Titel: | POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU. |
Fundstelle: | Band 327, Jahrgang 1912, S. 729 |
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POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU.
Polytechnische Rundschau.
Der Wasserumlauf in Dampfkesseln (im Anschluß an
einen Aufsatz von B. Schapira in „Zeitschrift für
Dampfkessel und Maschinenbetrieb“ 1912, Nr. 37). Die Bewegung des Wassers in
Dampfkesseln findet immer selbsttätig statt. Sie wird verursacht durch die Störung
des statischen Gleichgewichts des Kesselwassers, also durch den Umstand, daß der
Dampf nicht in der ganzen Masse des Wassers gleichmäßig, sondern nur an den
Grenzflächen der Wassermasse entsteht, wo diese mit den Heizflächen in Berührung
ist. Es kommt hinzu, daß die Dampfentwicklung an verschiedenen Stellen des Kessels
wegen verschieden hoher Temperatur der Heizflächen verschieden ist.
Die Wasserbewegung im Kessel ist, abgesehen davon, daß sie von selbst eintritt, auch
eine Notwendigkeit, um die Dampfblasen so schnell wie möglich von den Heizflächen
wegzuführen, und diesen dadurch die Gelegenheit zur Erzeugung neuen Dampfes zu
geben. Dieser Gesichtspunkt führt dazu, die Kessel so zu bauen, daß der von selbst
entstehende Umlauf vorgezeichnete Bahnen annimmt, denen er mit möglichst geringen
Hindernissen fortgesetzt zu folgen hat.
Eine geregelte Wasserströmung im Kessel hängt aber von der Bauart dieses letzteren
allein nicht ab. Versuche mit einer U-förmigen Glasröhre, deren Schenkel nach oben
gerichtet und an den Boden eines größeren Gefäßes angeschlossen waren, ergaben, daß
destilliertes Wasser auf chemisch gereinigten Glasflächen nur in Form ungewöhnlich
großer Blasen verdampft, die nur pulsierend aufsteigen, und demgemäß, da sie eine
Kühlwirkung auf den in ihrem Bereiche liegenden Teile des Rohres kaum noch ausüben,
eine Ueberhitzung und Explosion des Rohres verursachen können.
War das Wasser in dem Glasrohr vor seiner Verdampfung längere Zeit der Atmosphäre
ausgesetzt, also nicht mehr ganz rein, so tritt eine regelmäßigere Bewegung ein. Die
Blasen sind mit 1 bis 2 cm $ erheblich kleiner, als
früher. Wird dem Wasser schließlich eine ganz geringe Menge Seife zugesetzt, so
findet die Verdampfung in Form sehr vieler kleiner Blasen und mit sehr regelmäßigem
Umlaufe statt. Diese versuchsmäßig festgestellten Tatsachen beweisen, daß geringe
Verunreinigungen des Kesselwassers keineswegs ungünstig wirken.
Wenn wir jetzt nach den Mitteln zur künstlichen Herbeiführung eines geregelten
Wasserumlaufes im Dampfkessel fragen, so erscheint der einfache lange Zylinderkessel
ohne Siederohre und mit Unterfeuerung am vorderen Ende als die einfachste Lösung der
Aufgabe. Das Wasser wird vorn am stärksten, hinten am schwächsten verdampfen und
aufwallen und demgemäß nach hinten und den Seiten abfließen, um in den tieferen
Schichten wieder zu den heißesten Heizflächen zurückzukehren.
Diese einfachste Kesselbauart ist nun allerdings in der Gegenwart selten verwendbar,
weil die Kessel den nötigen Dampf auf möglichst kleiner Bodenfläche oder
innerhalb eines genau vorgeschriebenen Raumes erzeugen sollen und zu diesem
Zweck mit zahlreichen Rauch- oder Wasserröhren ausgerüstet werden. Bei
Lokomotivkesseln und den Zylinderkesseln der Schiffe kann man durch die
Kesselkonstruktion nur wenig für die Erzielung eines guten Umlaufes tun, weil sie
dauernd stark angestrengt arbeiten. Am sichersten gelingt es, das Kesselwasser in
regelrechten Umlauf zu versetzen, bei den gegenüber Lokomotiv- und
Zylinderschiffskesseln schwach angestrengten stationären Kesseln.
Ueber die Bedingungen, die zum Erzwingen guten Umlaufes erfüllt sein müssen, wird man
sich an Hand der beistehenden schematischen Figuren klar, Beheizt man beispielsweise
in Fig. 1 nur den Rohrschenkel a, während man von dem Rohrschenkel b beispielsweise durch eine isolierende Wand d die Wärme fernhält, so hat das in a durch den darin erzeugten Dampf emporgerissene Wasser
keine andere Möglichkeit, als durch den Behälter e und
das Rohr b nach a
zurückzufließen. Würde man beide Schenkel a, b
gleichzeitig beheizen, so würde der Umlauf jedenfalls sehr unregelmäßig eintreten.
