Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 328, Jahrgang 1913, S. 620 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Elektrischer Wasserstandsregler. In
Dampfkesselbetrieben ist die selbsttätige Versorgung mit Speisewasser schon eine
alte Frage, deren Lösung mit den verschiedensten Mitteln versucht wurde. Die zu
leistende Arbeit wäre das Oeffnen des Speiseventils am Kessel und des
Dampfabsperrschiebers an der Speisepumpe in Abhängigkeit vom Wasserstande. Es ist
naheliegend, hier an den bekannten Schwimmer zu denken, der in der Tat für derartige
Funktionen besonders geeignet erscheint. Leider ist der Auftrieb bei den in Frage
kommenden Größenverhältnissen zu klein – er beträgt bei den maximalen Abmessungen
des Mannloches 28 × 38 cm und abzüglich eines Eigengewichtes von 5 kg nur etwa 5 kg
– um die Reibung in der Stopfbüchse an der Durchführungsstelle am Kessel überwinden,
geschweige denn, oben genannte Arbeiten leisten zu können.
Textabbildung Bd. 328, S. 620
H = zum Hubmagnet des
Dampfspeiseventils der Speisepumpe Sp = Speiseventil. N.W. – Normaler
Wasserstand
In interessanter Weise werden diese Schwierigkeiten bei dem Wasserstandsregler,
System Reubold, umgangen, indem hier der Schwimmer, ohne
eigentliche mechanische Arbeit leisten zu müssen, nur dazu benutzt wird, ein
elektromagnetisches Relais zu steuern, das gegebenenfalls elektrische Kontakte
schließt und dadurch Hubmagnete einschaltet, welche die verlangte Arbeit mit
Leichtigkeit ausführen.
Die Einrichtung ist die folgende (s. Abbildung): Auf dem Kessel ist dampfdicht ein
aus magnetisch nicht leitendem Stoffe hergestelltes und am freien Ende geschlossenes
Rohr a aufgebaut. Auf dem Rohr sitzt, in der Höhe
verstellbar, ein dauernd von einem, etwa aus der Lichtleitung entnommenen
Gleichstrom erregter Elektromagnet b mit wärmebeständig
isolierter Wicklung. Der Kraftlinienpfad des Magneten ist an der Stelle, wo das
Standrohr a hindurchgeht, unterbrochen; das unter
diesen Umständen nur schwache magnetische Anzugsmoment reicht nicht aus, einen Anker
anzuziehen, durch dessen Bewegung die schon erwähnten Kontakte geschlossen
würden.
Nun befindet sich innerhalb des Standrohrs a eine Stange
r, die unten mit dem Schwimmergefäß d verbunden ist,
und entsprechend dem Wasserstand gehoben oder gesenkt wird. Oben trägt die Stange
einen Eisenkern, der bei einer bestimmten Schwimmerstellung in den magnetischen
Bereich des Kontaktelektromagneten gerät und dabei die Lücke im Kraftlinienpfad
desselben ausfüllt. Der Anker wird jetzt angezogen und schaltet die Hubmagnete e ein. Gleichzeitig leuchtet eine rote Lampe f auf, die den Eintritt der Speisung anzeigt. Ist der
Wasserstand je nach der Einstellung mehr oder weniger gestiegen, so wird der
Eisenkern durch den Schwimmerauftrieb aus dem Magneten herausgedrückt, und der Anker
unterbricht beim Abfallen die Kontakte, worauf die Ventile durch Feder- oder
Gewichtsbelastung in die Schlußstellung zurückgeführt werden.
Der Energieverbrauch ist sehr mäßig, der Kontaktelektromagnet b verbraucht 20 bis 25 Watt, jeder Hubmagnet e während des Anhubes 60 bis 70 Watt. Dabei kann so empfindlich
eingestellt werden, daß der Wasserstand nur um wenige Millimeter schwankt. [Kraft
und Betrieb, 21. Mai 1913]
Rich. Müller.
