Titel: | Die Stellung und die Aussichten der Elektricität in ihrer Anwendung auf das Ingenieurwesen. |
Fundstelle: | Band 268, Jahrgang 1888, S. 313 |
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Die Stellung und die Aussichten der Elektricität
in ihrer Anwendung auf das Ingenieurwesen.
Die Elektricität in ihrer Anwendung auf das
Ingenieurwesen.
Am 2. Februar d.J. hat William Geipel aus Edinburg in
der Institution of Mechanical Engineers in London einen
sehr eingehenden Vortrag über die Stellung und die Aussichten der Elektricität in
ihrer Anwendung auf das Ingenieurwesen gehalten, dem die nachfolgenden Einzelheiten
(nach Iron vom 10. Februar 1888 S. 115) entnommen sind,
im Anschluſs an die vom Vortragenden gewählte Eintheilung in vier Abschnitte.
1) Elektrische Kraftübertragung und
Kraftvertheilung,
In Amerika wird die Anwendung der Elektricität zur Kraftvertheilung bald die zur
Beleuchtung überwiegen. In New York werden eine groſse Anzahl elektrischer Motoren
von den Lichtleitungen gespeist, und es sind im Durchschnitt weniger als ⅓ derselben
gleichzeitig im Gebrauch. In dem Wegfall der Triebwellen und der Oelung derselben,
in der Raumersparniſs und dem Gewinn an Licht durch den Wegfall der Riemen u. dgl.,
in der Bequemlichkeit der ersten Aufstellung und der Leichtigkeit einer späteren
Aenderung derselben, in dem leichten Ingangsetzen und Anhalten liegen werthvolle
Vorzüge der Anwendung elektrischer Motoren. Daſs ein gewöhnlicher Motor mit
Nebenschluſs-Wickelung nahezu mit unveränderlicher Geschwindigkeit läuft und
höchstens einen Wechsel von 5 Proc. beim Uebergang von leichter zu voller
Inanspruchnahme zeigt, hat Mordey im Januar 1886 im Philosophical Magazine dargethan. Solche
Nebenschluſs-Motoren erzeugen ferner, wenn sie z.B. durch niedergehende Lasten
selbst in Bewegung gesetzt werden, elektrischen Strom und können durch diesen andere
Motoren treiben, worauf William Siemens schon im Jannar
1880 in der Society of Telegraph Engineers hingewiesen
hat. Ein Motor von 1 kostet nur 400 Mk., eine Gaskraftmaschine dagegen 2000
Mk.; die Betriebskosten betragen bei letzterer 8,5 Pf. für das Gas allein, bei einer
durch Dampf getriebenen Dynamo etwa 2 Pf., bei Entnahme der Elektricität von einer
Straſsenleitung etwa so viel wie beim Gas.
In Boston in den Vereinigten Staaten werden einige Hunderte von Motoren von
Centralstationen aus mit Elektricität gespeist; sie haben 0,5 bis 15 und
treiben Aufzüge, Druckereien, kleine Maschinenwerkstätten, Uhrmachereien,
Schneidereien, Schuhmachereien u. dgl. In Genf sind etwa in einem Umkreise von 2km nicht weniger als 175 Motoren von 0,5 bis 70 im
Betrieb und empfangen die Elektricität durch Dynamomaschinen und Turbinen. Von den
Niagarafällen aus wird die Elektricität benachbarten Städten einschlieſslich des
32km entfernten Buffalo geliefert (vgl. 1888
268 46). Die gelieferte Kraft beträgt 15000 ,
wovon 10000 für 60 Mk. jährlich für 1 , für Kraftbedarf und
Beleuchtungszwecke in Buffalo geliefert werden. Ein 6 -Motor ist kürzlich
von der Brush Company in Cleveland, Ohio, für eine
Druckerei geliefert worden, wo er mit der gewöhnlichen Bogenlichtleitung verbunden
ist; er ersetzt eine 10 -Dampfmaschine, welche zuweilen zu Folge
Ueberlastung zum Stillstande kam; sie treibt 21 bis 24m Wellen, 3 Cylinderpressen, 4 Tiegelpressen, eine groſse
Papierschneidmaschine und einen sehr schweren Aufzug; mittels eines 0m,1 breiten Riemens treibt sie noch 3 Treppen hoch
3 Glättmaschinen und 4 Papierschneidmaschinen. In Amerika hat eine Fabrik allein in
2 Jahren 5000 Motoren geliefert und die Brush Company
setzt ebenso viele Motoren als Dynamomaschinen ab.
