Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | Eckstein |
Fundstelle: | Band 330, Jahrgang 1915, S. 189 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Lokomotiv-Wasserstationen. Das von der Lokomotive
während der Fahrt verdampfte Wasser wird aus dem Wasservorrat wieder ergänzt, der
auf der Lokomotive selbst oder auf einem besonderen Tender mitgeführt wird. Das
Fassungsvermögen eines solchen Tenders ist im Laufe der Zeit von 8 auf 31 m3 für Wasser und von 2,5 auf 4 t für Kohlen
gestiegen. Um den Wasservorrat einer Lokomotive rechtzeitig ergänzen zu können, sind
Wasserstationen in solchen Entfernungen voneinander anzulegen, daß die
Wasserversorgung der Lokomotive gesichert ist. Diese Wasserstationen müssen außer
dem Lokomotivspeisewasser noch Wasser zum Auswaschen der Lokomotivkessel, zur
Speisung von Dampfkesseln für Werkstätten und Gasanstalten, zur Reinigung der Wagen,
der Bahnsteige und Kohlenlager, für Feuerlöschzwecke usw. liefern.
Die Entfernung zweier Wasserstationen bestimmt sich aus dem Wasserbedarf einer
Lokomotive zwischen zwei Haltestellen, oder auch aus dem Kohlenverbrauch, da dieser
dem Wasserverbrauch verhältnisgleich ist. Es kann hier für Sattdampflokomotiven eine
7,4-fache, für Heißdampfmaschinen eine 6,7-fache Verdampfung angenommen werden. Es
schwankt dementsprechend der Wasserverbrauch zwischen 0,09 und 0,16 m3 für das Kilometer. Die meisten Tender fassen
zurzeit 10 bis 21 m3 Wasser, 2 m3 davon müssen stets im Tender zurückbleiben, zum
Gebrauch des Lokomotivkessels verbleiben somit 8 bis 19 m3. Mit Berücksichtigung des kleinsten
Tenderinhalts ergibt sich somit die Entfernung der Wasserstationen zu
\frac{8}{0,16}=50\mbox{ km}. Wird dabei mit der Möglichkeit
gerechnet, daß eine Wasserstation unbrauchbar wird, so muß im Tender noch genügend
Wasser vorhanden sein die nächste Wasserstation zu erreichen. Damit ergibt sich die
Entfernung zu 25 km. In Wirklichkeit ist die Entfernung zweier benachbarter
Wasserstationen 15 bis 20 km für Gebirgsstrecken und 20 bis 30 km für
Flachlandstrecken. Bei der Arlbergbahn sind die Wasserstationen 5 km, bei der
Gotthardtbahn 8 km voneinander entfernt. Für wieviel Kilometer der Wasservorrat bei
einigen Tenderlokomotiven ausreicht, zeigt die folgende Zusammenstellung:
Lokomotiv-Bauart
Vorrat auf derLokomotive
an Wasserfür km
an Kohlefür km
C-Zweizyl.-Heißd.-Zw.-Tenderlokomotive
30,9
83,0
1 C-Zweizyl.-Heißd.-Zw.-Tenderlokomotive
38,7
115,6
D-Zweizyl.-Sattd.-Zw.-Tenderlokomotive
42,9
144,5
E-Zweizyl.-Heißd.-Zw.-Tenderlokomotive
39,2
95,6
2-C-2-Zweizyl.-Heißd.-Zw.-Tenderlokomot.
82,0
236
Für das Auswaschen eines Lokomotivkessels rechnet man 5 bis 10 m3, für eine Kesseldruckprobe 5 bis 7 m3, für Feuerlöschzwecke an jedem Schlauchanschluß
350 bis 400 l/Min., für die Reinigung eines Viehwagens 2 m3 usw. Ist auf diese Weise die Größe des
Wasserbehälters nach dem größten Wasserbedarf berechnet, so rundet man ihn
entsprechend auf 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000 m3 usw. auf. (Glasers Annalen für Gewerbe und
Bauwesen 1914, S. 61.)
W.
Feuerlose Lokomotiven. Die feuerlosen Lokomotiven wurden
von dem Deutsch-Amerikaner Dr. Lamm erfunden, der etwa im Jahre 1870 auf den
Gedanken kam, als Wärmespeicher und Dampfquelle für kleine Lokomotiven heißes Wasser
zu benutzen. Die erste Lokomotive dieser Art wurde für die Straßenbahn
Carrolten-New-Orleans in den Dienst gestellt. Weitere Verbesserungen wurden von dem
Deutschen Scheffler und von dem Franzosen Francq ausgeführt.
Nach dem Verfahren von Lamm wurden in einem ortfesten Kessel Wasser auf 200° C
erwärmt, und damit wurde dann der Lokomotivkessel gefüllt. Hierbei traten erhebliche
Wärme- und Spannungsverluste ein. Francq leitete deshalb
Dampf von etwa 15 at Spannung in den mit Wasser gefüllten Lokomotivkessel. Auf die
Erfindung der Heißwasserlokomotive setzte man große Hoffnungen und glaubte das
billigste Beförderungsmittel für Klein- und Straßenbahnen gefunden zu haben. Ihre
Abhängigkeit von einer ortfesten Kesselanlage, ihr verhältnismäßig hohes Gewicht und
die Unmöglichkeit, sie zu überlasten, machen sie für diesen Zweck ungeeignet. Im
Strecken- und Verschiebedienst hat dagegen die feuerlose Lokomotive ihr geeignetes
Arbeitsfeld gefunden.
Wie schon erwähnt, tritt beim Füllen des Wasserbehälters einer feuerlosen
Lokomotive Dampf aus einem ortfesten Kessel mit nahezu gleichbleibender Spannung in
das Wasser des Lokomotivkessels ein und gibt dort seinen Gesamtwärmeinhalt ab. Wenn
hier dann der Dampfdruck fast ebenso groß geworden ist wie im Erzeugerkessel, dann
ist das Füllen der feuerlosen Lokomotive beendet. Die Zeitdauer einer Füllung- hängt
in erster Linie von der Größe der ortfesten Kesselanlage ab. Bei einem
Flammrohrkessel kann die stündliche Dampferzeugung zu 20 bis 22 kg/m2 Heizfläche angenommen werden. Bei einem
Wasserrohrkessel dagegen kann mit 25 bis 30 kg/m2
Dampferzeugung gerechnet werden. Das zum Füllen der Lokomotive notwendige
Dampfgewicht Gf
berechnet sich aus der Gleichung
Gf
(if'' – ia') = Qe (ia' – ie').
