Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 330, Jahrgang 1915, S. 310 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Neuerungen auf dem Gebiete stromsparender elektrischer
Glühlampen. Eine bedeutende Verbesserung auf dem Gebiete der elektrischen
Glühlichtbeleuchtung wurde hervorgerufen, als man bei großen Lampentypen von etwa
600 bis 3000 Kerzen dazu überging, den Glühkörper anstatt im luftleeren Raum in
einer mit reinem Stickstoff gefüllten Glasglocke zum Leuchten zu bringen. Der
Verbrauch an elektrischer Energie für eine bestimmte Lichteinheit konnte hierdurch
gegenüber den bis dahin gebräuchlichen hochkerzigen Glühlampen um etwa die Hälfte
herabgesetzt werden. Damit war ein ganz neuer Weg beschritten. Die mit
Stickstoffüllung erzielten Resultate legten den Glühlampenwerken nahe, auch mit
Edelgasen Versuche zu machen. Bei der kürzlich von den Siemens-Schuckertwerken auf den Markt gebrachten neuen Wotan-Lampe Type
„G“ kommt ein nach besonderem Verfahren gereinigtes Edelgas zur
Anwendung, das gegenüber Stickstoff weitere Vorteile bietet. Nur mit Hilfe dieses
Gases war es möglich, die neue Wotan-Lampe in den für jede Art von Innenbeleuchtung
geeigneten Größen bis zu 40 Watt herab herzustellen.Bei gleicher räumlicher
Lichtmessung ergeben diese Lampen gegenüber den gewöhnlichen Metalldrahtlampen mit
gleichem Verbrauch etwa 40 v. H. mehr Licht.
Diese Lampen, die in dem Glühlampenwerk der Siemens &
Halske A.-G. hergestellt werden, unterscheiden sich von den allgemein
bekannten Wolfram-Drahtlampen, bei denen das Leuchtsystem aus einem geradlinig über
eine Anzahl von Haken hin- und hergespannten Wolframdraht besteht, der in einer
luftleer gepumpten Glasglocke untergebracht ist, außer durch die Füllung mit Edelgas
auch dadurch, daß der Leuchtdraht in Form einer sehr eng gewickelten feinen Spirale
ausgebildet ist (s. Abb.).
Lampen der ersteren Art, die für große Lichteinheiten und zwar etwa von 600 Kerzen an
aufwärts gebaut waren, sind von den Siemens-Schuckertwerken schon vor Jahren unter dem Namen
„Wotan-Halbwattlampen“ auf den Markt gebracht worden. Der Name
„Halbwattlampe“ wurde für diese Lampen deshalb gewählt, weil sie nach Art
der Bogenlampen in betriebsmäßig ausgerüsteten Armaturen gemessen, tatsächlich in
der unteren
Hemisphäre nur noch einen mittleren Energieverbrauch von etwa ½ Watt für die
Hefnerkerze benötigen.
Später ist es dem Glühlampenwerk der Siemens & Halske
A.-G. gelungen, diese Lampen auch mit kleineren Lichtstärken von einigen 100 Kerzen
zu bauen. Aber erst durch die Wotan-Lampen Type „G“ (G = Gasfüllung) ist es
erreicht worden, dieser Lampengattung, die ursprünglich fast nur zur Beleuchtung im
Freien sowie in großen Räumen, wie Bahnhofshallen, Theatersälen usw. in Frage kam,
auch das Verwendungsgebiet in gewöhnlichen Hausanlagen zu erschließen.
Textabbildung Bd. 330, S. 311
Die Wotan-Lampen Type „G“ werden vorläufig für einen Gesamtenergieverbrauch
von 40, 60, 75 und 100 Watt bei 100 bis 130 Volt und für 75 und 100 Watt bei 200 bis
250 Volt gebaut. Sie zeichnen sich, wie erwähnt, gegenüber den gewöhnlichen
Vakuum-Wotan-Lampen mit Zickzackwicklung durch eine bedeutende Stromersparnis bzw.
durch eine erheblich größere Lichtabgabe bei gleichem Stromverbrauch aus, so daß ihr
Mehrpreis gegenüber den gewöhnlichen Wolfram-Drahtlampen unter Zugrundelegung einer
gleichen räumlichen Lichtabgabe schon nach kurzer Zeit durch die erzielte
Stromersparnis gedeckt wird.
Ein weiterer Vorteil der Wotan-Lampen Type „G“ liegt darin, daß die
verhältnismäßig kurzen, ringförmig angeordneten Leuchtdrahtspiralen die Verwendung
besonders kleiner Glasglocken gestatten, so daß diese Lampen ohne weiteres fast in
alle gebräuchlichen Armaturen für Innenbeleuchtung hineinpassen.
