Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: H.
Fundstelle: Band 323, Jahrgang 1908, S. 493
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Polytechnische Rundschau. Polytechnische Rundschau. Elektrostatisches Hochspannungs-Voltmeter. Obgleich viele Instrumente für Spannungen bis zu 25000 Volt befriedigende Ergebnisse liefern, können höhere Spannungen nur schwierig gemessen werden. Setzt man zur Messung die Spannung herab, so muß ein Transformator verwendet werden, bei dem jede Streuung verhindert ist. Ferner können induktionsfreie Widerstände sowie hintereinander geschaltete Kondensatoren als Spannungsteiler benutzt werden. Mit Rücksicht auf die vorkommenden verschiedenen Wechzelzahlen bietet es jedoch Schwierigkeiten, ein Instrument mit derselben Dielektrizitätskonstanten wie den Kondensator zu bauen. Das kürzlich gebaute neue Instrument liefert für Spannungen bis zu 90000 Volt sehr gute Werte. Es besteht aus einem mit Oel gefüllten zylindrischen Glasgefäß, auf dessen Boden mittels dreier Füße eine mit einer zentrischen Oeffnung versehene Glasplatte ruht. Diese Glasplatte trägt einen Metallzylinder, der den einen Pol des Voltmeters bildet. Der Zylinder ist etwa 150 mm hoch und besitzt einen Durchmesser von 200 mm. Die Stromzuführung erfolgt von oben durch einen in einer Porzellanröhre gelagerten Draht. Konzentrisch zu dem großen Zylinder ist ein kleinerer Zylinder von etwa 110 mm Länge und 30 mm Durchm. angeordnet, an dessen Oberseite ein von einer Glasröhre umgebener Kupferdraht befestigt ist. An dem unteren Ende dieses kleinen Zylinders ist eine dünne Platte angebracht, von der durch die Oeffnung in der Glasplatte hindurch eine Glasstange hinabreicht, die an ihrem unteren Ende ein Bleigewicht von 200 g trägt. Ferner ist oben an dem Kupferdraht ein dünner Metallfaden befestigt, der über eine mit einem Gegengewicht versehene Rolle geführt ist. An der Rolle sitzt ein Zeiger, der auf einer Teilung in vergrößertem Maßstabe die Auf- und Abbewegung des Zylinders und damit die entsprechende Spannung anzeigt. Die Stromzuführung zu dem beweglichen Teil erfolgt durch eine von einem Porzellanrohr umgebene Leitung zu der Rolle. Die zwischen dem kleinen Zylinder und dem Gewicht angeordnete Glasstange wird durch drei an der Glasplatte sitzende Friktionsrollen geführt, um den kleinen Zylinder genau in seiner Lage zu halten. (Grau.) [Electrical World 1908, I, S. 607-608.] Pr. Elektrische Schnellbremse. Die zur Ausrüstung eines Wagens gehörigen beiden Bremsvorrichtungen wirken quermagnetisierend auf den Schienenkopf und üben eine Zugkraft von je 2000 kg aus. An der Innenseite der Vorrichtung ist als Spurversteifung ein gewalztes Stahlrohr befestigt, auf dem, durch Stellringe festgehalten, je ein Daumenring sitzt. An den Daumenringen sind nach beiden Richtungen gehende Zugstangen angebracht, welche die Radbremsklötze an die Räder pressen. Saugt sich der Schienenbremsschuh infolge des Magnetzuges an die Schienen an und verschiebt er sich hierdurch, so wird der Daumenring gedreht, die Zugstange angezogen und infolgedessen auch die Radbremsklötze gegen die Radreifen gepreßt. Der Bremsdruck auf die in der Fahrtrichtung nach vorn gelegenen Räder ist stets größer, als der auf die rückwärtigen, so daß sich die Bremse den tatsächlichen Verhältnissen anpaßt; denn bei der Verzögerung legt sich infolge der lebendigen Kraft auch ein größerer Teil des Wagengewichtes auf die vordere Achse. Die Bremsmagnete sind zusammen mit der Spurversteifung und den Zugstangen durch Bolzen und Federn am Untergestell aufgehängt so daß der Abstand von Schienenoberkante bis Unterfläche Bremsschuh etwa 1 cm beträgt. Die Länge des Schuhes beträgt 60 cm. Kürzere Schuhe haben sich