Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | P. Weiske |
Fundstelle: | Band 323, Jahrgang 1908, S. 429 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Einphasenbahn.
Die Windsor, Essex und Lake
Shore Rapid Rallway ist die erste Bahn in Canada, welche Einphasenstrom benutzt. Als Betriebsspannung war in der
Stadt Windsor 1100 und außerhalb 6600 Volt vorgesehen,
und die Wagen sind dementsprechend mit Umschaltern versehen. Man hat jedoch
versuchsweise auch in der Stadt die hohe Spannung zugelassen. Der Strom wird mittels
eines Scherenstromabnehmers von der Oberleitung abgenommen und den beiden 160 PS-Westinghouse-Motoren jedes Motorwagens über einen
Transformator zugeführt. Die Motoren besitzen zur Aufhebung des Ankerfeldes
Kompensationsspulen. Der Transformator leistet 100 KW, ist als Oeltransformator
gebaut und mit einer größeren Anzahl Ausführungen zur Abgabe verschiedener
Spannungen beim Anfahren versehen. Zur Verringerung der Funken im Fahrschalter sind
ohmsche und induktive Widerstände angewendet.
Die Fahrleitung ist mittels Tragseiles an Auslegern aufgehängt. Die Mastentfernung
beträgt in der Geraden etwa 36, in Krümmungen etwa 24 m. Die Hängedrähte besitzen
etwa 3 m Entfernung voneinander. Die Leitung ist in Abständen von etwa 30 Masten
abgespannt. Hierzu sind benachbarten Auslegermasten gegenüber auf der anderen Seite
des Gleises je ein Abspannmast aufgestellt, von dem Spanndrähte an die Fahrleitung
mitten zwischen den beiden Auslegermasten herangehen. Außerdem sind an derselben
Stelle zu den Auslegermasten gehende Spanndrähte befestigt. Die Speisung erfolgt bis
auf 29 km allein durch die Oberleitung; in dieser Entfernung ist eine Unterstation
eingebaut, der über eine an besonderen Masten befestigte Speiseleitung Strom von 13
200 Volt zugeführt wird. Ein 300 KW mit Oel isolierter Spartransformator setzt diese
Spannung auf die halbe der Fahrleitungsspannung entsprechende Spannung herab. [The
Electrician 1908, S. 54–55.]
Pr.
Schienenbremse.
Die nur für den Notfall zu verwendende außerordentlich kräftig wirkende Bremse
besteht in einem Keil, der in die Rille der Fahrschiene durch ein Wagenrad
hineingepreßt wird. Der Keil ist hierbei auswechselbar an einem Gußkörper befestigt,
der mittels eines Laschenpaares am Wagenuntergestell aufgehängt ist und durch eine
Feder in die Rille herabgedrückt wird. Der Gußkörper besitzt zwei Lappen, die die
Radbandage umfassen und hierdurch die bei derartigen Bremsen besonders zu
befürchtende Entgleisungsmöglichkeit verringern. Mit Rücksicht auf die letztere ist
auch nur das für jede Fahrrichtung hintere Räderpaar mit der Bremse
ausgerüstet. Die Bremsschuhe werden bei der Fahrt durch ein nach dem Führerstande
geleitetes Stahlseil aus der Bremslage hochgehoben. Das Seil ist mittels einer
Klinke gesperrt, nach deren Auslösung die Schuhe vermöge ihres Eigengewichtes und
der Kraft der bereits erwähnten Feder sich vor die Räder legen. Von jedem
Führerstand aus wird die die Vorwärtsfahrt hemmende Bremse unmittelbar ausgelöst,
während beim Rückwärtsrollen des Wagens mittels eines Drahtzuges die
Anstellvorrichtung auf dem anderen Führerstand ausgelöst wird.
Der Erfinder der Bremse, Pringle, führt als besondere
Vorteile der Bremse an, daß bei ihrem Anstellen keine Bedienungsvorschriften zu
beachten sind, daß die Bremse außer vom Führer auch vom Schaffner und den Fahrgästen
angestellt werden kann, daß auf jeder Steigung unbedingt ein Stillstand erzielt
wird, daß sie rein mechanisch wirkt und unabhängig von anderen Bremsen ist, daß
weder Kraft noch Sandstreuen zur Anstellung nötig ist und daß schließlich selbst
eine sichere Bremswirkung ausgeübt wird, wenn die Motoren angestellt bleiben.