Qe ist das Wassergewicht, das vor Beginn der Füllung in der Lokomotive
enthalten ist, ie' die
zugehörige Flüssigkeitswärme. Nach der Füllung besitzt das Wassergewicht in der
Lokomotive die Flüssigkeitswärme ia'. Der Wärmeinhalt des Fülldampfes ist if''. In obiger
Gleichung bleiben jene Wärmemengen unberücksichtigt, die an das Kesselblech und die
umgebende Isoliermasse dabei abgegeben werden, dementsprechend ist mit einem
Zuschlag von etwa 10 v. H. zu rechnen.
Die Füllzeit F der Lokomotive bestimmt sich aus
folgender Gleichung:
F=\frac{G_{\mbox{f}}\,\times\,60}{H\,\times\,D} Minuten,
wobei H die Heizfläche des Erzeugerkessels und D die stündlich erzeugte Dampfmenge für 1 m2 Heizfläche bedeutet. Die Füllzeit kann nach
obiger Gleichung nur dann berechnet werden, wenn der gesamte im Erzeugerkessel
entwickelte Dampf während dieser Zeit zur Füllung der Lokomotive verwendet wird.
Bezeichnet Qa das
Wassergewicht in kg, das nach erfolgter Füllung zu Anfang der Arbeitsleistung im
Lokomotivkessel sich befindet, so läßt sich das aus dem Kessel einer feuerlosen
Lokomotive erzeugte Dampfgewicht (Qa
– Qe) aus der Gleichung
errechnen:
Q_{\mbox{a}}-Q_{\mbox{e}}=Q_{\mbox{a}}\,\left(1-\frac{\frac{r_{\mbox{a}}+r_{\mbox{e}}}{2}-i_{\mbox{a}}'}{\frac{r_{\mbox{a}}+r_{\mbox{e}}}{2}-i_{\mbox{e}}'}\right),
wobei \frac{r_{\mbox{a}}+r_{\mbox{e}}}{2}
die mittlere Verdampfungswärme bezeichnet. Das Wassergewicht Qa ist in allen Fällen bekannt, es
entspricht der meist am Wasserstandsglas angebrachten Höhenmarke. (Zeitschrift Rauch
und Staub 1915 S. 73 bis 82.)
W.
Motorlokomotiven. Verbrennungskraftmaschinen werden erst
in neuerer Zeit zum Antrieb von Lokomotiven verwendet. Um ein schnelles und sicheres
Anfahren, Umsteuern und Anhalten hierbei zu erhalten, wurde zuerst die
Kraftübertragung mittels Druckluft, Druckwasser oder Elektrizität versucht. Eine von
der Gasmotorenfabrik Deutz im Jahre 1893 erbaute
12-pferdige Petroleum-Druckluftlokomotive hatte bereits einen
Gesamtwirkungsgradvon 56 v. H., und die im Jahre 1895 erbaute
Petroleumlokomotive mit elektrischer Kraftübertragung einen solchen von 68 v. H.
Diese Lokomotiven konnten aber trotz ihrer guten Regelbarkeit wegen der hohen Kosten
und des geringen Wirkungsgrades bei kleinen und mittleren Leistungen nicht
wirtschaftlich arbeiten.
Auch bei Klein- und Straßenbahnen hat man bereits versucht, zum Antrieb
Leuchtgasmotoren zu verwenden. Die deutsche Gasbahn-Gesellschaft in Dessau hat die
beiden Straßenbahnen in Dessau und in Hirschberg ausgeführt. Lokomotiven mit
Gasmotoren wurden bei der Kleinbahn Dessau–Wörlitz und Ludwigshafen–Frankenthal
verwendet. Mit den von der Gasmotorenfabrik Deutz
gelieferten Gaslokomotiven konnte ein wirtschaftlicher Betrieb nicht aufrecht
erhalten werden, weil diese Lokomotiven im Verhältnis zu ihrer Leistung zu schwer
und teuer waren.
Im Jahre 1896 hat die Gasmotorenfabrik Deutz die erste
Grubenlokomotive gebaut. Bei einer Leistung von 6 PS konnte sie auf wagerechter
Strecke 20 t Zuglast mit 5 km Geschwindigkeit in der Stunde fördern. Somit war der
Motorlokomotive ein großes neues Gebiet erschlossen. Der mit mäßiger Umdrehungszahl
laufende, liegend angeordnete einzylindrige Motor hat sich hier am besten bewährt.
Es sind bis jetzt Lokomotiven mit einer Leistung von 40 PS bei 300 bis 400
Umdrehungen i. d. Min. gebaut worden. Zur Kraftübertragung wird die
Zahnradübersetzung verwendet.
Um die Verdichtung im Arbeitszylinder den verschiedenen Brennstoffen anpassen zu
können, ist in der Schubsfange in bekannter Weise ein auswechselbares Zwischenstück
vorgesehen. Der Zylinder ist von einem großen Kühlwasserraum umgeben und besitzt
eine auswechselbare Laufbüchse. Der Motor wird mit einer Handkurbel in Gang gesetzt,
die lebendige Kraft, die beim Leerlauf des Motors in den beiden Schwungrädern
aufgespeichert wird, reicht hin, um die Beschleunigungsarbeit beim Anfahren zu
leisten. Beim Anhalten von kürzerer Dauer wird der Motor nicht abgestellt. Die
Fahrgeschwindigkeit läßt sich vom Führerstand aus mittels eines Hebels ändern, der
auf eine Feder des Reglers einwirkt. Je nach der Größe der Lokomotive erhält sie
zwei oder mehr Uebersetzungen für Geschwindigkeiten bis zu 25 km i. d. Std. Das
Triebwerk besteht aus Zahnrad- und Ketten- oder aus reinen Zahnradgetrieben. Es kann
durch Ein- und Ausschalten von Reibungs- oder Klauenkupplungen auf Vorwärts- und
Rückwärtsfahrt und geringere Fahrgeschwindigkeit übergegangen werden, ohne dabei den
Gang des Motors zu beeinflussen.
