Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | A. |
Fundstelle: | Band 323, Jahrgang 1908, S. 701 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Akkumulatoren-Verschiebelokomotive.
Für den Verschiebedienst auf dem Gleisnetz der Königlichen
Eisenbahn-Werkstätten-Inspektion Tempelhof wird eine normalspurige,
dreiachsige, durch Akkumulatoren gespeiste Verschiebelokomotive benutzt, die ein
Dienstgewicht von 24,31 besitzt. Ihr Radstand beträgt 2 × 1800 mm bei einem
Raddurchmesser von 1000 mm. Die größte Breite der Lokomotive ist 2940 mm, die Länge
über den Puffern gemessen 7800 mm und die Höhe über Schinenoberkante 3420 mm. Das
Führerhaus ist in der üblichen Weise in der Mitte des Fahrzeuges aufgebaut und in
zwei zu beiden Seiten anschließenden Kästen ist die aus 160 Zellen bestehende
Batterie untergebracht, die eine Kapazität von 235 Amp. i. d. Stunde bei
vierstündiger Entladung besitzt. Zum Antrieb der Lokomotive dienen zwei
Hauptstrommotoren, die auf je eine der beiden äußeren Achsen mittels eines einfachen
Stirnrädervorgeleges arbeiten. Bei 300 Volt Klemmenspannung leisten die beiden
Motoren normal etwa 40 PS. Zu ihrer Steuerung dient ein Reihen-Parallelfahrschalter,
der zur Notbremsung mit Kurzschlußstellungen versehen ist. Die betriebsmäßige
Bremsung erfolgt durch eine achtklötzige Wurfhebelbremse.
Für die Aufladung der Batterie wurde von der Verwendung einer Zusatzmaschine
Abstand genommen, da bei der zur Verfügung stehenden Ladespannung von 440 Volt
hierzu eine Zellenzahl von 210 nötig gewesen wäre und da ferner eine zweite
Zusatzmaschine als Reserve hätte beschafft werden müssen. Da andererseits
Vorschaltwiderstände zwar einfach sind, jedoch eine ständige Energievergeudung zur
Folge haben, so wurde eine Doppelmaschine gewählt, deren im Ladestromkreis liegender
Motor die Spannung abdrosselt und deren Stromerzeuger die vom Motor aufgenommene
Energie wieder in das Netz zurückliefert. Da im Notfall anstelle der Maschine ein
leicht zu beschaffender Wasserwiderstand verwendet werden kann, ist eine Reserve
nicht vorgesehen.
Mit dieser Lokomotive sind vor einiger Zeit nach mehr als zweijährigem Betriebe
eingehende Messungen ausgeführt worden, die sehr interessante Daten über die
Beanspruchung einer derartigen Maschine geliefert haben. Das Aufladen der Batterie
mit einem Ladestom von 90 Amp. erforderte seitens des Elektrizitätswerkes eine
Energielieferung von 60,4 KW/Std. Hiervon gingen 49 KW/Std. unmittelbar in die
Batterie, während 3,7 KW/std. von dem Ladeumformer geliefert wurden, dessen Erregung
0,8 KW/Std. verbrauchte. Der Wirkunggrad des Umformers betrug somit 0,32 und der
Gesamtwirkungsgrad der Ladeeinrichtung 0,86, während er bei einer Ladung mit
Verschaltwiderstand 0,82 betragen haben würde. Während der der Ladung folgenden
neunstündigen Dienstzeit war die Maschine 3,65 Stunden in Bewegung und hiervon 2,71
Stunden unter Strom. 286 Mal wurde angefahren, ein Gesamtweg von 22,5 km
zurückgelegt und Lasten von 0 bis 200 t, im Mittel 27 t, einschließlich dem
Eigengewicht somit 51,3 t befördert. Der Bahnwiderstand ergab sich einschließlich
Kurvenwiderstand im Mittel zu 4,8 kg/t und stieg für die allein fahrende Lokomotive
auf 7 kg/t Im Mittel wurden bei einer Fahrt 78 m in 0,77 Minuten zurückgelegt, wobei
während 0,57 Minuten der Strom eingeschaltet war. Hieraus ergibt sich, daß die
Lokomotive bei einer Geschwindigkeit von 2,35 m i. d. Sekunde rd. 12 PS leistete,
und daß der Wirkungsgrad der Motoren, Widerstände und Vorgelege 59 v. H. betrug. Ein
Wert, den der Verfasser mit Rücksicht auf das häufige Anfahren als vorzüglich
bezeichnet. Der Wirkungsgrad der Batterie war 0,77. Die Lokomotive führte diese
Leistung mit einer einzigen Ladung aus, infolgedessen ist ihre Leistungsfähigkeit
noch wesentlich größer, denn es ist während der Mittagspause Zeit zum Aufladen
vorhanden. (Strauß.) [Elektrotechn. Zeitschr. 1908, S.