Bei Verlängerung des Rohrschenkels a, wie in Fig. 1 punktiert, bis über den Wasserspiegel hinaus
und ausschließlicher Beheizung des Rohres a würde man
wieder eine geregelte Bewegung erzielen.
Textabbildung Bd. 327, S. 729
Fig. 1.
Textabbildung Bd. 327, S. 729
Fig. 2.
Textabbildung Bd. 327, S. 729
Fig. 3.
Textabbildung Bd. 327, S. 729
Fig. 4.
Da die Raumeinheit des Dampfwassergemisches viel weniger Wasser enthält als die
Raumeinheit reinen Wassers, so kann man die zur Rückleitung des Wassers dienenden
Rohre enger wählen und sie, wie die Rohre e in Fig. 2, in die zur Verdampfung dienenden Rohre f hineinlegen.
Aus dem Gesagten geht hervor, daß man bei Kesseln mit stehenden oder stark steigenden
Wasserrohren und einer Rauchführung wie sie die Pfeile in Fig. 3 angeben, erreichen kann, daß das Wasser in den Verdampf röhren h durchweg annähernd gleichmäßig aufsteigt, während es
in dem weiten, durch eine Isolierwand i geschützten
Rücklaufrohr k nur abwärts fließen wird. Vorausgesetzt
ist dabei, daß das Rohr k, obwohl es einen erheblich
kleineren Querschnitt haben darf, als die Dampfrohre h
zusammen, auch nicht zu eng gewählt ist. Im letzteren Falle können erhebliche
Störungen des Umlaufs eintreten, die sich jeder Vorausbeurteilung entziehen.
Bei Kesseln mit schwach steigenden Rohren h (Fig. 4) wird man eine regelmäßige Aufwärtsströmung
des Wassers in allen Rohren h erzielen, wenn die
Feuergase in Richtung des Pfeiles l geführt werden,
wenn die Rücklaufröhre gehörig weit sind, und die hintere Wasserkammer so geformt ist, daß sie dem
Wasser einen bequemen Zufluß selbst zu den untersten Rohren gestattet. Von dem
Oberkessel o aus hat das Wasser durch die untersten
Rohre den weitesten Weg, und dieser muß daher besonders bequem sein, wenn ihn das
Wasser selbsttätig durchlaufen soll. Man läßt deshalb die Feuergase oft angenähert
parallel zu den Rohren ziehen und derart, daß die heißesten Gase die untersten Rohre
bespülen, hier also infolge der sehr starken Dampfbildung gewissermaßen die stärkste
Gleichgewichtsstörung der ganzen Wassermasse hervorrufen.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers läßt sich bei Kesseln der veranschaulichten
Art unter gewissen Annahmen theoretisch wohl bestimmen, praktisch wird der Wert der
theoretischen Ergebnisse aber durch mancherlei sich der Rechnung entziehenden
Umstände sehr vermindert. Die Reibung des Wassers an den Wasserrohren und die
Ablenkung beim Ein- und Austritt, ebenso der Strömungswiderstand in den mit
zahlreichen Versteifungsbolzen versehenen Wasserkammern lassen sich nur sehr schwer
feststellen.
Km.
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Ueber neue Transmissionskraftmesser sprach Dr. Amsler im Bodensee-Bezirksverein deutscher Ingenieure am
14. April 1912 in Schaffhausen.
Nach einer kurzen Uebersicht, die Einteilung der Kraftmesser betreffend, wendet sich
der Redner dem zwischen antreibende und getriebene Maschine eingebauten
Transmissionskraftmessern zu.
Der Verdrehungskraftmesser. Antreibende und getriebene
Maschine sind mittels eines elastischen Stabes aus Stahl unmittelbar gekuppelt. Der
Stab wird nur auf Verdrehung um seine eigene Achse beansprucht. Anfang und Ende des
Stabes tragen Scheiben, deren Mittelpunkte mit der Drehachse zusammenfallen, sie
rotieren mit. Die Scheibe A hat eine Teilung am
Umfange, die Scheibe B einen schmalen Schlitz. Diese
Scheibe ist mit einer dritten Scheibe C fest verbunden,
die letztere sitzt dicht vor der Scheibe A, zwischen
B und A, sie ist
ebenfalls mit einem Schlitze versehen, so daß man durch die Schlitze von B und C, genau in der
Achsrichtung, die Teilung auf A ablesen kann. Läuft die
Maschine mit einer Geschwindigkeit von über 250 Umdrehungen, so kann man die Teilung
auf A von jeder Stelle aus am Umfange von B ablesen und damit die Verdrehung der beiden Enden
gegeneinander bestimmen.
