Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | Pr. |
Fundstelle: | Band 329, Jahrgang 1914, S. 184 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Neues zur Kommutatorenfrage. Als unstreitig
schwächster Teil der elektrischen Maschine im allgemeinen gilt immer noch der
Kommutator. Die Bestrebungen, ihn entbehrlich zu machen, sind so alt, wie die
elektrische Maschine selbst. Es hat auch bis in die neueste Zeit hinein nicht an
entsprechenden Vorschlägen gefehlt, die jedoch strenger Prüfung nicht standhielten,
oder aber für praktische Verwendung in größerem Maßstabe nicht in Frage kommen
konnten. Es sei hier nur der sogenannte magnetische Kommutator genannt, dessen
leitende Idee in der Aufgabe liegt, in Stromverzweigungen die dem Kommutator
entsprechenden willkürlich-zwangläufigen Aenderungen der Induktanz
herbeizuführen und so ein Analogon zu der elektronischen Ventilwirkung zu schaffen.
Obwohl dieses Problem zunächst wegen der natürlichen elektromagnetischen Verkettung
von Kraftfluß und Stromleitern nicht als lösbar erscheinen muß, möchte Schreiber
dieses die Möglichkeit einer derartigen Kommutation nicht für ausgeschlossen
halten.
Die harte Notwendigkeit, gerade für die wichtigsten Arbeitsgebiete – wie vor allem
für die elektrische Traktion – den üblichen Kommutator mit Gleitkontakt verwenden zu
müssen, hatte zur Folge, daß heute die Kommutatorfrage, wenigstens in bezug auf
Betriebsicherheit, praktisch als gelöst betrachtet werden kann. Es ist hier in erster Linie an
den Wechselstrom-Kommutator gedacht, da ja die Gleichstrommaschine im Vergleich zu
ersterem geringere Schwierigkeiten bereitet hatte.
Immerhin ist der Kommutator ein recht teures Anhängsel, und, was meist nicht genügend
eingeschätzt wird, er beschränkt die Leistung und das Verwendungsgebiet der
Kommutatormaschinen in einschneidenster Weise. So haben beispielsweise die
Schwierigkeiten beim Bau von Gleichstrom-Turbogeneratoren bzw. Turbomotoren von nur
einigen hundert Kilowatt erheblich dazu beigetragen, den längst vergessenen
Unipolargenerator zu neuem Leben zurückzurufen, obwohl man zurzeit jedenfalls noch
nicht sagen kann, daß dieser einen befriedigenden Ausweg bietet. Das Ziel der
Wünsche für motorische Zwecke wäre so ungefähr der bekannte
Drehfeld-Induktionsmotor, möglichst sogar ohne Schleifringe, der ohne
Verschlechterung seiner Arbeitsweise in recht weiten Grenzen in der Drehzahl
regelbar wäre.
Diesem gewiß erstrebenswerten Problem rückt jetzt F. W. Meyer (E. T. Z. 1914, Heft 1 und 2) in eigenartiger und interessanter
Weise auf den Leib, und zwar mit Hilfe eines der jüngsten Kinder der Elektrotechnik,
des Quecksilberdampfgleichrichters. Die damit verbundene Komplikation erscheint
trotz anerkennenswerter Vervollkommnung dieser Apparate dem Praktiker allerdings
nicht gering, aber vielleicht gelingt der Zukunft noch, die mancherlei Bedenken zu
zerstreuen. D. p. J. berichtete S. 193 Jahrgang 1913 über den derzeitigen Stand der
Groß-Gleichrichter.
Die Verwendung des Gleichrichters für die Zwecke der Tourenregelung kann in sehr
verschiedenartiger Weise erfolgen, es sollen hier nur die wichtigsten Formen
beschrieben werden.
Ein Ein- oder Mehrphasen-Induktionsmotor ist bekanntlich in weiten Grenzen regelbar
durch einen Regulierwiderstand im Rotorkreise. Die dem Rotor entnommene Energie ist
ohne weiteres Verlustenergie, deren Größe in Prozenten der dem Stator zugeführten
Energie ausgedrückt wird durch den Prozentsatz des Rotorschlupfes.
Das Spannungsgefälle im Regelwiderstande ist proportional dem Strome, mithin also der
Belastung. Der Motor zeigt den Tourencharakter der Hauptstrommotoren, während meist
Nebenschlußcharakter erwünscht ist. Erwähnt möge hier werden, daß dieser Zweck
erreicht wird in einer neuerdings viel angewendeten Kombination des genannten
Induktionsmotors auf einer Achse mit einem Drehstrom-Kommutatormotor, dem sogen.
Hintermotor, der die Schlupfenergie aufnimmt und in Form mechanischer Leistung
wieder an die Welle abgibt.
Statt dessen schlägt genannter Autor vor, den Rotor über einen Reguliertransformator
an einen Gleichrichter anzuschließen und die Schlupfenergie in Form von Gleichstrom
an ein besonderes Leitungsnetz abzugeben. Die Drehzahl des Motors wird durch den
Reguliertransformator eingestellt und ist praktisch unabhängig von der
Belastung.