Auf den Kühlmantel des Motors ist der Wasserbehälter aufgesetzt, dessen Wasserinhalt
für einen mehrstündigen Betrieb genügt. Durch Verdampfungskühlung wird hier der
Kühlwasserverbrauch auf 1 bis 1,5 kg für die Pferdekraftstunde verkleinert. Die
Motorlokomotiven können so gebaut werden, daß sie unbedenklich auch in
Schlagwettergruben Verwendung finden können. Hierzu müssen Einrichtungen vorhanden
sein, die eine Entzündung brennbarer Gase am Motor ausschließen, ebenso müssen die Abgase des Motors
abgekühlt werden. Es sind bereits vier bis fünf Motorlokomotiven auf solchen
Strecken gleichzeitig in Betrieb, ohne daß dadurch die Luft merkbar verschlechtert
wird. Alle Oeffnungen für Lufteintritt, für Auspuff usw. sind mehrfach durch
Drahtsiebe abzuschließen.
Die große Betriebsicherheit der Motorlokomotiven hat zu ihrer großen Verbreitung
geführt. Der stündliche Brennstoffverbrauch für die Pferdestärke beträgt bei Benzin-
oder Schwerbenzinbetrieb 0,3 kg, bei Benzol- oder Rohbenzolbetrieb 0.25 und bei
Spiritus- oder Petroleumbetrieb 0,38 kg. Bis jetzt sind etwa 1500 Motorlokomotiven
von der Gasmotorenfabrik Deutz für Gruben-, Feld-, Wald-
und Industriebahnenbetrieb und ebenso für den Verschiebedienst geliefert worden.
(Glasers Annalen für Gewerbe und Bauwesen 1915 S. 11 bis 14.)
W.
Die größte Karusselldrehbank Amerikas, eine schwere
Maschine von 11000 mm ∅. Die große bisher in den Vereinigten Staaten gebaute
Karusselldrehbank ist vor einiger Zeit in der Brooklyner Schiffsbauwerft zur
Aufstellung gelangt. Sie ist von der Niles-Bement-Pond Company in ihren Werken zu Hamilton (Ohio)
ausgeführt worden. Ihr Drehdurchmesser beträgt 36' (etwa 11 m) und die Höhe unter
den Werkzeugen 12' (3650 mm). Dieser große Drehdurchmesser wird bedingt durch die
Bearbeitung von Drehschienen für die Geschütztürme der 35 und 40 cm-Kanonen der
neuen amerikanischen Schlachtschiffe. Die Maschine wird ebenfalls zum Ausbohren von
Zylindern sowie zum Bearbeiten von Gußstücken für die großen Dampfturbinen der
amerikanischen Kriegsschiffe verwendet.
Textabbildung Bd. 330, S. 191
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 330, S. 191
Abb. 2.
Die hervortretende Eigentümlichkeit im Aeußern der Maschine ist, daß sie nicht
nach dem Typ der Karusselldrehbänke mit verschiebbaren Ständern gebaut ist, sondern
eine normale Querbalkenmaschine mit einem Drehdurchmesser von 36' 2'' (etwas über 11
m) mit feststehenden Ständern darstellt. Man kann sich ein Bild von der gewaltigen
Größe und Massigkeit derselben machen, wenn man die Tatsache berücksichtigt, daß das
Gesamt-Nettogewicht einschließlich der Motoren über 335000 kg beträgt.
Der Tisch ist für eine Belastung von mehr als 91000 kg berechnet. Die
außergewöhnliche Größe des Tisches (10 m ∅) machte es erforderlich, ihn in drei
Teilen zu gießen; der mittlere und ein Seitenteil ist in Abb. 1, 2 und 3 dargestellt. Diese drei Teile des Tisches wiegen etwa 102000 kg. Dieser
ist auf konischen Rollen gelagert, die in einer am Bett angeordneten kreisförmigen
Bahn von 7300 mm ∅ laufen. Die Rollen sind aus hartem Stahl von bester Qualität
hergestellt und sind auf kreisförmigen Führungsrahmen angeordnet, um eine richtige
Lage zu gewährleisten. Außerdem ruht der Tisch in einem Lagerring, der die Drehachse
umgibt, die senkrecht durch Stahlschrauben nachstellbar ist. Die Achse ist im Bett
durch eine nachstellbare konische Büchse zentriert. Die Laufbahn des Tisches und die
Achse haben zwangläufige Schmierung mittels einer vom Hauptantriebmotor betätigten
Pumpe.
Textabbildung Bd. 330, S. 191
Abb. 3.
Textabbildung Bd. 330, S. 191
Abb. 4.
Der Tisch ist mit einem Zahnkranz von etwa 8500 mm Durchmesser ausgestattet, dieser
besteht aus Spezialguß mit aus dem Vollen geschnittenen Zähnen. Der Tisch wird
angetrieben mittels zwei Ritzeln aus Schmiedestahl, die einander gegenüberliegend
angeordnet sind.
Der Hauptkörper des Bettes besteht aus zwei Teilen, von denen einer in Abb. 4 dargestellt ist. Es sind zwei Ansätze am
Hauptbett angebracht. Das ganze Bett wiegt roh 31300 kg. Die Tischbahn ist durch die
senkrechten Stege des Bettes solide abgestützt.
Textabbildung Bd. 330, S. 192
Abb. 5.
Die in Abb. 5 dargestellten Ständer haben Kastenform
und sind oben durch ein kräftiges Verbindungsstück miteinander verbunden. Die
Stabilität wird außerdem durch einen Träger aus Stahl erhöht, der ebenfalls die
Ständer miteinander verbindet. Jeder Ständer wog roh etwa 15000 kg.
Der Querbalken in Abb. 6 ist etwa 14000 mm lang; er
wog in unbearbeitetem Zustande etwa 39000 kg und ist ebenfalls kastenförmig. An
diesem Querbalken ist oben ein massiver Bügel angebracht, der dazu dient, die
Widerstandsfähigkeit des Querbalkens zu erhöhen und den Durchbiegungsdruck
aufzunehmen, der infolge des großen Eigengewichts des Querbalkens mit den
Werkzeugsupporten entsteht. Die Gesamthöhe des Querbalkens mit Bügel beträgt 2400
mm.
