Titel: | Bemerkenswertes aus dem maschinen- und elektrotechnischen Gebiet auf der Weltausstellung in Brüssel 1910. |
Autor: | A. Linker |
Fundstelle: | Band 326, Jahrgang 1911, S. 178 |
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Bemerkenswertes aus dem maschinen- und
elektrotechnischen Gebiet auf der Weltausstellung in Brüssel 1910.
Von Dr.-Ing. A. Linker,
Kiel.
Bemerkenswertes aus dem maschinen- und elektrotechnischen Gebiet
usw.
Textabbildung Bd. 326, S. 177
Fig. 1.Verbund-Heißdampflokomobile von Lanz. (Längsschnitt durch Mitte
Maschine.)
Aus der großen Mannigfaltigkeit der Darbietungen auf den verschiedensten Gebieten
menschlichen Schaffens und Gewerbefleißes, die man auf der Weltausstellung in
Brüssel zu sehen Gelegenheit hatte, trat wie ein kristallener Kern mit seiner
schlichten Regelmäßigkeit die deutsche Ausstellung in den Vordergrund. In vornehmer
Einfachheit und eleganter Geschlossenheit zeigte sie auf relativ kleinem Gebiet
gegenüber den Ausstellungshallen anderer Länder, z.B. Belgien, Frankreich, England,
eine große Anzahl bemerkenswerter Apparate und Konstruktionen auf elektro- und
maschinentechnischem Gebiet. Beim Betreten der Maschinenhalle der deutschen
Abteilung fiel unser Blick nach der großen elektrischen Schaltbühne, neben der die
größte Lokomobile der Welt, der Firma Heinrich Lanz in
Mannheim, aufgestellt war. Sie arbeitet mit 10 at Ueberdruck und leistet normal 1000
PS und max. 1150 PS im Dauerbetrieb bei 215 Umläufen i. d. Min. und ist direkt
gekuppelt mit einem Gleichstromgenerator für normal 230 Volt Spannung, der den
größten Teil der elektrischen Energie für Licht und Kraft in der Ausstellung
lieferte. Fig. 1 und 2 zeigen Schnitte der Maschine. Als Verbund-Heißdampflokomobile mit Lentzscher Ventilsteuerung gebaut besitzt sie folgende
Hauptabmessungen:
Durchmesser des Hochdruckzylinders
560 mm
„ „ Niederdruckzylinders
970 „
Hub
550 „
Temperatur des Dampfes im Mittel
380° C
Kesseldurchmesser
2835 mm
Kessellänge
4850 „
Heizfläche
218 qm
Ueberhitzerfläche
73 „
Der Dampfverbrauch beträgt
4,2–4,5 kg/PSi
Der Kohlenverbrauch
0,47–0,5 „
Der Kessel besitzt zwei ausziehbare Hauptröhrensysteme. Die aus diesen ausströmenden
Rauchgase treten erst in den Ueberhitzer und dann in ein drittes Röhrensystem als
zweiten Zug. Dadurch wird eine vorzügliche Ueberhitzung bei mäßig großer Oberfläche
erzielt.
Infolge des Ersatzes von Auslaß- bezw. Einlaßventilen zwischen Hoch- und
Niederdruckzylinder durch zwei Zwischenventile konnten ein besonderer Receiver und
die damit verbundenen Abkühlungsverluste des Dampfes in Fortfall kommen.
Textabbildung Bd. 326, S. 177
Fig. 2.Verbund-Heißdampflokomobile von Lanz. (Ansicht von der
Generatorseite und Schnitt durch die Kondensation.)
Die unterhalb der Zylinder vollkommen geschützte Anordnung der Steuerung läuft
ständig in Oel und wird durch zwei Exzenter in einfacher Weise angetrieben. Die
tiefe Lage der Ventile begünstigt den Abfluß etwaigen Kondenswassers ohne besondere
Armaturen.
