Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | M. |
Fundstelle: | Band 323, Jahrgang 1908, S. 158 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Kaminbehälter in Eisenbeton.
In Shangay ist ein Schornstein in Verbindung mit einem Wasserbehälter in Eisenbeton
errichtet. Um Risse im Behälter infolge ungleicher Wärmeausdehnungen zu vermeiden,
wurden die bis zu 450° C erwärmten Rauchgase durch eine Röhre geführt, die mit der
Wasserturmkonstruktion nur das Fundament gemeinsam hat. Wegen des sehr schlechten
Baugrundes, der in Shangay bis auf 120 m Tiefe aus Schlamm und Sand besteht, wurde
als Gründung eine quadratische Eisenbetonplatte von 70 cm Stärke und 5,79 m
Kantenlänge gewählt. Hierbei betrug die größte Kantenpressung auf den Baugrund 1
kg/qcm bei einem Winddruck von 200 kg/qcm. Die Armierung der Grundplatte bestand aus
zwei sich kreuzenden Lagen von Rundeisen mit einem Durchm. von 13 mm in 15 cm
Abstand. Zur Erhöhung der Standsicherheit wurde der Baugrund unter der Platte durch
Einschlagen von Holzpfählen in 61 cm Abstand verdichtet. Der untere, 25 m hohe Teil
des Schornsteines besteht aus zwei durch eine 8 cm starke Isolierluftschicht
getrennten Eisenbetonröhren. Die innere zur Ableitung der Rauchgase dienende Röhre
hat eine Lichtweite von 106 cm, eine Wandstärke von.10 cm und ist durch 22
senkrechte Rundeisen von 6 mm Durchm., die in Abständen von 15 cm durch gleichstarke
wagerechte Eisen verbunden sind, armiert.
Die gleichhohe äußere Röhre ist 14 cm stark und in ähnlicher Weise durch 13 mm starke
Rundeisen armiert.
Die äußere Röhre bildet um die innere Rauchröhre einen Isoliermantel und dient
gleichzeitig in ihrem oberen Ende als Innenwand des Wasserbehälters. Da beide Röhren
überhaupt nicht miteinander verbunden sind, hat die äußere Röhre mit den Wandungen
des Wasserbehälters nahezu dieselben Wärmeausdehnungen.
Der 340 cbm fassende Wasserbehälter hat eine hohlzylindrische Form von 3,75 m lichter
Höhe und 1,19 m lichter Weite. Die äußere Zylinderwand ist 15 cm stark und hat
senkrechte Eiseneinlagen von 13 mm Durchm. in 30 cm Abstand. Die gleich starken
wagerechten Eiseneinlagen liegen entsprechend der Zunahme des Wasserdruckes im
unteren Teil der Wand enger aneinander als im oberen Teil. Ihr Abstand vermindert
sich allmählich von 23 cm auf 8 cm.
Die Decke und der Boden des Behälters wird durch ringförmige wagerechte Platten
gebildet. Die Bodenplatte ist 15 cm stark und radial und konzentrisch durch
Rundeisen von 13 mm Durchm. armiert. Die Bodenplatte ist auf der Innenseite längs
des Umfanges der äußeren Schornsteinröhre eingespannt. Auf der Außenseite ist sie
durch einen kreisrunden Randbalken verstärkt, der die Last des Wasserbehälters
auf vier Eisenbetonstützen abgibt, die auf der Fundamentplatte des Schornsteins
errichtet sind.
Diese Stützen sind rd. 21 m hoch, 45 cm breit und 30 cm stark. Ihre Armierung besteht
aus vier Rundeisen von 19 mm Durchm., die in Abständen von 20 cm durch wagerechte
Bügel verbunden sind. Um das Ausknicken der hohen und schlanken Stützen zu
vermeiden, sind sie dreimal in Abständen von rd. 5 m durch einen wagerechten
Eisenbetonrahmen von quadratischem Querschnitt mit 30 cm Seitenlänge untereinander
verbunden. Der über den Behälter hinausragende Teil des Schornsteins von rd. 9 m
Höhe besteht nur aus einer Röhre von 106 cm Lichtweite und 15 cm Stärke, die sich
auf die äußere Röhre des unteren Teiles aufsetzt. Die Armierung besteht aus
senkrechten Rundeisen von 13 mm Durchm. in 25 cm Abstand und aus wagerechtem
Rundeisen von 6 mm Durchm. in 30 cm Abstand.