Der Querbalken wird mittels eines 30-pferdigen Motors gehoben und gesenkt; dieser ist
auf dem Verbindungssteg montiert und mit vier sich in Bronzemuttern drehenden
Hebespindeln von großem Durchmesser verbunden.
Die zum Bohren und Drehen vorgesehenen beiden Supporte sind so eingerichtet, daß
jeder nach der Mitte des Querbalkens zu verschoben werden kann. Sie haben graduierte
Schwenkbewegung und sind mit Schneckenübersetzung ausgerüstet, um sie auf jeder
Seite in jedem Winkel von der Senkrechten bis zu 30° verstellen zu können.
Die Supporte und der Stößel sind mit schneller mechanischer Querbewegung sowie mit
Anstellung von Hand für die Feineinstellung ausgestattet. Diese schnelle
Querbewegung wird betätigt durch einen zehnpferdigen, auf dem Verbindungssteg
angebrachten Motor. Die Betätigungdieser Mechanismen sowie das Ein- und
Ausschalten der Vorschübe erfolgt von einer Maschinistenbühne aus, die an jedem
Support angebracht ist. Die Steuerhebel blockieren sich gegenseitig, so daß die
schnelle Querbewegung nicht für den einen Support eingerückt werden kann, bevor sie
an dem anderen ausgerückt ist, und es ist daher unmöglich, daß der Maschinist durch
Unachtsamkeit beide Supporte zugleich einrückt.
Textabbildung Bd. 330, S. 192
Abb. 6.
Es sind acht umsteuerbare Vorschübe für die Werkzeughalter vorgesehen. Diese arbeiten
in senkrechter Richtung oder in einem Winkel. Die Vorschübe jedes Supports sind
voneinander unabhängig verwendbar. Durch Verwendung von Friktionskupplungen werden
Brüche der Vorschub-Räderübersetzungen vermieden, falls Werkzeughalter oder
Schlitten auf ein Hindernis stoßen. Der Hauptantrieb erfolgt durch einen 75
PS-Motor. Es sind verschiedene Geschwindigkeiten zum Bohren, Drehen und Plandrehen
vorgesehen.
Wk.
Doppeltwirkende Viertakt-Dieselmaschine. Bereits im Jahre
1908 hat die Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg eine von ihr erbaute Dieselmaschine nach Art der
doppeltwirkenden Viertakt-Gasmaschinen in Tandembauart von 600 PS bei 160 Uml./Min.
auf ihrem Versuchsstand geprüft. Diese Versuchsmaschine hat in der Zwischenzeit eine
Reihe von Aenderungen durchgemacht, und auf Grund der damit gemachten Erfahrungen
entschloß man sich zur Herstellung großer Einheiten. Für Leistungen von 600 bis 2000
PS kommt zurzeit die Tandemmaschine, und für Leistungen von 1200 bis 4000 PS die
Zwillings-Tandemmaschine in Betracht. Die Arbeitszylinder sind dabei, wie die
Zylinder der Großgasmaschinen dieser Firma, in einem Stück gegossen. Jede
Zylinderseite enthält oben eine Oeffnung für das Ansaugeventil, unten eine solche
für das Auslaßventil. Jede Zylinderseite besitzt zwei Brennstoffventile, sie liegen
auf der Steuerwellenseite in annähernd radialer Richtung zur Zylinderachse. Die
Zylinderdeckel wie der Kolben besitzen je zwei Aussparungen, die den
Verdichtungsraum bilden. In diese Aussparungen münden die Brennstoffventile. Auf
diese Weise wird erreicht, daß sich der eingespritzte Brennstoff gut mit der
Verbrennungsluft mischen kann, um eine gute Verbrennung zu erhalten. Die
wassergekühlten Kolben sitzen auf den hohlgebohrten Kolbenstangen. Die Kolbenstangen
der hintereinanderliegenden Arbeitszylinder sind durch eine Kupplung verbunden, die
gleichzeitig zum Anschluß der Gelenkrohre des Kühlwassers dient. Die Steuerung der
Ansauge- und Auspuffventile erfolgt durch je einen für beide Ventile jeder
Zylinderseite gemeinsamen Nocken, dessen Hub durch Lenkerstangen und Wälzhebel auf
die Ventilspindeln übertragen wird. Die gußeisernen Brennstoffventileinsätze
enthalten Bohrungen für Treiböl, Zündöl und Einblaseluft. Die Brennstoffpumpen für
Zünd- und Treiböl sind am Mittelstück befestigt und werden durch Exzenter von der
Steuerwelle angetrieben. Die Zündölpumpen fördern bei allen Belastungen
gleichbleibende Oelmengen, die Treibölpumpen stehen unter dem Einfluß des Reglers.
Die Regelung geschieht in bekannter Weise durch kürzeres oder längeres Offenhalten
der Saugventile der Brennstoffpumpen. Die Druckluft zum Einblasen des Brennstoffes
und zum Anlassen der Maschine wird durch eine Luftpumpe erzeugt, die unmittelbar von
der Kurbelwelle angetrieben wird. Für kleinere Maschinen hat die Luftpumpe zwei, für
größere drei Verdichtungsstufen. Hinter jeder Druckstufe wird die Luft durch einen
Zwischenkühler geleitet. Durch Abscheider werden der Luft ein Teil ihres
Wassergehaltes und das mitgeführte Schmieröl entzogen. Zylinder, Deckel, Kolben und
und Kolbenstangen, Auspuffventilgehäuse, Auspuffleitung, Luftpumpe und Luftkühler
besitzen Wasserkühlung. Das Kühlwasser für Kolben und Kolbenstangen muß wegen deren
hin- und hergehenden Bewegung mit etwa 5 at Ueberdruck zugeführt werden.