Letzteres ist bei Unfällen des Führers von Wichtigkeit. Die Bremse ist in sechs
Wagen der Burton-upon-Trent Corporation eingebaut, die
auf einer Strecke mit einem Gefälle von 1 : 11,7 im Betriebe sind. Zahlreiche
Versuche haben mit diesen Wagen befriedigende Ergebnisse gehabt. Bei diesem
überraschte die Tatsache, daß bei trockenen und sauberen Schienen die Bremswirkung
nicht wie man erwarten sollte stoßartig, sondern allmählich eintrat. In
Uebereinstimmung hiermit zeigt ein Wagen mit dem bereits über 300 Bremsversuche
vorgenommen worden sind, noch nicht die geringste Lockerung der Verbände seines
Kastens. [The Electrician 1908, S. 90–93.]
Pr.
Tenderlokomotive.
Für die Great Central Railway haben Beyer, Peacock & Comp., Manchester, eine 4/6 gekuppelte Tenderlokomotive gebaut, die zu den
stärksten englischen Lokomotiven dieser Bauart gehört. Sie kann 1100 t Wagengewicht
befördern, bei 16 km Geschwindigkeit i. d. Stunde ist ihre Zugkraft 13000 kg. Die
drei Dampfzylinder sind unter der Rauchkammer in einer Reihe angeordnet, jeder ist
mit Stephensonscher Umsteuerung versehen. Die
Schiebersteuerung der Außenzylinder befindet sich seitlich, die des Innenzylinders
oberhalb des Dampfzylinders. Die Umsteuerung geschieht mittels Dampfkraft. Die
Zylinder haben 455 mm Durchm. und 610 mm Hub. Die Feuerbüchse, Bauart Belpair, hat eine Rostfläche von 2,4 qm. Der
Dampfkessel für 14 at Ueberdruck hat 180 qm gesamte Heizfläche. Vier
Sicherheitsventile, Bauart Ramsbotton, sind vorhanden.
Im allgemeinen ist der Dampfkessel von derselben Größe und Bauart, wie er für
Schnellzugslokomotiven der Atlantic-Type bei dieser
Eisenbahngesellschaft verwendet wird. Alle Räder der Lokomotive sind bremsbar. Das
Gesamtgewicht beträgt 97 t. [The Engineer 1908, S. 379–380.]
W.
Lagerung des Spurzapfens bei großen Dampfturbinen.
Textabbildung Bd. 323, S. 430
Fig. 1.Spurlager mit Wasserschmierung für eine 1600 PS-Turbine.
Die Stützlager der großen Dampfturbinen mit senkrechter Welle, wie sie hauptsächlich
bei den Curtis-Turbinen der General Electric Company verwendet werden, sind von allem Anfang an als
die empfindlichsten Teile dieser Maschinen angesehen worden. Eine früher häufig
angewendete Bauart, die für Wasserschmierung
eingerichtet ist, zeigt Fig. 1 im senkrechten
Schnitt. Das Lager ist in die Oberseite des Kondensators eingebaut, welcher
gleichzeitig den Grundrahmen der Turbine bildet, und besteht aus zwei Tellern a und b, von denen der
obere a durch mehrere Bolzen c und ein Keilstück in der Mitte mit dem unteren Ende der Turbinenwelle
d verbunden ist, während der untere Teller b in dem Lagergehäuse durch Bolzen e degen Drehung gesichert ist. Diese beiden Teller
laufen mit einer verhältnismäßig schmalen Ringfläche aufeinander und lassen zwischen
sich einen Raum frei, in welchen durch die Rohrleitung f Druckwasser eingeführt wird, dessen Pressung so groß bemessen werden
muß, daß sie ausreicht, um die ganze Turbinenwelle samt dem Gewicht der darauf
befestigten Laufräder und dem Dynamoanker etwas hoch zu heben, wodurch eine dünne
Wasserschicht zwischen den Laufflächen der Zapfen geschaffen wird, welche die
Schmierung bewirkt. Der Druck des Wassers beträgt etwa 18 bis 20 at bei Turbinen bis
1500 PS, 26 bis 30 at bei Turbinen bis 4000 PS und 35 bis 40 at bei Turbinen bis
6500 PS und noch höherer Leistung. Solche Drucke, die vielleicht nur durch die bei
großen Druckwasserpressen oder -Hebezeugen übertroffen werden, erfordern natürlich
eine sehr sorgfältige Auswahl des Materials und Instandhaltung der Rohrleitungen.