Die Form des Kopfes ist in ähnlicher Weise wie bei gemauerten Schornsteinen
ausgebildet.
Zum Abdichten des Behälters wurden drei Anstriche mit zwei verschiedenen Lösungen
verwendet. Die erste Lösung besteht aus ½ kg Seife auf 3 l Wasser, die zweite aus
250 g Alaun auf 7 l Wasser. Nachdem die erste Lösung auf den vollständig trockenen
Zementputz aufgetragen war, wurde einen Tag später die zweite Lösung aufgebracht.
Dieses Verfahren wurde zwei- bis dreimal wiederholt. Hierbei waren die Lösungen so
heiß wie möglich. (Lütty.) [Beton und Eisen 1907, S.
270–271.]
Dr.-Ing. P. Weiske.
Riffelbildung bei Fahrschienen.Diese Bezeichnung soll für die wellenförmige
Schienenabnutzung dem Vorgange des Vereins deutscher Straßen- und
Kleinbahnverwaltungen fortan angewendet werden.Siehe a. D. p. J., S. 29 und 141 d. B.
Mit Rücksicht darauf, daß die erste Riffelbildung bei Fahrschienen im Jahre 1895 bei
einer Kabelbahn bemerkt wurde und diese Abnutzung auch auf Dampfbahnen vorkommt,
wird festgestellt, daß die Erscheinung keine Besonderheit des elektrischen Betriebes
ist. Infolgedessen kann die Ursache auch nicht in dem elektrischen Antriebe gesucht
werden. Ferner wird darauf hingewiesen, daß die Ursache auch nicht in dem
Herstellungsverfahren der Schienen liegen kann; denn im Fertigkaliber liegt die
Kopfoberfläche senkrecht zu den Walzen, so daß deren Schwingungen nicht riffelbildend wirken
können. Wenn ähnliche Erscheinungen beispielsweise bei Stegen von Schienen oder
Trägern beobachtet werden, so handelt es sich um unrichtige Bemessung der Stiche,
infolge deren der Steg stärker gestreckt wird als die Gurtungen. Die sogen.
Brückenschienen der Eisenbahn und die Straßenbahnschienen System Demerbe könnten in erster Linie durch das besondere
Walzverfahren eine größere Neigung zur Riffelbildung erhalten. Jedoch gerade bei
diesen hat sich eine solche nicht gezeigt. Auch Fischer
(Stahlwerk Phönix) und Culin (Straßenbahn Hamburg), die unabhängig
voneinander der Frage mit größter Sorgfalt nachgingen, gelangten zu keinem Ergebnis
in dem Sinne, daß das Walzverfahren verantwortlich zu machen wäre. Härteunterschiede
der Schienenoberfläche an den verschiedenen Stellen der Riffeln konnten bisher,
soweit Untersuchungen mittels der Kugeldruckprobe gemacht sind, nicht entdeckt
werden.
Die Betrachtung der Riffeln zeigt, daß das Material des Schienenkopfes in den
Riffeltälern, hauptsächlich nach der Spurrille, weniger nach der Außenseite des
Schienenkopfes hin verdrängt ist. Durch Einwirkung der Räder werden demnach
bleibende Material-Verschiebungen hervorgerufen. Hierzu
ist nötig, daß die auf die Schienen wirkenden äußeren Kräfte einen größeren Wert
erreichen, als der Elastizitätsgrenze des Schienenmaterials entspricht. Dies ist der
Fall, wenn eine Beanspruchung neben elastischen wieder verschwindenden
Materialverschiebungen eine, wenn auch noch so kleine bleibende Verschiebung
erzeugt. Letztere summieren sich nach und nach und ergeben schließlich die meßbare
Riffelbildung.