Gleichstrom ist vielfach unentbehrlich; wird mehr davon erzeugt, als gebraucht
wird, so bleibt allerdings nur übrig, einen Einankerumformer aufzustellen, der die
überschüssige Gleichstromenergie in Wechselstrom zurückformt, der wieder, in das
Primärnetz geschickt wird. Im Bedarfsfalle kann der Umformer zur Unterstützung auch
Gleichstrom erzeugen, oder er dient nebenbei zur Verbesserung des Leistungsfaktors
der Primärseite. Vorteilhaft ist es noch, daß mehrere zu verschiedenen Motoren
gehörige Gleichrichter auf dasselbe Netz arbeiten können, ohne sich zu stören, ja es
können gleich gut die verschiedenen Anodensätze in einem gemeinsamen
Gleichrichtergefäß vereinigt, auf eine gemeinsame Kathode arbeiten.
Die Zentralisierung der Gleichrichteranlage beseitigt einen Haupteinwand, da eine
sachgemäße Ueberwachung des oder der Gleichrichter in einer Zentrale und unabhängig
von der Regelung der Motoren viel leichter durchführbar erscheint.
Natürlich kann unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters auch ein Gleichstrommotor
die Rolle eines Hintermotors ausüben, wie auch noch eine ganze Reihe anderer
Kombinationen möglich sind. Wichtig ist von diesen die folgende:
Die Drehzahl des Regelmotors sinkt proportional der dem Rotor entnommenen
elektrischen Energie; sie steigt aber genau so über Synchronismus, wenn ihm Strom
zugeführt wird und zwar proportional dessen Frequenz. Der Reglungsbereich des Motors
könnte so ohne weiteres verdoppelt werden. Hierzu wird der vorgehend genannte
Einankerumformer benutzt, in solcher Schaltung, daß er vom Drehstromnetz über einen
Gleichrichter auf der Gleichstromseite motorisch betrieben wird und sekundär die
zusätzliche Rotorenergie liefert.
Jedoch läßt sich für den übersynchronen Betrieb auch der Gleichstromkommutator
vermeiden. Die zusätzliche Rotorenergie wird entweder von einem besonderen
Synchrongenerator mit Gleichstrom-Felderregung, oder von einem Asynchrongenerator
geliefert, der primär am Netz liegt und sekundär an den Rotorstromkreis des
Hauptmotors angeschlossen ist. Sie werden von einem Induktionsmotor angetrieben,
dessen Drehzahl in der bekannten Weise durch Belastung mit dem Gleichrichter
geregelt wird.
Aber auch die Schleifringe werden entbehrlich, was gewiß ganz angenehm empfunden
wird, hier aber leider etwas teuer erkauft werden muß. Nach dem Prinzip der Kaskade
ist auf der gleichen Welle eine zweite Induktionsmaschine angeordnet, die also nicht
nur mechanisch, sondern auch noch elektrisch durch starr verlegte Zuleitungen mit
dem Rotor des Hauptmotors verbunden ist. Sekundär wird die Hintermaschine durch den
Gleichrichter belastet.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß der gesamte Stoff zwar noch wenig geklärt
erscheint, den Kommutatormaschinen jedoch auf diesem Wege kaum ein ernstlicher
Mitbewerb entstehen dürfte.
Rich. Müller.
–––––
Zur Frage der Gewichtsverteilung im Schiffbau. Die
sprunghaft schnelle Steigerung der Schiffsabmessungen, die wir im Handelsschiffbau
wie im Kriegsschiffbau verfolgen können, hat auf die Art der Gewichtsverteilung
einen recht nachdrücklichen Einfluß ausgeübt, der je nach der Art der Schiffe sehr
verschieden ist. Beim Handelsschiffbau hat im wesentlichen die Rücksicht auf die
Steigerung der Wirtschaftlichkeit zur Projektierung der modernen Riesenschiffe
geführt. Beim Kriegsschiffbau war die Veranlassung zur Deplacementsvergrößerung
gegeben durch den Wunsch nach möglichster Steigerung der Gefechtskraft. In beiden
Fällen mußte naturgemäß die Vergrößerung der Wasserverdrängung auch zur Vergrößerung
der Schiffslänge führen, schon allein mit Rücksicht auf die dadurch bedingten
günstigeren Widerstandsverhältnisse.
Diese Vergrößerung der Schiffslänge findet in den Kosten von Kriegsschiffen und
Handelsschiffen einen recht charakteristischen Ausdruck. Betragen die Kosten eines
modernen Ozeanschnelldampfers etwa 135000 M für Im Schiffslänge, so steigen sie
infolge des starken Anwachsens der zu panzernden Fläche beim modernen
Schlachtkreuzer oder Linienschiff bis auf rd. 235000 M (ausschließlich
Geschützarmierung). Der Unterschied in den Kosten der beiden Schiffstypen wird
natürlich noch größer, wenn wir beim Schnelldampfer die großen Kosten für den
Innenausbau in Abzug bringen. Schon allein die Rücksicht auf den großen
Gewichtsanteil, den die Breitseitpanzerung des Kriegsschiffes ausmacht, zwingt zu
einer gewissen Beschränkung der Längsabmessungen, die im Verein mit den beschränkten
Tauchungsverhältnissen zu einer wesentlich größeren Schiffsbreite führt als wir sie
bei Handelsschiffen kennen. Rechnen wir bei Linienschiffen mit einem Verhältnis der
Länge zur Breite von etwa 7 : 1, so steigt dieser Wert beim schnellen Ozeandampfer
bis auf 9,3 : 1 und darüber.