Außerdem zeichnet sich die Wotan-Lampe Type „G“ durch ein besonders glänzendes
weißes Licht aus. Es empfiehlt sich deshalb, diese Lampen in solchen Fällen mit
mattierter Kappe zu verwenden, wo sie derart angebracht sind, daß sie unbedeckt dem
Auge sichtbar sind. Die Wotan Lampen Type „G“ haben infolge der eigenartigen
Anordnung ihres Leuchtsystems eine andere räumliche Lichtverteilung als die
gewöhnlichen Wolfram-Drahtlampen (Wotan-Lampen). Während bei letzteren die größte
Lichtabgabe in wagerechter Richtung, d.h. senkrecht zur Lampenachse, stattfindet,
geben die Wotan-Lampen Type „G“ das meiste Licht in achsialer Richtung ab,
d.h. senkrecht nach unten. Man darf deshalb beim Vergleich der Lichtwirkung beider
Lampensorten nicht die bisher bei der Lichtbewertung gewöhnlicher Lampen übliche
mittlere wagerechte Lichtstärke zugrunde legen, vielmehr müssen die mittleren
räumlichen Lichtstärken, d.h. die Mittelwerte des gesamten nach allen Richtungen
ausgestrahlten Lichtes verglichen werden. Es ist dann dabei zu beachten, daß bei den
gewöhnlichen Wotan-Lampen mit Zickzackwicklung diese mittlere räumliche Lichtstärke
etwa 80 v. H. der mittleren wagerechten Lichtstärke beträgt.
Eine gewöhnliche, im Vakuum brennende Wolfram-Drahtlampe mit einem
Gesamtenergieverbrauch von 40 Watt hat also in wagerechter Richtung, d.h. senkrecht
zur Achse gemessen, im Mittel rund 40 NK, d.h. also etwa 1 Watt für die Kerze. Die
mittlere räumliche Lichtstärke einer solchen Lampe beträgt hingegen nur 80 v. H.
dieses Wertes, d.h. etwa 32 Kerzen, während die mittlere räumliche Lichtstärke einer
40-wattigen Wotan-Lampe Type „G“ 45 Kerzen, d.h. also rund 40 v. H. mehr
beträgt.
R.
Fracht- und Passagierdampfer mit indirektem
Turbinenantrieb. Die Verwendung von Turbinenanlagen mit Rädergetriebe im
Handelsschiffbau beschränkte sich bisher, abgesehen von zwei Frachtdampferanlagen,
die jedoch mehr oder weniger als Versuchsobjekte zu betrachten sind, auf
Kanaldampfer, schnelle Revierdampfer und ähnliche Schiffstypen. Im wesentlichen
handelt es sich dabei um Fahrzeuge, bei denen die Gefahr einer Betriebstörung der
Maschinenanlage durch die Kürze der durchfahrenen Strecke ziemlich bedeutungslos
gemacht wird. Die neuartigen Maschinenanlagen haben sich innerhalb dieses
Verwendungsbereichs sowohl nach der Seite der zu fordernden Betriebsicherheit wie
der zu erwartenden Wirtschaftlichkeit durchaus bewährt und so das in sie gesetzte
Vertrauen dauernd wachsen lassen. Diese Tatsache kommt nicht allein in der
Steigerung der mit indirekt wirkenden Turbinenanlagen mit Rädergetriebe
ausgerüsteten Zahl der Schiffe zum Ausdruck, sondern auch darin, daß neuerdings
mehrere größere Ozeandampfer mit solchen Anlagen in Bau gegeben wurden und teilweise
fertiggestellt sind. Die beiden größten sind die seit kurzer Zeit in Dienst
gestellten Fracht- und Passagierdampfer „Transsylvania“ und
„Tuscania“. Der erstere gehört der bekannten Cunard-Linie und ist von Scotts Shipbuilding Co., Greenock, gebaut, das zweite
Schiff wurde von der Anchor-Linie bei A. Stephen &
Sons in Linthouse in Bau gegeben. Beide sind als Schwesterschiffe gebaut
und haben, abgesehen von dem etwas abweichenden Tiefgange, mit einer Länge zwischen
den Perp. von 167,03 m, einer größten Breite von 20,19 m und 13,72 m Seitenhöhe die
gleichen Abmessungen. „Transsylvania“ hat einen mittleren Tiefgang von 8,38
m, „Tuscania“ einen solchen von 9,3 m. Die Wasserverdrängung beträgt
dementsprechend 19700 t beziehungsweise 22300 t. Beide Schiffe besitzen
Einrichtungen für die Unterbringung von etwa 2500 Fahrgästen.