Um den verwickelten theoretischen Betrachtungen über die auftretenden
Materialspannungen beim Zusammenarbeiten von Rad und Schiene aus dem Wege zu gehen
und um ferner eine klare Anschauung zu erhalten, wurde zu Versuchen ein Gummiring
und zwei gleich große, viereckige Gummistücke genommen, von denen das eine etwa die
Härte der Scheibe hatte, das andere aber weicher war. Auf den Seitenflächen war eine
Schar konzentrischer Kreise und Radien bezw. senkrechte und wagerechte Scharen von
Linien aufgezeichnet. Die Scheibe wurde dann zwischen die Stücke gelegt und einem
senkrechten Drucke entsprechend der Beanspruchung durch ruhende Last unterworfen,
sowie unter Druck zwischen den Stücken in rollende Bewegung versetzt. Die
Materialverschiebungen, die durch das Liniennetz sich besonders gut verfolgen
ließen, wurden photographiert. Hierbei ergab sich folgendes: Durch die
Vorwärtsbewegung des Rades wird die in der Ruhe symmetrische Formänderung der
Schiene einseitig verzerrt, so daß vor dem Rade augenscheinlich durch
Druckspannungen sich gleichsam eine fortschreitende Welle bildet. Diese ist übrigens
eine Ursache von im wesentlichen longitudinalen Molekularschwingungen, die man nach
Vorüberfahrt eines Wagens durch Berühren der Schienen wahrnehmen kann, und die
ferner das Geräusch des fahrenden Wagens, sowie das bekannte Kurvenkreischen zur
Folge haben. Neben den Druckspannungen treten jedoch in dem Schienenmaterial auch
Zugspannungen in Richtung des Schienenkopfes der Schiene auf, die beide dadurch
vergrößert werden, daß gleichzeitig neben den Rollbewegungen fast immer
Gleitbewegungen vorhanden sind. Das Bremsen der Fahrzeuge, ungleiche Durchmesser der
Räder einer Achse, unrichtige Profilierung von Radreifen und Schienenkopf und
besonders die durch den einseitigen Antrieb der Radsätze sowie durch den wechselnden
Widerstand der nebeneinander liegenden Gleisteile verursachten Torsionsverdrehungen
der Räder derselben Achse gegeneinander und schließlich ungleiche Weglängen werden
Ursachen derartiger Gleitbewegungen sein. Bei dem Gleiten eines Rades wird nun das
in Form einer Welle zusammengedrückte Material sich solange vergrößern, bis die
bei der Kompression entstehende Druckspannung imstande ist, den Reibungswiderstand
des Rades zu überwinden. Alsdann schnellt die Kompressionswelle plötzlich rückwärts,
wie eine durch die Torsionselektrizität der Achse gespannte und nun losgelassene
Feder. Derartige Vorgänge wiederholen sich vor allem beim Bremsen bis zum Stillstand
des Zuges und sind im Wagen durch die auftretenden Stöße erkennbar. Diese
Erscheinungen, sowie das härtere Radreifenmaterial werden in erster Linie die
Ursache der Riffelbildung sein.
Für die Tatsache, daß die Riffelbildung erst neuerdings mehr in die Erscheinung
getreten ist, wird angegeben: das gleichfalls erst neuerdings verwendete, in bezug
auf die Schienen verhältnismäßig harte Material der Radreifen, die höhere
Bremswirkung, die durch die Einführung mechanischer Bremsvorrichtungen erzielt ist,
die Erhöhung des Raddruckes sowie besonders die Erhöhung des nicht gefederten Teiles
der Radlast und schließlich die Vergrößerung der Fahrgeschwindigkeit. Die Einwirkung
der Härteverhältnisse der Räder wird durch die Beobachtungen bei den Hamburger
Bahnen belegt. Dort wurden bei Einführung des Betriebes im Jahre 1894 Schienen und
Radreifen von etwa 60 bis 65 kg/mm Zugfestigkeit verwendet und keine Riffelbildung
beobachtet. Erst als im Jahre 1896 für die Radreifen ein Stahl von 92 kg/qmm
Zügfestigkeit eingeführt wurde, zeigten sich noch im gleichen Jahre nach ganz kurzer
Zeit Riffeln, und zwar nicht nur auf neuen, sondern auch auf bereits jahrelang im
Betriebe befindlichen Schienen. (Ausschuß des Vereins
deutscher Straßen- und Kleinbahnverwaltungen.) [Deutsche Straßen- und
Kleinbahnzeitung 1907, S. 602–613.]