Für das städtische Elektrizitätswerk in Regensburg wurde eine solche 1000 PS-Maschine
von 740 mm Zylinderdurchmesserund, 1000 mm Hub mit 125 Uml./Min. geliefert. Die
durchgehende Kolbenstange hat 240 mm Durchmesser, das sekundliche Hubvolumen für 1
PSi ist also etwa 6,4 l. Das Schwungmoment des
Schwungrades beträgt 395000, das der Lichtdynamo 13050, insgesamt also 408050 kgm2, entsprechend einem Ungleichförmigkeitsgrad von
1/225 bei
Vollbelastung und 1/210 bei Leerlauf. Mit dieser Maschine wurden verschiedene
Belastungsversuche ausgeführt, indem die beiden Dynamomaschinen, die von ihr
angetrieben werden, auf Drahtwiderstände geschaltet wurden. Die Versuche mit halber
Belastung dauerten über 1 Std., die Versuche mit dreiviertel Belastung etwa 1½ und
die Versuche mit voller Belastung über 2 Std. Bei jedem Versuch wurde zuerst der
Beharrungszustand der Maschine abgewartet. Die Nutzleistung der Dieselmaschine wurde
aus der abgegebenen elektrischen Leistung berechnet. Als Brennstoff wurde bei den
Versuchen Steinkohlenteer von der Deutschen
Teerprodukten-Vereinigung zum Preise von 4,25
Mark für 100 kg verwendet. Als Zündöl diente Paraffinöl aus Halle, von dem 100 kg
11,50 M kosten.
Textabbildung Bd. 330, S. 193
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 330, S. 193
Abb. 2.
Textabbildung Bd. 330, S. 193
Abb. 3.
Textabbildung Bd. 330, S. 193
Abb. 4.
Textabbildung Bd. 330, S. 193
Abb. 5.
Textabbildung Bd. 330, S. 193
Abb. 6.
Textabbildung Bd. 330, S. 193
Abb. 7.
Textabbildung Bd. 330, S. 193
Abb. 8.
In Abb. 1 bis 7 sind
Indikatordiagramme der Arbeits- und Luftpumpenzylinder bei voller Belastung
dargestellt. Der indizierte Leistungsverbrauch der Luftpumpe beträgt bei voller
Belastung etwa 8 v. H. der indizierten Gesamtleistung der Maschine. In Wirklichkeit
ist aber der auf die Luftpumpe entfallende Verlust kleiner. Es kann angenommen
werden, daß von den 8 v. H. der Verdichtungsarbeit 3 v. H. im Arbeitszylinder wieder
zurückgewonnen werden entsprechend einem Wirkungsgrad der Druckluftübertragung von
etwa 40 v. H. Somit beträgt der Verlust in der Luftpumpe nur mehr 5 v. H. der
Gesamtleistung.
Abb. 8 stellt ein Schwachfederdiagramm des
Arbeitszylinders bei vollbelasteter Maschine dar. Hieraus ist deutlich der beim
Ansaugen entstehende Unterdruck zu ersehen. In Tabelle 1 sind die Versuchsergebnisse
zusammengestellt. Der untere Heizwert des Teeröles betrug 9007, der des Zündöles
9867 WE.
Tabelle 1.
Belastung
Halb
Drei-viertel
Voll
Mittlere Umlaufzahl
Min.
125,88
125,31
124,87
Nutzleistung, Ne
PSe
510
752
1004
Ueberdruck im Einblasegefäß
at
50,2
54,0
58,5
Verdichtungsdruck im vorderen Arbeits-
zylinder, Kurbelseite
at Ueberdr.
31,6
31,6
31,6
Mittlerer indiz. Druck, ebenda
„
3,68
4,74
6,12
Mittl. indiz. Leistung, ebenda
PSi
197,9
254,2
326,6
Ges. indiz. Leistung, Ni
„
790,5
1022,4
1284,2
Ges. indiz. Leistungsverbrauch der Luft-
pumpe
PSi
80,71
82,87
100,5
Enddruck im Hochdruck-Zylinder der Luft-
pumpe
at Ueberdr.
54,0
57,6
62,5
\begin{matrix} \mbox{Mech. Wirkungsgr.}\\
\mbox{d. Maschinenanlage}\end{matrix}\left\{{{\mbox{m.
Luftpumpe}\,\frac{Ne}{Ni}}\atop{o.\ \ \ \ \ \ \ "\ \ \ \
\frac{Ne}{Ni-Ne}}}\right
v. H.„
64,5
73,6
78,2
Brenstoff-verbrauch
Teeröl, für 1 PSi/Std. „ „ 1 PSe/Std.Zündöl „ 1
PSi/Std. „ „ 1 PSe/Std.
kg„„„
0,1600,2480,01240,0192
0,1670,2270,00970,0132
0,1790,2280,00710,0091
Aufgewendete Wärme insges. WE/PSe-Std.
2423,4
2174,3
2142,9
Brennstoffkosten für 1 PSe/Std.
Pf.
1,27
1,11
1,07
Schmierölverbrauch f. Zylinder und Stopf-
büchsen für 1 PSe/Std.
kg
0,0018
0,0017
0,0014
Kühlwasserverbrauch für 1 PSe/Std. (Zu- fluß
etwa 24° C, Abfl. 44, 47 u. 53° C)
kg
45,7
37,6
28,0
Tabelle 2.
Es entfällt auf
HalbeBelastung
Drei-viertelBelastung
VolleBelastung
Nutzarbeit der Maschine
26,1
29,0
29,5
Reibungs- u. Luftpumpenarbeit, Arbeitsbedarf der
Kühlwasser- und Oelpumpen
14,3
10,5
8,2
Kühlwassererwärmung
37,9
38,9
36,6
Verluste in den Abgasen und durch Leitung und
Strahlung
21,7
21,6
25,7
In Tabelle 2 ist in v. H. die Wärmebilanz der Versuchsmaschine zusammengestellt.
(Zeitschr. d. Vereins deutscher Ingenieure 1914 S. 1242.)
W.
Wassereinspritzung bei Glühkopfmotoren. Schon Hugon hat bei der Lenoir-Gasmaschine, um heftige
Explosionen zu vermeiden, Wasser in den Zylinder eingespritzt. Später wurde von Banki und Schimanck dasselbe
Verfahren benutzt, um höhere Verdichtungsgrade verwenden zu können. Auch bei
Glühkopfmotoren hat man von Anfang an Wassereinspritzung vorgesehen, um ein
frühzeitiges Zerstören des gußeisernen Glühkopfesdurch Ueberhitzung zu
vermeiden. Um die Wirkungsweise einer solchen Wassereinspritzung feststellen zu
können, wurden im Maschinenlaboratorium der Technischen Hochschule zu Berlin an
einer Zweitakt-Glühkopfmaschine von 230 mm Zylinderdurchmesser und 270 mm Hub
Versuche ausgeführt. Dem Verdichtungsverhältnis von 5,95 entspricht dabei ein
Verdichtungsdruck von 10 at. Das Einspritzwasser wird in die Maschine durch die
Spülluftschlitze eingeführt. Die Bestimmung der Glühkopftemperaturen geschah durch
ein Thermoelement, die Leistungsmessung durch eine Bremse in Verbindung mit einer
Meßdose. Als Brennstoff wurde Rohöl mit einem Heizwert von 10240 WE. verwendet.
