Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 325, Jahrgang 1910, S. 746 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Neuerungen an aufzeichnenden Meßgeräten.
Bei ihren älteren aufzeichnenden Meßgeräten verwendet die Siemens & Halske A.-G. eine absatzweise
Aufzeichnung, indem der mit einem feinen Schreibstift versehene Zeiger und ein
Farbband in geringen Zeitabständen an einen ablaufenden Papierstreifen angedrückt
werden. Da während der Zwischenzeit der Zeiger völlig frei spielt, so ist ein
Einfluß der Schreibstiftreibung auf dem Papier ausgeschaltet. Für billigere
Instrumente werden neuerdings Schreibfedern verwendet, die dauernd mit dem Papierstreifen in
Berührung bleiben und bei denen verhältnismäßig starke Richtkräfte einen Einfluß der
Papierreibung praktisch ausschalten. Bei Wechselstrominstrumenten wirken in diesem
Sinne fördernd noch die leichten für das Auge nicht erkennbaren Vibrationen der
beweglichen Teile des Meßinstrumentes, die von den Strompulsationen herrühren. Die
Schreibfeder wird durch den beweglichen Teil des gut gedämpften Deprez d`Arsonval-Systems nicht unmittelbar, sondern in
Verbindung mit einem Elipsoidenlenker gesteuert, so daß die Feder für verschiedene
Ausschläge sich nicht auf einem Kreisbogen, sondern infolge der gewählten
Hebellängen praktisch auf einer Geraden bewegt.
Die Aufzeichnung erfolgt auf Papiertrommeln von 360 mm ⌀, deren Umlaufgeschwindigkeit
stündlich 30,15 oder 2 mm betragen kann. Bei einer anderen Bauart können
Papierstreifen von 17 oder 45 m Länge benutzt Werden und die Vorschubgeschwindigkeit
kann hier bis auf 120 und 240 mm i. d. Std. gesteigert werden.
Zur Ausplanimetrierung der aufgezeichneten Kurven wird ein besonderes Instrument
hergestellt, bei dem unter dem schwingend gelagerten Planimeter der Papierstreifen
mit Hilfe eines auf eine Walze wirkenden Kurbelantriebes hindurchgeführt wird,
während mit der Spitze die aufgezeichnete Kurve nachgefahren wird. Diese Apparate
Werden in Verbindung mit aufzeichnenden Wattmetern besonders zur Ueberwachung von
Zählern benutzt.
Soll der Stromverbrauch bei sehr schnell veränderlichen Vorgängen, wie z.B. dem
Arbeiten von Kranmotoren, Walzwerksantrieben, Straßenbahnmotoren oder dergl.
gemessen werden, so sind größere als die bisher angegebenen Papiergeschwindigkeiten
erforderlich, bei denen Schreibvorrichtungen nicht mehr wirksam sind. In solchen
Fällen erfolgt die Aufzeichnung durch einen Funkenstrom, der seitens eines in den
Apparat eingebauten kleinen Funkeninduktors geliefert wird und von einem über dem
Zeiger angebrachten Metallbügel zu der Zeigerspitze und von der letzteren durch das
Papier hindurch zu einem Metallbügel hindurchgeht. Die Papiergeschwindigkeit beträgt
12 cm/Min, und wird durch ein Uhrwerk mit Präzisionsunruhe geregelt. Die Länge des
Papierstreifens beträgt 45 m. Für besondere Untersuchungen ist überdies mittels
motorischen Antriebes ein Papiervorschub von 90 cm/Min, erreicht worden. Die
Zeitmarken wurden hierbei unter Zuhilfenahme einer Kontaktuhr hergestellt.
Sollen sehr kleine Spannungen aufgezeichnet werden, Wie dies beispielsweise bei
Pyrometern der Fall ist, so Werden bewegliche Systeme verwendet, die in Spitzen
gelagert oder an einem feinen Metallbande senkrecht aufgehängt sind. Der wagerecht
über dem Papier schwebende Zeiger wird durch einen Bügel in der eingangs angegebenen
Weise in Abständen von je einer oder einviertel Minute an den Papierstreifen
angedrückt, der 45 m lang ist und mit 2 oder 6 cm stündlicher Geschwindigkeit
abläuft. Für die Aufzeichnung von gewöhnlichen Temperaturen werden an Stelle der mit
Thermoelementen arbeitenden Pyrometer Widerstandsthermometer verwendet, die auch bei
den neuerdings auf den Markt gebrachten Fieberregistrierapparaten benutzt werden.
(Perlewitz.) [Elektrotechnische Zeitschrift 1910,
S. 172 – 175.]
Pr.
Anschärfen von Werkzeugen durch Elektroätzung.
Die Einwirkung einer Säure auf ein Metall wird verstärkt, wenn man gleichzeitig einen
elektrischen Strom vom Metall in die Säure überleitet. Dieser nämlich führt
alle durch die Säure gelösten Metallteilchen mit sich hinfort, so daß die
Metallfläche immer wieder frei wird. Der dazu erforderliche Strom kann dadurch
beschafft werden, daß
1. neben dem Metallstück in der Säure, zur Bildung eines
galvanischen Elementes, ein Stück Gasretortenkohle aufgestellt und diese
außerhalb der Säure mit dem Metall durch einen Draht verbunden wird, oder
2. das Metallstück mit dem positiven, die Säure mit dem
negativen Pol irgend einer fertigen Stromquelle verbunden wird.
