhandenen Achsgabel bedingt wird. In der
„Deutschen Straßen- und Kleinbahnzeitung“ (1913 Nr. 19) veröffentlicht
Ad. Nissen eine größere Zahl solcher Ausführungen,
von denen zwei als Beispiele angeführt seien.
Textabbildung Bd. 328, S. 475
Abb. 1.
Für kleinere Wagen in wenig angestrengtem, namentlich nicht kurvenreichem Betriebe
wird es genügen, die auftretenden Achsialbeanspruchungen durch ein Laufringsystem
mit aufnehmen zu lassen. Aus diesem Grunde ist in Abb.
1 der Außenring A des linken Lagers nur um
0,2 mm achsial verschieblich. Die Kugellager sind auf den Achsschenkel, der zur
Erleichterung des Aufbringens in der Mitte etwas ausgedreht ist, aufgeschoben und
werden durch eine gesicherte Mutter M unter Verwendung
der Zwischenhülse H befestigt. Die Abdichtung des in
Oel laufenden Lagers gegen Staub geschieht durch die Filzdichtung F.
Größere Achsialkräfte dürfen durch Radial-Kugellager nicht aufgenommen werden, daher
sind meistens besondere Stützkugellager einzubauen. Für eine solche Anordnung bietet
Abb. 2 ein Beispiel, die ein solches Lager teils
in Ansicht von oben, teils im Schnitt zeigt und zugleich erkennen läßt, wie unbequem
der Einbau werden kann, wenn die Achsgabel, die sich in die Aussparung, A legt, sehr eng ist.
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Abb. 2.
Sind durch Kugellager größere Achsialkräfte zu übertragen, so zeigen sich bisweilen
insofern Schwierigkeiten, als die Kräfte nicht mehr durch eine einzige Kugelreihe
aufgenommen werden können. Da die Belastungsfähigkeit der Kugeln mit dem Quadrat des
Durchmessers wächst, so wäre man zwar in der Lage, durch Verwendung größerer Kugeln
auch die Tragfähigkeit eines einreihigen Lagers zu erhöhen; jedoch erfordern
derartige Lager viel Raum, und überdies bietet die Herstellung der Kugeln über eine
gewisse Grenze hinaus Schwierigkeiten, namentlich in bezug auf das Härten. Bei
mehrreihigen Lagern kann eine gleichmäßige Auflage sämtlicher Kugeln (die natürlich
wie bei jedem Kugellager genau gleich groß sein müssen) am einfachsten erreicht
werden, wenn man die Auflageflächen eben ausbildet. Nun ist jedoch wegen des
besseren Anschmiegens der konvexen Kugelfläche an eine konkave Rille die
Tragfähigkeit von Kugeln, die in Rillen laufen, um ein Vielfaches größer. Anderseits
ist es außerordentlich schwierig und praktisch überhaupt nicht zu erreichen, in den
ebenen Auflageflächen zwei Rillen von genau gleicher Tiefe herzustellen. Eine Anzahl
von neueren Bauarten solcher Kugeldrucklager, die von S. Le
Bois in der Zeitschrift für praktischen Maschinenbau 1913, S. 593
beschrieben werden, zeigen daher eine mehrteilige Ausführung der einen
Drucklagerfläche und besondere Ausgleichvorrichtungen, die den Druck gleichmäßig auf
die einzelnen Kugelreihen verteilen sollen.
Bei dem in Abb. 3 dargestellten Lager besteht die
untere Lauffläche aus zwei konzentrischen Ringen, die an der Unterseite bei a und b kegelförmig
ausgedreht sind. Mit diesen Ausdrehungen liegen beide Ringe auf einem radial durch
Schlitze in eine Anzahl von Segmenten geteilten Stützring C auf. Die äußere Kugelreihe B enthält mehr Kugeln und kann daher eine größere Kraft aufnehmen als die
innere Reihet; um die Gesamtbelastung diesem Verhältnis entsprechend auf die beiden
Ringe zu verteilen, erhalten die Kegelflächen a und b verschiedene Winkel. Voraussetzung ist natürlich, daß
die doppelkegligen Ringstücke C sich in radialer
Richtung frei bewegen können. Eine Anordnung, die auf demselben Grundgedanken
beruht, zeigt Abb. 4; hier ist der Raum in radialer
Richtung beschränkt, die beiden Kugelreihen sind daher übereinander angeordnet. Die
Kugelzahlen in beiden Reihen sind gleich, also auch die aufnehmbare Belastung, die
Steigungswinkel des Ausgleichringes sind daher ebenfalls gleich zu machen.