Welchen Einfluß die angedeuteten Verhältnisse auf die Gewichtsverteilung ausüben,
erläutern einige Zahlen. Beim modernen Schnelldampfer beträgt das Gewicht des
Schiffskörpers einschließlich der Innenausbauten rund 48 v. H. des Gesamtgewichtes,
beim modernen Schlachtschiff (ohne Panzerung) und annähernd auch beim
Schlachtkreuzer rund 39 v. H. Rechnet man bei den genannten Kriegsschiffstypen das
Gewicht des Panzers, der beim Linienschiff etwa 27 bis 30 v. H. beträgt, beim
Schlachtkreuzer entsprechend dem auf die Maschinenanlage entfallenden höheren
Prozentsatz etwa auf 25 v. H. beschränkt ist, hinzu, so ergibt sich für das moderne
Schlachtschiff ein Gewicht des Schiffskörpers von rund ⅔ der Wasserverdrängung, für
den Schlachtkreuzer ein Gewicht von rund ⅗.
Aus den hohen Prozentsätzen, die auf das Gewicht des Schiffskörpers und des Panzers
bei Linienschiffen und Schlachtkreuzern entfallen, ergibt sich, daß das der
Maschinenanlage zugewiesene Gewicht, wenn hohe Geschwindigkeit gefordert wird,
notgedrungen beschränkt ist. Trotzdem hat sich bei den modernen Maschinenanlagen
größter Leistung die Betriebssicherheit keineswegs verringert. Im wesentlichen hat
sich dies erreichen lassen durch die planmäßige Verwendung hochwertiger
Baumaterialien. Die nachfolgenden Vergleichsdaten geben hierzu eine nähere
Erläuterung:
Durchschnittsgewichtder
Maschinenanlage
Neuere Anlagen
Aeltere Anlagen(rd. 10 Jahre zurück)
Schlachtkreuzer
ca. 67 kg/PS
ca. 83 kg/PS
Linienschiffe
a) mit Kohlekesseln
„ 77 „
„ 94 „
b) mit Oelkesseln
„ 59 „
–
Schnelldampfer
„ 143 „
„ 147 „
Ganz wesentlich hat zu dem aus der Tabelle ersichtlichen Gewichtsgewinn bei den
Maschinenanlagen von Kriegsschiffen die Verwendung des Wasserrohrkessels und der
Dampfturbine sowie die Benutzung der Oelfeuerung beigetragen. Mit ihnen ist es
gelungen, den auf die Maschinenanlage entfallenden Prozentsatz des Gesamtgewichtes
bei Linienschiffen bis auf 11 bis 12 v. H. herunterzudrücken, bei schnellen
Schlachtkreuzern, bei denen der Prozentsatz des Maschinengewichtes naturgemäß größer
ist, bis auf 20 bis 22 v. H. Beim schnellen Ozeandampfer beträgt demgegenüber das
Gewicht der Maschinenanlage 23 bis 24 v. H. des Gesamtgewichtes. In dieser Zahl
drückt sich recht deutlich das Fehlen der Panzerung als ein Gewinn für die
Maschinenanlage aus.
Einen weiteren Gewinn für den Schnelldampfer gegenüber dem Kriegsschiff bedeutet der
Wegfall des Gewichts der Armierung, das allerdings teilweise aufgewogen wird durch
das Mehrgewicht der für den Unterhalt der Passagiere notwendigen Lebensmittel usw.
Das Gewicht der Geschützarmierung einschließlich Unterbauten ist beim Schlachtschiff
auf 4000 bis 5000 t zu veranschlagen. Es beträgt etwa 17 v. H. des Gesamtgewichts
bei modernen Linienschiffen. Beim Schlachtkreuzer beläuft sich das entsprechende
Gewicht auf etwa 11 bis 12 v. H.
Der Restbetrag entfällt auf Vorräte und anderes. Beim schnellen Ozeandampfer rechnen
hierunter außer Lebensmitteln etwa 6000 bis 7000 t Kohle, Speisewasser u.a.
Insgesamt mag dieser Posten bis zu 29 v. H. ausmachen. Beim Kriegsschiff tritt zu
dem Gewicht der allerdings geringer bemessenen Vorräte das Gewicht der Munition, der
Torpedos und anderes hinzu. Entsprechend dem geringeren Kohlenvorrat macht dieser
Posten etwa 7 v. H. beim Linienschiff, etwa 8 v. H. beim Schlachtkreuzer aus.
Geben diese Zahlen auch nur Ueberschlagswerte, die sich von Fall zu Fall jedenfalls
etwas ändern, so charakterisieren sie doch recht anschaulich die maßgebenden
Faktoren, die die Gewichtsverteilung bei modernen Schiffen beeinflussen.
[Engineering.]
Kraft.
–––––
Entwicklung und Fortschritt im Bau stationärer
Großkraftmaschinen zeigt sich am deutlichsten in der heute erreichten
Einheitsgröße der einzelnen Arten. Wer Gelegenheit hatte, vor zehn und mehr Jahren
die Prüffelder der großen Maschinenfabriken zu sehen, findet heute ein gänzlich
verändertes Bild. Wo damals Großkolbendampfmaschinen liefen, stehen heute
Großgasmaschinen
Tabelle 1. Elektrische Zentralen.
Textabbildung Bd. 329, S. 186
Nr.; Art der Maschine, Treibmittel;
Normale Dauerleistung KW; Tourenzahl des Satzes; System und Anordnung;
Einzelheiten; Platzbedarf einschl. Dynamo; Bemerkungen; Hochofengasmaschine;
Koksofengasmaschine; Generatorgasmaschine; Teeröl-Dieselmaschine; Dampfturbine;
Wasserturbine; Drehstrom; Gleichstrom; Zwillingstandem Viertakt; Zwilling oder
Tandem, Zweitakt; Zwillingstandem, Viertakt; stehend und liegend, mehrzylindrig;
Curtis, stehend; AEG, liegend; AEG und Zoelly; Doppelturbine oder
Zwillingssystem; Zwillingsturbine; Gaszylinder; Durchm.; Hub; Luftkühlung;
Generator; Oberflächenkondensation; Generatoren; Gefälle; etwa; Zwilling;
Tandem; hoch; Gew.