Um den Einfluß der Wassereinspritzung genau bestimmen zu können, muß bei der
Berechnung der eingespritzten Wassermengen auch das in der angesaugten Luft
enthaltene Wasser bestimmt werden, das besonders bei niedriger Belastung nicht
vernachlässigt werden darf. Die Sättigung der Luft wurde nach dem Verfahren von August gemessen. Bei den Versuchen mit einer Luftuhr
wurde der Feuchtigkeitsgehalt zu 90 v. H. angenommen, da sich die durch solche Uhren
strömende Luft erfahrungsgemäß nahezu sättigt.
Eine richtige Gemischbildung kann im Glühkopf nicht entstehen, da der ohne
Einspritzluft hier eingespritzte Brennstoff nicht gut zerstäubt wird. Der Glühkopf
wird, da er mit dem Zylinder nur durch eine enge Oeffnung in Verbindung steht,
schlecht ausgespült, so daß keine richtige Verbrennung stattfinden kann. Daher
zeigen auch Glühkopfmotoren im hohen Maße die Erscheinung des Nachbrennens. Eine
gute Verbrennung wird hier erfahrungsgemäß nur dann erzielt, wenn doppelt so viel
Wasser als Brennstoff eingeführt wird. Vom wärmetechnischen Standpunkt aus
betrachtet, muß die Wassereinspritzung schädlich genannt werden. Die ganze
Verdampfungs- und Ueberhitzungswärme geht für den Arbeitsvorgang verloren.
Berechnungen darüber sind bereits in der Zeitschrift des Vereins deutscher
Ingenieure 1903, S. 81 ausgeführt worden. Der günstige Einfluß des Wassers auf den
Arbeitsvorgang der Glühkopfmaschine kann nur auf Grund der chemischen Vorgänge bei
der Verbrennung schwerer Oele erklärt werden. Der Verbrennung voraus muß hier die
primäre Aufspaltung des Brennstoffes unter Wärmezufuhr gehen. Erhitzt man dabei aber
zu schnell und zu hoch, so trennt sich der Wasserstoff vollständig ab, und der
Kohlenstoff scheidet in Form von Ruß und Koks aus. Der Wasserstoff verbrennt dabei
explosionsartig. Bei mäßiger Erhitzung zerfallen die schweren Kohlenwasserstoffe in
einfachere Verbindungen, die dann leichter verbrennen. Gelingt es, noch während der
Verbrennung überschüssigen Wasserstoff an ausgeschiedenen Kohlenstoff anzugliedern,
so kann eine vollkommene und vollständige, d.h. eine rauch- und rußfreie Verbrennung
erzielt werden. Der überschüssige Wasserstoff entsteht durch Zersetzung des
eingespritzten Wassers. Die Versuche haben weiterhin ergeben, daß der niedrigste
Brennstoffverbrauch mit der niedrigsten Glühhaubentemperatur zusammenfällt, die Brennstoffverbrauchskurven steigen mit den Glühkopftemperaturkurven. Das
Einspritzwasser dient nur zum geringen Teil als inneres Kühlmittel für den Glühkopf,
es ist vielmehr als Kontaktsubstanz zur Aufspaltung der schweren Kohlenwasserstoffe
zu betrachten. Vergrößert man die Einspritzwassermenge von einem bestimmten Punkt
an, so tritt sogar eine Zunahme der Glühkopftemperatur ein.
Ne
Temperatur
Wärme-verbrauch
Einspritzwasser
Kühlwasser
Kopf
Abgase
Raum-temperat.
Relat.Feucht.
Atmos.Wasser
Tropf-wasser
Wasser-verbrauch
Menge
te
ta
Abgeführ.Wärme
PSe
°C
°C
\frac{\mbox{W E}}{\mbox{PS_e/Std.}}
°C
v. H.d. Sättig.
g/Std.
g/Std.
g/PSe-Std
Literi. d. Std.
°C
°C
\frac{\mbox{W E}}{\mbox{PS_e/Std.}}
14,5
467
–
3685
18
66
1442
9000
720
175
13
61,6
586
14,4
480
342
3910
19
55
1275
10000
785
121
15
87,6
612
15,4
450
347
3400
17,5
60
1289
9950
732
297
13
40,2
526
14,9
454
352
3580
17,5
60
1289
9950
754
300
12,9
41,3
573
15,4
434
365
3370
17,5
74
1589
9110
695
220
14
55,8
597
15,5
427
368
3210
17,5
74
1589
8810
670
301
13
45,4
589
15,1
404
361
3300
16,5
69
1380
9300
707
259
14,8
47,7
564
15,8
425
356
3120
16,5
69
1380
9300
676
155
16,5
69,4
535
16,3
404
367
3460
15,5
69
1280
9600
667
161
14
58,5
440
14,9
410
352
3360
15,5
69
1280
9300
710
170
13,7
62,6
558
14,6
411
333
3220
16,5
90
1820
8800
729
95
13,9
71,4
374
15,1
398
359
3560
16,5
90
1820
8450
680
110
13,5
66,5
386
15,3
405
346
3420
16,5
90
1820
8400
669
250
12,7
43,6
505
Die vorstehende Tabelle enthält die Versuchsergebnisse für Höchstleistung von etwa 15
PSe. Das Einspritzwasser wurde dabei in den
Spülkanal des Arbeitszylinders eingeführt. (Oelmotor 1915, S. 325 u. f.)
W.