Die sehr einfach gehaltene Kondensation (Fig. 2) wird
durch Elektromotor betrieben, so daß die Maschine schon unter Luftleere angelassen
werden kann.
Der Rostbeschickungsapparat ist von der Firma C. H. Weck, Maschinenfabrik in Dölau bei Greiz i. V.,
hergestellt. In der Hauptsache besteht er aus einem trichterförmigen Kohlenbehälter
und einem Hebelmechanismus, der die Kohlen selbsttätig in bestimmten Mengen aus dem
Vorratsbehälter entnimmt und sie in möglichst günstiger Verteilung dem Rost zuführt.
Die Wirkungsweise ist dabei folgende:
Die in dem Trichter befindlichen Kohlen werden durch einen frei in der Kohle
laufenden Schieber nach einer über dem Rost liegenden Kohlendurchgangsöffnung bewegt, von wo sie über
Ueberfallnasen auf eine Wurfschaufel gelangen. Diese bewirkt das Abschleudern der
Kohlen auf den Rost mit Hilfe eines mit Federkraft getriebenen Mechanismus. Das
Spannen der Federn geschieht durch ein Knaggenrad mit verschieden hohen, leicht
einstellbaren Knaggen, so daß die Kohle dadurch verschiedene Geschwindigkeiten
erlangt und sich demgemäß über die ganze Rostfläche gleichmäßig verteilt.
Die Knaggen sind von außen verstellbar und können der zur Verwendung kommenden Kohle
und der vorhandenen Rostlänge angepaßt werden. Dabei lassen sich auch enge Wellrohre
mit langen Rosten gleichmäßig beschicken, da durch die besondere Form der
Wurfplatten und Anwendung eines Doppelfedermechanismus eine gestreckte Flugbahn
erzielt wird. Der Kohlendurchgang ist etwa 12–14 cm, jedoch sollen aus
wirtschaftlichen Gründen Stücke über 8 cm nicht verfeuert werden.
Durch Veränderung der Wurflänge und Regulierung der Kohlenzufuhr während des
Betriebes kann eine richtige Streuung momentan eingestellt und damit eine möglichst
rauchschwache Verbrennung erreicht werden. Der Antrieb erfolgt durch einfach
gelagerte Stirnräder unter Vermeidung von Schnecken, stehenden Wellen, konischen
oder Segmenträdern.
Die Vorzüge dieser sehr gleichmäßig arbeitenden Rostbeschickungsvorrichtung bestehen
darin, daß infolge der gleichhohen Brennstoffschicht eine gleichmäßig hohe
Temperatur auftritt, die etwa 200° höher ist als bei Handfeuerung. Dadurch wird die
Dampfentwicklung erheblich gesteigert, und es können sonst stark überlastete
Anlagen auf den normalen Zustand zurückgeführt werden, wodurch eventl. eine
Verminderung der Anzahl der Betriebskessel für größere Betriebe ermöglicht wird.
Gegenüber der Handfeuerung kann nach Angaben der Firma eine Kohlenersparnis von etwa
10–25 v. H. eintreten.
Entsprechend dem Verwendungszweck werden folgende Formen gebaut:
Der Eintrichter-Apparat mit zwei Wurfkästen für neue
Kessel, besonders Zweiflammrohrkessel, bei denen die Wasserstandsgläser bequem
seitlich angeordnet werden können, sowie bei Röhrenkesseln mit bestimmten
Rostbreiten. Hierbei werden je zwei Wurfschaufeln durch einen hin- und
herpendelnden, frei im Kohlenraum gelagerten Schieber mit Kohlen versorgt.
Textabbildung Bd. 326, S. 178
Fig. 3.Längsschnitte einer Heißdampflokomobile von Wolf.