627 – 629 und S. 647 bis 649.]
Pr.
Lüftung der New Yorker Untergrundbahn.
Auf der Manhattan Untergrundbahn sind zwei verschiedene
Arten mechanischer Lüftungsvorrichtungen im Betrieb: Selbsttätig arbeitende
Lüftungsklappen und Saugventilatoren. Die ersteren öffnen sich nach außen und sind
so ausbalanziert, daß sie für gewöhnlich geschlossen sind. Nähert sich ein Zug einer
Oeffnung, in der die Lüftungsklappen angeordnet sind, so bringt der vergrößerte
Luftdruck die Klappen in die Offenstellung, in der sie verbleiben, bis der Zug
vorübergefahren ist. Die aus dem Tunnel entfernte Luft wird durch das Nachströmen
von Luft durch die Tunnelzugänge ersetzt. Die Lufterneuerung ist hierbei abhängig
von der Häufigkeit des Zugverkehrs. Während der Zeit starken Verkehrs ist selbst im
Sommer die Wirkung der Lüftungseinrichtung ausreichend. Bei schwächerem Verkehr und
vor allem in der Nacht steigt jedoch im Sommer die Temperatur des Tunnelinnern zu
stark an.
Aus diesem Grunde sind elektrisch angetriebene Saug Ventilatoren eingebaut
worden, die auch eine Lüftung auf recht erhalten, wenn keine Züge verkehren und so
mittels der kühlen Luft der ersten Tagesstunden eine wesentliche
Temperaturerniedrigung des Tunnelinnern ermöglichen. Um den Eintritt frischer Luft
an den Haltestellen zu erleichtern, wurden an zahlreichen Stellen Gewölbekappen
entfernt und durch Roste ersetzt, so daß die Lufteinströmungsöffnungen nahezu auf
den doppelten Querschnitt gebracht wurden.
Im ganzen sind 25 Saugventilatoren mitten zwischen den Haltestellen eingebaut, deren
meist unmittelbar durch Motoren angetriebene Räder 1,5 bis 2,1 m Durchm. haben. Die
Ventilatoren sind fast durchweg paarweise angeordnet und entnehmen ihren
Antriebsstrom einem besonderen Kabel. Ihre Gesamtleistung beträgt 28000 cbm i. d.
Min. bei normaler und bei höchster Drehzahl 35000 cbm i. d. Minute, so daß innerhalb
19 bezw. 15 Minuten eine vollständige Erneuerung der Tunnelluft möglich ist. [Street
Railway Journal 1908, I, S. 645.]
Pr.
Speisewasserreiniger.
Die österreichische Staatsbahn hat mehrere Lokomotiven mit Speisewasserreiniger
ausgerüstet und damit eingehende Versuche angestellt, deren Ergebnisse sehr
befriedigt haben. Die Wirkungsweise dieser Reiniger besteht darin, daß die
Niederschläge und Verunreinigungen des Speisewassers beim Eintritt in den
Dampfkessel in einem geeigneten Behälter gesammelt werden können. Der größte Teil
der Niederschläge entsteht, wenn das Wasser mit großer Geschwindigkeit aus dem
Injektor austritt, im Dampfkessel seine Geschwindigkeit verliert und plötzlich auf
eine höhere Temperatur, meist mehr als 150°, gebracht wird. Der hier verwendete
Reiniger besteht aus zwei gußeisernen Behältern an beiden Seiten der Rauchröhren.