Der Druckölkraftmesser. Zwei gleichachsige Riemenscheiben
sitzen dicht nebeneinander, lose und fest, auf einer Welle. Die eine trägt einen
Zylinder, der tangential an den Riemenscheibenarmen befestigt ist. In dem Zylinder
befindet sich ein genau eingeschliffener Kolben, hinter dem Kolben im Zylinder ist
Oel, auf das der Kolben drückt. Die andere Riemenscheibe trägt im selben Abstande
von der Achse an den Armen einen Stift, der mit einer Spitze sich auf die Mitte des
Kolbens stützt. Die eine Riemenscheibe wird von der Antriebsmaschine getrieben, die
andere treibt die Arbeitsmaschine. Die Drehrichtung der Antriebsmaschine ist
immer so, daß der Stift gegen den Kolben drückt. Das Oel im Zylinder ist durch ein
Rohr mit dem Innern der den Riemenscheiben gemeinsamen hohlen Welle verbunden. In
diese Welle achsial tritt ein mit Stopfbuchsen abgedichtetes Rohr, welches an der
Drehung nicht teilnimmt und zu einem Manometer führt. Das im Zylinder
zusammengedrückte Oel erfüllt die Rohre und die hohle Welle, so daß der auf das Oel
ausgeübte Druck am Manometer abgelesen werden kann. Dieser Apparat eignet sich
weniger für große Geschwindigkeiten, da die Zentrifugalkraft nicht ohne Einfluß auf
Kolben und Oel bleibt.
Der Kraftmesser mit Pendel. Es sind zwei gleichachsige
Riemenscheiben r und R
zwischen die antreibende und getriebene Maschine geschaltet. Jede Riemenscheibe
trägt ein Zahnrad r1
und r2, diese Zahnräder
greifen in zwei miteinander fest verbundene Zahnräder r3 und r4, deren gemeinsame Achse ein Gewicht G trägt, das um die Riemenscheibenachse pendelt. Die
Kraft am Umfange der Scheibe r sei gleich P, r, R, r1, r2, r3 und r4 bezeichnen die
Scheiben, die Räder und auch deren Radien.
Das auf das Pendel wirkende Moment ist von seiten der Zahnräder gleich
P\,.\,r\,\frac{r_2\,r_4-r_1\,r_3}{r_2\,.\,r_4}, diesem gleich
ist das Moment, welches vom Gewicht G herrührt. Der
radiale Abstand des Gewichtes von der Drehachse sei Rp.
Der Winkel, den Rp mit der Senkrechten bildet, sei φ, dann ist
G\,.\,R\,p\,.\,\mbox{sin}\,\varphi=P\,r\,\frac{r_2\,.\,r_4-r_1\,.\,r_3}{r_2\,.\,r_4}
und
P=G\,\frac{R\,p}{r}\,\frac{r_2\,r_4-r_1\,r_3}{r_2\,.\,r_4}\,\mbox{sin}\,\varphi=C\,.\,\mbox{sin}\,\varphi.
Ist die Bedingung gestellt, daß die Umfangsgeschwindigkeiten
der Scheiben gleich sein sollen, dann ist
\frac{r_1\,r_3}{r_2\,r_4}=R/r und G . Rp . sin φ = P (r – R).
P=G\,.\,\frac{R\,p}{r-R}\,.\,\mbox{sin}\,\varphi.
P ändert sich also wie der sin
φ oder wie die Länge der Kathete im rechtwinkligen
Dreieck, die φ gegenüberliegt. Die anderen Werte sind
gegebene Konstanten.
Ausführliche Skizzen bringt die Z. d. V. D. I. 1912, Nr. 33.
v. K.
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Die Vorzüge des Lederriemenbetriebes vor dem Seilbetrieb in
schweren Walzwerkanlagen zeigt W. Schömburg.
In neuerer Zeit haben sich die Forderungen an eine gute Kraftübertragung, namentlich
seit Einführung des elektrischen Schnellbetriebes, außerordentlich gesteigert, von
30 m Umfangsgeschwindigkeit ist man auf 50, 60, ja bis auf 70 m gegangen. Mit
Baumwoll-Hanfseilen und auch Baumwollriemen sind diese Geschwindigkeiten nicht zu
erreichen, bei Lederriemenbetrieb hat sich aber gezeigt, daß es gut möglich ist.
Wirkungsgrade von 95 bis 98 v. H. konnten erzielt werden. Die Vorzüge des geleimten
Lederriemens sind kurz folgende:
Große Gleichförmigkeit seiner Dicke, Möglichkeit der Anwendung von Spannrollen,
Elastizität und Schmiegsamkeit, teilweise Ursachen des guten Wirkungsgrades. Die
Vorspannung kann bei Lederriemen beträchtlich geringer genommen werden, etwa die
Hälfte, als bei Seilen. Infolge der zulässigen großen Dehnungsbeanspruchung (etwa
fünf- bis zehnmal größer als der bei Seilbetrieb) ist die Oberfläche kleiner und
gleichzeitig weniger rauh, damit die Luftreibung geringer.
