Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: H.
Fundstelle: Band 323, Jahrgang 1908, S. 557
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Polytechnische Rundschau. Polytechnische Rundschau. Wechselstrom-Kollektormotoren für Vollbahnbetrieb. An die Motoren für elektrische Vollbahnen werden folgende Bedingungen gestellt: ein vom Verbrauchsstrom abhängiges Feld, nur mäßige Erwärmung auch bei Ueberlastungen, kräftige und einfache Bauart aller Einzelteile, dauernd gute Beschaffenheit der Kommutatoren und geringe Spannungsempfindlichkeit beim Anlauf. Gleichstrom-Hauptstrommotoren neuerer Bauart werden den genannten Anforderungen gerecht. Bei Wechselstrom-Kollektormotoren hat man ein vom Verbrauchsstrom abhängiges Feld durch entsprechende Schaltung der Wicklungen gleichfalls bereits erreicht. In Bezug auf die Erwärmung bieten die Wechselstrommotoren den Vorteil, daß die Spannung am Kommutator und meist auch an der Wicklung niedriger ist als bei Gleichstrommotoren, und daß man daher durch Oeffnungen im Gehäuse eine wirksame Luftkühlung anwenden kann. Zwar sind die Motoren dann nicht mehr wasserdicht; jedoch ist auf Bahnen mit eigenem Bahnkörper eine Ueberschwemmung kaum zu befürchten. Leider steht die Kommutierung bei Wechselstrommotoren der bei Gleichstrom wesentlich nach. Die Verwendung von Kompensationswicklungen und von Wendepolen, sowie der Einbau von Widerständen zwischen der Ankerwicklung und dem Kommutator sind zum Teil schon mit Erfolg angewendet. Der Verfasser hält es jedoch für das wesentlichste mit der Periodenzahl von 25 auf 15 i. d. Sekunde herabzugehen. Diese Aenderung würde nicht nur der Kommutierung beim Anlauf zugute kommen, sondern es würde auch ganz erheblich die Leistungsfähigkeit und auch etwas der Kosinus des Motors verbessert werden. Anstelle des letzteren Vorteils könnte ein für den Betrieb vorteilhafterer größerer Luftzwischenraum zwischen Anker und Ständer zugelassen werden. Vor allem aber würde durch die Abänderung der Periodenzahl der induktive Spannungsabfall in den Leitungen und ganz besonders der in den Fahrschienen verringert werden. Der Nachteil, den diese Aenderung für die Maschinen des Kraftwerkes und die Transformatoren zur Folge hat, kann nach Ansicht des Verf. den Vorteilen gegenüber nur eine mäßige Rolle spielen. Er hält die Verbesserung der Kommutierung und die infolgedessen erforderliche geringere Wartung für so wesentlich, daß er eine gründliche Erörterung der Frage der niedrigen Periodenzahl für nötig hält. Die Spannungsempfindlichkeit könnte nachteilig für den Betrieb sein, wenn beispielsweise eine Anhäufung von Zügen an einer weitab vom Kraftwerk liegenden Stelle der Strecke stattfindet. Fahren dann diese Züge gleichzeitig an, so kann infolge der ohmschen und induktiven Spannungsabfälle in der Stromzuführung und in den Transformator- und Motorwicklungen ein Spannungsabfall bis auf die Hälfte der normalen Spannung auftreten und es werden dann unter Umständen die Motoren insbesondere auf Steigungen und in den Kurven nicht anlaufen. Dieser Nachteil der Wechselstrommotoren läßt sich jedoch durch Ueberkompoundierung der Kraftwerksmaschinen, sowie durch Wahl der niedrigen Periodenzahl von 15 i. d. Sek. beseitigen. Anscheinend ist in bezug auf den Spannungsabfall der Winter-Eichberg-Motor schlechter gestellt als der Wechselstrom-Serienmotor, da bei ihm in den Motorstromkreis noch der ohmsche und induktive Spannungsabfall eines besonderen Serientransformators geschaltet ist. Versuche auf der Strecke Spindlersfeld-Oberspree-Niederschöneweide, die durch Fahrdiagramme belegt sind, haben jedoch gezeigt, daß die für die Hamburger