Nach 100 – 200 km Fahrt werden diese Behälter mittels Dampfstrahl gereinigt.
Früher mußten die Lokomotivkessel bei demselben Speisewasser wöchentlich einmal
gereinigt werden, um Betriebsstörungen zu vermeiden. Bei Verwendung dieses
Speisewasserreinigers ist dies nur mehr alle zwei Wochen notwendig. Außerdem hat
sich noch gezeigt, daß der Niederschlag nicht mehr als Kesselstein fest an den
Rauchröhren haftet, sondern als feiner Sand leicht durch Auswaschung des Kessels
entfernt werden kann. Die chemische Untersuchung dieser Rückstände hat ergeben, daß
durch den Speisewasserreiniger nicht nur die unlöslichen Verunreinigungen
ausgeschieden werden, sondern auch die löslichen Salze, Magnesium Verbindungen,
Karbonate und Sulfate. Durch andere Speisewasserreinigungen konnten die löslichen
Magnesiaverbindungen, die einen harten Kesselstein, der fest an den Rauchröhren
haftet, bilden, bis jetzt nicht oder nur teilweise aus dem Speisewasser entfernt
werden. [Railroad Gazette 1908, S. 389-390.]
W.
Dampffähre.
Eine unlängst von der Firma Ferguson Brothers in Port
Glasgow erbaute und für den Dienst auf der Clyde zwischen den Glasgower Vororten
Partick und Govan bestimmte Dampffähre besitzt über dem Hauptdeck eine heb- und
senkbare Bühne, die von acht doppelgängigen Stützschrauben aus Schmiedestahl
getragen wird. Die Bühne, welche die ganze Länge des massiv rechteckig gebauten
Schiffes und deren Breite einnimmt, insoweit es die aus Eisenkonstruktion
aufgebauten Stützsäulen erlauben, kann 5,5 m gehoben werden. Länge des Schiffes 31,6
m, Breite 13,7 m, Tiefe 3,8 m.
Die Stützschrauben der Bühne werden von Kammlagern getragen, die mittels
gußstählerne Lagerstühle mit der oben genannten Eisenkonstruktion verbunden sind.
Die Plattform selbst ist aus nahe beieinander liegenden I-Eisen aufgebaut, die an den beiden Schiffsenden durch starke Stahlträger
verbunden sind. Auf den Stützschrauben sitzen Schneckenräder, die von
schmiedestählernen Schneken im Oelbade angetrieben werden. Für das Heben und Senken
der Bühne ist eine besondere senkrechte Dreifach-Expansionsmaschine aufgestellt, die
mittels Kegelradübersetzung die oben genannten Schnecken bewegt und deren Steuerung
eine selbsttätige Abstellvorrichtung enthält, die in Kraft tritt, sobald die Bühne
die für die äußersten Lagen festgesetzten Grenzen erreicht.
Die beiden Hauptmaschinen für die Schiffsfortbewegung arbeiten ebenfalls mit
dreifacher Expansion und treiben je zwei Schrauben, je eine am vorderen und hinteren
Schiffsende. Jede Schraubenwelle ist mit zwei Kammlagern ausgerüstet.
Das An- und Abstellen, sowie die Umsteuerung der Dampfmaschinen findet mittels
ausbalanzierter Stangen von einem Führerhäuschen aus statt, das sich in der
Schiffsmitte auf dem höchsten Punkt der Eisenkonstruktion befindet. Daselbst sind
Anzeigevorrichtungen für die augenblickliche Höhenlage der Bühne, sowie für die
Anzahl Umdrehungen in der Minute und für die Drehrichtung der Hauptmaschinen
angebracht.