Ersteres versuchte vor Jahren Barthel in New York: Er
stellte die von Fett und Rost befreiten Werkzeuge in eine Mischung von 100 Teilen
Wasser, 3 Teilen 66 prozentiger Schwefelsäure und 6 Teilen 40 prozentiger
Salpetersäure, und daneben bei doppelseitigen Flachfeilen auf jede Seite eine ebene
Kohleplatte; bei runden Fräsern und Bohrern jedoch herum ein kreisrundes hohles
Kohlestück. Sobald er Kohle und Werkzeug außerhalb der Säure durch einen Draht
verband, floß der galvanische Strom auch vom Werkzeug durch die Säure zur Kohle. Die
Aetzung erfolgte dann schneller als bei stromloser Säure, und an den verschiedenen
Stellen des Stückes verschieden, je nach dem Abstand zwischen Metall und Kohle.
Aber auch die Kohle wurde dabei von der Säure angegriffen; die Säure wurde schwarz
und das Werkzeug mit Schlamm bedeckt. Das Werkzeug mußte daher nach einiger Zeit
herausgenommen und gereinigt werden. Danach wurde dann die Aetzung noch so oft
wiederholt, bis das Werkzeug scharf genug geworden. Dann wurde es mit Wasser
abgespült, gebürstet, in Kalkwasser gelegt, um etwaige Säurereste zu neutralisieren,
und mit Sägespänen getrocknet.
Das Verfahren eignete sich nicht recht für den Werkstattbetrieb; z.B. war die
Stromstärke, von der die erforderliche Aetzzeit abhängt, jedesmal anders, je nach
der Oberflächenbeschaffenheit, Größe und Zahl der gleichzeitig eingetauchten
Werkzeuge und Kohlenstücke.
Die Zuführung des Stromes von außen her (nach 2) aus einer besonderen Stromquelle
ergibt eine einfachere Handhabung. Als Stromquelle genügt eine Batterie mit 1 – 2
Volt Spannung. Die Stromstärke, die nur klein zu sein braucht, wird mit einem
vorgeschalteten Widerstand geregelt, je nach Größe und Zahl der im Bade befindlichen
Werkzeuge.
Ferner kann hier statt der empfindlichen Kohle, die im ersteren Falle benutzt werden
mußte (weil nur Kohle, (der am stärksten galvanisch-negative Körper, einen
genügenden Spannungsunterschied gegenüber dem sich galvanisch-positiv verhaltenden
Werkzeug geben konnte) jetzt irgend ein unempfindlicher Körper benutzt werden, etwa
Blei.
Auf Grund dieses Verfahrens lassen sich jedenfalls einfache Vorrichtungen
konstruieren zum Schärfen von Präzisionsfräsern und ähnlich wertvollen Werkzeugen.
Ohne solche Vorrichtungen eignet es sich gut für Feilen. Hierfür ist es Gratwohl in Hertisau patentiert, mit der besonderen
Kennzeichnung, daß die negative Elektrode, die Kathode aus Blei und der Elektrolyt
aus Schwefelsäure vom spezifischen Gewicht 1,18 besteht.
Auf diese Weise wird eine stumpfe Feile in ungefähr einer Stunde wieder scharf.
Brich Schneckenberg.
Verbesserungen an elektrischen Fördermaschinen.
Infolge des Vorhandenseins von sehr entwickelten Dampffördermaschinen hat sich schon
bei den ersten Ausführungen elektrischer Fördermaschinen das Bestreben bemerkbar
gemacht, die Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und Steuerfähigkeit möglichst
vollkommen zu gestalten. Die Wirtschaftlichkeit kann im allgemeinen durch
Herabsetzung der Anschaffungskosten, durch Erhöhung des Wirkungsgrades und
schließlich durch Verminderung der Instandhaltungskosten und der Bedienung
verbessert werden.
Die Anlagekosten werden herabgesetzt durch Wahl geringer Drahtstärken, wodurch der
Trommeldurchmesser und auch der Materialaufwand verringert wird. Bei gleichen
Betriebsverhältnissen würde die Schwungmasse einer kleineren Ilgner-Maschine 1,9 t, einer größeren 2,2 t betragen. Bei Neuanlagen kann
durch Anordnung von zwei Förderwagen hintereinander in jeder Etage eine Ausnutzung
von Zeit und Arbeitskraft erreicht werden. Bei kleineren Leistungen und großen
Zentralen sind Fördermaschinen mit Widerstandsschaltung, z.B.
Drehstromfördermaschinen, am wirtschaftlichsten. Bei großen Entfernungen wird man
für kleinere Leistungen zu Fördermaschinen mit Steuerumformer ohne Schwungrad, für
große Leistungen zur Ilgner-Fördermaschine übergehen.
Eine Verbesserung des Wirkungsgrades wird durch richtige Wahl des
Fördermaschinensystems erzielt. Drehstromfördermaschinen arbeiten am günstigsten bei
kleinen Fördergeschwindigkeiten und größerer Schachttiefe, ferner bei unregelmäßigem
Förderbetriebe. Ebenso verhalten sich Gleichstromfördermaschinen mit
Widerstandsschaltung. Der große Energiebedarf und unbequeme Regulierbarkeit der
Druckluftbremse wird durch die neue elektrische Motorbremse der Siemens-Schuckertwerke vermieden. Hierdurch kommt der
Kompressor-Antriebsmotor, der Druckluftbehälter samt Rohrleitungen usw. in Fortfall.