Erzeugung und Verwendung destillierten Wassers zur
Kesselspeisung. Bei der verhältnismäßig kleinen verdampfenden Oberfläche
der Hochleistungskessel ist die Gefahr des Entstehens von nassem Dampf und des
Mitreißens von Wasser in die Rohrleitungen und den Ueberhitzer besonders groß. Es
kann zur Bildung von Ausscheidungen und Behinderung des Wärmedurchganges an den
Wänden der Ueberhitzerschlangen kommen, wenn das mitgerissene Wasser salzhaltig ist,
was meist der Fall sein wird, da die gebräuchlichen chemischen Wasserreinigungen nur
die Kesselsteinbildner unschädlich machen, die Entstehung von Salzen aber noch
befördern. In der Kolbendampfmaschine bewirken derartige Verunreinigungen starken
Verschleiß an Kolben und Zylinderlaufflächen, in der Turbine schnelle Abnutzung von
Schaufeln und Düsen usw. Bei Verwendung von destilliertem Wasser werden die
genannten Schädigungen vermieden. Bei der Kolbenmaschine könnte die Destillation der
erforderlichen Wassermenge Schwierigkeiten machen, da sich das Kondensat nur bei
vorzüglicher Abdampfentölung zur Rückspeisung eignet. Bei Turbinen fallen derartige
Bedenken fort. Es ist hier nur der Ersatz einer kleinen, durch Undichtigkeiten und
dergleichen verlorenen Wassermenge nötig. Die Destillation dieses Zusatzwassers kann
in Verdampfern erfolgen, deren Wasserraum durch Rohrspiralen geheiztwird, die
von Dampf durchströmt werden. Der sich bildende Dampf wird oben abgezogen, vom
Wasser befreit und im Kondensat der Turbine niedergeschlagen. Die vom Dampf
mitgeführte Wärme wird nutzbar gemacht, da sie zur Erhitzung des Speisewassers
beiträgt. Zum Heizen kann man den Abdampf kleiner Dampfturbinen verwenden, die zum
Antriebe von Kondensations- und Speisewasserpumpen mit Vorteil gebraucht werden, da
Kolbenpumpen geschmiert werden müssen und kein reines Kondensat liefern. Ein für die
Herstellung des Destillats besonders empfehlenswerter Apparat ist der
„Verdampfer-Auto-Kondensator“. Er besteht aus einem Vorwärmer, in dem
durch 1 Teil Brüdendampf 5 Teile Rohwasser vorgewärmt werden. Diese 5 Teile gelangen
in den Kochraum des Verdampfers. Hier werden 4 Teile in Brüdendampf verwandelt und 1
Teil als Schlammwasser abgezogen. Von den 4 Teilen Brüdendampf dient 1 Teil zur
Heizung des Vorwärmers, 3 Teile werden durch 1 Teil Frischdampf in einen
Dampfstrahlapparat, dem „Thermokompressor“, angesaugt und dienen zur Heizung
des Verdampfers. Das gesamte, um 1 Teil Frischdampf vermehrte Destillat wird dem
Reinwasserbehälter zugeführt. Die Wärmeverluste im Apparat wachsen mit der Menge des
abgezogenen Schlammwassers, das nur bis zur Sättigung mit Kesselsteinbildnern
eingedampft werden darf. Die Beschaffenheit des Rohwassers ist also von Bedeutung.
Auch können unter Umständen mehr als 5 Teile Destillat mit einem Teile Frischdampf
gewonnen werden. Ein Schwimmerventil im Rohwasserbehälter sorgt dafür, daß nur so
viel Wasser zufließt, wie verdampft wird. Einen besonders guten Wirkungsgrad erzielt
man durch Hintereinanderschaltung zweier Verdampfer, so daß der erzeugte Brüdendampf
zur Beheizung beider dient. Enthält das Rohwasser viel kohlensaure Salze, so wird
zwischen Vorwärmer und Verdampfer ein Kalkabscheider angeordnet. (Dipl.-Ing. Gentebrück in Technische Blätter Nr. 13/14 1915.)
Schmolke.
Stahlguß- oder Flußeisenwalzflanschen. Bezugnehmend
auf die (in D. p. J. Bd. –0 Heft 6 inhaltlich wiedergegebenen) Ausführungen des
Ingenieurs Seiffert über Stahlguß oder
Flußeisenwalzflanschen bemerkt Oberingenieur Menk in Nr.
13 der Zeitschrift für Dampfkessel- und Maschinenbetrieb Folgendes. Die Tatsache,
daß ein Versuch im Materialprüfungsamt zu Groß-Lichterfelde zugunsten der
Stahlgußflanschen ausfiel, ist auf die Güte der Walzarbeit zurückzuführen. Die
Annahme, daß die größere Härte der Stahlgußflanschen die Anhaftefestigkeit
begünstigt, ist unrichtig, da der Glühprozeß bei Massenfabrikation die Härte der
oberen Schicht des Stahlgusses verringert, während der aus ursprünglich dickerem
Material durch hohen hydraulischen Druck gepreßte Flußeisenflansch eine starke
Verdichtung erfährt. Eine Verstärkung des Ansatzes von Flanschen am Rande dürfte
bedeutungslos sein, da die Hauptwirkung des Walzens sich in der vorderen Walzzone
vollzieht. Auch von einer konischen Ausführung der Flanschbohrung verspricht sich
Menk wenig, da die Konizität, um den beabsichtigten
Zweck zu erfüllen, so stark sein müßte, daß die Walzarbeit schwierig würde. Mehr
Wert glaubt er auf genügende Umbördelung des Rohrendes legen zu müssen. Wenn bei
kurzschenkligen Bogenrohren ein Ecken der Flanschverbindung eintritt, dürfte es sich
vielleicht empfehlen, den Flansch durch Annieten eines Ansatzes am Rohr zu sichern.
Eine Verbreiterung der Dichtleiste wird allerseits als erstrebenswert bezeichnet.
Den größten Nachteil der Stahlgußwalzflanschen sucht Menk
in deren Unzuverlässigkeit bezüglich der inneren Beschaffenheit. Er sieht seine
Annahme durch die immer mehr zunehmende Verwendung von Flußeisen als Flanschmaterial
bestätigt.
Schmolke.
Wie soll man Schiedsverträge abschließen? Wird ein
Schiedsvertrag abgeschlossen, so scheint es billig, die Ernennung der Schiedsrichter
in der Weise zu vereinbaren, daß jede Partei ihren Schiedsrichter ernennt, und beide
ernannten Schiedsrichter dann einen Obmann wählen. So werden auch bei weitem die
meisten Schiedsverträge abgeschlossen. Wer aber einen tieferen Einblick in die
Schiedsgerichtspraxis gewinnt, den lehrt bald die Erfahrung, wie unendlich viel
Klippen diese so harmlos scheinende Vereinbarung enthält.