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Abb. 3.
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Abb. 4.
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Abb. 5.
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Abb. 7.
Auf dem Grundgedanken des Wagebalkens beruht eine Ausgleichvorrichtung nach Abb. 5: ein wie vorher in einzelne Segmente
unterteilter Ring C nimmt auf einer Seite an
abgerundeten Stützkanten a und b den Druck der beiden Ringsysteme auf und überträgt ihn mittels einer
Stützkante c anderseits auf die Druckplatte. Diese
Ausgleichung wird u.a. von den Deutschen Waffen- und
Munitionsfabriken bei Turbinendrucklagern verwendet.
Eine noch weitere Verteilung des Druckes auf eine größere Anzahl von
Druckringsystemen ermöglicht die Anordnung nach Abb.
6, die kürzlich den Deutschen Waffen- und
Munitionsfabriken durch D. R. P. 246352 geschützt worden ist (vergl. Z. d.
V. d. I. S. 923). Der Achsialdruck wird zunächst durch einen wagebalkenartigen
Verteilungsring c auf das obere Kugellagerpaar und auf
die Hülse e verteilt; durch Zwischenschaltung weiterer
Verteilringe d und g wird
erreicht, daß alle vier Ringsysteme gleichmäßig belastet werden. Aehnlich wie bei
der Anordnung nach Abb. 5 ist hier zu beachten, daß
das Hebelarmverhältnis der Wagebalkenringe d und g nach der verschiedenen Tragfähigkeit der inneren und
äußeren Kugelreihen abgestuft sein muß.
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Abb. 6.
Bedeutend einfacher und billiger gestaltet sich die Auflagerung der beiden
Ringsysteme auf eine elastische Unterlage, und zwar soll sich nach Angaben von
Professor Goodman vor der Institution of Civil Engineers
eine Ausführung der Auto Machinery Company, Ltd., in
Coventry, England, gut bewährt haben, bei der als elastische Unterlage Linoleum
verwendet wird (Abb. 7). Bei verschiedener Belastung
der beiden Kugelreihen wird das Linoleum mehr oder weniger zusammengedrückt, so daß
sämtliche Kugeln gleichmäßig zum Tragen kommen.
Dipl.-Ing. W. Speiser.
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Kalt-Kreissägemaschinen mit hoher Arbeitsleistung. Die
Anregungen, welche durch die Erfindung des Schnellstahles dem Werkzeugmaschinenbau
gegeben Wurden, sind auch an dem Gebiet der Kaltsägemaschinen nicht spurlos
vorübergegangen. Sie haben zu einer fräserartigen Konstruktion des Sägeblattes
geführt, bei der die aus Schnellstahl gefertigten Zähne in das eigentliche Blatt
eingesetzt werden. Es wird dadurch leichte Auswechselbarkeit schadhaft gewordener
Zähne erreicht, und die Schwierigkeit in der Fabrikation vermieden, die das
Auftreten von Spannungen bei der Herstellung des Blattes aus einem Stück hervorrufen
würde. Das Anschleifen erfolgt am Rücken, und die Ausnutzung des Schnellstahles kann
noch stattfinden, wenn bereits der größere Teil des Zahnes abgeschliffen ist, so daß
eine lange Lebensdauer angenommen werden kann. Die Maschine selbst hat eine
stabilere Bauart erhalten, da größere Kräfte zu übertragen sind. Als Beispiel diene
eine Ausführung der Maschinenfabrik G. Wagner,
Reutlingen. Bei leichten Schnitten genügt zwar der Antrieb durch eine Schnecke auf
ein Schneckenrad, das auf derselben Welle wie das Sägeblatt sitzt. Ist indessen der
Schnittwiderstand zu groß, so verwendet man eine Doppelschnecke mit
Stirnräderübersetzung, durch welche die durch die einzelne Schnecke zu übertragende
Kraft auf die Hälfte reduziert wird. Die Abbildung zeigt die Anordnung des
Getriebes. Die Einleitung der Kraft erfolgt durch die Doppelschnecke a und c. Das mit c kämmende Rad d sitzt auf
der Sägeblattachse, das von a bewegte Rad b indessen sitzt auf derselben Welle wie das Stirnrad
f.