nicht bewährt; Schuhe, die länger als 80 cm sind ergeben Schwierigkeiten beim Befahren von Krümmungen. An den Stirnseiten besitzen die Schuhe schräge Auflaufflächen, um über Hindernisse bei Kreuzungen, Weichen usw. leicht hinwegzugleiten. Zur Erregung des Magneten sind zwei Wicklungen, eine „Betriebs“- und eine „Not“ wicklung, vorgesehen; beide liegen in einer von drei Seiten durch Stahl geschützten Aushöhlung des Magnetklotzes und sind reichlich isoliert. Die Betriebswicklung wird gewöhnlich aus der Oberleitung, die Notwicklung von den als Stromerzeuger geschalteten Wagenmotoren gespeist. Die Herstellung der Schaltungen geschieht in bekannter Weise mittels eines Fahrschalters mit Bremsstellungen oder unter Benutzung eines besonderen Bremsschalters. Der Energiebedarf des Bremsmagneten beträgt bei einer Kraft von 2000 kg senkrecht zur Schiene höchstens 30 Watt. Bei diesem geringen Energiebedarf ist es möglich, die Bremse über einen Vorschaltwiderstand aus der Oberleitung zu speisen und hierdurch die Beanspruchung der Isolation der Betriebswicklung wesentlich zu verringern. (Rauden.) [Zeitschr. f. Kleinbahnen 1908, S. 321–325.] Pr. Versuche mit elektrischem Betrieb auf den schwedischen Staatsbahnen. Die auf den Strecken Tomteboda-Värtan und Stockholm-Järfva seitens der schwedischen Staatsbahnverwaltung angestellten Versuche sind kürzlich zu einem Abschluß gebracht worden. Bezüglich der Fahrleitungen ist festgestellt worden, daß eine Spannung von 15000 Volt betriebssicher benutzt werden kann. Als passendste Periodenzahl dürfte 25 in Betracht kommen. Neben Anordnungen mit Tragseil sind auch einfache Fahrleitungen untersucht worden, bei denen sich jedoch herausgestellt hat, daß zweckmäßig zur Erhaltung eines gleichmäßigen Durchhanges Nachspannungsanordnungen mit Gewichten, ähnlich denjenigen auf der Vorortbahn Hamburg-Altona, eingebaut werden. Die Fahrschienen wurden zur Stromrückleitung benutzt. Das Fortlassen der kupfernen Schienenverbindungen hat sich hierbei als zulässig herausgestellt. An Betriebsmitteln wurden je eine Lokomotive von 300 PS der Westinghouse Co. und der Siemens-Schuckertwerke, sowie zwei Motorwagen der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft untersucht. Die Motoren haben sich als gut und zuverlässig erwiesen, und ihre Kommutatoren haben tadellos gearbeitet. Mit Rücksicht hierauf ist in dem Bericht über die Versuche angegeben, daß der Betrieb mit einphasigem Wechselstrom bereits so vervollkommnet und andererseits so vorteilhaft sei, daß kein Grund vorliegt, die Einführung des elektrischen Betriebes noch weiter aufzuschieben. Allerdings wird mit Rücksicht auf die weitgehende Umänderung der bestehenden Verhältnisse, zur Anlernung der Bedienungsmannschaft und schließlich zur Sammlung weiterer Erfahrungen eine allmählige Umwandlung empfohlen. Außerdem wird die Beibehaltung der vorhandenen Versuchsanlage als wünschenswert bezeichnet, um zur Festlegung von Einzelheiten noch weitere Versuche anstellen zu können. Die schwedischen Staatsbahnen beabsichtigen, bereits am Ende des Jahres einen Vorschlag betreffend Einführung des elektrischen Betriebes auf einer längeren Strecke der Regierung zu unterbreiten. (Dahlander.) [Elektrotechnische Zeitschrift 1908, S. 567 bis 570.] Pr. Elektrische Schmalspurlokomotive. Für Schmalspurbahnen ist es schwierig, elektrische Lokomotiven von größerer Leistungsfähigkeit herzustellen, wenn man die Motoren in der üblichen Weise auf der Laufachse lagert und zwischen den Laufrädern unterbringt. Diese Schwierigkeit ist von der Westinghouse Electric & Mfg. Co., Manchester bei einer für die Oakbank Oil Co. gelieferten Lokomotive für etwa 700 mm Spur in der Weise überwunden worden, daß ein großer Motor über