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Schleppversuche. Bei der bisher gebräuchlichen Art, den
Schiffs widerstand durch Schleppversuche mit einem Schiffsmodell zu ermitteln,
wurden die Versuche ohne den hinter dem Schiff arbeitenden Propeller durchgeführt
und hatten infolgedessen keine einwandfreien Ergebnisse. Die einzige von Froude angegebene Methode zur Vereinigung der Modell- und
Propellerversuche erfordert getrenntes Schleppen von Schiffsmodell und Propeller,
das mancherlei Schwierigkeiten und auch Mängel in der Richtigkeit mit sich bringt.
Insbesondere ist es unmöglich, damit einwandfreie Messungen für Rückwärtsfahrt zu
erzielen. Nach den Angaben von Matthias ist nunmehr in der Versuchsanstalt Uebigau
bei Dresden eine Versuchsanordnung ausgearbeitet, die es ermöglicht, den Propeller
mit dem Modell zu verbinden und ihn aus diesem heraus anzutreiben. Eine Beschreibung
dieser Einrichtung ist in Heft 19, 1913, des „Schiffbau“ gegeben. Die
Gesamtanordnung ist in der Abb. 1 schematisch
dargestellt.
Textabbildung Bd. 328, S. 621
Abb. 1.
S = Schubmessungen, W =
Widerslandsmessungen
Textabbildung Bd. 328, S. 621
Abb. 2.
Die Meßrahmen mit den Triebwerksteilen befinden sich etwa in der Mitte des Modells.
Um diesem volle Bewegungsfreiheit zu gestatten, sind in die Propellerwelle zwei
Cardangelenke C eingeschaltet. Besonders schwierig war
die Lagerung und Durchführung der Propellerwelle durch das Schiffsmodell, die
vollkommen wasserdicht sein und eine zuverlässige Trennung der Modell- und
Propellermessungen ermöglichen muß. Der Grundgedanke dieser Durchführung ist aus
Abb. 2 ersichtlich.
Die Buchse a ist mit dem Schiffsmodell fest verbunden,
die Buchse b dient als Lagerbuchse für die
Propellerwelle. Bei c befindet sich je eine Anzahl
hintereinander liegender Kugeln, die zur Führung der Buchse b dienen und gleichzeitig bei einer achsialen Verschiebung dieser mitsamt
der Propellerwelle als Gleitlager wirken. Zum Wasserabschluß ist am Ende der Buchsen
zwischen beiden eine Gummimembran angeordnet. Sämtliche Teile der Lagerung bestehen
aus gehärteter Bronze. Für schlanke Einschraubenschiffe und alle
Mehrschraubenschiffe ist eine zweite, einfache Kugellagerung der Propellerwelle kurz
vor dem Austritt aus dem Schiff vorgesehen.
Zum Vergleich der alten und neuen Versuchsmethode sind in Uebigau Versuche an einem
Einschraubenmodell durchgeführt, wobei sich wesentliche Vorzüge der neuen Methode
gezeigt haben. Die nach dieser durchgeführten Versuche ergaben einen Mehrwiderstand
von etwa 1,5 bis 3,5 v. H., ein Mehr an Umdrehungen von etwa 2,5 bis 5 v. H., ein um
etwa 5 bis 8 v. H. größeres Drehmoment und einen bis zu 5,5 v. H. schlechteren
Propellerwirkungsgrad als bei den Versuchen nach der Methode von Froude. Letzteres gibt eine teilweise Erklärung dafür,
daß bisher die durch die Versuchsanstalten ermittelten Propellerwirkungsgrade im
Vergleich zur Praxis zu hoch waren. Eine graphische Zusammenstellung der
Versuchsergebnisse ist in obengenanntem Bericht gegeben.
Die neue Versuchsmethode bietet nicht nur den Vorteil, zuverlässigere Zahlenwerte als
die alten Methoden zu geben, sondern gestattet auch in viel höherem Maße als diese
die Nachbildung aller in der Wirklichkeit vorkommenden Fälle, wie Versuche mit
hinter dem Propeller befindlichem Ruder, Schleppfahrten mit Anhang usw.