Textabbildung Bd. 328, S. 477
Letzteres arbeitet durch die Uebersetzungsräder g und h gleichfalls auf
die Achse des Werkzeuges. Eine noch kräftigere Bauart wird durch die Anordnung von
Stirnrädern zu beiden Seiten der Schneckenräder erreicht. In allen drei Fällen wird
die Stärke m des zu schneidenden Gegenstandes ziemlich
bedeutend werden können, da das Getriebe sich gedrängt um die Achse gruppiert
(vergl. Abb.). Der Werkzeugschlitten ist als Vierkant ausgebildet, wodurch eine
sichere Führung gewährleistet wird. Auch ist eine Unterstützung des Kopfes bei
ausgezogenem Schlitten vorgesehen. Für den Vorschub wird eine nachgiebige Mutter
verwendet, die beim Auftreten eines plötzlichen Widerstandes ein selbsttätiges
Ausrücken bewirkt und dadurch ein Schadhaftwerden der Werkzeuge verhindert. Der
Schaltdruck wird durch ein einstellbares Gewicht reguliert. Da auch das Ausrücken
nach Vollendung des Schnittes selbsttätig erfolgt, kann ein Arbeiter mehrere
Maschinen zu gleicher Zeit bedienen. Kräftige, den verschiedenen Größen des
Arbeitsstückes leicht anzupassende Aufspannvorrichtungen sind naturgemäß gleichfalls
erforderlich. Bei Verwendung der von der obengenannten Firma hergestellten Maschinen
sind im Dauerbetriebe bemerkenswerte Durchschnitts- und Höchstleistungen erzielt
worden. Es war z.B. möglich, einen Querschnitt von 300 qcm in weniger als vier
Minuten zu durchschneiden. Die angestellten Versuche haben ferner ergeben, daß
größere Maschinen auch beim Zerteilen kleinerer Querschnitte wirtschaftlich
arbeiten. Bei Stangenmaterial ist bündelweises Zusammenspannen desselben beim
Schneiden von Vorteil. Die Schnittgeschwindigkeiten schwanken zwischen 10 und 100
m/Min. Die kräftige Bauart der Maschine erfordert auch einen leistungsfähigen
Antrieb. Dieser kann durch Riemenscheiben oder Einzelmotor erfolgen. Im letzteren
Fall kann das Stufenrädervorgelege „Ideal“ zur Verwendung gelangen. Die
Mannigfaltigkeit der Arbeit wird durch Spezialausführungen für bestimmte Zwecke
erhöht. So liefert die Firma Maschinen, die ein gleichzeitiges Abschneiden von
sieben Stücken gestatten. Auch Sondertypen zum Abschneiden von Gußtrichtern
unmittelbar an der Grundfläche, zur Zerteilung von Blechen und zur Arbeit an großen
Schmiedestücken, z.B. Kurbelwellen, sind im Gebrauch. Die notwendig werdende Antriebsleistung
ist dabei bereits auf 35 PS gestiegen. Eine drehbare Anordnung des Schlittenkopfs
mit dem Sägeblatt ermöglicht die Ausführung von Gehrungsschnitten. [Zeitschrift des
Vereines deutscher Ingenieure Nr. 15, 1913.]
Schmolke.
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Diesel-Maschinen System Junkers. Seit dem Jahre 1911 baut
die Aktiengesellschaft Weser in Bremen Diesel-Maschinen nach Junkers.