Für den Dampfer „Transsylvania“ war ursprünglich der Einbau von zwei
Vierfachexpansionsmaschinen von je 9500 PSi
vorgesehen. Mit Rücksicht auf die bei Verwendung einer Turbinenanlage mit
Rädergetriebe gewährleistete höhere Dampfökonomie konnte unter Beibehaltung der
ursprünglich in Aussicht genommenen Kesselanlage, die aus sechs
Doppelender-Zylinderkesseln mit 73,6 m2 Rostfläche
und 2858 m2 Heizfläche besteht, die
Maschinenleistung auf 11000 PS gesteigert werden. Trotz Vergrößerung der
Maschinenleistung ermöglichte die neue Anlage gegenüber der erstgewählten Anordnung
eine
Verringerung der Maschinenraumlänge um 3,8 m oder mehr als 20 v. H. und eine
Raumersparnis von etwa 10 v. H. Die Ersparnis an Maschinengewicht berechnet sich
ohne Berücksichtigung der für die Kolbenmaschinenanlage veranschlagten Kesselanlage,
die für die Turbinenanlage ein wesentlich geringeres Gewicht und weniger Platz
gefordert hätte, zu annähernd 15 v. H. Diese Ersparnis kommt natürlich der Erhöhung
der Ladefähigkeit zugute.
Textabbildung Bd. 330, S. 312
Abb. 1. Rädergetriebe
Textabbildung Bd. 330, S. 312
Abb. 2. Längsschnitt durch Hochdruck- und Niederdruckturbine mit
Ritzelwelle
Die Maschinenanlagen der beiden Schiffe „Transsylvania“ und „Tuscania“
stimmen völlig überein. Sie setzen sich aus zwei symmetrisch angeordneten
Maschinensätzen zusammen, die an die beiden Propellerwellen eine Leistung von je
5500 WPS bei 120 Umdrehungen in der Minute abgeben. Jeder Satz besteht aus einer
Hochdruck- und einer Niederdruck-Vorwärtsturbine und einer in das Gehäuse der
letzteren eingebauten Rückwärtsturbine. Die beiden Vorwärtsturbinen sind reine
Reaktionsturbinen vom Parsons-Typ, während die Rückwärtsturbine miteinem der
Reaktionstrommel vorgeschalteten Aktionsrade die kombinierte Bauart zeigt. Die
Wellen der Turbinen sind durch eine elastische Kupplung mit den beiden Ritzelwellen
des Rädergetriebes verbunden. Das mit der normalen Pfeilradverzahnung versehene
Getriebe setzt die Drehzahl der Turbinen, die bei normaler Belastung mit ∾ 1500
Umdrehungen in der Minute laufen im Verhältnis von 12,5 : 1 herab. Seine Bauart
(Abb. 1) ist die für derartige
Handelsschiffsanlagen übliche. Das auf der Propellerwelle angeordnete Triebrad
besteht aus einem kräftigen gußeisernen Radkranz, der durch einen doppelseitig
ausgebildeten, mit ihm verschraubten Armstern mit der Welle verbunden ist. Auf den
Radkranz sind die beiden Ringe aus schmiedbarem Stahlguß, die die Verzahnung tragen,
aufgeschrumpft. Die Zähne der Ritzel sind aus dem vollen Material herausgeschnitten.
Ihre Wellen sind wie üblich dreifach gelagert, während das Rad nur zwei Außenlager
hat. Das Getriebe, das durch Düsen, die in geeigneten Abständen über die Zahnbreite
verteilt sind,
mit Preßöl geschmiert wird, ist von einem festen Gehäuse umschlossen. Aufbau und
Anordnung des ganzen Maschinensatzes zeigen die Abb.
2 und 3.
Textabbildung Bd. 330, S. 313
Abb. 3. Anordnung eines Maschinensatzes (oberer Gehäuseteil abgenommen)
Anschließend seien einige Meilenfahrtsergebnisse des Dampfers „Tuscania“ in
der nachstehenden Tabelle gegeben.
Umdrehungeni. d. Min.
Dampf-druck
Vakuum
Ge-schwin-digkeit
Sligv. H.
Eff.LeistungWPS
Spez.Dampf-verbr.kg/WPS-Std.
Tur-binen
Pro-peller
kg/cm2
mm QS
kn
1387
111
14,1
729
14,6
10,8
5780
–
1582
127
14,1
721
16,5
12,0
8720
–
1707
137
14,1
719
17,65
12,6
11050
5,03
Die Meilenfahrtergebnisse von „Transsylvania“ schließen sich den vorstehenden
Zahlen gut an. Der bei Vollast erzielte spezifische Dampfverbrauch betrug hier 5,13
kg/WPS-Std. Die Maschinenanlagen sollen unter allen Betriebsverhältnissen
zufriedenstellend gearbeitet und gute Manövrierfähigkeit und ruhigen Gang gezeigt
haben. (Engineering 12. Februar 1915.)
Kraft.
Koksofen-Wärmebilanz. Die Koksofentechnik verfolgte früher
als wichtigstes Ziel die Herstellung von Oefen, die möglichst viel und möglichst
guten Koks lieferten. Dazu kam neuerdings das Bestreben, die im Koksofengas
enthaltenen Nebenerzeugnisse möglichst quantitativ und auf einfachem und billigem
Wege zu gewinnen. Seit einigen Jahren hat nun eine neue Entwicklung eingesetzt, die
dadurch gekennzeichnet ist, daßder Koksofen auch Heizgaslieferer bzw.