Dipl.-Ing. C. Ritter.
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Neuer Turmdrehkran. Eine Neuheit auf dem Gebiete der
Technik und von Bedeutung für das Bauwesen ist der Turmdrehkran der Firma Carl Peschke, Baumaschinenfabriken,
Zweibrücken-Rheinpfalz, der bereits in vielen großen Städten des In- und Auslandes
zur Verwendung gekommen ist. Seine Bedienung geschieht von einem einzigen Steuerrad
auf der Fahrbühne aus und ist so einfach, daß sie jeder Arbeiter verrichten kann.
Angetrieben wird er von einem einzigen Motor und nicht, wie dies bei vielen anderen
Fabrikaten der Fall ist, durch mehrere Motore. Der Antrieb kann erfolgen durch
Elektromotor, eventl. durch einen in der Fabrik eigens dazu hergestellten
Benzinmotor. Eine große Neuerung und für jeden Bauherrn im höchsten Maße
gewinnbringend ist folgende Einrichtung des Turmdrehkranes: Der Peschke-Turmdrehkran fährt ohne Drehscheibe mit derselben
Fahrgeschwindigkeit, wie auf gerader Strecke um rechtwinklige oder schiefwinklige
Ecken mittels seiner selbsttätigen Weichenstellung, so daß heute bei großen Bauten,
wo früher zwei
Krane benutzt werden mußten, nur noch ein Kran erforderlich ist. Die kostspielige
und zeitraubende Arbeit mit Drehscheibe oder Schiebebühne fällt hier also fort. Für
diese epochemachende Erfindung sind zwei deutsche Reichspatente angemeldet.
Textabbildung Bd. 328, S. 622
Die Konstruktion des Peschke-Turmdrehkrans ist derartig
gewählt, daß unterhalb der Fahrbühne ein freier Durchgang verbleibt, der es
ermöglicht, auf der ganzen Länge der Fahrbahn Material aufzustapeln. Was den
Ausleger anbelangt, so ist derselbe leicht verstellbar und beträgt die Ausladung 5,
7 und 9 m bei 3000, 2000, 1500 kg Tragkraft. Entsprechend der Ausladung vermindert
sich die Hakenhöhe von Oberkante Fahrschiene aus gemessen von etwa 22,50 m bis auf
etwa 27 m. Auch werden die Krane bis zu 50 m Höhe und 15 m Ausladung
hergestellt.
Nur die Firma Peschke ist berechtigt, die Vorrichtung zum
selbständigen Umfahren der Ecken herzustellen und es lohnt sich daher, für jeden
Bauherrn zur Erzielung einer rationellen Arbeitsweise diesem neuartigen Krantyp die
nötige Aufmerksamkeit entgegenzubringen.
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Hauptgesichtspunkte in der Wahl von Stopfbüchspackungen.