All diesen Vorteilen steht der Nachteil höherer Anlagekosten gegenüber. Der Umbau
einer Anlage von 2000 PS vom Seil- auf Lederriemenbetrieb kostete etwa 25000 M. Die
Kraftersparnis bei Riemenbetrieb kann mit 8 v. H. angenommen werden, das macht bei
einem Preis von etwa 100 M für 1 PS und Jahr 16000 M. In zwei Jahren hätten sich die
Neubaukosten bezahlt gemacht.
Die Anlagekosten für eine Uebertragung von 1200 PS bei 35 m Geschwindigkeit und 15 m
Achsabstand betrugen bei Seilantrieb 3000 M, bei Lederriemenbetrieb 9000 M.
Die Arbeit enthält u.a. zwei Skizzen von großen Riementrieben mit zwei bzw. drei
Staffeln und Spannrollen, sowie eine Tabelle mit den Hauptzahlen von 23
Riementrieben. [Stahl und Eisen Nr. 38, Jahrgang 32.]
––––––––––
Ueber die Anwendung der Kinematographie zur Ermittlung der
Stoßkraft bei Schlagversuchen sind auf Veranlassung von Prof. Martens im
Kgl. Materialprüfungsamt zu Groß-Lichterfelde Versuche ausgeführt. Die allgemeine
Durchführung der Schlagversuche bei Materialprüfungen bot bisher Schwierigkeiten, da
die auftretenden Geschwindigkeiten der Bewegungsvorgänge die für die Aufzeichnung
mittels Schreibstiftes zulässige höchste Grenze von etwa 1 m/Sek. wesentlich
überschreiten. Die Benutzung der Photographie erfolgt hierbei am besten durch die
Aufnahme auf einen gleichförmig ablaufenden Film. Die ersten diesbezüglichen
Versuche sind von dem Amerikaner Dünn gemacht, indem er den auf der Materialprobe
liegenden Stahlkolben auf einen mit einem Spiegel versehenen Hebel einwirken ließ,
welcher im verdunkelten Raume einen auf ihn fallenden Lichtstrahl auf einen
gleichmäßig umlaufenden Film reflektierte. Diese Versuche wurden nunmehr auch als
Ausgangspunkt benutzt unter Anwendung eines Martensschen
Präzisions-Pendelhammers. Um eine vergrößerte Aufzeichnung des Schlagvorganges ohne
mechanische Uebertragung zu erreichen, wurde in dem Schlagbären ein Stössel mit
scharfer Schneide befestigt, die zwischen Beleuchtungslinse und Objektiv eines
Projektionsapparates gebracht wurde und so auf einem weißen Schirm einen scharfen
Schatten entwarf. Die Vergrößerung des Weges dieser Schneide und damit des Bären
wurde durch die Größe des Abstandes zwischen Schirm und Bär eingestellt. Die
Aufzeichnung der Bewegungsvorgänge geschah durch einen Registrierapparat des Edelmannschen Institutes in München, bei dem eine
Filmrolle in einem lichtdichten Gehäuse sich an einem Schlitz vorbei bewegt. Das auf
dem Film einwirkende Lichtstrahlenbündel wird auf drei Seiten durch einen
selbsttätigen Verschluß und auf der vierten Seite durch den Schatten der am Bären
befestigten Schneide begrenzt. Dadurch entsteht auf dem Film bei seiner
Rotation eine Kurve, die den Weg des Bären über der Zeit darstellt. Der
Stromkreis zur Erregung der zwei Elektromagnete, durch die der Verschluß an der
Filmtrommel betätigt wird, geschah vom Stoßbären selbst aus durch einen
Kontaktpinsel aus Bronzegespinst, der über einen Kontaktstreifen gleitet. Die
Geschwindigkeit des Films betrug 2,5 bis 3,5 m/Sek. und wurde mit den Schwingungen
einer Stimmgabel gemessen. Der Antrieb des Films erfolgte durch einen Elektromotor.
Vor Beginn des Versuches wurde unter Festhalten des Bären und Drehen des Films bei
offenem Verschluß die Nulllinie für die Kurve festgelegt. Bei den ausgeführten
Versuchen betrug z.B. für Stahl die Schlagdauer 0,0013 Sek., der Deformationsweg
etwa 2 mm.
Als wichtiges Ergebnis der Versuche zeigte sich, daß für gleichartige Probekörper und
gleiche Versuchsbedingungen die Kurven der Stoßkräfte um so kleinere Abweichungen
voneinander ergeben, je größer die Aufzeichnung der Wege und Zeiten in der
aufgenommenen Kurve s = f(t) ausfällt. [Z. d. V. d. I., 14. Sept. 1912.]
Dipl.-Ing. Ritter.