Tabelle 2. Gebläse und Kompressoren.
Textabbildung Bd. 329, S. 186
Nr.; Zweck der Maschine;
Treibmittel; System und Anordnung; Leistung in PSe; Tourenzahl; Einzelheiten;
Bemerkungen; Hochofengebläse; Stahlwerksgebläse; Kompressoren; Gichtgas; Dampf;
Elektrizität; Zwillingstandem, liegend; Turbogebläse mit Dampfturbine;
Turbogebläse mit Elektromotor; Zweitakt-Zwilling; Viertakt-Zwillings-Tandem;
Kompound-Kolbenmaschine; Dampfturbinengebläse; lieg. Anordn., 3fach Exp.
Kolbenmaschine; Turbokompressor mit Turbine; Kolbenkompressor mit Motor;
Turbokompressor mit Motoren; normal; Gaszylinder; Windzylinder; Hub; stufig,
eingehäusig, etwa; lang; Dampfzylinder; zweigehäusig, Raumbedarf;
Frischdampfturbine, Kompressor 4trommeling; Luftzylinder in Tandembauart,
Drehstrommotor; Trommeln, für je; ein Motor
und Turbinen. Die überlegene Wirtschaftlichkeit jener und die
Einfachheit dieser, zusammen mit dem modernen Großelektromotor haben die stationären
Großkolbendampfmaschinen fast ganz aus dem Felde geschlagen. Bezüglich der
weiteren Steigerung der Einheitsgrößen kann man sagen, daß wir nach unseren
Herstellungs- und Transportmöglichkeiten bei den Großkolbenmaschinen wohl die obere
Grenze erreicht haben, während die rotierenden
Tabelle 3. Walzwerksantriebe.
Textabbildung Bd. 329, S. 187
Nr.; Art der Walzenstraße;
Treibmittel; System und Anordnung; Leistung in PSe; Tourenzahl; Einzelheiten;
Umkehrstraßen; Schwungradstraßen oder kontinuierliche Anlagen; Dampf;
Elektrizität; Hochofengas; Drehstrom; Gleichstrom; Zwillingstandem;
Drillingstandem; Einanker- oder Zweiankermotor mit Ilgner-Umformer;
Kompound-Maschine; einzylindrige Gleichstrom-Dampfmaschine; Zweitakt-Tandem;
Viertakt-Tandem; stark gebauter Walzwerkstyp, direkt gekuppelt; stark gebauter
Walzwerkstyp, direkt gekuppelt; max; Ilgner-Umformer, Motor; Schwungmasse;
Touren; Hub; Schwungrad; Zyl.-Durchm.; Trägerstraße; Blechstraße, Schwungrad;
Schienenstraße, Schwungrad; Trioblechwalzwerk, Schwungmassenrotor;
Trioblechstraße mit besonderer Schwungmasse
schnellaufenden Großkraftmaschinen noch einer Steigerung der
Leistungseinheiten fähig sind.
Die vorstehenden Tabellen, die eine Uebersicht geben über die heute laufenden größten
Einheiten der verschiedenen Typen für besondere Verwendungszwecke und gleichzeitig
den außerordentlichen Anteil der Eisenindustrie zeigen an der Entwicklung der
Großkraftmaschinen, entstammen einem Aufsatz von W. Schömburg, Glasers Annalen 1913,
15. Dez.
Dipl.-Ing. H. Monden.
–––––
Ueber den Nutzen einer ständigen Härtemessung unter
Anwendung des Skleroskops gibt A. Zimmermann in der
Zeitschrift für praktischen Maschinenbau vom 10. Dezember 1913 eine recht
anschauliche Schilderung. Der Hauptvorzug dieses bekannten Meßgerätes (vergl.
Skleroskop von Schuchardt & Schütte in D. p. J. 1913
S. 205 ff.) besteht darin, daß durch den Meßvorgang der zu messende Gegenstand nicht
in merkbarer Weise beschädigt wird, was besonders für die Untersuchung fertig
bearbeiteter Werkzeuge wichtig ist, sowie, daß die Messung selbst sehr einfach ist,
und dabei das Ergebnis unmittelbar in Härtegraden abgelesen werden kann.
Die außerordentliche Steigerung des Wettbewerbes hat es mit sich gebracht, daß die
Metallindustrie mit einer sehr großen Zahl von Materialsorten rechnen muß, die ohne
zuverlässige Hilfsmittel nicht voneinander zu unterscheiden sind. Aber selbst ein an
sich bekanntes und als gut erprobtes Material erfordert dauernde Ueberwachung, da
erfahrungsgemäß die charakteristischen Eigenschaften verschiedener Lieferungen
erheblich voneinander abweichen können, woran garnicht einmal eine Abweichung in der
chemischen Zusammensetzung Schuld zu sein braucht, sondern einfach nur eine Anomalie
in der vorhergehenden Bearbeitung. Es ist z.B. durch Versuche festgestellt worden,
daß zum Ziehen eines bestimmten Gegenstandes aus Eisenblech dieses keine
größere Härte als 20° haben darf, womit im allgemeinen auch die Dehnbarkeit
annähernd bestimmt ist. Der Kontrolleur hat nun einfach jede Blechtafel zu
untersuchen und nicht bedingungsgemäße Tafeln zurückzuweisen. Eventl. ist das Blech,
nachdem es ausgeglüht wurde, wieder gut verwendbar, jedenfalls wird Verlust durch
Ausschuß vermieden. Anderseits kann es notwendig sein, daß das Blech eine gewisse
Mindesthärte besitzen muß, wenn es beispielsweise poliert werden soll, oder wenn
Gegenstände ausgestanzt werden sollen, die glatte Kanten ohne nennenswerten Grat
zeigen sollen, um so die teure Nacharbeit zu sparen. Der nützlichen Anwendung des
Skleroskops bietet sich in dieser Richtung ein unbegrenztes Feld.