Vorortbahn gebauten Motoren noch eine genügend große Anfahrleistung selbst bei einer Spannungsminderung um 40 v. H. hergeben. Auch die Bedingung geringer Spannungsempfindlichkeit beim Anlaufen wird daher von den Wechselstrom-Kollektormotoren erfüllt. (Reichel.) [Elektr. Kraftbetriebe u. Bahnen 1908, S. 289–293.] Pr. Preßluft als Mittel zur Bekämpfung der Wellenbildung. Mr. Brasher, Brooklyn, beabsichtigt die Wellenbildung derart zu bekämpfen, daß er die Schwingungen der kleinsten Wasserteilchen, die ja bekanntlich die Welle bilden, durch Anwendung von Preßluft verhindert. Er stellt am Strande einen Luftkompressor auf und verbindet diesen durch Rohrleitungen mit einem am Grund des Meeres, den Kaimauern parallel laufenden, mit Düsen versehenen Rohrsystem. Letzterem entweicht die Preßluft in Form von Blasen an die Wasseroberfläche und soll dort, wenn diese Blasen gerade auf eine Welle treffen, diese in einen Sprühregen auflösen. Zur Ermittlung der günstigsten Rohrlage und der geeignetsten Rohrweite will Mr. Brasher im Laufe dieses Sommers ausgedehnte Versuche anstellen. In welchem Umfange derartige Anlagen Verwendung finden werden, läßt sich heute mit Sicherheit noch nicht feststellen. Jedenfalls spielen die hohen Betriebskosten einer solchen Anlage eine entscheidende Rolle, und man wird sich wohl darauf beschränken, die Anlagen nur dort aufzustellen, wo ruhiges Fahrwasser unbedingt erwünscht ist, z.B. bei Leuchtschiffen, beim Auslauf von Rettungsbooten und bei Häfen, deren Kaimauern durch besonders starke Brandung einer raschen Zerstörung ausgesetzt sind. [Zeitschrift für kompr. und flüssige Gase XI, Heft 3, S. 47.] br. Eisenbetonbauten der Kgl. Anatomie in München. Bei der Herstellung der Treppen, Decken, Unterzüge und Dächer ist ausschließlich Eisenbeton verwendet. Die Hauptkuppel hat die Form einer Kugelkalotte über einem Grundkreis von 22 m Durchm. und ist 5,75 m hoch. Das Eisengerippe der nach Schwedler berechneten Kuppel besteht aus steifen Eisenprofilen der Fußring aus zwei Winkeleisen 100 . 200 . 12 und 65 . 100 . 8, der Kopfring aus 1 E Eisen Nr. 16, die fünf Zwischenringe aus je 1 T Eisen 90 . 45, die 36 Radialeisen aus je zwei Winkeleisen 60 . 40 . 7. Dieses Eisengerippe ist mit einer 7 cm starken Betonmasse ausgestampft, die in Abständen von 30 cm zwischen den Radialeisen durch 10 mm starke Rundeisen armiert ist. An die Kuppel ist an der Nordseite eine Kasettendecke aufgehängt, während sie an der Südseite einen Ausschnitt zur Beleuchtung des Lichthofes erhalten hat. Der Kopfring trägt eine Laterne von 3,2 m Durchm. Um eine geringe Konstruktionshöhe der Decken zu erhalten, wurden dieselben vielfach kreuzweise armiert. Der Berechnung wurde die Momentenformel M=\frac{a\,\cdot\,b\,\cdot\,c\,\cdot\,q}{12\,d} zugrunde gelegt. Hierbei sind a und b die Seitenlängen, d die Diagonale, c die Senkrechte von einer Ecke auf die Diagonale und q die Belastung der Decke. Bei größeren Spannweiten sind an Stelle der reinen Deckenplatten Kasettendecken gebaut, bei denen die Eiseneinlagen in sich kreuzweise schneidenden Rippen eingelegt sind, die unter der Deckenplatte angeordnet sind. Die Deckenplatten zwischen den Rippen haben eine sekundäre kreuzweise Armierung erhalten, so daß Deckenplatten von nur 6 cm Stärke ausführbar waren. Zur Aufnahme der Deckenlasten über dem Treppenhaus und zum Abfangen von Mauern und Deckenträgern wurde eine Wand in Eisenbeton als Träger ausgebildet. Diese Wand ist 4,2 m hoch, 30 cm stark und 14,05 m lang. Auf der Unterseite sind vier Rundeisen von 40 mm, vier Rundeisen von 38 mm und ein Rundeisen von 18 mm Durchm. mit 98 qcm Querschnitt eingelegt. Hiervon