den Laufrädern in der Mitte des Fahrzeuges gelagert wurde. Mittels eines doppelten Vorgeleges trieb dieser Motor eine zwischen den Laufachsen liegende Kurbelwelle an, die durch Kuppelstangen mit den Laufrädern gekuppelt war. Bei dieser Anordnung ist die Motorgröße durch die Spur nicht beschränkt; außerdem kann die Motordrehzahl mit Rücksicht auf das doppelte Vorgelege verhältnismäßig hoch genommen werden. Als besonderer Vorteil wird ferner hingestellt, daß die Laufachsen die einzigen ungefedert auf den Oberbau wirkenden Teile sind und daß auch durch die höhere Lage des Fahrzeugschwerpunktes eine geringere Beanspruchung des Oberbaues stattfindet. Die Lokomotive wiegt 11 t und ist mit einem 95 PS 500 Volt Gleichstrommotor ausgerüstet. Dieser verleiht ihr bei 2000 kg Zugkraft eine Fahrgeschwindigkeit von 10 km i. d. Stunde. Die größte Zugkraft beträgt etwa 3000 kg. Der Radstand des Fahrzeuges beträgt 1500 mm bei einem Raddurchmesser von etwa 780 mm. [The Electrician 1908, S. 170.] Pr. Fördermaschine mit Antrieb durch Wasserkraft. Die von der Lidgerwood Manufacturing Company, New York, auf dem Albany-Schacht der United Mines Corporation im Tuolumne County, Kalifornien, errichtete Anlage dient zum Betriebe eines Schachtes von vorläufig 225, später 900 m Teufe, der in annähernd 225 m Entfernung von dem Aufstellungsorte der Maschine abgesenkt ist. Die Fördermaschine ist mit zwei 890 mm breiten Trommeln von 1830 mm Durchm. versehen, welche unabhängig voneinander angetrieben und abgebremst werden können. Ihr Antrieb erfolgt durch Zahnräder, welche mit den Zahnkränzen auf dem Umfang der Trommeln im Eingriff stehen und auf der Welle zweier Pelton-Turbinen aufgekeilt sind. Diese Turbinen haben je ein Laufrad von 2400 mm Durchmesser und erhalten Druckwasser von etwa 120 m Gefälle durch zwei Düsen, welche an entgegengesetzten Seiten der Laufräder angeordnet sind, so daß die eine Düse für den Vorwärtsgang, die andere für den Rückwärtsgang der Maschine verwendet werden kann. Die Steuerung der Düsen erfolgt durch Druckwasserzylinder, welche aus der Druckleitung der Anlage gespeist werden und deren Kolben die Nadelventile unmittelbar beeinflussen. Das Kraftwasser wird der Anlage durch eine 619 mm weite Druckleitung zugeführt, welche sich vor der Turbine in zwei zu den Düsen führende Stränge teilt. Die Leistung beträgt etwa 600 PS bei 105 Umdrehungen i. d. Minute. [The Engineering and Mining Journal 1908, I, S. 1136–1138.] M. Zerstörung von Zementbeton durch freie Schwefelsäure und Kohlensäure. Im Jahre 1902/03 erbaute Osnabrück einen Abwässersammelkanal von 2,5 km Länge, der zum größten Teil in Sandschichten, zum kleineren Teil in Moorschichten eingebettet war. Der Kanal war in Beton bis Kämpferhöhe aus 1 Teil Zement, 4 Teilen Sand und 7 Teilen Kleinschlag, über Kämpferhöhe aus 1 Teil Zement, 3 Teilen Sand und 6 Teilen Kleinschlag mit einer Kämpferstärke von 30 cm und einer Scheitelstärke von 20 cm ausgeführt. Der Kleinschlag bestand aus Sandsteinkonglomerat der Kohlenformation. Die Sohle war mit scharf gebrannten Klinkern ausgekleidet. Innen bestand der Zementputz aus 1 Teil Sand und 1 Teil Zement, außen aus 2 Teilen Sand und 1 Teil Zement. Im Jahre 1904 wurde eine Zerstörung des im Moorboden gelegenen Kanalteiles von rd. 1000 m Länge festgestellt, während der im Sandboden liegende Kanal gar keine Beschädigungen zeigte. Die Betonmassen der Kanalwände waren an beiden Seiten besonders in der Höhe des Grundwasserstandes so weich geworden, daß man sie wie weichen Ton mit dem Finger abkratzen konnte. Frisch gelöste Massen davon zeigten schillernde Kristallisationen, nach 24 stündigem Liegen wurden sie rotbraun. Die chemische Untersuchung des Grundwassers und der wässerigen