Textabbildung Bd. 329, S. 187
Ein besonders wichtiges Kapitel stellt die Härtemessung im Werkzeugbau dar. Der
Verfasser mag so unrecht nicht mit seiner Behauptung haben, daß infolge Fehlens
einer geeigneten Härteprüfung die durchschnittliche Leistung der Werkzeuge vielfach
kaum ein Viertel der erreichbaren beträgt. Da sich der Härteprozeß rechnerisch nicht
voraussehen läßt, da schon jedes Material sich anders verhält, so ist man zur
Erlangung des günstigsten Ergebnisses ganz auf den Versuch angewiesen für welchen es aber keinen
geeigneteren Indikator gibt, als das Skleroskop. Die Abbildung zeigt an dem
sprunghaften Verlauf einer Anzahl Härtekurven – die eben auch nur mit diesem
Instrument ermittelt werden konnten – den einschneidenden Einfluß selbt geringer
Temperaturunterschiede.
Noch verwickelter wird der Vorgang durch das notwendige Anlassen der Stähle, wodurch
diese zwar an Härte verlieren, aber dafür um so mehr an Zähigkeit gewinnen. Es hängt
in bestimmender Weise von der Stahlsorte, von der Benutzungsart, von der Schmierung
bzw. Kühlung usw. des Werkzeuges ab, welche Anlaßtemperatur die vorteilhafteste für
die Spanleistung ist. Ohne ein solches Härteprüfgerät ist es wohl praktisch
ausgeschlossen, die erhaltenen Ergebnisse ziffernmäßig festzulegen, so daß die
Erzeugung eines guten Werkzeuges mehr Zufallsache sein würde. Hiermit ist es wohl
auch zu erklären, daß häufig über eine Stahlmarke von verschiedenen Stellen aus ganz
entgegengesetzte Urteile abgegeben werden.
Auch bei der Beurteilung von Schnellschnittstahl gibt das Skleroskop wertvolle
Aufschlüsse. Die Ueberlegenheit dieses Stahles beruht ja bekanntlich nur auf der
Fähigkeit, hohe Temperaturen ohne Weichwerden zu ertragen. Statt langwierige und
immerhin doch verschiedenen Zufällen unterworfene Arbeitsvergleiche zu unternehmen,
schlägt Verfasser vor, die Vergleichsstähle stufenweise immer höher anzulassen, und
bei laufender Kontrolle der Härte zu untersuchen, welcher Stahl seine Härte am
wenigsten verliert, da dieser dann auch die höchste Spanleistung sichert.
Ebenso bei der Kontrolle von im Einsatz gehärteten Teilen läßt sich Ausschuß der
verschiedensten Art ohne weiteres erkennen. In Amerika ist man schon dazu
übergegangen, die Grenzwerte der verlangten Härten der wichtigsten
Konstruktionsteile in die Normalienbücher aufzunehmen und die Arbeitstücke daraufhin
nicht minder zu prüfen, als die Maße nach dem Grenzlehrensystem.
R. Müller.
–––––
Ueber das Verhalten des Kupfers bei der
Kerbschlagbiegeprobe macht Baucke in den
Mitteilungen des VI. Kongresses des Internationalen Verbandes für die
Materialprüfungen der Technik einige bemerkenswerte Angaben.
Die Untersuchungen wurden nach der bekannten Frémontschen
Methode an eingekerbten Stäben von 7 × 10 mm Querschnitt vorgenommen. Die Versuche
zeigten, daß gegossenes Kupfer eine geringe spezifische Brucharbeit besitzt; diese
steigt infolge Schmiedens an und erreicht bei ⅕ der ursprünglichen Dicke ihr
Maximum, um von da an konstant zu bleiben.
Sauerstoffhaltiges Kupfer hat eine geringere spezifische Schlagarbeit als völlig
reduziertes Kupfer. Wenn auch fremde Beimengungen in geringen Gehalten keine allzu
großen Störungen bemerken lassen, so macht hiervon jedoch Wismut eine Ausnahme. Ein
Gehalt von etwa 0,02 v. H. Bi soll nach Baucke die Brucharbeit vollständig herunterdrücken.
Kalt gezogenes Kupfer zeigt bei einer Ausglühtemperatur von 200° schon eine Erhöhung
der spezifischen Schlagarbeit; diese erreicht bei etwa 700° C ihr Maximum, um- beim
Ueberhitzen wieder zu sinken.
Auf sauerstoffreies Kupfer übt Wasserstoff keinen Einfluß aus; dagegen tritt
bekanntlich bei Sauerstoffhaltigem Material eine Lockerung des Gefüges auf, durch
welche die spezifische Schlagarbeit wesentlich herabgedrückt wird.