An eine gute Stopfbüchskonstruktion stellt man die Anforderung befriedigender
Abdichtung bei möglichst langer Lebensdauer. Diese wird gewährleistet durch geringe
Abnutzung des Packungsmaterials oder durch weitgehende Nachstellungsmöglichkeit. Bei
den hohen Ansprüchen, die der heutige Maschinenbau an ein Abdichtungsorgan in bezug
auf Temperatur, Betriebsdruck und Drehzahl stellt, können ersichtlich die
obengenannten Forderungen nur durch erstklassiges Material erfüllt werden. Die
hauptsächlich auf Grund ihrer Billigkeit angepriesenen Packungen dürften demnach nur
für untergeordnete Zwecke in Betracht kommen. Insbesondere gilt dies für die
Systeme, die plastisches, metallisches Material verwenden. Eine dauerhafte Dichtung
ist nur mit festen Metallpackungen zu erzielen. Der äußere Aufbau fast aller
Stopfbüchsen ist der gleiche. Die Stopfbüchsenbrille preßt das Dichtungsmaterial
gegen die Begrenzungen des Packungsraumes, nämlich gegen Kolbenstange,
Stopfbüchsenhals und die vordere und hintere Stirnfläche der Aussparung. Durch den
achsialen Druck wird ein rechnerisch feststellbarer Radialdruck erzeugt, von welchem
Dichtung und Verschleiß abhängig sind. Der Unterschied der verschiedenen Systeme
liegt in der Art der Packung. Als ein konstruktiver Fehler ist es zweifellos
anzusehen, wenn man bei der Anordnung des abdichtenden Stoffes auf die äußere
Nachstellbarkeit verzichtet und an deren Stelle ausschließlich selbsttätige Regelung
treten läßt. Gerade ein Vorzug der Stopfbüchsendichtung gegenüber der Kolbenliderung
ist es ja, daß sie bei Abnutzung äußeren Eingriffen zugänglich ist. Das nachstehend
beschriebene System scheint in hervorragender Weise geeignet, alle Ansprüche zu
befriedigen. Es besteht aus einer Anzahl Ringsätze. Jedes Aggregat setzt sich aus
drei aufgeschnittenen Ringen zusammen. Wie die Abbildung zeigt, ist zwischen zwei
Ringen a und b der dritte
c doppelkeilartig eingefügt. Durch Bewegung des
Keiles in der Pfeilrichtung erfolgt ein Anpressen von a
und b an die Kolbenstange einerseits und den
Stopfbüchsenhals andererseits. Dieser Druck wird unterstützt durch das in den
Hohlraum d gelangende Betriebsmedium, welches bestrebt
ist, den mit der breiten Stirnfläche e vorgelagerten
Keil zwischen die Ringe zu treiben und sie auseinander zu spreizen. Infolge der
hierdurch erzielten vorzüglichen Dichtung ist es möglich, bei verhältnismäßig
geringer Baulänge große Drücke zu bewältigen. Nach der Doppelkeiltheorie berechnet
sich der Radialdruck folgendermaßen. Bei 100 at Betriebsdruck, 45 mm
Wellendurchmesser, 75 mm Außendurchmesser des Ringes a
und 12 mm Ringhöhe ergibt sich der Achsialschub durch den Betriebsdruck
P=100\,\frac{12,5\,\pi}{2}\,.\,1,75\,\sim\,3400 kg. Hierdurch
wird nach der Formel Σ = 2 Σ ∙
tg (d + s) und unter Berücksichtigung der
Reibung der Radialdruck Q = 3200 kg erzeugt. Die durch
diesen hervorgerufene spezifische Pressung an der Kolbenstange ist
p_1=\frac{3200}{12\,.\,4,5\,\pi\,1,2}=15,7
kg/qcm.
Textabbildung Bd. 328, S. 622
Berücksichtigt man nun noch den Selbstdichtungsdruck, so
wächst p1 auf 21,2
kg/qcm. Die spezifische Pressung am Umfang wird
p_a=p_1\,\frac{r_1}{r_a}=12,7 kg/qcm. Die zulässige Drehzahl ist, wenn
man ähnlich wie bei Lagern den Wert p ∙ v = 25 mkg/Sek. annimmt, gleich 135 in der Min. Durch
Verwendung einer Einsatzbüchse und Verringerung des äußeren Durchmessers vom Ring
a läßt sich Druckreduktion und Verminderung der
erforderlichen Anzahl von Ringaggregaten erzielen. Die Federung beträgt unter
Zugrundelegung von 2500 kg/qcm Spannung etwa 4,8 mm. Bei Verwendung der Stopfbüchse
für rotierende Maschinen ist es leicht, Selbstsperrung zu erzielen, d.h. eine
Mitnahme der Ringe durch die sich drehende Welle zu verhindern. [Kälte-Industrie Nr.
7.]
Schmolke.
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Versuche mit Rollenlagern hat John
Goodman an einer großen Anzahl verschiedener Bauarten angestellt und faßt
die allgemeinen Ergebnisse in der Zeitschrift f. prakt. Maschinenbau (11. Juni 1913)
zusammen.