Das Wesen der neuen Bremse besteht in einem an das Netz angeschlossenen
Elektromotor, der über eine Zahnradübersetzung einen am Vorgelegezahnrade
befestigten, an der Bremszugstange angreifenden Zapfen um etwa 135° von unten nach
oben verdreht. Mit dieser elektrischen Motorbremse ist die Fördermaschine auf dem
Doberna- Schacht in Trifail der Trifailer Kohlenwerksgesellschaft und ebenfalls die Ilgner-Maschine der Melnhofschen Bergverwaltung in Piberstein ausgerüstet, ferner auch die
Fördermaschine am Wilma //-Schachte der Bosnisch-Herzegowinischen Bergverwaltung Kreka bei
Dolnja-Tuzla. Die Sicherheit für die Bedienung und die Leistungsfähigkeit der
Fördermaschine wird weiterhin gesteigert durch die den Siemens-Schuckertwerken patentierte elektrische Trommelkupplung. Um die
Kupplungsklauen des Loskorbes mit dem gezahnten Mitnehmer der Trommelwelle in und
außer Eingriff zu bringen, wird in die lose Trommel ein kleiner Elektromotor mit
Kurzschlußanker und mitlaufendem Roterwiderstand eingebaut, der über ein Kegelrad
und Schneckengetriebe die Exzenterwellen der Kupplungsklauen antreibt. Da der
Kupplungsmotor geringe Stromstärken aufnimmt, ist der Motor nebst Schaltapparaten
von geringen Dimensionen und somit auch geringfügig in den Anschaffungskosten. (J. Blazek.) [Oestereichische Zeitschrift für Berg- und
Hüttenwesen, 1910, Nr. 24, 25 u. 26.]
J.
Verbund- und Heißdampf-Lokomotiven.
Die Versuche, die die Lancashire- und
Yorkshire-Eisenbahngesellschaft mit Verbund- und Heißdampf-Lokomotiven
ausgeführt hat (s. S. 557 und 591 d. Bd.), waren Gegenstand eines Vortrages
anläßlich der Sitzung der Institution of Mechanical
Engineers. Bei Besprechung dieser Versuchsergebnisse wurde darauf
hingewiesen, daß auch mit mäßiger Dampfüberhitzung im Lokomotivbetrieb bereits sehr
günstige Erfahrungen gemacht wurden, so z.B. mit dem System Trevithick der ägyptischen Staatsbahnen. Dieser Rauchkammerüberhitzer mit
etwa 30° Dampfüberhitzung ist mit einem Speisewasserwärmer kombiniert, der durch
Abdampf erwärmt wird. Dabei ist zu bemerken, daß der Dampf ohne weiteren
Kohlenverbrauch überhitzt und das Speisewasser ebenso vorgewärmt wird. Dieser
Dampfüberhitzer und Speisewasservorwärmer kann für etwa 2000 Mark in jede Lokomotive
eingebaut werden.
Der Umbau einer solchen Lokomotive in eine Heißdampf-Lokomotive kostet dagegen 12000
M, davon entfällt etwa die Hälfte auf die neuen Dampfzylinder und deren Steuerung.
Außerdem bleibt bei den Lokomotiven mit hochüberhitztem Dampf die Gefahr bestehen,
daß durch Versagen der Schmierung usw. Betriebsstörungen eintreten können, so daß
„innerhalb fünf Minuten größere Verluste entstehen, als innerhalb zwei Jahren
mit einem solchen System erspart werden kann“. Außerdem erscheint es
fraglich, ob solche Lokomotiven bei der großen Beanspruchung der Einzelteile ein
Durchschnittsalter von 25 – 30 Jahren erreichen, wie dies bei englischen Lokomotiven
üblich ist.
Aus den ausgeführten Versuchsfahrten können noch keine Angaben über Abschreibungen
und Unterhaltungskosten gemacht werden. Nach den Erfahrungen, die Vaughan bei der Canadian
Pacific Railway gemacht hat, muß für solche Lokomotiven mit 10 v. H. für
Abschreibungen und Unterhaltungskosten gerechnet werden. Dabei handelt es sich um
Lokomotiven mit 215 – 230 °C Dampftemperatur, während die Rauchröhrenüberhitzer
Dampf bis zu 400 °C erzeugen. Die Abnutzung ist dementsprechend eine größere.