Energielieferer für Hüttenwerke wird, daß er unter Wahrung seiner ursprünglichen
Bestimmung als Kokserzeuger gleichzeitig Gaserzeuger, sogar für die
Städtebeleuchtung werden will. Diese Entwicklung hat die beheizungstechnische Frage
des Koksofens wieder in den Vordergrund des Interesses gerückt, über die
wissenschaftliche Grundlagen bisher kaum vorhanden waren. Daher ist eine Arbeit von
C. Otto, über die in Stahl und Eisen 1912 S. 477
berichtet wird, von besonderem Interesse. Otto bestimmte
zunächst die für die eigentliche Verkokung theoretisch notwendige Gesamtenergie.
Diese wird benötigt
1. zur Erhitzung des Kokses auf die Endtemperatur,
2. für die eigentliche Destillation,
3. ist sie teilweise in der Wärme der abziehenden Gase und
Dämpfe enthalten.
Die mittlere spezifische Wärme des Kokses fand Otto
bei
750°
zu
0,377
„
840°
„
0,39
„
950°
„
0,394
„
1050°
„
0,4
Die bei den Versuchen verkokte Kohle mit 12 v. H. Wasser zeigte folgendes
Tiegelausbringen:
Koks
75,94
75,22
75,63
v. H.
Asche
7,18
6,26
5,28
„
Wasser
0,68
0,68
0,38
„
Der Verbrauch an Wärmeeinheiten für den Verkokungsvorgang ist bei nasser Kohle bei
Temperaturen zwischen 750° und 850° geringer als bei trockener Kohle. Auch ergab
sich, daß die zur Verkokung nötige Wärmemenge bei steigender Verkokungstemperatur stark anwächst,
teils infolge der höheren Erhitzung des Kokses, infolge des Anwachsens seiner
spezifischen Wärme mit zunehmender Temperatur und zum geringen Teil auch wegen der
stärkeren Erhitzung der Gase und Dämpfe.
Laboratoriumsversuche über die bei der Verkokung in Gasform übergeführte Wärmeenergie
lieferten folgende Zahlen:
Verkokungstemperatur
820
932
1020
Gasausbringen aus 1 kg trockner Kohle
m3
0,213
0,239
0,284
Oberer Heizwert des Gases
WE
5372
5200
4670
Gesamtenergie des Gases
WE
1145
1242
1322
Zur Verkokung gebraucht
WE
650
720
755
Als Ueberschuß-Gasenergie
WE
49,5
522
567
In v. H.
43,3
42,0
42,8
Unter Berücksichtigung der Zersetzung, welche die Destillationsgase im oberen Teil
der Verkokungskammer erleiden (Umwandlung von Teerenergie in Gasenergie) ergab sich
bei 870° eine theoretische Gasüberschußenergie von 60,4 v. H. bei trockener Kohle
und von 55 v. H. bei Kohle mit 12 v. H. Wasser. Ferner zeigte sich, daß der
prozentuale Gasüberschuß von der Verkokungstemperatur unabhängig ist, während die im
Ueberschußgas enthaltene Gesamtenergie mit ihr wächst.
Aus den Gasmengenmessungen ergab sich folgender Wärmeaufwand zur Verkokung:
In der Stunde zugeführte Gas- menge
cbm
76
80,6
85,4
87,4
Von 1 cbm Gas zur Verkokung aufgewendet
WE
2499
2557
2577
2513
In der Stunde zugeführte Wärmeenergie
WE
190000
206100
220000
220200
In d. Stunde verkokte Kohle
kg
275
275
275
275
Für 1 kg nasser Kohle zur Verkokung verbraucht
WE
690
749
800
800
Für die Verkokung von 1 kg nasser Kohle fand Otto unter
Berücksichtigung der Verluste im Abhitzekanal einen mittleren Wert von 750 WE und
nach Abzug der Strahlungsverluste 750 WE. Hiervon sind bei 950° Endtemperatur 300 WE
im Koks enthalten, ein weiterer Teil in den abziehenden Gasen und Dämpfen. Nach Ottos Ermittlungen gingen pro kg nasser Kohle 146 WE
durch das Steigrohr verloren, entsprechend 57 WE bei trockener Kohle, während 70 WE
pro kg nasser Kohle notwendig ist, um das Gas (0,3 m3) aus 1 kg Kohle auszutreiben und die dabei erforderliche äußere Arbeit
zu leisten.
Die Wärmeverteilung für die Abhitzebatterie ergibt sich nach den Ottoschen Untersuchungen wie folgt:
Gesamtwärmeverbrauch für 1 kg nasse Kohle
710 WE
Zur Erhitzung des Kokses
300 WE
In den Destillationsgasen
146 „
Zur Ueberwindung äußerer Arbeit
70 „
––––––––––––
zusammen
516 WE =
516 WE
––––––––––
Verbleibt Rest für die trockene Destillation
194 WE
Die Versuche wurden an zwei Regenerativbatterien wiederholt. Wegen Näherem
hierüber sei auf das Original verwiesen.