Das Schiff besitzt keine Ruder und wird nur mit Hilfe der Schrauben gesteuert. Seine
Tragkraft ist für 16 beladene Wagen berechnet, bei gemischter Wagenladung bietet die
Bühne aber für 20 Wagen Platz. [Engineering 1908, II, S. 221.]
Ky.
Berechnung von Eisenbetonkuppeln.
Gottschalk leitet für Eisenbetonrotationskörper, die
nicht in Einzelrippen mit zwischengespannten Eisenbetonplatten aufgelöst sind,
Formeln ab, die sich an die Rankine sehe
Berechnungsweise der Mauerwerkskuppeln anschließen. Hierbei wird angenommen, daß für
jede durch die Kuppel geführte Schnittebene die Schnittkräfte tangential gerichtet
sind. Die für eine beliebige Form des Meridianschnittes gültigen allgemeinen Formeln
werden auf die Kugel und den Kegel angewendet.
I. Kugel.
Für einen wagerechten Kugelkreis mit dem Halbmesser y und dem Abstand x vom Scheitel, dessen
Kugelradius r mit der Kugelachse den Winkel β
einschließt, ist die Beanspruchung aus der Oberflächenbelastung g f. d. qm senkrecht zum Kugelradius, also die
sogen. Radialspannung ps:
p_s=\frac{g\,\cdot\,r}{1+\cos\,\beta}\mbox{
Druck.} . . . . . . . . 1)
mit den Grenzwerten \frac{g\,r}{2} im
Scheitel (ß = 0) und g
r im größten Kreis (ß = 90°).
Die durch g hervorgerufene Ringspannung pz ist:
p_z=\frac{\cos^2\,\beta+\cos\,\beta-1}{\cos\,\beta+1}\,\cdot\,g\,r.
. . . . . . . . . . .2)
mit den Grenzwerten \frac{g\,r}{2} im
Scheitel (β = 0) und – g
r im größten Kreis (β = 90°). Diese
Ringspannung ist im oberen Teil Druck, im unteren Teil Zug. Die Grenze liegt bei
β = 51° 49' für x =
0,382 r.
Drückt man β nach x und r aus, so erhält man:
p_s=\frac{g\,r^2}{2\,r-x}. . . . . . .
1a)
und
p_z=\frac{(r-x)^2-r\,\cdot\,x}{2\,r-x}\,\cdot\,g. . . .
. . . . . . . . 2a)
Für eine über dem Grundriß gleichmäßig verteilte Belastung p (Nutzlast aus Schnee usw.) ist
p_s=\frac{p\,\cdot\,r}{2}\,(\mbox{konstant})
. . . . . . 3)
und
p_z=\frac{p}{2\,r}\,(r^2-4\,r\,x+2\,x^2). .
. . . . . . . .4)
Für x = 0 ist
p_z=\frac{p\,\cdot\,r}{2},
für x = r ist
p_z=-\frac{p\,\cdot\,r}{2}.
Ps ist eine Druckspannung, pz ist eine Druckspannung über x = 0,293 r, darunter
eine Zugspannung.
Ist die Kuppel durch eine Laterne belastet, deren Uebergewicht über das Gewicht
der wegfallenden Kugel-Kalotte T beträgt, so treten
zu den in Gleichung 1 und 2 angegebenen Werten noch die Ausdrücke
+\frac{T}{\sin^2\,\beta} bezw.
-\frac{T}{2\,\pi\,r\,\cdot\,\sin^2\,\beta}
hinzu.
II. Kegel.
Ein abgestumpfter Kegel mit den Endradien y0 oben und y1 unten und den zugehörigen Abständen von der
Spitze x0 und x1 sowie mit dem
Neigungswinkel β der Seitenlinie zur Grundfläche erleidet aus dem Eigengewicht
g f. d. qm Oberfläche die größte Beanspruchung
im Boden, und zwar
1. Radialspannung
p_s=\frac{g}{2}\,\cdot\,\frac{{y_1}^2-{y_0}^2}{y_1}\,\cdot\,\frac{1}{\sin\,\beta\,\cdot\,\cos\,\beta}\mbox{
Druck}
und
2. Ringspannung
p_z=g\,\cdot\,x_1\,\cdot\,\mbox{ctg}^2\,\beta=g\,\cdot\,\frac{{y_1}^2}{x_1}\mbox{
Druck}.