Die North Western Railway besitzt seit Jahren eine große
Anzahl von Verbund-Lokomotiven; manche Bauart derselben ergab keine befriedigende
Ergebnisse, sie wurden dann in Zwillings-Lokomotiven umgebaut, so z.B. die 4/4 gekuppelten
Vierzylinder-Güterzugs-Verbund-Lokomotiven mit außenliegendem Hochdruckzylinder (381
mm ⌀ und 610 mm Hub) und innenliegendem Niederdruckzylinder (521 mm ⌀ und 610 mm
Hub) mit einem Kesseldruck von 14 at. Bei diesen Lokomotiven wurden die
Hochdruckzylinder entfernt und die beiden ursprünglichen Niederdruckzylinder mit
Frischdampf gespeist. Damit dadurch die Zugkraft auf keinen Fall größer werden kann
als die Reibungskraft, wurde die Dampfspannung auf 11 at verkleinert. Dadurch werden
aber die Unterhaltungskosten des Kessels bedeutend verkleinert. Eine solche
umgebaute Lokomotive beförderte auf der Strecke Nottingham – Willesden mit starken
Steigungen schwere Kohlenzüge, die um fünf beladene Kohlenwagen vergrößert waren,
gegenüber der Zuglast der Vierzylinder-Verbund-Lokomotiven derselben Bauart. Der
Dampfverbrauch nahm dabei um 0,33 kg für ein Zugkilometer zu. Ebenso wurden
Verbundschnellzug-Lokomotiven in Zwillings-Lokomotiven umgebaut. Verbund-Lokomotiven
konnten Schnellzüge zwischen London und Birmingham nicht in der vorgeschriebenen
kurzen Zeit fördern. Diese Lokomotiven in Zwillings-Lokomotiven umgebaut genügten
dann voll' kommen dieser Bedingung. [Engineering 1910, S. 501 bis 506.]
W.
Heißdampflokomotiven.
Die Santa Fe Eisenbahngesellschaft hat ebenfalls wie in
England (s. S. 557 und 591 d. Bd.) mit Heißdampf- und Sattdampf-Verbundlokomotiven
eingehende Versuchsfahrten ausgeführt. Diese Eisenbahngesellschaft besitzt für ihre
Linien mit langen und großen Steigungen besonders starke Lokomotiven. Die beiden
Versuchslokomotiven, Güterzugs-Verbundlokomotiven mit und ohne Ueberhitzer gehören
der 2-10-2 Type an. Die Versuche wurden im ordentlichen Zugdienst ausgeführt auf der
Strecke La Junta-Trinidad in Colorado mit 130 km Länge, davon sind 80 km Steigungen
mit 11,4 v. T.
Während die erwähnten englischen Versuche mit hochüberhitztem Dampf ausgeführt
wurden, handelt es sich hier mit mäßig überhitztem Dampf. Die beiden
Versuchslokomotiven sind gleichartig gebaut, nur sind die Rauchröhren der
Ueberhitzerlokomotive etwas kürzer. Die außenliegenden Zylinder haben 482,6 und
812,8 mm ⌀ und 812,8 mm Hub. Die Treibräder haben 1448 mm ⌀. Die Lokomotiven
enthalten 391 Rauchröhren von 2¼'' äusserem ⌀. Die Rostfläche beträgt 5,7 qm, der
Kesseldruck 15 at, das Lokomotivgewicht 120 t. Die Rauchröhren der
Ueberhitzerlokomotive sind 5,1, die der Sattdampflokomotive 6 m lang. Die
Gesamtheizfläche beträgt 334 und 400 qm. Der Ueberhitzer ist von besonderer Bauart
und liegt in der Rauchkammer. Der Dampf tritt zuerst in den Ueberhitzer für
Frischdampf ein, der im Vorderteil der Rauchkammer liegt, wird hier überhitzt,
arbeitet zunächst im Hochdruckzylinder und strömt dann in den Zwischenüberhitzer
über, der sich unmittelbar an den Dampfkessel anschließt, arbeitet von neuem
überhitzt im Niederdruckzylinder und geht dann durch das Blasrohr ins Freie. Der
Ueberhitzer für Frischdampf enthält 746 1½'' Röhren von 768 mm Länge mit 73 qm
Heizfläche. Der Zwischenüberhitzer hat 114 qm Heizfläche, enthält 691 1½'' Röhren
von 1346 mm Länge.
Bei den Versuchsfahrten wurden genaue Kohlen- und Wassermessungen ausgeführt.
Ein Drosselkalorimeter, System Peabody, war im Dampfdom
und ein Barras-Kalorimeter in der Abdampfleitung des
Hochdruckzylinders eingebaut. Die Temperatur in der Rauchkammer wurde durch ein Hoskins-Pyrometer festgestellt. Mit einem Crosby-Indikator wurden fortlaufend Diagramme
aufgenommen. Hinter dem Tender war ein Beobachtungswagen, um die Zugkraft am
Tenderhaken und die Fahrgeschwindigkeiten festzustellen. Tab. 1 gibt die Ergebnisse
der Temperaturmessungen an, welche bei den Versuchsfahrten ausgeführt wurden.
Tabelle 1.
Naßdampf-lokomotive
Heißdampf-lokomotive
Temperatur in der Feuerbüchse
°C
1270
1270
Temperatur des Speisewassers
„
77
77
Temperatur des Dampfes im Dampfdom
„
220
220
Temperaturder Rauchgase in
derRauchkammer
an der Rohr-wand
obenunten
„„
290–
320308
an der
Rauch-kammertür
obenunten
„„
–270
235210
Temperatur des Dampfes im Hochdruckzylinder
„
198
208
Temperatur d. Dampfes im Niederdruckzylinder
„
163
216
Temperatur der Rauchgase im Schornstein
„
268
225
In Tab. 2 sind die Versuchsergebnisse zusammengestellt. Die Strecke La Junta-Trinidad
enthält hauptsächlich Steigungen; Timpas-Simpson, eine Teilstrecke hiervon, ist eine
52 km lange Steigung. Die Fahrten von Trinidad nach La Junta sind dementsprechend
Fahrten im Gefälle.
Tabelle 2.