In den Steinkohlenbergwerken wird in naher Zukunft die Elektricität stark verwendet
werden: zum Schleppen unter der Erde, zum Pumpen, Ventiliren, Bohren. In der
Trafalgar-Grube bei Forest of Dean liefert eine Gramme-Maschine seit 4 Jahren den Strom (100 Volt, 15 Ampère = 2 ) für eine 730m entfernte Pumpe in der Grube; die Pumpe hebt in der Minute 35 Gallonen
(= 159l) 27m
hoch; die ganze Anlage kostet 5000 Mk., und sie arbeitet so gut, daſs eine weitere,
wesentlich gröſsere Anlage auf etwas mehr als doppelt so groſse Entfernung gemacht
worden ist (vgl. 1883 249 * 61. 1884 252 302).
Bezüglich der Kraftübertragung auf groſse Fernen stellt der Vortragende die
Anlagekosten und die Kosten von 1 für Entfernungen von 100, 1000, 10000 und
20000m für elektrischen, hydraulischen,
pneumatischen und Seilbetrieb tabellarisch neben einander, für die beiden Fälle,
daſs eine Dampfmaschine und ein Wasserfall die Kraft liefert.
Tabelle I. Anlagekosten für 1 zu übertragende Pferdekraft.
Gesammtezu
über-tragendePferdekräfte
Art derUebertragung
Länge der Uebertragung in Metern
100
1006
10060
20120
5
ElektrischHydraulischPneumatischSeilbetrieb
Mk.1530 8361489 133
Mk.1652197942841244
Mk. 2897124442223615504
Mk. 4284261124202424888
100
ElektrischHydraulischPneumatischSeilbetrieb
653 286 530 22,4
714 571 694 171,4
1203 3346 2224 1652
1775 6324 3917 3304
Tabelle II. Kosten einer übertragenen Pferdekraft für 1
Stunde.
GesammteübertragenePferdekräfte
Art derUebertragung
Wenn die Kraft der Dampf-maschine
entnommen istLänge der Uebertragung in Meter
Bei Anwendung von WasserkraftLänge
der Uebertragung in Meter
100
1006
10060
20120
100
1006
10060
20120
5
ElektrischHydraulischPneumatischSeilbetrieb
Pf.17,6319,5921,15 8,85
Pf.18,8824,6725,8514,72
Pf.25,7782,2274,6581,46
Pf. 40,74148,80130,87177,85
Pf.2,742,273,130,86
Pf.2,903,764,542,35
Pf. 4,0719,4318,8019,59
Pf. 6,5837,5234,8538,07
100
ElektrischHydraulischPneumatischSeilbetrieb
14,0212,6915,67 8,38
14,9613,9416,37 9,55
20,6032,5124,2869,16
31,96 53,57 35,25 76,22
1,561,251,720,63
1,801,491,880,86
2,51 5,64 3,76 3,76
3,92 8,93 2,58 9,32
Dann erwähnt er die Phönix-Goldminen in Neuseeland, wo 2 Brush-Maschinen Nr. 8 von je 26 , getrieben von
2 Pelton-Wasserrädern von 54m Gefälle, den Strom
für den etwa 4km,8 entfernten Motor liefern in
einem hin- und zurücklaufenden Kupferdrahte von 4mm,2 Dicke (vgl. Kriegstetten in Solothurn
1888 268 * 169). In Hatfield, auf dem Gute des Marquis
von Salisbury erzeugt der Fluſs Lea Elektricität; 1
Turbine treibt eine 40 -Siemens-Wechselstrommaschine für die Hausbeleuchtung, eine zweite eine 16
-Brushs-Maschine für Bogenlicht bei Nacht
und bei Tag zur Bewegung von Motoren im Haus und in der Meierei (vgl. auch Krämer 1884 254 396).
2) Elektrisches Licht.
Die Kosten des elektrischen Lichtes sind in den letzten 4 Jahren Wesentlich (etwa auf
die Hälfte) herabgegangen, besonders weil die Licht-Kohlen billiger geworden sind
und jetzt weniger als ⅓ von dem Preise vor 4 Jahren kosten.
Unter günstigen Verhältnissen kann das Glühlicht den Kampf mit dem Gaslichte
aufnehmen. In der Zuckerraffinerie von G. Jager and Son
in Leith kostete vom Mai 1886 bis 1887 das Glühlicht (180 Brush-Victoria-Lampen von 17 und 10 Kerzen, gespeist von einer selbst
regulirenden Victoria-Dynamo, welche von der die
Centrifugaltrockenmaschinen treibenden Welle getrieben wird) 4080 Mk., während das
Gas früher jährlich 6953 Mk. gekostet hatte. In Amerika ist kaum eine Stadt von
20000 Einwohnern ohne Centralstation für Bogen- oder Glühlicht; viele Städte von
3000 bis 4000 Einwohnern besitzen eine solche.