Der Zweitrichter-Apparat wird bei vorhandenen Kesseln
mit mittlerem Wasserstand verwendet. Er besitzt für jede Wurfschaufel einen
ebenfalls frei gelagerten sogen. „Bogenschieber“. Da dieser beim Zurückgehen
die Kohlenmasse unterwühlt, so daß sie vor den Schieber fallen muß, ist er für sonst
schwer verwendbare Kohlensorten besonders geeignet. Für Kessel mit besonders großem
Flammrohrdurchmesser dient der Breitstreu-Apparat. Er
enthält Bogenschieber und für jeden Wurfkasten doppelten Kohlenzuschub.
Die Montage dieser gewaltigen Lokomobile dauerte etwa 22 Tage.
Der elektrische Teil besteht aus einem von der Allg.
Elektr.-Ges., Berlin, nach Angaben der Firma Lanz gebauten Gleichstromgenerator für 735 KW Leistung.
Das Magnetfeld enthält Wendepole, die plötzliche Belastungsänderungen bis 100 v.
H. ohne Funkenbildung und Bürstenverstellung zulassen.
Durch entsprechende Ankerschaltung und Unterteilung der Magnetpole in zwei Reihen ist
es leicht möglich bei Umschaltung 460 und mit etwas erhöhter Umlaufzahl 500 Volt
Spannung zu erhalten.
Textabbildung Bd. 326, S. 179
Fig. 4.Wolfscher Kolbenschieber.
Die ganze Anlage besitzt gegenüber einer Dampfturbine große Vorteile, die sich in
Wirkungsgrad, Betriebssicherheit, Unempfindlichkeit gegen Belastungsschwankungen,
geringerem Raumbedarf und dem niedrigeren Herstellungspreise zeigen.
Die Einfachheit der Anordnung, leichte Bedienung und geringe Gewichte für die Einheit
der installierten Leistung lassen diesen neuen Maschinentyp für mittlere Bahnanlagen
und Elektrizitätswerke als besonders zweckmäßig erscheinen.
Unter den Großdampfmaschinen fiel ferner auf eine 600 PS-Heißdampflokomobile von R. Wolf, Magdeburg-Buckau, welche mittels Riemen zwei
Generatoren von je 300 PS Leistungsverbrauch der Deutschen
Elektrizitätswerke, Aachen, antrieb.
Der Kessel (Fig. 3) ist als Heizrohrkessel mit
ausziehbarem Rohrsystem ausgebildet. Die Betriebsspannung beträgt, wie üblich, 15 at
Ueberdruck. Die Heizgase gelangen mit einer Temperatur von etwa 450° C in den dicht
hinter dem Siederohrsystem gelegenen Hauptüberhitzer, wodurch jeder Zwischenverlust
vermieden ist. Da der gesättigte Dampf an der nach außen liegenden, weniger heißen
Seite des Ueberhitzers eintritt und in Gegenstrom gegen die Heizgase wandert, wird
einerseits der Dampf von etwa 200° auf 350° C überhitzt, anderseits werden die
Rauchgase auf etwa 300° C abgekühlt.
Wegen der geringen Baulänge der Siederohre ist die Temperatur noch am Ende der Rohre
größer als 450° C.
Die Wärmepotentialdifferenz zwischen den Heizgasen und dem Kesselinhalt ist größer
als in einem Kessel, der die Gase bis auf etwa 280° C in den Schornstein entweichen
läßt. Hiermit ist eine größere Geschwindigkeit der übergeleiteten Wärmemengen
(Wärmedurchgangszahl) verbunden, so daß die Heizfläche eine spezifisch größere (etwa
um 50 v. H.) Dampferzeugung bei derselben Brenngeschwindigkeit wie in einem Kessel
ohne Ueberhitzung besitzt.
Textabbildung Bd. 326, S. 179
Fig. 5.Bergmann-Dampfturbine, 10000 PS. Gekuppelt mit
Drehstromgenerator.