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Normalien zu Rohrleitungen für Dampf von hoher Spannung
hat der Verein deutscher Ingenieure nunmehr an Stelle der im Jahre 1900
aufgestellten gleichen Normalien neu herausgegeben. Den eigentlichen Normalien sind
einige Bemerkungen vorausgeschickt, die sich insbesondere auf grundsätzliche
Aenderungen gegenüber den früheren Normalien beziehen. So sind die Verbindungen für
Kupferrohre und Verbindungsteile aus Bronze nicht wieder aufgenommen, weil sie für
überhitzten Dampf nicht empfohlen werden können. Auch die Baulängen von Ventilen
sind nicht mehr angegeben. Die Vorschläge zur Prüfung der Rohrleitungen sind
geändert. Die Zulässigkeit der für die Flanschverbindungen vorgeschlagenen
Abmessungen ist durch Versuche der Kgl. Materialprüfungsanstalt in Stuttgart
nachgewiesen.
Neu aufgeführt sind die Abmessungen für Rohrdurchmesser von Zwischengrößen wie 25 mm,
35 mm usw., die jedoch nicht als normal gelten sollen. Als höchste Dampftemperatur
sind 400° C angegeben.
Der Verwendungsbereich für Gußeisen ist geblieben, jedoch unter Erhöhung der
Ansprüche an seine Festigkeit. Die höchste Temperatur für Verwendung gewöhnlicher
Bronze für Ventilkörper und Formstücke ist auf 220° C festgesetzt. Die Vorschriften
für die Verwendung von Flußeisen, Schweißeisen und Stahlguß sind beibehalten.
Angaben über die Beanspruchung der Schrauben sind nicht mehr extra aufgeführt.
Bei den Bemerkungen über die Verbindung zwischen Flanschen und Rohren ist auch das
Einwalzen mit Walzapparaten als zweckmäßig erwähnt mit dem Bemerken, daß bei
Wandstärken von mehr als 8 mm maschinelle Vorrichtungen erforderlich sind. Neu sind
bei den in den Zeichnungen dargestellten Flanschverbindungen außer den Flanschen mit
Schrägsitz solche mit Flachsitz dargestellt.
Von den in der Zahlentafel enthaltenen Abmessungen sollen nur die Maße für Flansch-
und Lochkreisdurchmesser sowie die Angaben für Zahl und Stärke der Schrauben bindend sein.
Aeußerlich fällt bezüglich Ausführung der Maßtabelle und der Zeichnungstafel die
handliche Form derselben gegenüber der früheren Form angenehm auf.
Dipl.-Ing. Ritter.
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Textabbildung Bd. 327, S. 732
Antiseptische Kraft. Abhängigkeit
der Standdauer imprägnierter Holzstangen von der antiseptischen Kraft des
Imprägniermittels.
Ueber die voraussichtliche Lebensdauer imprägnierter
Holzstangen. Zur Beurteilung eines Imprägniermittels für Leitungsstangen
ist die Kenntnis der mittleren Lebensdauer der damit zubereiteten Hölzer
erforderlich. Genauere Werte hierfür lassen sich nur auf Grund jahrzehntelanger
Beobachtungen ermitteln. Annährungswerte findet man nach F. R. Moll auch, wenn man
die statistischen Daten des Stangenabgangs bis zu dem Zeitpunkte zugrunde legt, wo
50 v. H. der ursprünglich eingebauten Hölzer durch Fäulnis zugrunde gegangen sind.
R. Nowotny gibt nun an, wie man aus der „antiseptischen Kraft“ eines
Imprägniermittels möglicherweise im voraus die mittlere Lebensdauer berechnen kann.
Man stellt die antiseptische Kraft nach Nowotny folgendermaßen fest: Man nimmt einen
passenden Nährboden (Nährgelatine usw.) für Pilzkulturen, versetzt ihn mit einem
bestimmten Prozentgehalt des zu prüfenden Antiseptikums, impft ihm bestimmte Pilze
ein und beobachtet, bei welchem Zusatz des Imprägniermittels die Nährsubstanz
pilzfrei bleibt. Von dem sehr kräftig wirkenden Aetzsublimat (Quecksilberchlorid)
reichen z.B. schon etwa 0,2 v. H. hin, um den Nährboden pilzfrei zu machen, von
Kupfervitriol verträgt die Nährsubstanz 3 bis 4 v. H. Wenn Stangen imprägniert
werden, so nehmen sie bestimmte Mengen des betreffenden Mittels auf einen Kubikmeter
Holz auf. Es wird nun angenommen, von einem antiseptischen Mittel seien für den
Kubikmeter soviel kg aufgenommen worden, als Prozent hiervon zur Nährgelatine
zugesetzt werden müssen, um sie pilzfrei zu machen. Die in diesem Falle
resultierende antiseptische Kraft stellt die Einheit dar. Die antiseptische Kraft
eines Imprägniermittels, in diesen Einheiten ausgedrückt, erhält man somit
durch Division der vom Kubikmeter Langholz aufgenommenen Menge des Imprägnierstoffes
durch die Zahl der früher erwähnten Prozente. Sonach ergibt sich für die
antiseptische Kraft, der älteren Imprägniermittel folgendes: Kupfervitriol
(Boucherieverfahren) 1,3; Zinkchlorid (Kesselverfahren) 1,4; Quecksilberchlorid
(Verfahren nach Kyan) 3,7; Teeröl (Kesselverfahren) 29. Trägt man die mittlere
Lebensdauer abhängig von der antiseptischen Kraft graphisch auf, so findet man eine
mit der antiseptischen Kraft ansteigende Schaulinie, nach der man für neue
Imprägnierverfahren angenähert die mittlere Lebensdauer ermitteln kann. In der Figur
stellen die ausgezogenen Linien die Lebensdauer der mit den genannten Mitteln
imprägnierten Stangen dar, die gestrichelten Linien die nach diesem Verfahren
ermittelte voraussichtliche Lebensdauer der nach neueren Verfahren imprägnierten
Stangen. Die antiseptische Kraft beträgt nach Nowotnys
Ermittlungen für Teeröl (mit 10 v. H. Phenolen) nach dem Verfahren von Rütgers 25; nach dem Verfahren von Rüping 17,5; für
Fluornatrium (NaF) nach Boucherie 10; für saures
Zinkfluorid (ZnF2 . 2HF) – Tränkung – bei Kiefern
2,5; bei Fichten 1; für Bellit (Fluornatrium mit Dinitrophenolanilin) – Tränkung –
4,2 bei Kiefern; 1,5 bei Fichten; Bellit – Kessel verfahren – bei Fichten 10;
Kresol-Calcium (von Heidenstamm und Friedemann) Kesselverfahren 63. [E. T. Z. 1912,