Pr.
⅘ gek. Vierzylinder-Verbundlokomotive
Seit 1897 verwendet die Gotthardtbahn für Expreß- und Schnellzüge ⅗ gekuppelte
Vierzylinder-Verbundlokomotiven, welche die ganze Hauptlinie Luzern-Chiasso
durchfahren. Sie haben auf wagerechten Strecken 90 km und auf Steigungen 1 v. H. bei
einer Wagenlast bis 320 t 60 km Geschwindigkeit, auf Bergstrecken mit 2,6 bis 2,7 v.
H. Steigung fördern sie 140 t Wagengewicht mit 40 km Geschwindigkeit. Mit
Doppeltraktion wird auf Bergstrecken ein Zuggewicht von 280 t befördert, während die
zulässige Beanspruchung der Zugapparate für die 2,6 v. H. Rampen die Führung eines
Zuges von 320 t ohne Verwendung von Schiebedienst erlaubt. Durch den gesteigerten
Expreßdienst und durch die Verwendung der schweren vierachsigen Durchgangswagen wird
das Zuggewicht so groß, daß die Doppeltraktion mit diesen Lokomotiven nicht mehr
ausreicht.
Deshalb mußten Lokomotiven mit größerer Leistungsfähigkeit gebaut werden, um mit
einer solchen als Vorspannlokomotive auf Bergstrecken Züge mit 320 t Wagengewicht
ohne Schiebedienst zu bewältigen. Diese Lokomotiven mit großer Zugkraft sollen neben
ihren Hauptdienst als Vorspannlokomotiven zur besseren Ausnutzung auch für die
Beförderung schwerer Personenzüge und Güterzüge verwendet werden. Sie müssen deshalb
bei einem Wagengewicht von 200 t auf Bergstrecken von 2,6 v. H. 40 km
Geschwindigkeit entwickeln können. Der Achsdruck darf dabei 15,6 t nicht
überschreiten. Die hiernach von J. A. Maffei
gelieferten Lokomotiven haben eine vordere Laufachse und vier Kuppelachsen, von
denen die zweite die Triebachse ist, auf welche alle vier Zylinder wirken. Der
Kessel mit 15 at Ueberdruck, gewöhnlicher Bauart, hat sehr große Abmessungen
erhalten. Der breite Rost ist über dem Rahmen und über der hinteren Triebachse
gelagert. Dadurch ist die hohe Lage des Kesselmittels über Schienenoberkante von
2870 mm bedingt.
Im Langkessel ist ein Dampfüberhitzer, System Clench, für mäßige Ueberhitzung bezw. Dampftrocknung eingebaut. Der im
Dampfdom befindliche Regulator ist als Doppelsitzventil ausgebildet, dessen
Bewegungsmechanismus mit selbsttätiger Sperrung versehen ist. Die Feuerbüchsenwände
sind in üblicher Weise mit Stehbolzen verbunden, von denen die stark beanspruchten
aus Manganbronze, die übrigen aus Kupfer hergestellt sind. In der Rauchkammer ist
zur Vermeidung des Funkenwurfes ein zweiteiliges Gitter aus galvanisiertem
Eisendraht eingebaut. Auf dem hinteren Langkesselschuß sind zwei Sicherheitsventile,
System Pop, mit 96 mm Durchm. auf einer Grundplatte
angebracht, die gleichzeitig als Mannlochdeckel ausgebildet ist. Während der
Bergfahrt wird durch zwei Friedmannsche Injektoren
fortwährend jene Wassermenge in den Kessel gepreßt, die der jeweiligen
Kesselleistung entspricht. Um im Führerstande Wärmestrahlung zu vermeiden, sind die
betreffenden Kesselteile mit Asbestmasse umkleidet. Durch Verwendung eines
Barrenrahmens, der gegenüber dem Blechrahmen leichter ist, konnte der Kessel größer
gebaut werden.