La Junta-Trinidad
Timpas-Simpson
Trinidad-La Junta
Ueberhitzer-lokomotive
Sattdampf-lokomotive
Ueberhitzer-lokomotive
Sattdampf-lokomotive
Ueberhitzer-lokomolive
Sattdampf-lokomotive
Fahrzeiten mit Aufenthalt
Min.
394
374
161
173
379
399
Fahrzeiten ohne Aufenthalt
„
286
343
138
149
253
261
Fahrgeschwindigkeiten
km/Std.
27,5
22,8
22,6
21
31,2
30,6
Zuggewicht
t
1210
1100
1210
1100
2740
2820
Gesamtkohlenverbrauch
t
10
11,6
4,6
5,45
4,18
4,8
Kohlenverbrauch f. 1 qm Rostfläche i. d. Std.
kg
374
360
375
392
178
202
Kohlenverbrauch f. 1 qm Heizfläche i. d. Std.
„
6,1
4,86
6,15
5,35
2,9
2,76
Gesamtwasserverbrauch
l
77300
79500
36000
38000
31000
33000
Kesseldruck
at
13,5
14,2
14
14,5
14,5
15
Dampfdruck im Frischdampfüberhitzer
„
12,8
–
13,7
–
12,9
–
Dampfdruck im Zwischenüberhitzer
„
5,8
–
6
–
5,6
–
Dampferzeugung auf 1 qm Heizfl. i. d. Std.
kg
40,7
31
40,5
36,6
21,7
18,7
Dampfüberhitzung im Frischdampfüberhitzer
°C
12,5
–
10,8
–
12,8
–
Dampfüberhitzung im Zwischenüberhitzer
„
52
–
53
–
45,3
–
Verdampfungsziffer
7,17
6,7
7,10
6,81
7,43
6,80
indizierte PS
PSi
1262
1185
1269
1229
–
–
Zugkraft am Tenderhaken
kg
11200
10900
13200
12900
–
–
Effektive PS
PSe
1000
970
1077
1063
–
–
Mechanischer Wirkungsgrad d. Dampfmaschine
0,793
0,819
0,853
0,863
–
–
Wirkungsgrad des Dampfkessels
65,9
53,5
65,2
56,3
–
–
Wirkungsgrad der Lokomotive
4,5
4,2
4,9
4,1
–
–
Die Versuchsfahrten ergaben eine bedeutende Kohlenersparnis bei der
Ueberhitzerlokomotive, etwa 20,8 v. H. die Wasserersparnis ist etwa 10 v. H. Die
Ueberhitzerlokomotive ergibt auch mehr effektive Pferdestärken, in ihr wird um 11,6
v. H. mehr trockener Dampf erzeugt als in der Naßdampflokomotive bei demselben
Kohlenverbrauch. Die Dampfüberhitzung war genügend groß, um Wasserniederschläge zu
vermeiden. Der Wirkungsgrad des Zwischenüberhitzers ist größer als der des
Frischdampfüberhitzers, deshalb ist es vorteilhaft, eine wirkungsvolle
Zwischenüberhitzung einzubauen und den Frischdampf weniger zu überhitzen.
[Engineering 1910, S. 706 – 710.]
W.
Mallet-Lokomotiven.
Um die Betriebskosten zu verkleinern, ist es bei den nordamerikanischen
Eisenbahngesellschaften allgemein durchgeführt, daß auch schwere Züge von nur einer
Lokomotive gefördert werden, um den teueren Betrieb mit Vorspann-Lokomotiven zu
vermeiden. Auch von der Teilung schwerer Züge, die bei uns häufig ausgeführt wird,
macht man aus denselben Gründen keinen Gebrauch. Mit dem zunehmenden Zuggewicht
wurden die Lokomotiven dementsprechend immer größer und schwerer.
Solche besonders schwere Lokomotiven hat die Santa
Fé-Eisenbahngesellschaft in Betrieb, deren Linien mit 80000 km Gesamtlänge
durch die Staaten Missouri, Arkansas, Texas, Colerado usw. führen, und zwar durch
Hügelland mit vielen langen und starken Steigungen. Zur Ueberwindung der letzteren
sind Lokomotiven mit großer Zugkraft notwendig, diese Eisenbahngesellschaft besitzt
daher schon jahrelang die stärksten Lokomotiven der Welt. Der Baldwin-Lokomotivfabrik wurden nun zwei Lokomotiven,
System Mallet, in Auftrag gegeben; die eine für
Personenzüge hat ein Gewicht von 280 t mit Tender und besitzt ein zweiachsiges
Vorderdrehgestell. Die beiden folgenden Achsen werden von den Niederdruckzylindern
(965 mm ⌀ und 711 mm Hub) angetrieben. Die Hochdruckzylinder (660 mm ⌀ und 711 mm
Hub) arbeiten auf die nächst folgenden drei Kuppelachsen. Unter der Feuerbüchse ist
noch eine Laufachse angeordnet. Die Treibräder haben 1,85 m ⌀. Der Tender besitzt
zwei dreiachsige Drehgestelle. Er faßt 50 cbm Wasser. Da die Lokomotive Oelfeuerung
besitzt, werden auf dem Tender 16 cbm Oel mitgeführt.
Die ähnlich gebaute Güterzugs-Lokomotive ist 310 t schwer, besitzt eine vordere
Laufachse. Die Niederdruckzylinder (965 mm ⌀ und 864 mm Hub) treiben die ersten vier
Kuppelachsen, die Hochdruckzylinder die folgenden vier Kuppelachsen. Der Achsdruck
der beiden Lokomotiven ist durchschnittlich 20 t. Der Kesselüberdruck ist 14,2 at.