Bislang wurden Kerbschlagversuche an Kupfer nur sehr wenig ausgeführt. Die Versuche
des Verfassers obiger Arbeit dürften daher wohl geeignet sein, das Interesse auf
diesen Gegenstand zu richten.
Dr.-Ing. W. Müller.
–––––
Ueber die Ursachen von Rißbildung in Verbrennungsmaschinen und
die Mittel zu ihrer Verhütung. Bei Verbrennungsmaschinen treten sehr hohe
Temperaturunterschiede innen und außen im Deckel und Boden des Zylinders und im
Kolben auf, nach den Untersuchungen Junkers von etwa
200°. Dem entsprechen Zug- und Druckspannungen von annähernd 900 kg/cm2. Hierzu kommt noch die Beanspruchung durch den
inneren Ueberdruck, die bei einem Zylinderdurchmesser von 500 mm 350 bis 400
kg/cm2 beträgt. Die Gesamtspannungen stehen
also an der Grenze des Zulässigen. Was aber die Sache besonders gefährlich macht,
sind die örtlichen periodischen Wärmeansammlungen. Das Material wird an der
erwärmten Stelle um einen bleibenden Betrag gestaucht oder gestreckt, sobald die
Beanspruchung die Elastizitätsgrenze überschreitet. Nach dem Temperaturausgleich muß
sich das gestauchte Material unter dem Einfluß der Umgebung wieder strecken, was zur
Rißbildung führen muß. Aber auch wenn die Elastizitätsgrenze des Materials nicht
überschritten wird, können die periodischen Wärmedehnungen und Stauchungen mit der
Zeit zu einer Rißbildung führen. Zur Vermeidung dieser Gefahr muß der Konstrukteur
darauf bedacht sein, daß die aus der Wärme und dem Ueberdruck resultierenden
Beanspruchungen der Konstruktionsteile nicht zu hoch werden und daß besonders starke
örtliche Wärmestauungen vermieden werden. Der Wärmeübergang nach außen muß also
möglichst begünstigt werden durch Rauhungen oder Rippen an der Außenseite, durch
ausreichende Kühlwassergeschwindigkeit und Schutz gegen alle wärmestauenden
Ablagerungen im Kühlmantel. Am meisten wärmestauend wirkt ein Belag von Dampf-,
Luft- oder Gasblasen. Die Ansammlung von solchen ist daher möglichst hintanzuhalten
durch richtige Führung des Wassers durch die Kühlräume. Dabei sind alle
Unstetigkeiten, plötzliche Querschnitts- und Richtungsänderungen zu vermeiden; wo
sich Hohlräume bilden können, sollen sie nicht auf der dem Zylinderinnern
zugewandten Seite des Kühlmantels liegen. Dampf kann sich bei den in
Verbrennungsmaschinen auftretenden Temperaturen im Kühlmantel leicht bilden und die
Wandung förmlich mit einem Dampfpelz überziehen. Das wirksamste Mittel gegen die schädliche
Wirkung von Luft-, Gas- und Dampfblasen besteht darin, daß man das Kühlwasser unter
Druck durch die Kühlräume führt. Bei einer Drucksteigerung von 8 at wird z.B. die
Dampfbildung um 70° hinaufgerückt und das Volumen der Luft- und Gasblasen auf ⅛
verringert. Eine Führung des Wassers in geschlossener Leitung verringert den
Kraftverbrauch bei dem höheren Druck. Zweckmäßig ist auch der Einbau eines
Entlüfters in die Kühlleitung. Auf Schiffen sollte zur Kühlung Süßwasser in
geschlossener Leitung verwendet werden. [Gümbel in Schiffbau 1913, Heft 7.]
Meuth.
–––––
Wassermessungen auf chemischem Wege. Nach dem Verfahren
von Boucher kann das Verbrauchswasser einer Turbine in
der Weise gemessen werden, daß man in die Druckleitung eine stets gleiche Menge
stark konzentrierte Kochsalzlösung fließen läßt und dann durch chemische Analyse das
Lösungsverhältnis im Unterwasser und in der Druckleitung feststellt – mit Hilfe der
Menge von Silbernitratlösung, die einen Farbwechsel der entnommenen Proben
hervorruft. Neuere Versuche an einer Turbine, die mit 50 m Gefälle arbeitet, haben
den Nachweis erbracht, daß dieses Meßverfahren durchaus zuverlässige Ergebnisse
liefert, die sicher bis auf 1 v. H. genau sind. Dabei wurden zwei Versuchsmessungen
gemacht, die eine bei voller, die zweite bei halber Belastung der Turbine.
Pr.
–––––
Funkentelegraphische Erfolge. Von den Stationen Yap und
Nauru in der Südsee hat der Kreuzer Nürnberg auf der Fahrt nach Mexiko bis auf 12200
bzw. 9200 km Entfernung einwandfreie drahtlose Nachrichten erhalten. Desgleichen
konnten sich die Schiffe des ostasiatischen Geschwaders mit der Station Tsingtau auf
5200 km wechselseitig unterhalten, während eine einseitige Verbindung von der
Station nach den Schiffen hin bis auf 7400 km möglich war.
Pr.
–––––
Neue Leuchtbojen für Schiffe in Gefahr. Die neuen Bojen
sind nach einer Erfindung von Marschebourg elektrische
Glühbirnen, die in einer Zelluloidhülle mit einer gegen den Wärmeunterschied
schützenden Flüssigkeit umgeben sind. Die Zelluloidhülle schützt die Glasbirne
gleichzeitig gegen Zerbrechen. Die Lampen werden durch Drähte vom Schiff aus
gespeist und sind imstande eine ziemlich große Fläche der Umgebung zu beleuchten.