Nachdem der Heißdampf den Hauptüberhitzer verlassen hat, tritt er durch den Wolfschen Kolbenschieber (Fig. 4), ein verhältnismäßig einfaches und gut bewährtes Steuerorgan, in
den Hochdruckdampfzylinder der mit 180° gegeneinander versetzten Kurbeln arbeitenden
Verbunddampfmaschine.
Damit nun eine Kondensation am Ende der Expansion im Zylinder vermieden wird, um
keine zu großen Verluste wegen des dabei auftretenden Wärmeaustausches zu erhalten,
müßte der Dampf mit 400° C dem Zylinder zuströmen. Das ist für die gewünschte
Betriebssicherheit schwierig zu erreichen, da das Schmieröl leicht im
Hochdruckzylinder Krusten bildet. Bei der Wolfschen Maschine ist
dieser Uebelstand vermieden, indem man nicht nur den Druck, sondern auch das
Temperaturgefälle des Dampfes in zwei Stufen ausnutzt. Man kann in diesem Fall mit
der Anfangstemperatur auf 350° C heruntergehen. Um jedoch für den
Niederdruckzylinder ein genügendes Temperaturgefälle zu erhalten, wird die
Temperatur des aus dem Hochdruckzylinder kommenden Dampfes durch einen hinter dem
Hauptüberhitzer liegenden Zwischenüberhitzer um etwa 50° C erhöht. Die
Expansionsendspannung beträgt dann 0,5–0,6 at absol.
Textabbildung Bd. 326, S. 180
Fig. 6a.Lamellenautomat der Deutschen Elektrizitätswerke zu Aachen.
A.-G.
Versuche an einer Lokomobile gleichen Modells haben einen Verbrauch von 3,99 kg Dampf
und 0,466 kg Kohlen für eine effektive Pferdekraftstunde ergeben. Der
thermodynamische Wirkungsgrad beträgt 75,5 v. H.
Die Feuerung besitzt eine selbsttätige Kohlenbeschickungsvorrichtung eigener
Konstruktion, wodurch die Kohlen mittels streuender Würfe dem Rost zugeführt
werden.
Die größte Einheit im Dampfkraftmaschinenbau bildete jedoch die Dampfturbine von
10000 PSe der Bergmann-Elektrizitätswerke, A.-G., Berlin (Fig.
5). Sie macht 1500 Umdr. i. d. Min. und war mit einem Drehstromgenerator
für 6800 KW Leistung direkt gekuppelt. Als Gleichdruck- oder Aktionsturbine
gebaut, vereinigt sie in sich Räder mit Geschwindigkeits- und Druckabstufung. Der
Dampf expandiert in den Einlaßdüsen auf etwa 1 at, und die hierdurch erreichte
Geschwindigkeit wird durch ein Rad mit mehreren Schaufel kränzen ausgenutzt. Die
Anordnung ist so getroffen, daß der Dampf in den Schaufeln der Laufräder nicht
expandiert, so daß die beiden Seiten eines Laufrades kein Druckgefälle aufweisen
(Geschwindigkeitsabstufung). Der übrigbleibende Teil der Spannung von 1 at abwärts
bis zur Kondensatorspannung wird in einzelnen Druckstufen zum Antrieb einkränziger
Räder verwendet. Aus dieser Bauart resultieren folgende Vorteile:
Infolge der niedrigen Spannung und Abkühlung des Dampfes vor dem Eintritt in die
Laufräder wird die Beanspruchung durch Druck und Temperatur verringert. Die
Stufenzahl wird trotz mäßiger Umfangsgeschwindigkeit erniedrigt und damit eine kurze
Baulänge erzielt. Ferner ist eine Stopfbüchsenschmierung vermieden, so daß das
Kondensat ölfrei ist.
Textabbildung Bd. 326, S. 180
Fig. 6b.Lamellenautomat der Deutschen Elektrizitätswerke Aachen,
A.-G.