sind vier Rundeisen gerade und fünf Rundeisen hängewerkartig in der Nähe des Auflagers aufgebogen. In die Druckzone sind fünf Rundeisen von 28 mm Durchm. mit 30 qcm Querschnitt eingelegt. In senkrechter Richtung sind die Druck- und Zugzone durch 10 mm starke Rundeisen in 30 cm Abstand verbunden. In der Mitte der Wand ist eine 1,6 m breite und 2,5 m hohe Türöffnung ausgespart. Ueber dem Türsturz sind fünf wagerechte 12 mm starke Rundeisen eingelegt. Die Wand nimmt ein Biegungsmoment von 35500000 cmkg auf. (Siegfried.) [Beton und Eisen 1908, S. 146 ff.] Dr.-Ing. P. Weiske. Diagramme im Werkzeugmaschinenbau. Während im Kraftmaschinenbau Kurven und Diagramme eine große Rolle bei der Beurteilung der Maschinen spielen, ist das im Werkzeugmaschinenbau nicht der Fall. Und doch ist mit deren Hilfe ein viel besserer Vergleichsmaßstab zu finden als durch die heute üblichen Versuchsleistungen. Sprechen doch bei diesen letzteren zu viele Faktoren mit, für die es keine Normalwerte gibt, so daß jeder Versuch nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen Geltung hat. Für den Vergleich von Drehbänken werden z.B. zwei Arten von Diagrammen empfohlen: 1. Das Geschwindigkeitsdiagramm. Abszissen: Drehdurchmesser D in mm, Ordinaten: Schnittgeschwindigkeit v in mm/Sek. Auf der durch die maximale zulässige Schnittgeschwindigkeit v gezogenen Parallele zur Abszissenachse werden die Drehdurchmesser D abgetragen, welche den bei der betr. Drehbank erreichbaren Spindelgeschwindigkeiten entsprechen, die so erhaltenen Punkte verbindet man einerseits durch Strahlen mit dem Koordinatenanfangspunkte, andererseits fällt man von ihnen Senkrechte auf die Abszissenachse, welche jene Strahlen schneiden. Liegen die so erhaltenen Schnittpunkte annähernd auf einer Geraden, so ist die Abstufung der Spindelumlaufzahlen richtig vorgenommen. 2. Das Schnittkraftdiagramm: Abszissen: wiederum Drehdurchmesser D in mm, Ordinaten: die am jeweiligen Drehdurchmesser zum Ausdruck kommende Schnittkraft S in kg (ohne Berücksichtigung der Reibungsverluste). Es berechnet sich S aus der Gleichung: S=b\,\cdot\,z\,\cdot\,\frac{d}{D}\,\cdot\,i, wenn b die Riemenbreite in cm, z der Riemenzug auf 1 cm Riemenbreite, d den jeweiligen Laufdurchmesser der Stufenscheibe, \frac{1}{i} das Uebersetzungsverhältnis der Räder bedeutet. S ist für verschiedene Werte von D, insbesondere auch diejenigen zu berechnen, für die das Geschwindigkeitsdiagramm gezeichnet ist, und dann in das Koordinatensystem einzutragen. Je höher und gleichmäßiger die so erhaltene Schnittkraftkurve verläuft, desto vorteilhafter sind die Antriebsverhältnisse gewählt. [Zeitschr. f. Werkzeugmaschinen u. Werkzeuge 1908, S. 313 u. 314.] F. Mbg. Eine moderne amerikanische Niederdruck-Wasserkraftanlage. Das Great Falls-Wasserwerk der Southern Power Company, das vor einigen Monaten dem Betrieb übergeben worden ist, entnimmt dem Flusse Catawba bei größter Leistung seiner Turbinen eine Gesamtenergie von 43000 PS. Durch ein erstes, niedriges Wehr von etwa 2–2,5 m Höhe oberhalb Mountain Island wird das Wasser des Catawba-Flusses in einen Flußarm abgelenkt, aus dem es weiter flußabwärts durch ein schräg eingebautes Ueberfallwehr in ein seitliches Tal abgeleitet wird. Dieses Tal ist an seinem Ende durch eine Staumauer abgeschlossen, in welche das eigentliche Kraftwerk eingebaut ist. Ein 400 m langer Ablaufgraben leitet das ausgenutzte Kraftwasser über den Rocky Creek wieder zum Catawbafluß zurück. Die gegenwärtig vollkommen ausgebaute Machinenanlage des Kraftwerkes umfaßt acht Stromerzeuger-Turbinen von je 5200 PS größter Leistung und zwei Erregerturbinen von je 700 PS, alles