Für sämtliche untersuchten Bauarten, die auch die bekannten Schraubenrollenlager von
Hyatt, das Kynoch-Rollenlager sowie ein offenbar recht unrationell konstruiertes
Spurlager mit kegligen Rollen umfassen, lassen sich gemeinsame Gesichtspunkte
aufstellen.
Textabbildung Bd. 328, S. 623
Der Reibungskoeffizient, der mit geringer werdender Lagerbelastung und mit
abnehmendem Rollendurchmesser zunimmt, zeigt sich nahezu unabhängig von der
Geschwindigkeit, von der Temperatur und von der Schmierung. Infolge davon ist die
erforderliche Anlaufkraft nur wenig größer als die Betriebskraft.
Reibungsverluste treten hauptsächlich auf zwischen den Rollen und der Welle
einerseits und dem Gehäuse andererseits, diese sind annähernd proportional der
Lagerbelastung; ferner zwischen dem Rollenkäfig und der Welle °der dem Gehäuse,
diese sind etwa konstant. Bei Achsialdruck kann außerdem Reibung zwischen der
Stirnfläche der Rollen und dem Käfig sowie zwischen Käfig und Gehäuse entstehen.
Endlich reiben sich die Rollenzapfen im Rollenkäfig. Für den Wert dieser
Reibungsverluste wird a. a. O. eine nicht eben übersichtliche Formel aufgestellt;
die einzelnen Glieder dieser Formel sind, soweit das ausführbar war, durch
Versuche bestimmt worden, die übrigen sind geschätzt. Das Ergebnis dieser
Untersuchungen ist in dem beigegebenen Schaubild zusammengestellt.
Auf Grund der Versuche, die zunächst ergeben haben, daß für Rollenlager nur
durchgehends gehärtetes Material verwendet werden darf, kann für die zulässige
Belastung in kg von nicht übermäßig schnell laufenden Rollenlagern folgende Formel
aufgestellt werden:
P=\frac{k\,.\,z\,.\,l\,d}{n\,.\,D+2000\,d}
Hierin bedeutet
k eine Konstante,
z die Anzahl der Rollen,
l die Länge der Rollen in mm,
d den Durchmesser der Rollen in mm,
D den Durchmesser der Welle in mm,
n die Drehzahl in der Minute.
Die Konstante k richtet sich nach dem verwendeten
Material und ist für gehärtete Stahlrollen auf geschliffenen und gehärteten Flächen
850 bis 1400 zu setzen; für Lager mit Gußeisengehäusen, Flußstahlrollen und
Flußeisenwellen bei gewöhnlicher, nicht besonders sorgfältiger Ausführung wird k = 280 angegeben.
Dipl.-Ing. W. Speiser.
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Die Rauchplage. Nachdem die Rauchplage lange Zeit als ein
mit dem Aufblühen einer Industriestadt unvermeidlich verbundenes Uebel gegolten hat,
machen sich in neuester Zeit immer mehr erfolgreiche Bestrebungen zu ihrer
Bekämpfung geltend Der Grund hierfür ist die Erkenntnis der außerordentlichen
wirtschaftlichen und gesundheitlichen Schädigungen, welche durch die starke
Rußentwicklung hervorgerufen werden. Es ist charakteristisch, daß die amerikanische
Industriemetropole Pittsburg, deren Rauchplage sprichwörtlich geworden ist, den
Mittelpunkt für die wissenschaftliche Forschung bildet, deren Ziel es ist, die
Gründe der genannten Uebelstände aufzuklären und Mittel zu ihrer Bekämpfung zu
finden. Die chemische Untersuchung des Russes zeigt, daß er aus Kohlenstoff, Teer,
Säuren verschiedener Art, Asche, Ammoniak und Arsenik besteht. Die beiden
letztgenannten Bestandteile finden sich nur in geringen Mengen. Ihre Wirkung tritt
daher wenig hervor. Die Asche trägt zur Verschmutzung bei. Eine ähnliche Wirkung hat
die Kohle und der Teer. Besonders der Teer verleiht dem Ruß die Fähigkeit überall