Auszüge der neben und über dem Kanal liegenden Bodenteile zeigte bis zu 21 v. T. freie Schwefelsäure. Ferner ergab sich, daß der Boden bis zu 17 v. H. Schwefelkies enthielt. Im Moorboden bildet sich Schwefelkies: 1. wenn der Boden stets im Grundwasser liegt; 2. wenn hinreichende Mengen organischer Stoffe vorhanden sind; 3. wenn das Grundwasser schwefelsaure Salze enthält; 4. wenn das Grundwasser oder der Boden eisenhaltig sind. Zerstörung von Beton im Moorboden kann nur dann eintreten, wenn die beiden letzten Bedingungen gegeben sind. So lange der im Moorboden enthaltene Schwefelkies von der Luft abgeschlossen im Grundwasser gelagert ist, verändert er sich nicht; kommt jedoch eine Moorschicht mit Schwefelkies durch Entwässerung oder Ausschachtung mit Luft und Wasser in Berührung, so oxydiert der Schwefelkies und geht in schwefelsaures Eisenoxydul und freie Schwefelsäure über. Das schwefelsaure Eisenoxydul setzt sich mit dem Kalkhydrat und dem kohlensauren Kalk des Zementmörtels um, indem sich unter Freiwerden von Kohlensäure und Ausscheiden von Eisenoxydulverbindungen schwefelsaurer Kalk oder Gips bildet. Ebenso setzt sich die freie Schwefelsäure mit dem Kalk und dem kohlensauren Kalk des Zementes in schwefelsauren Kalk um. Durch diese chemischen Veränderungen treten Volumveränderungen ein, die den Beton auseinandertreiben. Der sich bildende Gips wird im Grundwasserstrom gelöst, so daß nach und nach die vollständige Zerstörung des Bauwerkes eingetreten ist. Zur Nachprüfung dieser Vorgänge wurde ein 12 m langer Probekanal in acht Abschnitten von 1,5 m Länge mit verschiedenen Betonmischungen hergestellt und der Einwirkung des schwefelkieshaltigen, aus der Baugrube herausgeworfenen und nachher wieder eingefüllten Moorbodens ausgesetzt. Nach 172 Jahren wurde der Kanal freigelegt und die gleiche Einwirkung des Moorbodens auf den Beton festgestellt. Auch fertig verlegte Zementrohre zeigten dieselbe Zerstörung. Der zerstörte Kanal wurde beseitigt und nach den günstigen Erfahrungen mit einer Probestrecke in folgender Weise durch einen gemauerten Kanal ersetzt. Soweit das Sohlenfundament noch gesund war, wurde nur der Klinkerbelag entfernt und der Zementbeton mit Zementmörtel abgeglichen und mit einer 3 bis 4 cm starken Teerasphaltschicht überdeckt. Die seitlichen Spundwände wurden mit Asphaltpappe verkleidet. In diesem wasserdichten Bett wurde der Kanal aus Ziegelsteinen in Zementmörtel hergestellt. Der Raum zwischen der Hintermauerung der Wangen und der Asphaltpappe wurde mit einem Teerasphaltprodukt bis 15 cm über dem höchsten Grundwasserstand ausgegossen. Die Gewölbefugen wurden tief ausgekrazt und mit Asphaltmörtel gefugt. Außerdem wurde noch ein doppelter Teerasphaltanstrich und eine Abdeckung mit Isolierpappe aufgebracht. Der den Kanal umgebende Moorboden ist abgefahren und durch Sand und Bauschutt ersetzt. (Barth.) [Technisches Gemeindeblatt 1908, S. 347 ff.] Seitdem Frankfurt mit Grundwasser aus dem Frankfurter Stadtwald versorgt wird (1885), zeigten sich Trübungen des Wassers durch Eisenoxyd, starke knollenartige Rostansätze in den Rohrleitungen und Zerstörung des Zementputzes des Gegenbehälters, sowie des Zement-Traß-Betons und des Zement-Traß-Putzes und der Anstriche des 30000 cbm Wasser fassenden Hochbehälters. Der Putz war auf große Flächen erheblich angegriffen; stellenweise war der ursprünglich sehr fest gewesene Beton mürbe geworden. Durch chemische Untersuchungen wurde im Grundwasser ein Gehalt an freier Kohlensäure von 30 mg für das Liter bestimmt und als Ursache der Zerstörungen festgestellt. Die Trübung des Wassers rührte nur von der durch die Kohlensäure im Verein mit dem Sauerstoff der Luft erzeugten Rostbildung im Innern der