Loebe.
Ueber den Einfluß des Blockgewichtes und der
Walzgeschwindigkeit auf den Leistungsbedarf beim Walzen. Durch den
Leistungsbedarf beim Walzen wird die Größe der Antriebsmaschine und der Kesselanlage
bzw. der elektrischen Zentrale bestimmt. Es ist daher von größter Wichtigkeit,
sämtliche Faktoren zu erkennen, die den Leistungsbedarf beeinflussen. Ein bisher
kaum berücksichtigter Faktor, dessen Bedeutung nicht unterschätzt werden darf, ist
das Blockgewicht. Teilt man den ganzen Leistungsbedarf einer Walzenstraße ein in den
Bedarf für Leerlauf, Beschleunigung (bei Umkehrwalzwerken) und reines Walzen, so
läßt sich über den Einfluß des Blockgewichts auf die einzelnen Teile das Folgende
sagen: Bei durchlaufenden Walzenstraßen wird bei zunehmendem Blockgewicht die
Leerlaufarbeit für die Tonne Walzgut geringer, da die Walzpausen zwischen zwei
Stichen unabhängig von der Stablänge gleich bleiben, und somit das Verhältnis der
nutzbringenden zur verlorenen Arbeitzeit mit wachsender Blocklänge günstiger
wird.
Textabbildung Bd. 330, S. 314
Abb. 1.
Bei Umkehrstraßen steht die Strecke während der Pausen still.
Die Leerlaufarbeit wächst demnach proportional den Stichzeiten und ist auf eine
Tonne Walzgut umgerechnet nahezu konstant. Bei der Bestimmung der
Beschleunigungsarbeit der Umkehrstraßen ist zu beachten, daß die höchste Drehzahl
der Antriebsmaschine unabhängig von der Belastung in der gleichen Zeit erreicht
wird. Bis zu einer bestimmten Walzlänge wächst somit die auf den Stich entfallende
Beschleunigungsarbeit mit jedem folgenden Stiche, während sie bei langen Stichen
gleich bleibt. Bei gleichem Anfangsquerschnitt, aber schwererem Block wird, die für
den letztgenannten Zustand erforderliche Walzlänge eher erreicht. Es nimmt demnach
die auf die Tonne Walzgut entfallende Beschleunigungsarbeit mit wachsendem
Blockgewicht ab. Das durch 1 mkg reine Walzarbeit zu verdrängende Volumen wächst mit
der Walztemperatur. Diese ist bei größeren Blöcken infolge der längeren Dauer des
Walzprozesses geringer als bei leichteren. Die auf eine Tonne Walzgut entfallende reine
Walzarbeit steigt somit bei wachsendem Blockgewicht. In Abb. 1 sind die Leerlaufarbeit, die reine Walzarbeit und die gesamte
Walzarbeit in KWst/t bei durchlaufenden Straßen als Ordinaten über dem Blockgewicht
als Abszisse eingetragen. Die Gesamtarbeit ergab sich durch Addition der ersten
beiden Faktoren. Durch Hinzufügen der Beschleunigungsarbeit lassen sich in ähnlicher
Weise die Verhältnisse bei Umkehrstraßen darstellen. Erfolgt die Durchrechnung von
Beispielen unter Zugrundelegung der Broschüre „Versuche zur Ermittlung des
Kraftbedarfs an Walzwerken“, die 1909 im Verlag Stahleisen erschien, so
ergibt sich für die Abhängigkeit des Arbeitbedarfs vom Blockgewicht beim Auswalzen
von Flacheisen 38 × 7 auf einer Doppelduostraße bei dem Anfangsquerschnitt 125 cm2 und einer Anfangstemperatur von 1340° das in
Abb. 2 wiedergegebene Diagramm, in dem noch die
Walzarbeiten für 16-, 42- und 55-fache Verlängerung unterschieden sind. Die Kurven
für die gesamte Walzarbeit zeigen einen Mindestwert, aus dessen Lage gefolgert
werden kann, daß das günstigste Blockgewicht um so niedriger ist, je größer die
Verlängerung beim Auswalzen wird.
Textabbildung Bd. 330, S. 315
Abb. 2.
Es wurde beim Entwurf des Schaubildes die Annahme gemacht, daß
sich zu derselben Zeit immer nur ein Block im Walzenstrange befindet. Beim
gleichzeitigen Walzen mehrerer Blöcke sinkt die Leerlaufarbeit für eine Tonne auf
die Hälfte. Ihre Verminderung stellt einen bedeutenden Gewinn dar. Der Einfluß des
Blockgewichts auf die Gesamtarbeit für die Tonne ist indessen bei flotterem Betriebe
geringer. Für Umkehrstraßen verändern sich die Verhältnisse wesentlich, da die
Leerlaufarbeit in denStichpausen fortfällt, und da man die Walzgeschwindigkeit
in gewissen Grenzen dem Blockgewicht anpassen kann, wodurch eine Verminderung der
Abkühlung erzielt wird. Abb. 3 veranschaulicht die
Rechnungsergebnisse. Bei mittlerer Walzgeschwindigkeit ist das Anwachsen des
Arbeitbedarfs bei steigendem Blockgewicht sehr bemerkbar. Wählt man für größere
Blöcke eine vermehrte Walzgeschwindigkeit, so liegen die Verhältnisse günstiger.