S. 976, 18. Sp.]
F. L.
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Zur Theorie der Reibung geschmierter Maschinenteile. Zur
Beurteilung eines Oeles auf Schmierfähigkeit kommt nur die Zähigkeit und die
Kapillarität in Betracht.
Durch Kapillarität drängt sich das Oel dahin, wo Zapfen und Lager sich am nächsten
sind, und somit die Gefahr der Berührung und dadurch der Beschädigung des Lagers am
größten ist. Von der Zähigkeit des Oeles hängt allein der Reibungskoeffizient
ab.
Für die Ermittlung der Zähigkeit (Viskosität) kommen bisher zwei Gruppen von Meßarten
in Betracht, die physikalischen und die technischen. Die unmittelbare physikalische
Messung ist sehr schwierig. Die technischen Meßverfahren dagegen sind an bestimmte
Apparate von konventionellen Abmessungen gebunden, und die mit ihnen erhaltenen
Zahlen lassen sich nicht ohne weiteres rein physikalisch umrechnen. Der Verfasser
hat nun die Angaben des Englerschen Viskosimeters in die
entsprechenden Werte nach physikalischem Maße umgewandelt. Nach seiner Formel
entsteht aus den Englergraden E der sogen. Zähigkeitsfaktor Z. Es ist
Z=4,072\,E-\frac{3,513}{E}.
Dieser Zähigkeitsfaktor kommt der spezifischen Zähigkeit sehr
nahe und kann als technisches Maß benutzt werden. Die spezifische Zähigkeit z (bezogen auf die Zähigkeit des Wassers von 0° = 1)
ist z = Z . s, und die absolute Zähigkeit η im
CGS-System ist η = Z . s . 0,01797 cm– 1 g Sek.– 1.
Hierin ist s das spezifische Gewicht der Flüssigkeit
bei der
Versuchstemperatur, und die Zahl 0,01797 die Zähigkeit des Wassers von 0° im
CGS-System.
Um die Rechnung zu sparen, sind mit Hilfe dieser Formeln Tabellen hergestellt, die
mit großer Genauigkeit die allen Engler-Graden
zugehörigen Zähigkeitsfaktoren angeben. Der Zähigkeitsfaktor könnte große Bedeutung
für den internationalen Verkehr gewinnen, wenn die Beziehungen aller technischen
Viskosimeter zum Zähigkeitsfaktor ebenso festgestellt wären, wie für das Englersche. Zurzeit ist die nationale Sektion der Internationalen Petroleum-Kommission (Zentr. Karlsruhe i.
Baden) hiermit beschäftigt.
Textabbildung Bd. 327, S. 733
Sobald die Zähigkeit der Oele festgestellt ist und die diesen Zähigkeiten
entsprechenden Reibungskoeffizienten, so lassen sich diese Koeffizienten ohne
weiteres auf jedes Oel gleicher Zähigkeit übertragen. Die fortlaufenden
Untersuchungen einzelner Oele, die heutzutage auf verschiedenen Prüfstationen
ausgeführt werden, sind also überflüssig.