Unmittelbar oberhalb des Spurlagers ist die Turbinenwelle in einem mit Pockholz oder
Weißmetall ausgefütterten Halslager geführt, welches durch das aus dem Spurlager
austretende Wasser geschmiert wird. Nach seinem Austritt aus diesem Lager gelangt
das Wasser in den Kondensator, wo es sich mit dem niedergeschlagenen Dampf
vermischen kann. Mit Hilfe der Schraube g, die
natürlich entsprechend kräftig gehalten sein muß, kann man – allerdings nur
innerhalb geringer Grenzen – die ganze Welle etwas heben oder senken und damit die
Größe der Spielräume zwischen den Leiträdern und Laufrädern regeln, allenfalls
auch damit der Abnutzung des Spurlagers Rechnung tragen.
Die beschriebene Wasserschmierung hatte natürlich wegen ihrer scheinbaren Billigkeit
viel Bestechendes für sich; die Anordnung hatte außerdem den großen Vorteil, keiner
Stopfbüchsenabdichtung zu bedürfen, welche das Eindringen von Luft in den
Kondensator verhindern soll, da das Spurlager selbst mit dem Gleitlager einen
vollkommen ausreichenden Wasserabschluß bildet. Endlich fällt bei diesem Lager auch
jede Befürchtung hinsichtlich des Eindringens von Oel in den Kondensator fort, so
daß die Wiederverwendung des Kondensatorinhaltes zum Kesselspeisen ohne vorherige
Reinigung möglich bleibt. Dagegen ist es bei solchen Lagern unbedingt erforderlich,
absolut reines, insbesondere keine festen Fremdkörper enthaltendes Wasser zu
verwenden, um ein Fressen der aufeinander gleitenden Flächen zu verhindern, also
entweder das Wasser zu filtrieren oder das im Kondensator niedergeschlagene
Dampfwasser zu nehmen. Da außerdem die oberen Halslager der Turbinenwelle in der
üblichen Weise mit Oel geschmiert werden, sind zweierlei Schmierpumpen notwendig,
nämlich eine für geringere Drucke und Oel, die andere für hohe Drucke und Wasser
sowie die entsprechenden doppelten Rohrleitungen.
Textabbildung Bd. 323, S. 430
Fig. 2.Spurlager mit Oelschmierung für eine 4000 PS-Turbine.
Man ist daher neuerdings, um die doppelten Schmierpumpen und Leitungen zu sparen,
wieder auf Oelschmierung der Spurlager übergegangen.
Das neuere Lager, das in Fig. 2 dargestellt ist,
stimmt hinsichtlich der Ausbildung der beiden Spurteller a und b sowie der Anordnung des mit
Weißmetall ausgegossenen Halslagers im wesentlichen mit den früheren überein. Sein
wesentlichster Unterschied gegenüber dem letzteren besteht in dem sorgfältigen
Abschluß gegen den Kondensator, wodurch eine Vermischung des Schmieröles mit dem
Kondensat vermieden werden soll. Außerdem ist hier an der Stelle, wo die Welle in
das Turbinengehäuse eintritt, eine Stopfbüchse erforderlich, die zur Sicherung einer
guten Luftleere während des Betriebes sorgfältig dicht erhalten werden muß. Im
vorliegenden Falle besteht die Stopfbüchse aus zwei Ringen h aus Graphit, die keiner weiteren Schmierung bedürfen und die sich an die
Welle genau anlegen. Die Dichtheit des Abschlusses wird überdies noch dadurch
erhöht, daß in den Stopfbüchsenraum durch ein Rohr i
etwas Dampf eingeblasen wird, dessen Kondensat sich im unteren Teil des
Stopfbüchsengehäuses sammelt, aber nicht in das Spurlager gelangen und sich mit Oel
vermischen kann. In das Spurlager wird im übrigen das Oel unter ähnlichen Drucken
eingeführt wie bei dem früher besprochenen Lager das Wasser.
