Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 333, Jahrgang 1918, S. 237 |
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Polytechnische
Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Azetylen als Motorbetriebstoff. Zu diesem Gegenstande
macht „Carbid und Azetylen“ Heft 20 einige weitere Mitteilungen. In der
Schweiz sind eingehende Versuche über den Verbrauch von Azetylen an einem
30-pferdigen Motor bei gleichbleibender Drehzahl angestellt. Danach war der
Verbrauch bei Vollast rd. 250 l Azetylen oder rd. 1 kg Karbid für die
Nutzpferdestärke. Der spezifische Verbrauch bei halber Leistung war nicht wesentlich
größer, was für das Automobilwesen von Bedeutung ist, da hier während der weitaus
größten Zeit die Motoren nur mit der halben Leistung arbeiten. Eine dänische Fabrik
hat die Herstellung von Azetylen-Gasmotoren für Wagen und Boote aufgenommen, nachdem
Versuche an einem 20-pferdigen Wagen befriedigend ausgefallen waren. Nach Versuchen
in Schweden an einem gewöhnlichen Benzinmotor, der zur Verwendung von Karbid
eingerichtet war, sollen sich unter den dortigen Verhältnissen die Betriebskosten
nur etwa halb so hoch als mit Benzin gestellt haben. Neben reinem Azetylen kommen
zum Motorbetriebe auch Gemische von Azetylen mit Benzin, Benzol und Spiritus in
Frage, beispielsweise ⅔ Azetylen und ⅓ Benzin, um eine Streckung der knappen
flüssigen Brennstoffe zu erzielen. Versuche in dieser Richtung sollen gute Erfolge
gezeigt haben. Reines Azetylen hat mit 12500 Kai. einen um mehr als 10 v. H. höheren
Brennwert als Benzin, indessen erfordere es nach verschiedenen Angaben wegen des
höheren Explosionsdruckes eine besondere Bauart des Motors, Herabsetzung der
Verdichtung, Verstärkung der übertragenden Teile, Aenderung der Zündung und
Regelung. Dahingegen sollen sich nach weiteren Urteilen aus der Schweiz
Benzinmotoren üblicher Bauart für Wagen ohne weiteres mit Azetylen betreiben lassen,
wenn nur für richtige Luftmischung gesorgt wird. Bei 15- bis 20-facher Luftmenge
soll die Verbrennung rußfrei sein, bei 12-facher Luftmenge aber starke Verrußung des
Motors eintreten. Die Schmierung von Azetylenmotoren soll etwas reichlicher bemessen
werden als die von Benzinmotoren. Namentlich wird aber empfohlen, für den
Azetylenentwickler aus Gründen des sicheren Betriebes genügend Raum vorzusehen, nur
bei einem leistungsfähigen Entwickler soll auch die Regelung befriedigen.
Rotth.
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Die Remanenz bei Anlaßdynamos und ihre Bekämpfung. (Dr.
Arthur Mandl, Elektrotechnik und Maschinenbau 1918
Heft 42.) Steigert man bei einem Gleichstromgenerator den Erregerstrom bis zu einem
Höchstwert und läßt ihn von da an allmählich wieder fallen, so erhält man mit
demselben Erregerstrom bei steigenden Werten niedrigere Werte des Kraftflusses und
damit der Ankerspannung, als bei fallenden. Wird der Erregerstrom zu Null, so
verschwindet der Magnetismus nicht vollständig, sondern es bleibt stets ein gewisser
Teil, die sogenannte „Remanenz“, zurück. Dieser Umstand, dem die
Dynamomaschine ihr Leben verdankt, hat zur Folge, daß man bei der gleichen Stellung
des Reglerwiderstandes verschiedene Ankerspannungen erhält, und daß es unmöglich
ist, durch einfaches Abschalten der Erregung die Spannung eines Generators auf Null
zu bringen, da sich der Anker ja immer noch im „remanenten Felde“ bewegt. Die
„Remanenzspannung“ beträgt etwa 5 bis 10 v. H. der vollen Spannung.
Physikalisch beruht diese Erscheinung auf der Reibung der Eisenmoleküle, die
jeder Aenderung des magnetischen Zustandes einen Widerstand entgegensetzt.