Ein wesentlicher Fortschritt wäre es ja entschieden, die Lampen drahtlos zum
Leuchten zu bringen.
Pr.
–––––
Die deutsche Maschinenindustrie auf dem Weltmarkt im Januar
1914. Im Januar 1914 hat sich, wie der Verein deutscher
Maschinenbauanstalten mitteilt, die Einfuhr an eigentlichen Maschinen nach
Deutschland auf 8642 t im Werte von 7778000 M belaufen und damit den Vormonat um
rund 3000 t oder 2,2 Mill. M übertroffen. Gegenüber dem Monat Januar des Vorjahres
ist sogar eine Steigerung der Einfuhr um 3700 t im Werte von 3,2 Mill. M zu
verzeichnen. Den Hauptanteil an der Maschineneinfuhr (etwa 66 v. H.) haben nach wie
vor landwirtschaftliche Maschinen, Textilmaschinen, Werkzeugmaschinen und
Nähmaschinen. Auffallend ist die für den Wintermonat außerordentlich hohe
Einfuhrziffer von landwirtschaftlichen Maschinen. Sie hatte schon im Dezember v. J.
ein sprunghaftes Anwachsen gezeigt und ist jetzt abermals von 1600 t in die Höhe
geschnellt auf 4237 t (gegen 545 t im Januar 1913). In beiden Fällen ist diese
Zunahme allein auf die Einfuhr an Mähmaschinen zurückzuführen, die zu 98 v. H. von
den Vereinigten Staaten geliefert werden. In ähnlicher Weise wuchs die Einfuhr der
im statistischen Warenverzeichnis unter „sonstige Maschinen“ aufgeführten
Maschinengattungen auf mehr als das Dreifache des Monats Dezember an, nämlich auf
1011 t, ein Betrag, der in keinem Monat des Vorjahres auch nur annähernd erreicht
wurde. An Textilmaschinen wurden eingeführt 1876 t (2280 t im Januar 1913) im Werte
von 1,1 Mill. M, wovon der Hauptteil auf Baumwollspinnmaschinen entfällt. Die
Werkzeugmaschineneinfuhr ist auf 430 t im Werte von rund ½ Mill. M zurückgegangen;
sie bleibt damit wesentlich hinter dem Betrag vom Januar des Vorjahres (607 t) wie
auch hinter demjenigen fast aller übrigen Monate zurück. Auch die
Nähmaschineneinfuhr weist einen Rückgang auf 175 t (im Vorjahr 184 t) im Werte von
372000 M auf.
Außer den eigentlichen Maschinen wäre noch zu erwähnen. die Einfuhr von Kraftwagen
und Kraftfahrrädern, die sich mit 141 t bzw. 2 t ungefähr auf gleicher Höhe hält wie
im Januar 1913, dagegen erheblich hinter dem Gesamt-Jahresdurchschnitt des Jahres
1913 zurückbleibt. Umgekehrt verhält es sich mit den Schreibmaschinen und
Kontrollkassen, deren Einfuhrziffer sich auf 109 t im Werte von rund 0,9 Mill. M
erhöht hat.
Die Ausfuhr der eigentlichen Maschinen steht mit 41205 t im Werte von 48,3 Mill. M
etwa auf der gleichen Höhe wie im Januar 1913, bleibt aber hinter allen übrigen
Monaten dieses Jahres, besonders hinter dem Dezember mit seinem hohen Betrag von
82730 t, wesentlich zurück.
Von besonderer Bedeutung ist der Vergleich der Einheitswerte in der Ein- und Ausfuhr,
es ergibt sich für 1 t als Wert in Mark für die letzten Monate:
Oktober1913
November1913
Dezember1913
Januar1914
in der Einfuhr
960,5
998,0
988,6
900,0
in der Ausfuhr
1165,0
1123,9
999,4
1171,9
während der gleiche Wert für den Durchschnitt des ganzen
Jahres 1913 sich in der Einfuhr auf 936,9, in der Ausfuhr auf 1160,9 belief. Der
erhebliche Unterschied dieser Werte zeigt, daß im Januar die Maschineneinfuhr,
verglichen mit der deutschen Ausfuhr, verhältnismäßig geringwertige Erzeugnisse
umfaßt.