Neben der Flüssigkeitsreibung tritt auch trockene Reibung fast immer in geschmierten
Lagern auf (wenn Zapfen und Lager sich unmittelbar berühren). Diese kann unter
Umständen ein Auslaufen des Lagers bewirken. Ein Mittel, um die trockne Reibung zu
verkleinern, gibt es in der Graphitschmierung. Reine Graphitschmierung eignet sich
allerdings in den meisten Fällen nicht zum Ersatz der Oelschmierung. Nur wenn es
gelänge, den fein verteilten Graphit mit dem Oel hinlänglich gemischt zur Verwendung
zu bringen, könnte der Gesamtreibungskoeffizient stark herabgesetzt werden. Die Deutsche Acheson Oildag Co. m. b. H. benutzt nun die
Erfindung von Edward G. Acheson, ein Verfahren zur
Herstellung von künstlichem Graphit im elektrischen Ofen, zur Herstellung einer
Paste. Der künstliche Graphit besteht aus nahezu reinem Kohlenstoff und ist durch
seine besondere Herstellungsart außerordentlich feinkörnig. Nach Messungen von M. Alexander im Ultramikroskop bewegen sich die Teilchen
in der Größenordnung 100 μμ, so daß sie die Brownschen Mekularbewegungen zeigen und sich nicht zu
Boden setzen.
Diese Paste kann mit beliebigem Oel verwendet werden. Als Zusatz zum Oel nimmt man
nur etwa 1 v. H. Oildag-Paste und mischt ordentlich durch
Umrühren. Die so erhaltene Emulsion kommt zur Verwendung wie gewöhnliches Schmieröl
(auch für Dochtschmierung).
Nach Untersuchungen von Prof. C. H. Benjamin von der
Pardue-Universität betrug bei einem Lagerdruck von 8,7 kg/qcm und 500 Umdrehungen i.
d. Min. der Reibungswiderstand nur 60 v. H. von dem bei reinem Oel. Nach einer
Stunde betrug der Reibungswiderstand sogar nur noch 50 v. H.
Ebenso zeigen die Versuche von Prof. Charles F.
Mabery, daß schon bei einer Zumischung von 0,35 v. H. Graphit die
Ausdauerfähigkeit des Oeles bedeutend größer ist, so daß man die Oelmenge auf die
Hälfte verringern kann und trotzdem noch einen kleineren Reibungskoeffizienten
erhält.
Die mit einer Carpenter-Maschine ermittelten Kurven
(vergl. Figur) wurden bei einem Druck von 84,4 kg/qcm und 444 Umdr. i. d. Min.
aufgenommen.
Nach 120 Minuten wurde der Oeldruck abgestellt. Man sieht, daß der
Reibungskoeffizient bei Oel allein wesentlich höher liegt, als bei dem mit 0,35 v.
H. Graphit vermischten Oele. Nach Abstellung der Oelzufuhr hielt außerdem das mit
Graphit vermischte Oel etwa sechsmal länger aus als das Oel allein. Auch über die
Anwendung von Oildag in Dampfzylindern sollen die Mitteilungen der Staatseisenbahnen
günstig lauten.
Als besondere Vorzüge der Oildagschmierung werden noch angegeben: Schonung der Lager
und Zapfen, Verminderung des Schmiermittelbedarfs und größere Sicherheit im
Betriebe. [Stahl und Eisen, Heft 41 vom 10. Okt. 1912, S. 1695.]
R.
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Eine neue Lichteinheit. Die bisher im Gebrauch
befindlichen primären Lichteinheiten, Hefner-Lampe, Viollesche Platineinheit haben den Mangel, daß sie
schlecht befördert und reproduziert werden können. Um diesem Mangel abzuhelfen, ist
von Nutting vorgeschlagen worden, als primäre Einheit
eine mit Heliumgas angefüllte, durch elektrische Entladung zum Leuchten gebrachte
Kapillarröhre zu verwenden. Dieser Vorschlag ist im Bureau of Standards in
Washington in den letzten sechs Jahren auf seine Brauchbarkeit eingehend untersucht
worden. Nach Mitteilungen Nuttings hat sich am besten
eine Kapillarröhre von 2 mm lichtem Durchmesser, 2 mm Wandstärke und etwa 7 cm Länge
bewährt. Als Elektroden dienten Aluminiumscheiben von 1 mm Dicke und 25 mm ∅, die in
angeschlossenen Kugeln untergebracht waren. Bei Stromstärken von 10 bis 35
Milliampere ist die Lichtstärke der Stromstärke gut proportional. Die Lichtstärke
wurde sowohl photometrisch wie auch spektralphotometrisch nach sechs Linien
aufgenommen. Vom Werte der Erregerspannung und der Frequenz ist die Lichtemission
unabhängig, ebenso von Schwankungen in der Gasdichte von 3 bis 8 mm Druck. Die
Reproduzierbarkeit wurde von vier Beobachtern an 40 Röhren durch Bestimmung der
mittleren wagerechten Lichtstärke für 1 cm Länge geprüft. Die Abweichungen betrugen
im Maximum 3 v. H., oder, bezogen auf den Mittelwert, 1,15 v. H., bei einem
wahrscheinlichen Meßfehler von 0,16 v. H. Ueber die absolute Kerzenstärke der
Normalröhren werden von N u 11 i n g keine Angaben gemacht. [The Electrician 1912 S.
881.]