Keinesfalls darf der Einfluß des Gewichts der zum Auswalzen gelangenden Blöcke auf
die Wirtschaftlichkeit einer Anlage unterschätzt werden.
Textabbildung Bd. 330, S. 315
Abb. 3.
Ein zweiter bisher wenig beachteter Faktor, der den Leistungsbedarf beeinflußt, ist
die Drehzahl. Wächst diese, so ergibt sich infolge der verkürzten Arbeitzeit eine
Verringerung der reinen Walzarbeit, indessen eine Steigerung der Leerlaufarbeit. Es
läßt sich ein Anwachsen der Gesamtarbeit mit Erhöhung der Walzgeschwindigkeit
feststellen. Dieses ist indessen bei schweren Blöcken ziemlich bedeutungslos. Durch
Verkürzung der Stichpausen wird weiterhin eine Verminderung der reinen Walzarbeit
erzielt, während die Leerlaufarbeit sich häufig durch Verbesserung der Lagerung,
geringes Lösen der seitlichen Anstellschrauben usw. verringern läßt. (J. Puppe und H. Monden in Stahl
und Eisen Nr. 19 und 20.)
Schmolke.
Tragfedern für Eisenbahnfahrzeuge. Die Tragfähigkeit und
die Beanspruchung solcher Tragfedern nach Abb. 1 ist
hauptsächlich von dem genauen Festsitzen der einzelnen Blattfedern in dem sie
umgebenden Federbund abhängig. Bei ihrer Berechnung wird vorausgesetzt, daß die
Feder an dem einen Ende fest eingespannt und am anderen Ende von der Kraft P beansprucht wird, Lockern sich die einzelnen
Blattfedern im Tragfederbund, so wird die Beanspruchung der einzelnen Federlagen
eine größere werden. Um die seitliche Verschiebung der einzelnen Federlagen zu verhindern,
sind entsprechend Rippen und Vertiefungen in den einzelnen Blättern eingewalzt. Um
auch eine Längsverschiebung zu verhindern, sind bereits viele Konstruktionen
versucht worden.
Der Federbund wird bis jetzt aus Schweißeisen hergestellt und in hellrotwarmem
Zustande auf die Blattfedern aufgebracht. Diese Ausführungsart ist teuer. Der roh
geschmiedete Federbund muß innen sorgfältig bearbeitet werden, so daß er nach dem
Erkalten die Federlagen genau umschließt und zusammenpreßt. Durch das Aufziehen des
glühenden Federbundes wird aber die Härtung der oberen und unteren Federlage
ungünstig beeinflußt. Bricht dabei eine Federlage, so muß der Federbund stark
erwärmt und heruntergeschlagen werden. Dadurch leidet die Härtung sämtlicher
Blattfedern. Es müssen dann meist alle Lagen neu gehärtet, und der Federbund
erneuert werden. Zweiteilige Federbunde haben sich nicht gut bewährt. Die dazu
notwendige Verschraubung ist nicht betriebssicher und lockert sich durch die
fortwährenden Erschütterungen.
Textabbildung Bd. 330, S. 316
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 330, S. 316
Abb. 2.
Textabbildung Bd. 330, S. 316
Abb. 3.
Es werden deshalb in neuerer Zeit Tragfedern ausgeführt, deren Federlagen durch einen
Flachkeil nebst Beilage in dem aus Stahlguß hergestellten Federbund festgehalten
werden. Eine solche Ausführung ist in Abb. 2 und 3 dargestellt. Dabei erhält jede Federlage in ihrer
Mitte mittels eines Gesenkes im rotwarmen Zustande eine Warze und Vertiefung
angeschmiedet. Dadurch wird ein Verschieben in der Längsrichtung verhindert. Um eine
Verschiebung der gesamten Federlage in der Längsrichtung zu verhindern, wird die
Sicherungsschraube a angebracht. Die Warze der unteren
Blattfeder greift in die Vertiefung der Keilbeilage b.
Die notwendige Vorspannung wird durch das Eintreiben des Flachkeiles k in den Federbund erzeugt. Die Auswechselung einer
gebrochenen Blattfeder kann hier durch Herausschlagen des Keiles schnell
geschehen.