Die Lokomotiven besitzen Dampfüberhitzer und Speisewasservorwärmer. Sie ergeben 25
v. H. Brennstoffersparnis gegenüber Lokomotiven bewährter Bauart.
Die Zugkraft der Personenzugs-Lokomotiven ist 21000 kg, die der Güterzugs-Lokomotiven
44000 kg. Der Preis einer solchen Lokomotive ist außergewöhnlich groß, etwa 500000
M. [Engineer 1910, II, S. 176.]
W.
Francis-Turbinen für hohes Gefälle.
Die J P. Morris Company in Philadelphia, die bereits
durch den Bau der vier 18000 pferdigen Francis-Turbinen
für das Kraftwerk der Great Western Power Company am
Feather-River in Kalifornien bekannt geworden ist, baut gegenwärtig für das
Wasserkraft-Elektrizitätswerk der Michoacan Power
Company in Noriega, Mexiko, zwei 6000 pferdige Francis-Turbinen, die mit dem höchsten bis jetzt bei solchen Turbinen
angewendeten Gefälle arbeiten sollen. Die Turbinen werden aus einer Leitung von etwa
1,7 km Länge gespeist, welche ein Gefälle von 204,2 m hat und treiben je einen 3000
KW Drehstromgenerator mit 514 Umdrehungen i. d. Min. an. Sie verbrauchen hierbei je
2,8 cbm i. d. Sek. Mit Rücksicht auf die hohen Drücke sind die Gehäuse aus Stahlguß
hergestellt und auf 40 kg/qcm, das Doppelte des normalen Betriebsdruckes, geprüft.
Die einfachen Laufräder aus Bronze sind auf die auf den Wellen angeschmiedeten Naben
aufgesetzt, wobei etwaige einseitige Drücke durch Drucklager aufgenommen werden. Da
die Welle so stark bemessen ist, daß Durchbiegungen beim Betriebe nicht vorkommen,
so konnten die Spielräume zwischen Laufrad und Gehäuse sehr klein gehalten werden.
An den der Abnutzung am meisten ausgesetzten Stellen sind ferner leicht
auswechselbare Stücke eingesetzt, so daß die Betriebsverhältnisse dauernd gleich gut
erhalten werden können.
Die Regulierung solcher an eine lange Druckleitung angeschlossenen Turbinen macht
selbst bei Anwendung beider Regulatoren wegen der trägen Masse des Wassers in der
Leitung Schwierigkeiten, denen man nur durch Anwendung einer großen Schwungradmasse
begegnen kann. In der Tat hat im vorliegenden Falle ein Schwungrad von etwa 9060 kg
Gewicht angeordnet werden müssen, da das GR2 der
Turbine mit dem Stromerzeuger nur 4550 kg/m2
betragen hatte. (Taylor.) [American Machinist 1910, S.
302 – 304.]
H.
Sulfitsprit.
Durch Kochen mit Schwefelsäure kann man aus Sägemehl Zucker und aus diesem durch
alkoholische Gärung Spiritus gewinnen. 1898 hat Simonsen auf diese Weise aus einer Tonne Holz etwa 60 Liter Alkohol
erhalten. Aber das lange Erhitzen unter Druck in verbleiten Apparaten scheint
kostspieliger zu sein, als daß die Sache sich lohnte.
Classen schlug vor, Sägespäne mit schwefliger Säure
aufzuschließen. Nach diesem angeblich von Ewen und Tomlinson wesentlich verbesserten Verfahren soll in
Nordamerika eine Versuchsanlage aus 1 t Sägemehl (trocken gedacht) 78 l absoluten
Alkohol gewinnen können. In Schweden soll G. Ekström
Spiritus aus Sägemehl fabriziert haben, bis er als Rohmaterial Sulfitablaugen
vorzog.
Aus den Ablaugen der Aschaffenhauser Papierfabrik,
welche 1,2 v. H. gärfähigen Zucker enthielten, haben Lindsey und Töllens 1891 auf 1 l Ablauge 5,8
– 6,7 ccm oder auf 1 t Zellstoff gegen 60 l Spiritus erhalten. Diese Ergebnisse sind
später von anderen Forschern bestätigt worden.
Seit zwei Jahren soll in Schweden Sulfitablauge mit wirtschaftlichem Erfolge auf
Sprit verarbeitet werden und zwar neben Ekström auch
von H. Wallin. Nach den Mitteilungen von Wallin wird die Ablauge mit Kalkschlamm neutralisiert,
gut gelüftet, abfiltriert, Hefe zugesetzt und vergoren. Die Ausbeute soll 100 – 115
l Spiritus auf die Tonne Zellstoff betragen. Der bei der Neutralisation entfallende
Schlamm soll in der Sulfitzellstoffabrik verwendet werden können und wegen seines
Gehalts an schwefliger Säure eine Ersparnis an Schwefel ermöglichen. Durch Zusatz
getöteter Hefe, die in genügender Menge aus früheren Gärungen zu Gebote steht,
bietet man der arbeitenden Hefe günstige stickstoffhaltige Nahrung.
Der abdestillierte Spiritus enthält nicht unbeträchtliche Mengen Methylalkohol,
Azetaldehyd, wahrscheinlich auch Azeton und Spuren von Furfurol.