Solche Anlagen werden in einfacher oder Tandemordnung ausgeführt, mit je zwei
einfachwirkenden gegenläufigen Kolben in jedem Arbeitszylinder. Der eine Kolben
steuert die Spülluftzuführung, der andere den Auspuff. Einlaß-, Spül- und
Auspuffventile, sowie Zylinderstopfbüchsen sind nicht vorhanden. Durch Anordnung der
Gegenkolben wird das Triebwerk allein, nicht aber das Maschinengestell, durch die
Kolben- und Massenkräfte beansprucht.
Die folgende Tabelle gibt einen Vergleich zwischen einer Diesel- und einer gleichstarken Dampfmaschinenanlage von 250 PS. Die
Betriebskosten bei der Dampfmaschine sind hier etwa 35 v. H. höher als bei der Diesel-Maschine.
I. Herstellungskosten der Anlage.
Textabbildung Bd. 328, S. 478
Dieselmaschinenanlage
Dampfmaschinenanlage; Preis der vollständigen Maschinenanlage; Fundamente und
Montage; Dampfkesselanlage, Pumpen; Ankers Maschine; Kondensation; Schornstein
und Kesselfundamente; Grundfläche; Maschinen- und Kesselhaus; Gesamtsumme;
Herstellungskosten für PSe; Betriebskosten für ein Jahr; Verzinsung des gesamten
Anlagekapitals; Abschreibungen 7 v. H. Maschine, 5 v. H. Gebäude; Reparaturen
zusammen 1 v. H.; Bedienung, Schmierung, Putzmaterial; Allgemeine Jahreskosten;
Brennstoffverbrauch für die PSe inkl. Abbrand.; Jährlicher Brennstoffverbrauch
300 Tage zu 10 Std.; Jährliche Brennstoffkosten bei einem Brennstoffpreis;
Gesamtkosten; Kosten der effektiven Pferdekraft und Stunde
Rentabilitätsberechnung für eine Diesel-Maschine von 250
PSe und eine Dampfmaschine von 250 PSe. [Nach Bericht der Aktiengesellschaft Weser.]
W.
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Prometheus-Hohlrost mit Wasserkühlung. In Heft 19 d. J.
hatten wir den von der Firma Deutsche
Prometheus-Hohlrost-Werke G. m. b. H. in Hannover hergestellten Hohlrost
besprochen. Da sich der Rost bewährt hat, so machen wir nach einer Druckschrift der
erzeugenden Firma einige ergänzende Angaben.
Zur Veranschaulichung eines vollständigen Rostes diene die Abbildung, die den
Rost für einen Flammofen zum Einbau fertig mit den Rohranschlüssen darstellt. Die
Druckschrift enthält noch in ähnlicher Ansicht zusammengebaute Elemente für
Schiffskessel mit 10 qm Rostfläche, eine Anzahl Schnitte durch Einzelheiten,
Ansichten und Skizzen geöffneter Teile und vollständiger Feuerungsanlagen mit dem
Hohlrost.
Textabbildung Bd. 328, S. 478
Besonderes Interesse beanspruchen die in der Druckschrift mitgeteilten Gutachten und
Versuchsergebnisse. Nach einem Bericht des Dampfkessel-Ueberwachungsvereines
Hannover ergab ein Vergleichheizen mit gewöhnlichem Roste und Hohlrost im letzteren
Fall eine Steigerung der Dampferzeugung um 33,5 v. H. bei einer Ersparnis an Kohlen
von mehr als 6 v. H. Ein längerer Bericht des Vereins für Feuerungsbetrieb und
Rauchbekämpfung in Hamburg verbreitet sich über alle wichtigen Betriebsverhältnisse,
die hinsichtlich Verbrennung auf dem Roste (u.a. 121 kg/qm westfälische Fettkohle,
132 kg/qm Koks), Verdampfung, Wärmeausnutzung (fast 80 v. H.), Schlackenbildung,
Bedienung des Rostes usw. als recht günstig für den Hohlrost anzusehen sind. Die
Einzelheiten der Versuchsergebnisse sind in ausführlichen Tabellen mitgeteilt.
R.