F. L.
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Eine physiologische Wirkung des elektrischen Stromes in
Abhängigkeit von der Polarität gibt Rudolf
Hruschka in der Zeitschrift für Elektrotechnik und Maschinenbau, XXX.
Jahrgang, Heft 37, bekannt. Verbindet man an einer Gleichstromquelle die Kathode
mit der Anode durch Berühren mit den Händen, dann kann man die. Kathode von der
Anode leicht an dem stärkeren Schlag, den man in der sie berührenden Hand spürt,
unterscheiden. Mit Hilfe der Brückenmethode zeigt der Verfasser, daß der
Uebergangswiderstand an der Kathode kleiner ist als an der Anode. J2W an der Kathode ist also bei diesem Versuch
kleiner, der gefühlte elektrische Schlag jedoch größer. Daraus schließt der
Verfasser, daß diese physiologische Wirkung von der Leistung des Stromes an der
Uebergangsstelle unabhängig ist. Demgegenüber wäre vielleicht einzuwenden, daß der
Uebergangswiderstand und damit J2W an der Kathode
nur dann kleiner ist, wenn die beiden Pole durch einen schlechten Leiter verbunden
werden. Das Gegenteil ist zu bemerken, wenn die beiden Pole selbst aus schlechten
Leitern bestehen und durch einen viel besseren geschlossen werden.
Da nun der menschliche Körper in bezug auf elektrische Leitfähigkeit außen bedeutend
schlechter ist als innen, und namentlich in Richtung des Stromfadens, nach
Durchdringung der Haut, in seiner Leitfähigkeit sicher stark zunimmt, so ist auch
anzunehmen, daß an der Anode die Leistung im Innern, mit wachsender Leitfähigkeit
der sich folgenden Schichten, kleiner wird als an der Kathode. Dieses würde aber mit
dem Gefühl in unserem Körper übereinstimmen und im Gegensatz zu der ersteren Annahme
auf einen Zusammenhang der physiologischen Wirkung und der Leistung des Stromes
hindeuten.
v. K.
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Kugel- und Rollenlager für Bahnmotoren. Die Deutschen Waffen- und Munitionsfabriken berichten über
Versuche, welche die Königl. Preußische Staatseisenbahn mit Kugellagern ihrer
Konstruktion anstellte. Es wurden zwei dreiachsige Personenwagen zuerst mit gut
eingelaufenen Gleitlagern und dann mit Kugellagern „DWF“ ausgerüstet. Die
Anzugsversuche ergaben die in der nächsten Spalte zusammengestellten Werte.
Ein weiterer Fahrversuch, bei dem die beiden Wagen eine Steigung von 1 : 200 bergauf
mit 40 km Geschwindigkeit fuhren, ergab am Bremsdynamometer eine auf das ebene
Gleis umgerechnete Zugkraft von
a) mit Gleitlagern 98 kg,
b) mit Kugellagern 88 kg.
Besonders vorteilhaft ist nach diesen Messungen der Einbau von
Kugellagern bei Wagen, die für Stadtverkehr oder Lokalzüge bestimmt sind, da diese
Züge oft anhalten und anfahren.
WagenNr.
Gewicht
bei Gleitlagernkg Zugkraft
bei KugellagernDWFkg Zugkraft
2672
16130
350
25
1839
17020
400
40
2672
zusammengekuppeltmit 1839
33150
448
63
Von den 24 Kugellagern (für den Achsschenkel zwei Lager) soll die Hälfte noch nach
neunjährigem Dienst ohne Reparatur im Betriebe sein, während bei den übrigen Lagern
Nacharbeiten nötig waren. Die Schmierung der Lager wurde nur bei den halbjährlich
stattfindenden Wagenrevisionen vorgenommen. Durch Versuche, welche die Königl.
Württembergische Staatseisenbahn angestellt hat, wurde gefunden, daß der
Oelverbrauch für den Achsschenkel eines vierachsigen Personenwagens mit
„DWF“-Lagern im Jahr nur 2 kg betrug. Die Schmierung wurde ebenfalls nur
zweimal jährlich vorgenommen.
Als besondere Vorteile der Kugellager gegenüber Gleitlagern werden noch angeführt,
daß
1. ein Auswechseln der Kugellager auch bei Achslagern der
schwersten Schienenfahrzeuge nicht in dem Maße erforderlich ist, wie das
Auswechseln der Lagerschalen bei Gleitlagerung,
2. geringere Wartung,
3. geringere Lagerreibung und damit Kraftersparnis (siehe
Tabelle),
4. Reinlichkeit der Lager,
5. der Mittelabstand der Zahnräder bei angetriebenen Achsen
(z.B. Straßenbahnwagen, Grubenlokomotiven usw.) bleibt erhalten,
6. die geringe Breite und das kleinere Gewicht der
Kugellager.
[Elektr. Kraftbetriebe und Bahnen, Heft 27 vom 24. Sept. 1912,
S. 573.]
R.