Eine ähnlich gebaute Maschine von 2250 PS bei 3000 Umdr. i. d. Min. wurde mit Dampf
von 11 at Ueberdruck und 300° C Temperatur betrieben und lieferte die mechanische
Energie zum Betriebe einer in der Kraftmaschinenhalle auf verhältnismäßig kleinen
Raum zusammengestellten Hochspannungs-Zentralstation mit Umformeranlage, deren
Beschreibung später erfolgt.
Beim Verlassen des Standes der Bergmann
Elektrizitätswerke erblickte man in der Nähe einen Lamellenautomat der Deutschen
Elektrizitätswerke zu Aachen (Garbe. Lahmeyer
& Co., A.-G.) (Fig.
6a und b.)
Er wurde für den Gebrauch in eigenem Betriebe konstruiert und von den eigenen
Werkstätten ausgeführt.
Die elektrisch angetriebene Maschine hat den Zweck, Kommutatorlamellen mit
eingelöteten Fahnen selbsttätig herzustellen. Sie erfordert als Bedienung nur einen
Mann zum Auffüllen der Vorratsbehälter und Entleeren der in dem Sammelkasten
eingelaufenen fertigen Stücke. Es werden dabei eine ganze Reihe Arbeitsvorgänge
selbsttätig ausgeführt, die bisher von einer Reihe besonderer Maschinen und Apparate
unter Mitwirkung menschlicher Arbeitskräfte geleistet wurden. Der Arbeitsvorgang ist
dabei etwa folgender:
Die aus Profilkupferstangen durch Scheren in richtiger Länge geschnittenen Lamellen
werden aus einem über 1 angebrachten Behälter einzeln
herausgezogen und in der Weise sortiert, daß die stärkere Seite immer in eine
Richtung zu liegen kommt. Die falsch liegenden Lamellen überschlagen sich dabei
während der Bewegung auf der Gleitbahn. Bei 2 werden
die krummen, unbrauchbaren Lamellen ausgeschieden. Die guten wandern weiter in das
Magazin 3. Dieses hat den Zweck, durch Ansammlung eines
gewissen Vorrats Arbeitspausen zu vermeiden. Ist das Magazin gefüllt, so wird bei
1 die Zuführung weiterer Lamellen selbsttätig
gesperrt. Durch Rollen werden die Lamellen nun einzeln nach dem Spannstock 4 gezogen, festgeklemmt, und von einem kleinen Fräser
mit einem Schlitz für die einzulötende Fahne versehen. Vermittels eines
Zubringerapparats 5 werden die vorher in einen
Vorratsbehälter gefüllten Blechfahnen in richtiger Weise auf eine Zufuhrschiene
aufgesetzt und jedesmal eine derselben von einem Zubringer an die zugehörige Lamelle
herangeführt. Bei 6 wird dann die Fahne in den
Lamellenschlitz geschoben, vernietet und beim Eintritt in 7 von einem Zählwerk registriert. Eine Transportkette nimmt hierbei die
mit Fahnen versehenen und genieteten Lamellen auf und führt sie nacheinander nach
8 in eine Beize zum Reinigen, von hier nach 9, wo die Nietstellen in einem elektrisch geheizten
Zinnbade verzinnt und gelötet werden, und dann nach 10,
wo durch rotierende Putzvorrichtungen die fertigen Lamellen gesäubert und
schließlich in einen Sammelbehälter befördert werden.
Findet infolge irgend einer Störung eine Unregelmäßigkeit statt, so tritt bei 6 die Nietmaschine nicht in Tätigkeit, sondern die
Lamelle wird selbsttätig ausgeschieden, macht also die weiteren Arbeitsvorgänge
nicht mit. Ein Glockenzeichen zeigt die Störung an. Bei anderen Störungen, die den
Mechanismus des Lamellenautomats gefährden könnten, wird der elektromotorische
Antrieb sofort ausgeschaltet.
(Fortsetzung folgt.)