Diese Spurlager werden gemeinsam mit allen übrigen Lagerstellen der ganzen
Maschinengruppe aus einer einzigen Oelpumpe gespeist, der im Falle des Versagens
eine Aushilfspumpe und ein Druckwasser- oder Drucköl-Akkumulator zur Seite steht,
welche durch geeignete Hähne an die Druckleitung der ersterwähnten Pumpe
angeschlossen werden können, so daß selbst bei plötzlichen Störungen des gesamten
Betriebes für die Schmierung der Lagerstellen gesorgt ist. Insbesondere muß beim
Anlassen der Druckpumpe darauf geachtet werden, daß der Akkumulator bereit zum
Eingreifen ist, weil gerade dadurch Ueberlastung des Antriebsmotors der Pumpe sehr
oft Störungen eintreten können. Aus diesem Grunde wird oft der Augenblick des
Anlassens der Schmierpumpe durch ein Glockenzeichen zum Akkumulator hin
gemeldet.
Obgleich demnach für den regelmäßigen Betrieb der Schmierung sehr umfangreiche
Maßnahmen getroffen werden, braucht man trotzdem nicht zu glauben, daß selbst das
völlige Versagen der Schmierung von sehr weittragenden schädlichen Folgen für eine
solche Turbine begleitet sein muß. In einer amerikanischen Anlage hat man z.B. bei
einer 5000 KW-Turbodynamo von 500 Umdreh. i. d. Minute absichtlich bei voller
Geschwindigkeit gleichzeitig die Schmierung abgestellt und den Dampf abgesperrt. Die
Turbine, deren bewegte Massen ein Gewicht von etwa 35 000 kg darstellen, lief
allerdings nur einige Minuten weiter, während ihr regelmäßiger Auslauf etwa 50
Minuten dauert, aber nach dem Auseinandernehmen war das Spurlager bis auf einige
geringfügige Schleifstellen so vollkommen unberührt, daß es nach dem Zusammenbau
sofort wieder in Betrieb genommen werden konnte. Auch bei einer 1500 pferdigen
Turbodynamo, die 1500 Umdreh. i. d. Minute macht, hat man die gleichen Erfahrungen
gemacht. Im Verlaufe der Inbetriebsetzung versagte zweimal bei der vollen
Geschwindigkeit die Schmierung, ohne daß nennenswerte Ausbesserungsarbeiten
erforderlich gewesen wären. Es ergibt sich hieraus, daß die Spurlager der stehenden
Turbinen trotz ihrer hohen Belastungen heute auch schon als vollkommen
betriebssicher angesehen werden dürfen.
Es sei schließlich noch bemerkt, daß die Abnutzung der aufeinander gleitenden Flächen
bei den großen Dampfturbineneinheiten außerordentlich gering ist. Man kann daher das
Oel, nachdem es durch alle Lagerstellen einer Maschinengruppe hindurchgelaufen ist,
ohne weiteres wieder den Druckpumpen zuführen und wieder verwenden. [Postel-Vinay,
Mémoires et Compte rendu des Travaux de la Société des Ingénieurs Civils de France
1908, S. 325 bis 329.]
H.
Turbinenanlage für große Gefälle.