In der Fabrik in Skutskär können nach dem Verfahren
von Ekström jährlich über eine Million Liter Spiritus
hergestellt werden; gegenwärtig werden monatlich 50000 l erzeugt. Der
Herstellungspreis soll nach älteren Angaben fast 50 Pf. f. d. Liter betragen, nach
Wallin nur etwa 11 Pf.
Auch für Deutschland hält Carl G. Schwalbe diese
Fabrikation für lebensfähig, wenn sie nicht durch zu hohe Besteuerung unterdrückt
wird. Sie ist interessant als ein Schritt zur Verwertung der lästigen Ablauge. (C. G. Schwalbe.) [Zeitschr. für angewandte Chemie 1910,
S. 1537 – 1540.]
A.
Das Wasserkraft-Elektrizitätswerk am Salto de Bolarque.
Textabbildung Bd. 325, S. 751
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 325, S. 751
Fig. 2.
Die Firma Briegleb, Hansen & Co. in Gotha und die Siemens-Schuckertwerke G. m.
b. H. haben gegen Ende vorigen Jahres unmittelbar unterhalb der Mündung des
Guadiela in den Tajo etwa 75 km östlich von Madrid ein Wasserkraftwerk in Betrieb
gesetzt, welches für die Versorgung von Madrid bestimmt ist. Durch ein
bogenförmiges, gegen den Strom gekrümmtes festes Wehr von 240 m Kronenlänge und 26 m
größter Höhe, welches auf gewachsenem Felsen mit einem Kern aus Beton errichtet ist,
wird das Wasser der genannten Flüsse auf 14 bezw. 7 km angestaut und ein Staubecken
von 1500000 – 1800000 qm Fläche erzeugt, welches bei 3,5 m größter Absenkung 5000000
– 6000000 cbm Nutzinhalt darbietet. Der durch ein dreiteiliges Schützenwehr
abgeschlossene, ungefähr 400 m lange Oberwassergraben geht in ein 60 m langes
Wasserschloß über, das genau über dem Maschinenhause liegt und auf der einen Seite
aus dem Felsen ausgesprengt, auf der anderen Seite durch einen Betonbau
abgeschlossen ist. An dieses Wasserschloß schließen sich vier 2300 mm weite, mit
Wandstärken von 8 – 10 mm ausgeführte Druckrohre für die Hauptturbinen und ein 1000
mm weites Druckrohr für die Erregerturbinen an, das sich vor dem Maschinenhause in
zwei 700 mm weite Zweige gabelt. Das Maschinenhaus ist für die spätere Erweiterung
des Werkes auf sechs Hauptgruppen bemessen. In der 55 m langen, 15,8m breiten
und 10 m hohen Haupthalle sind vier Francis-Zwillingsturbinen aufgestellt, die bei 27 m Gefälle 3500 PS und bei 31
m Gefälle 4300 PS Leistung entwickeln und 10,8 cbm i. d. Sek. verbrauchen. Die
Turbinen sind mit Finkschen Drehschaufeln versehen,
welche durch gesonderte Regler eingestellt werden. Diese Regler, welche von ihren
Turbinenwellen durch Kegelräder angetrieben werden, sind untereinander derart
verbunden, daß neben der üblichen Beeinflussung der Reglerstellung durch die Turbine
selbst eine Einstellung durch die anderen Regler erzielt wird. Die Wirkungsweise
dieser Regulierung wird durch die Fig. 1 und 2 veranschaulicht. Die Hebel h der Fliehkraftregler a führen auf einer
Seite der Muffe m zum Steuerventil v, welches den Servomotor s speist. Die Kolbenstange dieses Servomotors, welche unten an dem Leitrad
angreift, hat oben die Eigenrückführung r mit der
Oelbremse k, welche zu dem anderen Ende p des Hebels h führt.
Außerdem sind die Regler durch eine Welle w verbunden,
welche durch einen Kniehebel b mit der Stange r gekuppelt ist. Auf der anderen Seite ist die Stange
r durch einen weiteren zweiarmigen Hebel und eine
Schraubenfeder f mit der Welle w verbunden. Diese Feder ist ungespannt, wenn die Belastung auf alle
Turbinen gleichmäßig verteilt ist, und bei einer Aenderung der Gesamtbelastung der
Anlage wirken die Fliehkraftregler ziemlich gleichmäßig auf ihre Servomotoren, wobei
auch die gemeinsame Welle w verstellt wird. Ist nun
eine einzelne Turbine einem Regelvorgange nicht vollkommen gefolgt, so wird ihre
Feder f gespannt und diese überwindet die Widerstände
des Reglergestänges, beeinflußt also selbst die Stellung des entsprechenden
Steuerventils v und ergänzt so den Regelvorgang.
Die Dynamomaschinen, welche von den Turbinen mit 428,5 Umdrehungen i. d. Min.
angetrieben werden, leisten 3000 KVA bei 6000 Volt und 50 Perioden i. d. Sek. Der
Strom wird in drei Sätzen von je drei Einphasentransformatoren für je 1500 KVA auf
50000 Volt Spannung erhöht und auf einer ungefähr 76 km langen, auf eisernen Masten
in 80 m Abstand verspannten Fernleitung nach Madrid übertragen. (Meyer.) [Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure
1910, S. 1381 – 1387 und 1435 – 1441.]
H.