wagerechte Doppelturbinen mit Blechkesseln. Zwei von den großen Turbinen sind von der Holyoke Machine Company, die übrigen sechs und die beiden 700 PS-Turbinen von der Allis Chalmers Company geliefert. Für diese Turbinen, die bei 22 m Nutzgefälle, 22,45 cbm i. d. Sekunde Wassermenge und 225 Umdreh. i. d. Minute 5200 PS Nutzleistung liefern sollten, waren Wirkungsgrade von 80–70 v. H. bei voller bis halber Oeffnung der Leitschaufeln garantiert, das sind Zahlen, die angesichts der reichlichen Abmessungen der Wasserquerschnitte und der niedrigen spezifischen Umdrehungszahl selbst für diese etwas verrufene Turbinenbauart nicht zu hoch gegriffen scheinen. Die Leitkränze der Turbine sind mit Finkschen Drehschaufeln aus Gußeisen versehen, deren Zapfen so liegen, daß die Schaufeln immer Neigung zum Schließen haben. Bemerkenswert sind ferner die Wellenkupplungen zwischen Turbinen und Stromerzeugern, die im Gegensatz zu den bei uns üblichen nicht elastisch, sondern vollkommen fest ausgebildet sind. Man ist nämlich in den Vereinigten Staaten bei den mittelgroßen Maschinengruppen fast vollständig, bei den großen schon ganz und gar von den nachgiebigen Wellenkupplungen abgekommen, weil man mit Recht annimmt, daß gut gebaute und sicher fundierte Maschinen keiner solchen benötigen. Die Enden der entsprechenden Wellen werden daher mit angeschmiedeten Flanschen versehen, die ohne Vorsprünge abgedreht sind. Nachdem jede Maschine für sich aufgestellt und ausgerichtet worden ist, bleibt zwischen den Flanschen ein Raum von etwa 12 mm frei, in welchen dann gewöhnlich ein genau abgedrehter Stahlring eingelegt wird. Die Flanschen werden dann durch Schrauben verbunden, welche in die vorhandene Schraubenlöcher sehr genau eingepaßt werden müssen. Von den sechs großen Allis Chalmers-Turbinen haben nur drei selbsttätige Regulatoren, während die übrigen beim Parallelschalten von Hand geregelt werden. Zu diesem Zwecke ist die Wage des Regulatorgestänges durch eine Lasche mit dem senkrechten Arm eines Winkelhebels verbunden, dessen wagerechter, zweiter Arm an der senkrechten mit Gewinde und Mutter versehenen Regulierspindel angreift. Diese wird entweder mit Hilfe eines Handrades oder auch vom Schaltbrett aus durch einen kleinen Elektromotor angetrieben und bewirkt so eine Hebung oder Senkung der Regulatormuffe oder eine Erhöhung oder Verringerung der Turbinengeschwindigkeit. Die Erregerturbinen sind wie die großen Turbinen konstruiert und leisten bei 450 Umdreh. i. d. Minute je 700 PS. Die selbsttätigen Druckölregulatoren der großen Turbinen, die von der Lombard Governor Company ausgeführt sind, haben bei 17½ kg/qcm Oeldruck eine Energie von 5400 kgm und sind so eingerichtet, daß sie eine Turbine in 2 Sek. vollständig abstellen oder auf Volleistung hinaufregulieren können. Außerdem sind sie mit Synchronmotoren von 1/10 PS Leistung ausgerüstet, um beim Parallelschalten von Maschinen die Umdrehungszahl vom Schaltbrett aus verändern zu können. Bei plötzlicher Entlastung von 100 v. H. hat die beobachtete größte Schwankung der Umdrehungszahl bei diesen Turbinen nur 11 v. H. betragen. Die mit den Turbinen gekuppelten Westinghouse-Stromerzeuger leisten je 3000 KW und liefern Drehstrom von 2300 Volt Spannung, der in vier Gruppen von ruhenden Transformatoren mit Wasserkühlung und Oelisolierung bis auf 44000 Volt Hochspannung umgeformt wird. Für die Stromerzeuger, die 32 Pole besitzen, sind je nach der Belastung Wirkungsgrade von 90–96 v. H., für die Transformatoranlage solche von 96,4–98,3 v. H. zugesichert. (Hemmeler.) [Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1908, S. 462 bis 471 und 960–965.] H.