Hat die Partei, die im Schiedsgerichtsverfahren zu verklagen ist, die Absicht, die
Sache hinzuziehen, so ernennt sie einen Schiedsrichter, von dem sie im voraus weiß,
daß er das Amt nicht annehmen wird, oder daß er der Sache nicht gewachsen ist und
sein Amt niederlegen muß.
Fällt der Schiedsrichter aus irgend einem Grunde fort, so hat nach § 1031 der
Zivilprozeßordnung die Partei, welche ihn ernannt hat, auf Aufforderung des Gegners
binnen einer einwöchigen Frist einen anderen Schiedsrichter zu bestellen. Nun
bestellt sie einen Schiedsrichter, der irgendwo, vielleicht im Ausland, wohnt, gibt
vielleicht absichtlich eine falsche Adresse an.
Gewinnt die Partei, die im Schiedsverfahren klagenwill, den Eindruck, daß der
Gegner das Verfahren durch die Ernennung ungeeigneter Schiedsrichter hinzieht, so
macht sie schließlich von ihrem Rechte Gebrauch, einen Schiedsrichter von dem
zuständigen Gericht ernennen zu lassen. Hiergegen protestiert dann der Gegner, weil
er angeblich seiner Pflicht genügt hat, und nun streiten die Parteien erst vor dem
zuständigen Gericht über die Zulässigkeit der gerichtlichen Ernennung eines
Schiedsrichters, gegen diese Entscheidung wird dann Beschwerde eingelegt, und so
weitere Zeit gewonnen.
Kommt schließlich die Ernennung der beiden Schiedsrichter zustande, so erleidet das
Verfahren eine weitere Hemmung dadurch, daß oft die beiden Schiedsrichter sich nicht
auf einen Obmann einigen können.
Ist das Schiedsgericht schließlich bestellt, dann beginnen die Parteien mit
Ablehnungsversuchen. Jede Partei nämlich sucht sich vorher einen Schiedsrichter aus,
von dem sie gewiß ist, daß er zu ihren Gunsten entscheiden wird, ja oft genug fragt
eine Partei so lange herum, bis sie einen Richter findet, der ihre Meinung teilt –
und es läßt sich aus dem Gesetz nicht einmal herleiten, daß ein solches Verfahren
unzulässig ist –, und dann versucht natürlich die Gegenpartei sich dieses
Schiedsrichters durch einen Ablehnungsantrag zu entledigen. Ueber diesen
Ablehnungsantrag entscheidet nun das Gericht; gegen diese Entscheidung wird wiederum
Beschwerde eingelegt, und so hat das Verfahren noch einmal seinen Stillstand.
Die Schiedsrichter sind zwar befugt, unabhängig von Ablehnungsanträgen das
Schiedsverfahren weiter zu führen, jedoch wird davon in der Praxis selten Gebrauch
gemacht, weil die Schiedsrichter sich nicht dem aussetzen wollen, einen
Schiedsspruch zu fällen, der nachträglich darum vernichtet wird, weil vielleicht das
Gericht den Ablehnungsantrag für begründet hält.
Oft genug auch kommt es vor, daß durch die ewigen Ablehnungsversuche die
Schiedsrichter selbst schließlich mürbe werden und ihr Amt niederlegen, so daß dann
die Ernennung von Schiedsrichtern wieder von vorne anfängt.
Es erübrigt sich, die Mängel eines Schiedsvertrages, der die Benennung der
Schiedsrichter den Parteien vorbehält, hier weiter zu erörtern. Hier soll nur kurz
der Weg gezeigt werden, wie die Parteien diesen Uebelständen vorbeugen können.
Ein durchaus sicherer Weg ist es, wenn die Parteien bereits bei Eingehung des
Vertrages sich auf einen bestimmten Schiedsrichter einigen; da es aber möglich ist,
daß der Schiedsrichter nachträglich doch die Ausführung des Schiedsspruches ablehnt,
vielleicht stirbt er, vielleicht verlegt er seinen Wohnsitz usw., so ist es
angebracht, daß gleichzeitig vereinbart wird, daß dieser Schiedsrichter selbst einen
anderen Schiedsrichter ernennen soll, falls er das Schiedsrichteramt nicht
übernimmt.
Einigen sich die Parteien nicht schon bei Eingehung des Schiedsvertrages auf ein
bestimmtes Schiedsgericht, so empfiehlt es sich, die Ernennung der Schiedsrichter
irgend einem objektiven Dritten zu übertragen. Entweder kann man nun diejenige
Person gleich namentlich bezeichnen, die später die Schiedsrichter nennen soll, oder
aber man kann vereinbaren, daß irgend eine Behörde oder eine Interessenvereinigung
mit der Bestellung der Schiedsrichter betraut werden soll.
Hierbei stehen den Parteien die verschiedensten Wege offen. Sie können irgend ein
Gericht mit der Ernennung von Schiedsrichtern beauftragen oder aber eine technische
Hochschule, eine Handelskammer, eine Gewerbekammer, einen Verein usw. usw. Damit das
Verfahren dann durch Ablehnungsversuche nicht aufgehalten wird, sollten die Parteien
entweder von vornherein auf das Recht der Ablehnung verzichten, oder aber sie
sollten sich dahin einigen, daß über das Ablehnungsgesuch diejenige Behörde oder
derjenige Verein zu entscheiden hat, dem die Bestellungder Schiedsrichter
anvertraut war. Das Beste zur Erreichung eines zuverlässigen Schiedsspruches in
kürzester Zeit ist jedoch, sich von vornherein auf ein ständiges Schiedsgericht zu
einigen. Eine Reihe von Interessenverbänden hat bereits ständige Schiedsgerichte
eingesetzt, und das Verfahren, nach denen die Schiedsgerichte zu entscheiden haben,
in bestimmten Schiedsordnungen festgelegt. Bei solchen ständigen Schiedsgerichten
sind die Schiedsrichter gegenseitig aufeinander eingearbeitet, sie haben die meiste
Sachkenntnis, die meiste Uebung in der Schiedsgerichtspraxis, und so hat sich, von
wenigen Ausnahmen abgesehen – die Einrichtung ständiger Schiedsgerichte in der
Praxis in jeder Weise sehr bewährt.
Dr. jur. Eckstein.