Die Westinghouse-Company speist bereits über 100000
Lampen mit Strömen, deren Spannung durch Vermittelung von Inductoren
(Transformatoren; vgl. 1883 248 258. 1884 251 * 22. 431. 252 * 459. 1887
266 * 589) vermindert wird, obgleich sie diese eine
wesentliche Ersparniſs an Tupfer in den Leitungen zulassende Betriebsweise kaum seit
2 Jahren gewählt hat.
Es ist auch versucht worden, Speicherbatterien in Hintereinanderschaltung durch einen
Strom von hoher Spannung zu laden und sie darauf bei der Entladung parallel zu
schalten.
3) Elektrische Zugkraft.
Die Zuleitung der Elektricität durch die Fahrschienen selbst unter Isolirung der
Radachsen (vgl. 1880 236 * 389. 238 498. 1881 241 * 368. 1882 243 265. 1883 250 552)
erscheint wegen der groſsen Stromverluste zu Folge ungenügender Isolirung der
Schienen unvortheilhaft. Den Strom mittels einer Luftleitung auf Säulen (vgl. 1882
244 164. 462. 246 367.
1883 247 45. 248 * 103. 249 * 359. 250 551. 1884 252 * 65. 1885 258 * 496. 1886
262 * 216) oder mittels einer isolirten dritten
Schiene (vgl. 1879 233 172. 1883 249 161. 1884 251 334. 1886 260 45) zuzuführen, ist zwar billiger, aber nur für
Eisenbahnen durchführbar; dagegen kann die Zuführung des Stromes durch eine isolirte
unterirdische Leitung (vgl. 1885 255 305. 1886 260 * 570. 262 * 216. 1887 264
* 208. * 210. * 211. 212) und die Benutzung von Speicherbatterien (vgl. 1882 244 330. 1883 248 * 104. 105.
1886 260 * 305. 262 235. 1887
266 546) auch auf gewöhnlichen Straſsen erfolgen
(vgl. Julien 1886 262 235.
1887 264 140).
Die Uebertragung der Bewegung vom Motor auf die Radachsen erfordert bei der
verlangten groſsen Laufgeschwindigkeit und dem beschränkten verfügbaren Raume
reifliche Ueberlegung. Nach Holroyd Smith's Erfahrungen
bei Blackpool scheint die Schneckenübertragung die beste zu sein, wenigstens bei
zweckmäſsiger Ausführung und guter Oelung. Reckenzaun
hält eine Verbindung von Zahnrädern und Reibungsrädern für zweckmäſsig; letztere zur
Verminderung der Geschwindigkeit bei deren Uebertragung von dem Motor auf die
Triebwelle, während durch Zahnräder die Bewegung von dieser Welle auf die Laufräder
übertragen wird. Auſserdem wird auch Ketten-, Lederriemen- und Seilübertragung
benutzt (vgl. auch Elieson 1886 261 * 65. 1888 267 95. Reckenzaun bezieh. Daft 1886 260 * 305).
Als weitere Fälle der Stromzuleitung durch oberirdische Leiter werden eine im Bau
begriffene Bahn zu Richmond in Virginia von 18km
Länge und mit 40 Wagen und die Bahn zu Scranton in Pennsylvanien erwähnt. Letztere
ist seit einem Jahre in gutem Betrieb; sie ist 7km
lang; auf ihr laufen 5 Wagen mit Motoren von 15 bis 20 und 4 Wagen mit
Motoren von 25 werden gebaut; jeder Wagen ist auf 75 Personen berechnet;
den Strom (von 600 Volt) liefern zwei 100 -Dynamomaschinen, die von zwei 180
-Maschinen getrieben werden, wobei das eine Paar der Maschinen in
Bereitschaft gehalten wird; die kupfernen Leiter sind 7mm dick, als Rückleitung dienen die Schienen. Diese Anlage dient zugleich
zur Beleuchtung der Stadt.
Ueber die Betriebskosten macht der Vortragende folgende von
T.C. Martin, dem Präsidenten des American Institute of Electrical Engineers gesammelte
Angaben:
Ort und Betriebsweise
LängederLinienin km
Fahrpark
Betriebskosten in Pf.