Rohre her. Um diesen Uebelständen abzuhelfen, mußten die Leitungen und Behälterwände durch Anstriche geschützt und das Wasser möglichst von Kohlensäure befreit werden. Nach mehr oder weniger günstigen Versuchen mit Anstrichen mit Fluaten, Holzzement, Siderosthen, Siderosthen-Lubrose, Bleifluat, Asphaltlack wurde ein Anstrich mit Inertol von Dr. Roth als unbedingt zuverlässig erkannt. Eine Kammer des Hochbehälters wurde 105 Tage lang ausgelaugt und dann mit Inertol gestrichen. Die Kammer wurde 2 ¾ Jahre von nicht behandeltem und seitdem von entsäuertem Wasser durchflössen; nach 3 ½ jährigem Betrieb war der Inertolanstrich noch gut erhalten und größtenteils noch glänzend. Die mit Inertol gestrichenen gußeisernen Rohre und schmiedeeisernen Geländer und Leitern waren gänzlich rostlos. Die mit Inertol gestrichenen Behälterwände lassen sich sehr leicht reinigen. Das Inertol wird aus Teerprodukten verschiedener Teerarten und natürlich vorkommender bituminöser Körper in Gegenwart fetter Tonerde gewonnen. Das Auslösungsmittel bilden flüssige, in den Zementputz leicht eindringende Kohlenwasserstoffe. Der Behälterputz muß ein wenig rauh sein und zunächst mehrere Monate dem Wasser zur Auslaugung frei werdender Alkalien ausgesetzt werden. Nach dem Ablassen des Wassers müssen die Putzflächen gründlich u.a. durch Koksfeuerung austrocknen. Bei dem Anstrich ist eine Temperatur von 15 bis 17° die beste. Nach Erhärtung des Anstrichs von zwei bis drei Wochen ist der Behälter gebrauchsfähig. Die Entsäuerung des Wassers erfolgt durch Rieselung in einem Marmorbett bis auf 2 bis 4 mg auf das Liter. Hierbei ist wesentlich, daß die Rieselung durch den Marmor von unten nach oben geschieht. Die Betriebskosten betragen 0,2 Pfg. für das cbm Wasser. Der Erfolg der Entsäuerungsanlage, die seit Anfang April 1907 im Betriebe ist, ist ein vollständiger. (Scheelhaase.) [Deutsche Bauzeitung 1908, S. 153 ff.] Dr.-Ing. P. Weiske. Wasserkraftwerk der Washington Water Power Company bei Post Falls, Jdaho. Etwa 16 km unterhalb des Coeur d'Alene-Sees, in welchem der Spokane-Fluß seinen Ursprung hat, ist von der Washington Water Power Company eine größere Wasserkraftanlage errichtet worden, welche hauptsächlich für die Unterstützung der bereits vorhandenen Wasserkraftwerke und eines modern eingerichteten Aushilfs-Dampfturbinen-Elektrizitätswerkes der gleichen Gesellschaft in der etwa 28 km weit flußabwärts gelegenen Stadt Spokane dienen soll. Das Kraftwerk empfängt sein Wasser aus dem mittleren von drei Armen des Spokaneflusses, dessen südlicher und nördlicher Arm zur Regelung des Abflusses aus dem Coeur d'Alene-See benutzt werden. Zu diesem Zweck sind der Nordarm durch insgesamt acht Tainter-Schützen und ein 33 m langes bewegliches Wehr, der Südarm durch einen 22,4 m langen, 3,9 m hohen Staudamm aus Beton abgeschlossen, der sechs gewöhnliche Zugschützen aufweist. Quer über den Mittelarm des Spokane-Flusses ist das Kraftwerk selbst erbaut worden. Es lehnt sich an einen Betondamm, welcher die Zulaufkanäle enthält und zerfällt in drei Abteilungen, in denen Turbinen mit Stromerzeugern, Transformatoren mit Niederspannungsanlage und Hochspannungsschalter mit Anschlußleitungen getrennt voneinander untergebracht sind. Das Werk ist für sechs Maschinengruppen von je 2250 KW und sechs Transformatoren von je 2200 KW Leistung für die Spannungserhöhung bemessen und liefert Drehstrom von 60000 Volt Anfangsspannung an die drei Fernleitungen nach Spokane. Von den Maschinen ist die Hälfte seit dem Sommer 1906 im Betrieb, eine weitere Maschinengruppe ist eben aufgestellt und in Betrieb genommen worden und die fünfte wird noch im Laufe dieses Sommers fertiggestellt werden. [Electrical World 1908, S. 1095–1098.] H.