Die Frage, bei welcher Gefällshöhe die wirtschaftliche Grenze der Anwendungsgebiete
von Pelton- und Francis-Turbinen erreicht wird, hat man bis jetzt wenig erörtert. Man hat
allgemein angenommen, daß bei einigermaßen großem Gefälle, etwa 150 m, schon zu Pelton-Turbinen übergegangen werden soll, weil diese
einen guten Wirkungsgrad ergeben und, bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten genügend
hohe Umdrehungszahlen liefern, um den unmittelbaren Antrieb von Stromerzeugern zu
ermöglichen. Es scheint jedoch, daß für wirklich große Leistungen auch bei hohem
Gefälle Francis-Turbinen mit besonderer
Schaufelkonstruktion gewisse Vorteile bieten, insbesondere eine größere
Umdrehungszahl, wodurch die Abmessungen der Stromerzeuger verringert werden. Nachdem
vor kurzer Zeit die Firma Voith in Heidenhein den Bau
solcher Turbinen für ein schwedisches Wasserkraft-Elektrizitätswerk übernommen
hat, ist es um so bemerkenswerter, zu erwähnen, daß eine ähnliche Turbinenanlage
schon seit mehreren Monaten in dem Wasserkraftwerk Centerville der Californian Gas and Electric Corporation in Betrieb
ist. Die Anlage wird durch drei Druckleitungen von 770 m Länge und einen 12,3 km
langen Oberwasserkanal, der zum Teil aus Holzbrettern zusammengebaut ist, aus dem
Butte Creek gespeist und arbeitet im Mittel mit 180 m Gefälle. Sie enthält neben
einer älteren 1500 pferdigen Pelton-Turbine neuerdings
eine von der Allis Chalmers Company in Milwaukee, Wis.,
ausgeführte Francis-Turbine mit wagerechter Welle, die
hinsichtlich ihrer Bauart mit den neueren Schnelläuferturbinen übereinstimmt und bei
172,5 m Nutzgefälle und 400 Umdrehungen i. d. Minute 9700 PS leisten soll. Das
Gehäuse der Turbine aus Stahlguß, ist in der Mitte geteilt und enthält einen mit 24
drehbaren Schaufeln versehenen Leitradkranz, der von einem Lombard-Regulator beeinflußt wird. Das Laufrad ist mit 20 Schaufeln
ausgerüstet. Zur Sicherung der Druckleitung gegen Wasserschläge ist ein mit einem
Katarakt verbundenes Ueberdruckventil vorhanden, welches nur bei erheblichen
Drucksteigerungen infolge zu schnellen Schließens der Leitradquerschnitte in
Tätigkeit tritt. Die Anlage dürfte die erste Francis-Turbine für so hohes Gefälle enthalten, die bis jetzt ausgeführt
worden ist. (Wise.) [Engineering News 1908, I, S. 320
bis 323.]
H.
Eisenbetonbogenbrücke von 214 m Spannweite.
Zur Erinnerung an Hudson soll nach den Plänen der Brückenbaubehörde in New York eine
Eisenbetonbogenbrücke von 214 m Spannweite und 54 m Höhe erbaut werden, während die
bis jetzt erreichte größte Spannweite im Steinbrückenbau nur 90 m beträgt.
(Syratalbrücke bei Plauen mit 90 m Spannweite und 31 m Pfeilhöhe, erbaut 1904.)
Die Brücke soll das 180 m weite Flußbett des in den Hudson mündenden Spuyten Duyvil
Crecks überspannen. An den großen Mittelbogen schließen sich seitlich noch sieben
Landbögen von 30,50 m Weite an, so daß das ganze Bauwerk 865 m lang ist.
Der Hauptbogen ist 21,3 m breit, im Kämpfer 8,53 m und im Scheitel 4,57 m stark, so
daß der Kämpferquerschnitt rd 182 qm und der Scheitelquerschnitt rd. 97 qm
Flächeninhalt hat. Der Krümmungshalbmesser im Scheitel ist 149 m. Die Eiseneinlagen
bestehen aus 48 über den ganzen Querschnitt in der Höhe und Breite gleichmäßig
verteilten Fachwerkringen mit je vier Gurtwinkeln von 23 cm Schenkellänge, die in
senkrechter und wagerechter Richtung mit den benachbarten Ringen fachwerkartig durch
Winkeleisen verbunden sind, so daß die Eiseneinlagen in sich eine schon vor der
Erhärtung des Betons steife Konstruktion bilden, an der die Einschalung aufgehängt
werden kann. Die Eiseneinlagen binden am Kämpfer in den tragenden Felsen ein.
Der Bogen enthält 36000 cbm Beton und 8640 t Eisen. Die Mischung des Betons, der bis
zu 52,6 kg/qcm Druck beansprucht werden soll, besteht aus 1 t Zement, 2 t Sand und 4
t Kies.
Der Bogen trägt zu beiden Seiten des Scheitels je sechs Eisenbetonpfeiler zur
Aufnahme einer zweistöckigen Fahrbahn. Das obere Stockwerk dient als Straßenbrücke,
das untere als Eisenbahnbrücke für eine viergleisige Hochbahn. Die Kosten des ganzen
Bauwerkes sollen 16000000 Mark betragen. [Zement u. Beton 1908, S. 242 ff.]
Dr.-Ing. P. Weiske.