anzuhaften, ruft dessen Klebrigkeit hervor. Die Säuren schließlich, vor allem die
bei der Verbrennung des Schwefels entstehende schweflige Säure, welche an der Luft
durch Oxydation in Schwefelsäure übergeht, wirken zerstörend auf Baumaterial und
Metalle ein. Die schweflige Säure ruft z.B. bei Kalkstein die Entstehung von
Kalziumsulfat hervor, der im Wasser löslich ist. Der Stein wird infolgedessen an der
Oberfläche porös, was weitere schädliche Einflüsse begünstigt. Auch die Korrosion
der Metalle infolge des Säuregehaltes im Ruß ist sehr bedeutend. Indessen nicht nur
auf das Aeußere der
Gebäude erstreckt sich die Verschmutzung, sondern auch die Innendekoration der
Wohnungen leidet erheblich. Ihre Instandhaltung verursacht neben der Reinigung der
Außenfront nicht zu unterschätzende Kosten. Die Wirkung der Rauchplage auf das Klima
läßt Sich dahin zusammenfassen, daß Nebelbildung begünstigt, die Wirkung des
Sonnenlichtes hingegen geschwächt wird, und die Temperatur eine Erhöhung erfährt.
Die Folge ist, daß durch den Mangel an intensivem Sonnenschein der Pflanzenwuchs
beeinträchtigt wird. Rosen gedeihen beispielsweise in Pittsburg überhaupt nicht. Die
gesundheitsschädigende Wirkung des Russes äußert sich vor allem darin, daß
Lungenkrankheiten mit Ausnahme der Tuberkulose begünstigt werden. Letztere ist in
Industriegegenden nicht häufiger als anderweitig die Todesursache. Indessen wird
ihre Heilung durch die Rauchplage erschwert, welche auch Nasenkrankheiten oft einen
hartnäckigen Charakter verleiht. Die wirtschaftlichen Nachteile der Rußentwicklung
beruhen zunächst in der unvollkommenen Verbrennung. Ferner steigen die Kosten für
die Reinigung und für die Beleuchtung infolge des geringeren Sonnenlichtes.
Erklärlich ist es, daß an der Rauchentstehung die Hausfeuerung verhältnismäßig in
weit höherem Maße beteiligt ist als die technisch vervollkommneten
Verbrennungsanlagen der Industrie. Besonders die Benutzung von weicher
bituminöser Kohle begünstigt die Mißstände. Die Untersuchungen an der Pittsburger
Universität haben zu dem Ergebnis geführt, daß die Vervollkommnung der mechanischen
Feuerung, gute Schulung der Heizer und ständige Kontrolle der Verbrennungsanlagen
die wirksamsten Mittel zur Rauchbekämpfung sind. [Rauch und Staub 3. Jahrg. Nr.
8.]
Schmolke.
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Hugo Eulenberg, Begründer der Firma Eulenberg, Mönting & Co. in Schlebusch
Monfort, die sich hauptsächlich mit dem Bau von Eismaschinen, Feder- und
Luftdruckhämmern beschäftigt, ist am 15. Juli gestorben.
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Der Verein Deutscher Eisen- und Stahl-Industrieller hat die Abschaffung aller
Höflichkeitsphrasen zum Vereinsbeschluß gemacht. Die Anordnung tritt zum 1. Oktober
in Kraft, die Mitglieder sind daran gebunden, ihr beizutreten. Sie machen ihren
Geschäftsfreunden von der bevorstehenden Neuordnung durch einen Briefbeilagezettel
Mitteilung, in dem es heißt: „Einem Beschluß des Vereins Deutscher Eisen- und
Stahl-Industrieller folgend, unterlassen wir in unseren Briefen die sachlich
unnötigen Redewendungen und Höflichkeitsformeln, also auch die Versicherung der
selbstverständlichen Hochachtung, und bitten, im Verkehr mit uns ebenso zu
verfahren“.