Eine über dem Grundriß gleichmäßig verteilte Nutzlast p f. d. qm erzeugt:
3. die Radialspannung
p_s=\frac{p}{2}\,\cdot\,\frac{{y_1}^2-{y_0}^2}{y_1}\mbox{
Druck}
und
4. die Ringspannung
p_z=p\,\cdot\,x_1\,\cdot\,\frac{\cos^3\,\beta}{\sin^2\,\beta}\mbox{
Druck}.
Bei dem Vollkegel vereinfachen sich die Werte für die Radialspannungen nach den
Gleichungen 1 und 3 zu
p_s=\frac{g\,\cdot\,y_1}{2\,\sin\,\beta\,\cdot\,\cos\,\beta}
. . . . . . .1a)
und
p_s=\frac{p\,\cdot\,y_1}{2}. . . . . . .
.3a)
Die Ringspannungen bleiben dieselben.
Durch eine Laterne mit dem Gewicht L wird die
Radialspannung ps
nach Gleichung 1 vermehrt um die Größe
\frac{L}{2\,\pi\,x_1\,\cdot\,\cos\,\beta}, während die
Ringdruckspannung pz
unabhängig vom Laternengewicht ihren Wert g. x1. ctg2 β
behält. Es wird empfohlen, die Betondruckspannung σd = 20 kg/qcm und die
Eisenzugspannung σd
= 500 kg/qcm nicht zu überschreiten. Mit diesen Werten ist die Stärke der
Kuppel:
d_{cm}=\frac{p_s\,{\mbox{kg}}/{\mbox{m}}}{2000} bezw.
d_{cm}=\frac{p_z\,{\mbox{kg}}/{\mbox{m}}}{2000}
und der Querschnitt eines Eisenzugringes bei einer
Entfernung e derselbe:
f\,e_{qcm}=\frac{e_{cm}\,\cdot\,p\,\mbox{kg}/\mbox{m}}{50000}.
(Gottschalk.) [Beton und
Eisen 1908, S. 197 ff.]
Dr.-Ing. P. Weiske.
Eine einfache Methode zur Bestimmung der mittleren sphärischen
Intensität einer Lichtquelle.
Zur Bestimmung der mittleren sphärischen usw. Intensität einer Lichtquelle gibt Ernst W. Weinbeer einen Rechenschieber an, der wie
jeder gewöhnliche Rechenschieber einen beweglichen Mittelschieber und einen Läufer
besitzt und mit einer bestimmten Anzahl von Skalen versehen ist. Die Zahl dieser
Skalen hängt von der vom Resultat verlangten Genauigkeit ab und beträgt z.B.,
wenn man sich mit der photometrischen Bestimmung der von der Lichtquelle in den
Winkeln von 5°, 15° usw. bis 85° gegen die Senkrechte ausgestrahlten Intensitäten
begnügt, deren neun. Die gleiche Zahl von Einstellungen wird dann mittels des
Läufers und Mittelschiebers ausgeführt, worauf man an einer besonderen Skala direkt
die mittlere hemisphärische Intensität ablesen kann. Die Ausführung sämtlicher
Einstellungen nimmt im ganzen nur etwa 30 – 40 Sekunden in Anspruch. [The
Illuminating Engineer, London 1908, S. 559.]
Wr.
Gehalt der Luft an Edelgasen.
In wesentlicher Berichtigung früherer Angaben gibt W.
Ramsay folgende Zahlen für den Gehalt der Luft an „Edelgassen“:
Kryton
0,028
Gewichts- Prozente
Xenon
0,005
„
Helium
0,000056
„
Neon
0,00086
„
In Volumen-Prozenten beträgt der Gehalt der Luft an:
Helium
0,00040
Neon
0,00123
[Proc. Royal Soc. 1908, 80 (A), S. 599.]
A.