Die Beanspruchung der einzelnen Blattfedern ist keine gleichmäßige. Die größte
Beanspruchung erleidendie beiden obersten Federlagen, die gleich lang
ausgeführt werden. Die ungünstigste Beanspruchung tritt dann auf, wenn die volle
Belastung P nur an den Enden der einzelnen Federlagen
wirkt. Bei Abb. 1 ist außerdem noch der Teil der
Belastung vernachlässigt, der durch die Tragkraft der darüber liegenden Federlage
aufgenommen wird. Die obersten Federlagen sind am stärksten beansprucht und brechen
erfahrungsgemäß am häufigsten. Eine Tragfeder mit gleichmäßiger Beanspruchung der
einzelnen Federlagen würde man dann erhalten, wenn die Höhe des Querschnittes der
einzelnen Federlage entsprechend ihrer Belastungslänge gewählt würde. Der zur
Herstellung der Blattfedern verwendete Federstahl ist meist zu 90 × 13 festgesetzt
worden. Für die hochbelasteten Blattfedern dürfte sich ein Querschnitt von 90 × 16
empfehlen. Um die Wirkung dieser Verstärkung auf die Tragfähigkeit und Durchbiegung
der Blattfedern feststellen zu können, sind in der Kgl. Eisenbahn-Hauptwerkstatt zu
Leinhausen mit solchen Tragfedern Versuche ausgeführt worden mit folgendem
Ergebnis:
1. Tragfeder von 1200 mm Länge, zehn Lagen 90 × 13 mm, die zwei obersten Lagen 90 ×
19 mm, ganze Höhe der Federblätter 168 mm.
Belastung in kg
Durchbiegung in mm
5000
43
6000
53
7000
63
8000
73
9000
83
10000
92
10500
96
11000
100
Bei der Belastung von 11000 kg war die Feder gestreckt.
2. Tragfeder von 1200 mm Länge, dreizehn Lagen von 90 × 13 mm, ganze Höhe der
Federblätter 169 mm.
Belastung in kg
Durchbiegung in mm
5000
56
6000
68
7000
78
8000
90
9000
100
Bei der Belastung von 9000 kg war die Feder gestreckt.
Die beiden Versuche lassen erkennen, daß bei gleicher Gesamthöhe der Federlagen, also
bei nahezu gleichem Aufwand an Federstahl, die Tragfähigkeit der Blattfeder mit den
zwei auf 19 mm verstärkten obersten Federlagen nach Versuch Nr. 1 um 2000 kg größer
ist als bei der Tragfeder mit gleichen Blattfedern nach Versuch Nr. 2. (Glasers
Annalen für Gewerbe und Bauwesen 1915 S. 97 bis 98.)
W.
Temperaturmessungen im Dieselmotor. Mittels Thermoelemente
hat Dr. E. Wolff, Amsterdam, eingehende Versuche
angestellt, um den Temperaturverlauf während des Arbeitsvorganges in einer solchen
Maschine bestimmen zu können. Die hier abgebildeten Diagramme sind
Temperatur-Zeitdiagramme, auf denen die Zeit in 1/50 Sekunden
aufgetragen ist. Die Ordinaten zeigen die Ausschläge des Galvanometers in Millimeter
an. Die wagerechte Linie über dem Diagramm wurde von dem elektrischen Unterbrecher
aufgezeichnet. Die Punkte auf dieser Linie geben den Augenblick an, wo der
Arbeitskolben seine untere Totlage erreicht, alle andern Zwischenstellungen des
Kolbens können damit leicht gefunden werden.
Textabbildung Bd. 330, S. 317
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 330, S. 317
Abb. 2.
Das Anlassen der Dieselmaschine erfolgte mittels Druckluft mit 40 v. H. Füllung. Die
Druckluft dehnt sich dann bis zum Ende des Kolbenhubes aus, in welcher Stellung sich
das Auspuffventil öffnet. Beim Rückwärtsgange des Kolbens wird die Anlaßluft aus dem
Zylinder geschoben. Beim nächsten Hub wird frische Luft angesaugt, die beim
folgenden Rückwärtsgange des Kolbens verdichtet wird. Dann tritt wieder Druckluft in
den Zylinder ein. Aus dem Diagramm (Abb. 1) ist zu
ersehen, daß die Temperatur vom Punkte A bis B infolge der Verdichtung der Luft ansteigt. Tritt dann
bis C Anlaßluft in den Zylinder ein, so sinkt die
Temperatur wiederum. Von C bis D erfolgt die Ausdehnung der Anlaßluft, dabei sinkt die Temperatur bald
unter 0° C. Beim Oeffnen des Auspuffventils im Punkte D
sinkt die Temperatur weiterhin bis zum Punkte E. Beim
Aufwärtsgange des Kolbens geben die Zylinderwände Wärme an die kalte Luft ab, deren
Temperatur dann allmählich bis G ansteigt. Im Punkte
G hat der Kolben den oberen Totpunkt erreicht. Der
Kolben saugt nun beim Abwärtsgange frische Luft an, und die Temperatur im Zylinder
wird gleich der der Außenluft. Vom Punkte F an
wiederholt sich das Spiel.