Alle vier Zylinder haben Kolbenschieber, die für die Hochdruckzylinder mit
Inneneinströmung versehen sind. Die der Niederdruckzylinder haben zur Vermeidung von
Druckverlusten doppelte Ein- und Ausströmung. Für die doppelt gekröpfte Triebachse
ist Nickelstahl und für die übrigen Achsen Tiegelgußstahl verwendet. Die 80 mm
dicken Randbandagen aus Martinstahl sind durch Schrauben im Felgenkranz gesichert.
Die Hochdruck- und die Niederdruckkurbeln sind um 90° versetzt, das rechte
Kurbelpaar eilt dem linken um 90° voraus.
Die Westinghouse-Doppelbremse wirkt auf die Räder der
vier gekuppelten Achsen einseitig und auf die Tenderräder doppelseitig. Diese sind
auch noch mit einer Spindelbremse versehen. [Schweizer Bauzeitung 1907, S. 235 bis
240.]
W.
Die 1500 Volt-Gleichstrombahn im Misoxertal,
welche Bellinzona mit Mesocco verbindet, hat eine Länge von
31,32 km und eine größte Steigung von 60 v. H., auf welcher mit 50 t-Zügen 19,5
km/std. gefahren wird. In der Kraftzentrale Cebbia wird 1500 Volt Gleichstrom zur
direkten Abgabe an die Fahrdrahtleitung und 10000 Volt Drehstrom zur
Kraftübertragung nach der etwa in der Mitte der Strecke gelegenen Umformerstation
erzeugt. Das Kraftwasser wird von der Moësa geliefert, 500 Sek./l bei 300 m Gefälle.
Die 1000 PS-hydro-elektrischen Einheiten bestehen aus einer Turbine, welche mit
einem 600 PS-Drehstromgenerator (10000 Volt, 50 Sek./Period.) und einer 400
PS-Gleichstromdynamo (1500–1600 Volt, 172 Ampere) und einer 13 KW-Erregermaschine
(70 Volt und 186 Amp.) direkt gekuppelt ist. In der Umformerstation Roveredo (10,75
km) stehen zwei 400 PS Drehstrom-Gleichstrom-Umformer, welche Strom von 1500 Volt
und je 183 Amp. liefern. Die Hochspannungsleitung besteht aus 4,5 mm Draht, die
Gleichstromspeiseleitung von Cebbia nach Mesocco aus zwei Kupferkabeln von je 100
qmm Querschnitt. Die Fahrdrahtleitung ist für Bügelstromabnahme eingerichtet und
besteht aus 9,5 mm Runddraht. Bei Straßenübergängen ist die Fahrdrahtleitung auf 100
m Breite stromlos gemacht. Länge der Motorwagen über die Puffer 15,1 m; 51
Sitzplätze. Jeder Wagen besitzt vier Motoren von 66 PS Leistung bei 750 Volt
Spannung, von welcher je zwei in Serie geschaltet sind. Uebertragungsverhältnis 1 :
4,5. Vielfachsteuersystem, System Siemens-Schuckert-Werke. (Herzog)
[Elektrotechnik u. Maschinenbau 1907, S. 947–451.]
Hg.
Die Baker Street and Waterloo-Untergrundbahn
in London, welche die Themse unterführt, hat eine Länge von
etwa 7,6 km und eine größte Steigung von 1 : 60. Bei der Unterführung der Themse
wurde der Greathead Schild benutzt, welcher eine wöchentliche Leistung von 24 m
ergab. In jedem Rohr wurde ein Gleispaar verlegt; nur in den Stationen ist das Rohr
für zwei Gleisstränge erweitert. Die Motorwagen sind mit vier 200 PS-Motoren
ausgerüstet. Die Steuerung aller Motoren eines Zuges erfolgt mit Hilfe des Sprague-Thomson-Houston-„multiple
unit.“-Systems. Wagenlänge 15 m, Fassungsraum 46 Reisende. Primärstrom vom
Kraftwerk Chelsea 11000 Volt, 33 ⅓ Perioden; drei
Unterstationen zur Erzeugung von 370 Volt Drehstrom bezw. 550–600 Volt Gleichstrom.
[Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen 1907, S. 32 bis 34.]
Hg.
Stahlschwelle für elektrische Bahnen.