Europa
Lichterfelde,
BerlinBrightonMoedling-HinterbrühlFrankfurt-OffenbachZaukeroda,
BergwerkeHohenzollern,
GrubePortrushBessbrook and
NewryBlackpoolBrüsselHamburg
RROOOOThThUSS
2,41,64,56,60,70,79,64,83,2––
2 Wagen 2 „12 „14 „ 1
Locom.16 Wagen 1 Locom.14 Wagen 4
„ 8 „10 „ 5 „ 2 „
–16 für 1 Wagenmeile.28,5 „
1 „31,8 „ 1 „ 6,4 „ 1
Tonne. 4,2 „ 1 „20,8 „ 1
Wagenmeile.33,3 „ 1 Zugmeile.weniger als 34 f. 1
Wagenm. –
Amerika
Baltimore, Md. Th undLos Angeles, CaliforniaPort Huron,
MichiganWindsor, CanadaHighland Park, DetroitDix Road,
Detroit, MichAppleton, WisconsinScranton,
PennsylvaniaDenver, ColoradoMontgomery,
AlabamaKansas City, MissouriOrange, New
Jersey.Boston, Mass. (KurzeLinie in Zucker
raffinerien)
OOOOThOOOUOOO
3,24,86,43,25,62,87,25,25,617,6–0,8–
6 Wagen 8 „ 8 „ 2 „ 2
„ 4 „ 8 „ 3 „ 7
„18 „ – 1 Wagen 1
Locom. 3 Wagen
1667 für 1 Wagen
täglich. – –1667 täglich für
die Kraft.320,8 tägl. für das
Brenn- material. – – –616,7
tägl. für das Brenn- material.50 Proc. weniger
als Pferdebetrieb. – – –
Es bedeutet hierin: O oberirdischer Leiter, R gewöhnliche
Eisenbahn, S Speicherbatterien, Th dritte Schiene, U unterirdische Leitung.
Schlieſslich wird noch Jenkin's elektrische Seilbahn
(vgl. F. Jenkins 1884 252 *
114. 1886 259 * 410) erwähnt und hinzugefügt, daſs in
Glynde 270t täglich auf eine Entfernung von
1440m für 63,8 Pf. die Tonne befördert werden
(vgl. 1887 264 140. 1888 267
575. Ries S. 335 d. Bd.).
4) Elektrometallurgie.
Der elektrische Schmelzofen wurde von William Siemens
(vgl. 1882 246 * 462) zuerst in Vorschlag gebracht,
später von Cowles (vgl. 1885 258 165. 1886 260 * 378. 262 189. 337. 1887 265 * 550) weiter
ausgebildet. Die Werke in Lockport in den Vereinigten Staaten sind auf 2718k täglich berechnet, und man rechnet, daſs das
Pfund der von ihnen gelieferten Aluminiumbronze 1 Schilling 8 Pence (366 Pf. das
Kilogramm) kosten wird, während Cowles voraussetzt, der
Preis würde sich auf 8
Pence (147 Pf. für 1k) herabbringen lassen. Auch
in Stoke-on-Trent ist ein Werk in Gang mit einer 500 -Dynamo zur Erzeugung
eines Stromes von 60 Volt.
Einen anderen elektrischen Schmelzofen hat Dr. Kleiner
in Zürich angegeben zum Schmelzen von Kryolith, d.i. einem Doppelfluorid von Natron
und Aluminium.
Zum Schlusse werden die Schweifs- und Löthvorrichtungen von Prof. Elihu Thomson in Lynn, Mass. (vgl. 1887 263 * 230. * D.R.P. Kl. 49 Nr. 39765 vom 10. Oktober 1886
und von N. von Benardos und St.
von Olszewski in Petersburg (vgl. 1887 264 *
335. 265 361. * D.R.P. Kl. 48 Nr. 38011 vom 31. Oktober
1885) erwähnt.Aeltere Vorschläge dazu finden sich in D.p.J.
1887 263 230 Anm. 1 und im Journal of the Franklin Institute, 1888 S. 22,
erwähnt.
In der an den Vortrag sich anknüpfenden Besprechung gab Volk nähere Mittheilungen über seine elektrische Bahn in Brighton (vgl.
1883 250 551). Nach Deckung aller Kosten und Zurücklegung
von 10 Proc. für das Jahr in einen Reservefond betrug die Dividende durchschnittlich
13½ Proc. In den Kosten waren 10180 Mk. für Beschädigungen durch die See
eingerechnet. Zurückgelegt wurden in 4 Jahren 150000km. Die Kosten betrugen für 1 Wagenmeile 10 Pf. für Gas, Oel, Abnutzung;
3,3 Pf. Ausbesserungen an der Maschine; 1,3 Pf. Ausbesserungen an den
Dynamomaschinen und Motoren; 5,8 Pf. die Wagen; im Ganzen 20,4 Pf.