Die Wasserkraftanlage Aue der Elektrizitäts-Gesellschaft
Baden.
Dieses Wasserkraftwerk ist ein kennzeichnendes Beispiel dafür, welche großen Vorteile
durch moderne Einrichtungen bei älteren Anlagen erzielbar sind. Das Werk war
ursprünglich mit drei Jonval-Turbinen von 370 PS
Gesamtleistung ausgerüstet und wurde, nachdem die Spinnerei, zu deren Betrieb es
diente, abgebrannt war, von der oben genannten Gesellschaft übernommen und umgebaut.
Hierbei ist es möglich geworden, das ursprünglich 2,1 – 2,85 m betragende Gefälle
auf 4,4 – 5,3 m je nach der Wasserführung zu erhöhen und in Verbindung mit
wirtschaftlich arbeitenden Turbinen die Leistungsfähigkeit von 370 PS auf 2400 –
2700 PS zu steigern. Der Umbau machte allerdings die Anlage eines vollkommen neuen
Wehres erforderlich, daß etwa 38 m flußaufwärts von dem alten Grundwehr angelegt und
als Schützenwehr mit drei je 14 m weiten Oeffnungen ausgeführt worden ist. Diese
Oeffnungen sind mit 3,2 m hohen eisernen Schützen versehen, die auf Rollen laufen
und durch eine elektrisch betriebene Winde eingestellt werden können. Der
Oberwasserkanal ist durch Aufmauern der bestehenden Einfassungen für einen um 2 m
höheren Wasserspiegel eingerichtet worden und kann bis zu 50 cbm i. d. Sek. führen,
wobei der größte Gefällverlust 0,23 m beträgt. In dem Maschinenhaus sind unter
möglichster Beibehaltung der vorhandenen Fundamente drei senkrechte Doppel-Francis-Turbinen aufgestellt, welche bei dem oben
genannten Gefälle und einer Wassermenge von 20,5 – 22,5 cbm i. d. Sek. je 905 – 1200
PS leisten und die zweiphasigen Wechselstromerzeuger von 680 KW Normalleistung mit
75 Umdr. i. d. Min. antreiben. Die Turbinen haben Laufräder von 1800 mm ⌀, von denen
das untere mit voller Scheibe ausgeführt und durch ein Verbindungsrohr mit dem
Druckraum entlastet ist. Der Zuführungskanal und der Saugschacht sind in dem
Betonunterbau unmittelbar ausgeführt. Die Drehschaufeln der Turbinen werden durch
einen Oeldruckregler eingestellt. Das Spurlager, welches durch die angegebene
Entlastung um 11000 bis 13500 kg weniger als bei fehlender Entlastung zu tragen hat,
ist mit einem Oelkasten versehen, der dauernd gekühlt wird. Die Stromerzeuger
liefern Strom von 2200 Volt und 40 Perioden i. d. Sek. [Schweizerische Bauzeitung
1910, II, S. 97 bis 102 und 109 – 112.]
H.
Absitzbecken für Kläranlagen.
Das in Fig. 1 bis 3
dargestellte Absitzbecken, welches von der Wasser- und
Abwasser-Reinigung G. m. b. H. in Neustadt a. d. Haardt entworfen ist, hat
den Zweck, die selbsttätige Ableitung des gebildeten Klärschlammes in möglichst
unverdünntem Zustande und unter besonderer Abscheidung der fetthaltigen Teile des
Abwassers zu gestatten, also den Umfang der Kläranlage zu verringern und
gleichzeitig die Verwertbarkeit der Abfallstoffe zu erhöhen. In dem Boden des
Klärbeckens g, welchem das zu reinigende Wasser bei a zugeführt wird, ist eine schmale Rinne d gebildet, in welcher sich der niedersinkende Schlamm
in verhältnismäßig kurzer Zeit ablagert. Sobald die Rinne mit Schlamm gefüllt
ist, wird sie mit Hilfe der an einem gemeinsamen Seilzuge hängenden Klappen e abgedeckt, so daß ein nur an dem einen Ende offener
Kanal gebildet wird. Oeffnet man dann den Schlammabflußschieber A, so drückt der
unter dem hydrostatischen Druck stehende, an einem Schnurtrieb hängende Kolben k, indem er in den Kanal eindringt und sich stets an
dessen Wände anschmiegt, den Schlamm in die Steigleitung i, die in Gräben, Faulräume oder andere Behälter mündet. Der Kolben k verhindert auch, daß, nachdem der ganze Schlamm
entfernt ist, Wasser in die Steigleitung gelangen kann und den gewonnenen Schlamm
verdünnt; ein Nachteil, der sich bei anderen Absitzbecken nicht vermeiden läßt. Das
geklärte Wasser läuft bei b ab. Vor dem Eintritt in das
Becken staut sich das Wasser über einem Abweisblech, wo eine ständig umlaufende
Schaufel c das Fett von dem Wasser abschöpft. Da die
Anlage das Entfernen des Schlammes ohne jeden äußeren Kraftaufwand gestattet, so
eignet sie sich insbesondere für kleinere Orte.
Textabbildung Bd. 325, S. 752
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 325, S. 752
Fig. 2. Längsschnitt 1. Rinne offen – Auslaß h geschlossen.
Textabbildung Bd. 325, S. 752
Fig. 3. Längsschnitt 2. Rinne d abgedeckt – Auslaß h offen.
H.