Die neue Schwelle besteht aus zwei ∪-Eisen, die zu einem
Drittel ihrer Länge mit den Stegen aneinander genietet und dann V-förmig auseinander gebogen sind, hierbei einen Winkel
von etwa 45° einschließend. Die letzten Drittel der ∪-Eisen sind nach innen abgebogen, so daß sie wieder parallel verlaufen. Zur
Erzielung einer großen Auflagefläche auf die Bettung ist der untere Schenkel des
verwendeten ∪-Eisens 25 mm breiter als der obere. Ferner
sind die voneinander entfernt liegenden ∪- Eisenenden
durch parallel daneben genietete ∪-Eisen verstärkt. Die
Schwellen werden unter den Schienen so verlegt, daß die V-förmigen Oeffnungen abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite zu
liegen kommen. Da die Räder eines Radsatzes somit nie gleichzeitig auf durch die
Schwellen unterstützten Schienenteilen ruhen, soll ein besonders weiches Fahren
erzielt und das Wandern der Schienen überdies vermieden werden. [Street Railway
Journal 1907, II, S. 685.]
Pr.
Der Ersatz der Dampflokomotiven durch elektromotorische
Triebwagen
ergibt folgende Hauptvorteile: Erhöhung der Zugfolge, mithin
Erleichterung des Verkehrs; Entfall der stoßenden Bewegungen durch die nicht
ausbalanzierten Dampfmaschinenteile, daher ruhigere Fahrt bei gesteigerter
Geschwindigkeit; erhöhte Bequemlichkeit der Reisenden infolge besserer Lüftung,
Heizung, Beleuchtung, Entfall von Rauch und Verbrennungsgasen; größere
Betriebssicherheit infolge der Möglichkeit, den Zug schneller anhalten zu können,
infolge Fehlens der Explosionsgefahr, besserer Sichtbarkeit der Signale bei Fortfall
des Rauches, geringerer Entgleisungsgefahr, Möglichkeit, die Züge beliebig durch
Stromunterbruch aufhalten zu können; günstigere Wirtschaftlichkeit; leichter
Anschluß von Zweigstrecken. Vergleiche an amerikanischen Bahnen ergaben, daß die
Kosten des elektrischen Betriebes nur 82 v. H. jener des Dampfbetriebes ausmachen.
15 Perioden sind beim Einphasenbetrieb 25 Perioden vorzuziehen, weil sich bei
ersteren die Motorenkonstruktion besser gestaltet, die Lokomotiven billiger werden
und die Anlagekosten sich verringern. (Heym.) [Elektr.
Kraftbetriebe und Bahnen 1907, S. 709–711.]
Hg.
Die Umformdüse.
Die Umformdüse dient dazu, um Gas und Dampf nach erfolgter Expansion durch
Verdichtung bei niedrigerer Temperatur auf einen höheren Druck zu bringen als vor
der Expansion. An Hand des Mollierschen Wärmediagramms
läßt sich die
Drucksteigerung unter der Annahme reibungsfreier adiabatischer Zustandsänderung
leicht bestimmen. So würde z.B., wenn Dampf von 1 at absoluter Spannung und 310°
Temperatur auf 0,3 at expandiert und bei seiner Expansion auf 168° abgekühlt wird,
ein theoretischer Verdichtungsdruck von 1,72 at erreicht werden. Das Druckgefälle
ist zwar größer geworden als vor der Expansion, das Wärmegefälle hat aber
abgenommen. Das Verfahren würde somit in dem Falle von Vorteil sein, wenn z.B. mit
Abdampf von Atmosphärenspannung und höherer Temperatur eine Auspuffmaschine
betrieben werden sollte. Eine einfache Rechnung auf Grund bekannter Werte für
die Düsenreibung und für den Wärmeübergang vom überhitzten Dampf durch eine
metallische Wand an das Kühlwasser zeigt aber, daß eine Umformdüse für Wasserdampf
unmöglich ist, weil die für die Wärmeabführung notwendigen Oberflächen und die
entsprechenden Reibungsverluste zu groß werden; auch für die Verwendung der
Umformdüse bei Gasturbinen sind die Aussichten nicht viel besser. (Langen.) [Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen
1907, Heft 33, S. 496–499.]
M.