Holroyd Smith bestreitet, daſs England in Betreff der
elektrischen Beleuchtung so weit hinter Amerika zurück sei; aber das englische
Publikum sei schwerer zu befriedigen, Benardos'
Verfahren, mittels eines elektrischen Lichtbogens zu löthen, halte er für völlig
miſslungen, Thomson's Methode dagegen für Erfolg in
sich tragend. Zu Blackpool lieſsen sie oft 3 Wagen in Parallelschaltung laufen, und
ohne Schwierigkeit bekäme jeder die nöthige Menge Elektricität; der Motor könne so
gewickelt werden, daſs er eine gewisse Geschwindigkeit nicht überschreite, wenn auch
der Führer noch so unachtsam sei.
Gower berichtet, daſs auf der North Metropolitan Tramway
in Stratford Wagen nach Elieson's System 6 Monate lang
schwere Arbeit verrichtet hätten; sie hätten 30000 Wagenmeilen zurückgelegt und etwa
300000 Personen befördert.
Kapp beschreibt Lineff's
unterirdischen Leiter (vgl. 1888 268 47).
Als eine Ergänzung der Zusammenstellungen Geipel's kann
die am 12. Januar d.J. gehaltene Ansprache des neuen Vorsitzenden der Society of Telegraph Engineers and Electricians, des
Oberingenieurs im General Post Office, Edward Graves in
London (vgl. Journal of the Society, Bd. 17 S. 4),
angesehen werden, insofern sie sich vorwiegend über diejenigen Gebiete der
Elektrotechnik erstreckt, welche Geipel
unberücksichtigt gelassen hat.
Die Leistungen der Telegraphen in allen Gebieten der menschlichen und staatlichen Interessen und
Thätigkeiten illustrirt Graves packend in einer
Vergleichung der Zustände im J. 1887 mit jenen im J. 1837. Graves deutet dann an, in wie zahlreiche Geschäfts- und Arbeitsgebiete die
verschiedenen Anwendungen der Elektricität hineingreifen, doch ist es schwer, dafür
einen Ausdruck in Zahlen zu geben, z.B. die Zahl der dabei beschäftigten Personen
festzustellen, weil die Geschäfte im Allgemeinen nicht ausschlieſslich für
elektrische Zwecke arbeiten bezieh. vorarbeiten. Leichter ist dies auf
telegraphischem Gebiete.
Das English Post Office gibt 18303 Personen ihre ausschlieſsliche Beschäftigung;
viele tausend andere werden noch theilweise beschäftigt. Die 4 groſsen
Eisenbahngesellschaften mit 9410km Bahn
beschäftigen 1627 Personen für ihre Telegraphen und Signale; auf den 30943km der gesammten englischen Eisenbahnen dürften
daher 5383 Personen für denselben Zweck in Verwendung stehen; auch bei den
Eisenbahn-Signaleinrichtungen werden noch zahlreiche Personen theilweise
beschäftigt. Die Exchange Telegraph Company beschäftigt
182 Personen ganz, viele noch zeitweise. Dies gibt zusammen 23868 vollbeschäftigte
Personen. Dürfte man von den 366000km öffentlichen
Telegraphen-Leitungen Englands auf die 2800000km
(ausschlieſslich der Unterseekabel) schlieſsen, so kämen 179748 vollbeschäftigte
Personen heraus.
Von den Unterseekabelgesellschaften beschäftigen die 3: Eastern, Anglo-American und Submarine 2168
Personen bei 58700km Draht; für die 171000km Drahtlänge der Kabel der sämmtlichen englischen
Gesellschaften würde dies 6315 Personen (rund 6000) ergeben.
Die Telephongesellschaften in Groſsbritannien und Irland beschaffen etwa 2500
Personen; für die ganze Welt schätzt Graves die Zahl
der Beschäftigten auf 30000.
Fünf der gröſsten englischen Werkstätten für elektrisches Licht beschäftigen 1828
Personen; für England rechnet Graves hiernach 5000, für
die ganze Welt 100000.
Auf die Kabelfabriken, in denen die Arbeitsmenge und die Arbeiterzahl stark wechseln,
und auf die Kabellegung können im Durchschnitt etwa 5000 Personen gerechnet
werden.
Als Summe der voll Beschäftigten ergibt sich hiernach für England 42368. Die
zahlreichen Lehrkräfte, die in den elektrotechnischen Gebieten thätig sind, und die
durch die Literatur und Presse Beschäftigten sind dabei nicht eingerechnet. Durch
Hinzurechnung derer, welche nicht in Klassen eingetheilt werden können, würde man
wohl für England auf 100000 Personen kommen.