Die Ausfuhr für die einzelnen Maschinengattungen und auch für einige wichtige, mit
dem Maschinenbau zum Teil unmittelbar zusammenhängende Erzeugnisse, wie namentlich
Dampfkessel und Fahrzeuge, nach Gewichtsmengen zeigt, im Vergleich mit dem Monat Januar des
Vorjahres, folgende Aufstellung:
Es wurden ausgeführt an
Januar1914t
Januar1913t
Durchschnittdes Jahres1913t
Lokomotiven,
Dampfstraßen- walzenLokomobilenDampfmaschinensonstigen
Kraftmaschinen, einschl. Verbrennungs- und
Explosions- motorenNähmaschinenBaumwollspinnmaschinenWebereimaschinensonstigen
TextilmaschinenWerkzeugmaschinenlandwirtschaftlichen
MaschinenBrennerei-, Brauerei-,
Mälzerei-, ZuckerindustriemaschinenMüllereimaschinenMaschinen
für Holzstoff- und PapierherstellungPumpenEis- und
KältemaschinenHebemaschinen, einschl. KraneBaggern,
RammenBuchdruck- und SetzmaschinenBuchbinderei- und
Papierwaren- herstellungsmaschinenVentilatoren und
GebläsenMaschinen für Leder- und
Schuh- herstellungMaschinen der Kalk-, Lehm-, Ton-,
ZementindustrieAufbereitungsmaschinensonstigen
MaschinenMaschinenteilen
1918 924 209 2335 1998 266 1472 2116 8120 2061 2146 656 1379 1320 150 2549 875 1220 537 404 332 733 550 2521 4414
2314 950 424 2992 2085 57 1788 2150 7680 2193 1020 1067 585 1420 106 1450 168 972 507 296 394 1304 533 2275 4266
4505 1398 623 4754 2225 198 1772 2113 7526 3387 2213 1159 889 1264 162 2040 600 1017 516 449 338 1568 1164 2662 4947
Maschinen zusammen
41205
38996
49489
DampfkesselnEisenbahn- und
Straßenbahnfahr- zeugenKraftwagenKrafträdernFahrrädernLuftfahrzeugen,
lenkbarenTeilen von Kraftwagen, Kraft- rädern, Fahrrädern und
Luft- fahrzeugenRechen- und
Schreibmaschinen, Kontrollkassen
2922 6275 819 6 123 1 2002 106
2759 8072 1058 27 133 3 1270 67
3547 6365 1058 26 155 3 1470 64
Beim Vergleich der Ausfuhrziffern der beiden angeführten Monate zeigen sich einige
besonders stark hervortretende Unterschiede. Bei den Baumwollspinnmaschinen und den
Maschinen für Brauerei, Brennerei, Mälzerei und Zuckerindustrie war die
Ausfuhrziffer im Januar 1913 besonders niedrig, die Ausfuhr im Januar 1914 nähert
sich dagegen stark dem Durchschnitt des ganzen Jahres. Bei anderen
Maschinengattungen dagegen, z.B. bei den Maschinen für Holzstoff- und
Papierherstellung, bei den Hebemaschinen und Kranen, Baggern und Rammen, Buchdruck-
und Setzmaschinen, ist eine Zunahme der Ausfuhr nicht nur gegenüber dem Januar,
sondern auch gegen die übrigen Monate des Vorjahres außer dem Dezember zu
verzeichnen. Die Ausfuhr von Kraftfahrrädern (für 54000 M) ist noch weiter
zurückgegangen, wie schon Ende des letzten Jahres, sie weist kaum noch ein Viertel
des Betrages der ersten Monate des Jahres 1913 auf. Die Ausfuhr der sonstigen
Fahrräder (für 370000 M) hat zwar gegenüber den letzten Monaten wieder zugenommen,
steht aber noch um ein Drittel hinter dem Monatsdurchschnitt des Vorjahres. Die
Ausfuhrziffer der Rechen- und Schreibmaschinen samt Kontrollkassen hat sich mit
einem Werte von rund 1,4 Mill. M gegenüber dem Durchschnitt des Jahres 1913 um etwa
50 v. H. erhöht.
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Verwendung von Flugzeugen in technischen Betrieben. Nicht
umsonst gilt Amerika als das Land der wirklich praktischen Anwendungen; das zeigt
das folgende Beispiel für die Verwendung der Flugmaschine:
Eine Elektrizitätsgesellschaft hat den Flieger Forber
verpflichtet, wöchentlich zweimal die der Gesellschaft gehörigen Kabellinien
zwischen Oakland und Oroville zu untersuchen. Es machte bisher immer große
Schwierigkeiten und verursachte unangenehme Zeitverluste, Brüche aufzufinden. Diesem
Uebelstande kann die Flugmaschine tatsächlich leicht abhelfen. Um auch sofort
Ausbesserungen vornehmen zu können, wird der Flieger von einem Arbeiter mit den
nötigen Werkzeugen und Ausbesserungsmaterial begleitet.
Eine zweite praktische Verwendung hat eine englischnorwegische Reederei veranlaßt,
die schon seit Jahren eine regelmäßige Verbindung mit den Mündungen des Ob und
Jenissei unterhält, die aber oft durch Treibeis erschwert oder unterbrochen wird.
Die Gesellschaft beabsichtigt, jeden ihrer drei Dampfer mit einem Flugzeug
auszurüsten, das bei vorkommenden Gelegenheiten die offene Fahrtrinne erkunden soll.
Das hat bisher häufig unnütze Versuchsfahrten veranlaßt, die man durch die Flieger
zu vermeiden hofft.
Pr.
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Ein neues Voltmeter für hohe Spannungen. Ein der Firma Siemens & Halske patentiertes neues
Hochspannungsvoltmeter benutzt in eigenartiger Weise den elektrischen Wind zum
Messen der Spannung. Die Stärke dieses sogenannten Windes (Ausstrahlung der
Elektrizität aus Spitzen) ist der Spannung direkt proportional, so daß der Wind zum
Messen der Stromspannung auch unmittelbar benutzt werden kann. Die Einrichtung des
Voltmeters ist folgende: Die Ausstrahlung findet in einem offenen Rohre statt,
dessen über der strahlenden Spitze liegende Oeffnung durch einen nicht ganz dicht
schließenden Kolben verschlossen ist. Auf diesen wirkt nun die Ausstrahlung vermehrt
um die am offenen Ende durch den Wind angesaugte Luft. Die Bewegung des Kolbens wird
auf einen Zeiger übertragen, der an einer Teilung sofort die entsprechende Spannung
anzeigt. Eine Spiralfeder sorgt dafür, daß der Kolben nach Aufhören der Strömung
wieder in seine Anfangslage zurückgedrückt wird.
Pr.