In Abb. 2 ist bei L
das Anlaßventil abgestellt, so daß bei M keine
Anlaßluft mehr einströmen kann. Es findet aber noch keine Verbrennung statt. Die
verdichtete Luft dehnt sich aus und entweicht bei O mit
geringer Spannung. Bei der ersten Verbrennung steigt die Temperaturkurve plötzlich
bis T an und sinkt darauf während der Ausdehnung bis
zum Punkte U. Durch das Oeffnen des Auspuffventils
dehnen sich die Gase plötzlich aus, die Temperatur sinkt bis zum Punkte V. Durch das Ansaugen von Außenluft sinkt die
Temperatur noch bis zum Punkte W. Nach der zweiten
Verbrennung öffnet sich das Auspuffventil bei Z.
Beachtenswert ist die Tatsache, daß beim Anlassen der Maschine nach dem Ausströmen
der entspannten Anlaßluft im Zylinder Temperaturen auftreten, die unter dem
Gefrierpunkt liegen. Es wurden so Temperaturen von – 25, – 30, – 35, – 55 und – 60°
C festgestellt. Abb. 3 zeigt den Temperaturverlauf
bei vollbelasteter Maschine. Die Höchsttemperatur ist dabei auf 1320° C gestiegen.
Die Auspufftemperatur beträgt 1040, die niedrigste Temperatur 370°. Die mittlere
Verdichtungstemperatur bei Vollast liegt in der Nähe von 570°. Die Höchsttemperatur
tritt erst nach der oberen Totpunktlage des Kolbens ein, obwohl sich das
Brennstoffventil schon vor der Totpunktlage öffnet. Es vergeht aber einige Zeit, ehe
der Brennstoff durch den Zerstäuber in den Verbrennungsraum gelangt, um dort zu
verbrennen. Die Indikatordiagramme zeigen, daß beim Anlassen die Verdichtung
unmittelbar vor der ersten Zündung nur 27 at ist. Beim warmen Motor ist sie 34 at.
Der Verbrennungsdruck steigt bei der ersten Zündung auf 50 bis 57 at. Der Auspuff
findet bei solcher Zündung zu einer Zeit statt, wo die Gase noch einen Druck von 3,5
bis 4 at besitzen. Die normale Drehzahl der Maschine betrug 200 Umdrehungen in der
Minute.
Textabbildung Bd. 330, S. 317
Abb. 3.
Die Versuche haben weiterhin die bekannte Tatsache bestätigt, daß die Temperatur in
der Maschine in einem bestimmten Augenblick an verschiedenen Stellen verschieden
groß ist. Diese Verhältnisse sind bei der Dieselmaschine ungünstiger als bei den
Explosionsmotoren. Die Temperatur des ungekühlten Kolbenbodens wurde im höchsten
Falle zu 600° C festgestellt. Die Höchsttemperaturen, die in einer Dieselmaschine
auftreten, liegen wahrscheinlich über 2000° C in der heißesten Zone. Die hier
erwähnten Temperaturmessungen wurden in der Nähe der Zylinderwandungen ausgeführt.
Die Auspufftemperatur kurz nach dem Oeffnen des Auspuffventils liegt bei 1000° C.
Die Temperaturen in der Auspuffleitung selbst sind bedeutend niedriger und wurden
hier auf gewöhnliche Weise mit einem Thermometer zu etwa 400° C bestimmt. (Der
Oelmotor 1915 S. 9 u. f.)
W.
Quadranten-Härtemesser. Einen auf einer neuen Methode
beruhenden Härtemesser, der als Quadranten-Härtemesser bezeichnet ist, beschreibt
Heathcote in Heft 10 der „Werkzeugmaschine“.
Der Apparat dient zur Bestimmung der Härte runder Körper. Der zu untersuchende
Gegenstand wird auf die obere Seite einer Feile gelegt und eine zu dieser in einem
Scharnier bewegliche zweite Feile mit ihm ebenfalls in Berührung gebracht.
Je härter der Gegenstand ist, um so kleiner wird der Winkel, den die beiden Feilen
miteinander einschließen, bis sie den Körper durch ihre Zähne festhalten. Dieser an
einem Quadranten abzulesende Winkel kann als Maß für die Härte des untersuchten
Körpers genommen werden. In gewissem Maße ist allerdings der Winkel
vomDurchmesser des Prüfkörpers abhängig, und zwar ist er bei gleicher Härte und
kleinerem Durchmesser geringer, bei größerem Durchmesser größer. Dieser Fehler soll
jedoch beim handelsmäßigen Prüfen selbst für Durchmesserabweichungen in weiten
Grenzen zu vernachlässigen sein. Sogar geringe Unterschiede beim Tempern hat der
Apparat angezeigt.
Zur Prüfung längerer Stücke werden anstatt einer Auflagerfeile zwei solche benutzt,
die nach Bedarf in verschieden weitem Abstande zueinander eingestellt werden können.
Auch für die Untersuchung der Innenfläche hohler Körper, z.B. der Außenringe von
Kugellagern, ist dasselbe Prinzip mit abgeänderter Anordnung anwendbar.
Ritter.