Im allgemeinen sind die Wirkungen der Remanenz von untergeordneter Bedeutung. Recht
unangenehm werden sie jedoch, wenn es auf genaue Spannungsregelung eines Generators
ankommt, wie zum Beispiel bei der Leonard-Schaltung, die häufig bei Förderanlagen
angewendet wird. Diese Schaltung besteht darin, daß man dem Anker eines
fremderregten Gleichstrommotors, dem Fördermotor, je nach der gewünschten Drehzahl
eine bestimmte Spannung zuführt, die durch einen Generator, die
„Anlaßdynamo“, erzeugt und deren Höhe durch Aenderung des Erregerstromes
dieses Generators eingestellt wird. Man könnte somit durch einfache Verstellung des
Reglers für den Erregerstrom der Anlaßdynamo jede beliebige Seilgeschwindigkeit von
Null bis zu einem Höchstwert einstellen, wenn die Remanenz nicht wäre.
Dr. Arthur Mandl bespricht die Mittel, die bisher zur
Bekämpfung dieser störenden Erscheinungen angewendet wurden.
Die Remanenz wird gering bei Wahl eines großen Luftspaltes und geringer
Kraftliniendichte im Eisen.
Bringt man auf das Magnetgestell eines Gleichstromgenerators eine Wicklung, die von
Wechselstrom durchflössen wird, so daß sich die Kraftlinien des Wechselfeldes im
Joch schließen können, so werden die Eisenmoleküle in dauernder Bewegung gehalten
und dadurch infolge der Aufhebung der Reibung ihre Einstellung in die dem
Erregerstrome entsprechende Lage ermöglicht. Die Remanenz wird also durch das
Wechselfeld vernichtet oder doch geschwächt, so daß man beim Auf- und
Abwärtsregulieren des Erregerstroms ein und dieselbe Spannungskurve erhält, die beim
Erregerstrom Null ebenfalls durch Null geht.
Eine andere Methode beruht darauf, die Kraftlinien des remanenten Feldes davon
abzuhalten, die Ankerwicklung zu durchsetzen und dort induzierend zu wirken, indem
man ihnen durch eiserne Stege von geringem Querschnitt von Pol zu Pol einen
bequemeren Weg schafft, auf dem sie sich ohne Schaden anzurichten schließen
können.
Schaltet man nach dem Unterbrechen des Erregerstroms die Feldwicklung mit
vertauschten Enden über den Anker des Generators kurz, so erzeugt die
Remanenzspannung in der Feldwicklung einen Strom von entgegengesetzter Richtung, als
die des Erregerstromes war, und drückt dadurch das remanente Feld nahezu bis auf
Null. Diese von den Siemens-Schuckertwerken angegebene
Schaltung wird gewöhnlich als „Selbstmordschaltung“ bezeichnet.
In ähnlicher Weise wirkt eine Schaltung, bei der die Remanenzspannnung mit Hilfe
eines Relais eine Gegenerregung einschaltet und wieder unterbricht, wenn die
Spannung unter einen kleinsten Wert gesunken ist.
Kuppelt man mit dem Fördermotor einen kleinen Generator, der nur geringe Sättigung
hat, so ändert sich dessen Spannung im gleichen Verhältnis mit der Drehzahl des
Fördermotors und damit der Spannung der Anlaßdynamo. Man kann mit dieser Spannung in
einer Wicklung auf den Schenkeln der Anlaßdynamo eine Gegenerregung erzeugen, die
das remanente Feld nahezu auslöscht.
Nach einem anderen Vorschlage schaltet man in den Erregerkreis der Anlaßdynamo den
Anker eines kleinen
Hilfsgenerators, dessen Feld abhängig ist von dem Unterschiede der Spannung des
Erregerkreises der Anlaßdynamo und deren Ankerspannung. Auf diese Weise ist es
möglich, bei gleichen ansteigenden und absteigenden Werten des Erregerstromes der
Anlaßdynamo nahezu gleiche Spannungen am Anker zu erhalten.
Textabbildung Bd. 333, S. 238
Nach Osborne schaltet man (s. Abb.) die vom Steuerstrom durchflossenen Erregerwicklungen der
Anlaßdynamo a und eines mit fester Drehzahl
angetriebenen Hilfsgenerators h hintereinander. Die
Anker von a und h sind
gegeneinander geschaltet, so daß in den Hilfserregerwicklungen w1 und w2 auf den Schenkeln
der Anlaßdynamo und des Hilfsgenerators kein Strom fließt, wenn a und h gleiche Spannungen
Pa und Ph haben. Der
Hilfsgenerator ist mit großem Luftspalt und geringer Sättigung gebaut, so daß seine
Spannung geradlinig mit der Erregung wächst. Ist Pa größer als Ph, so treibt die Spannung Pa
– Ph einen Strom durch
die Wicklunlungen w1
und w2, so daß Pa und Ph wachsen.
Hierdurch steigt aber auch der Strom in der Gegenkompoundwicklung von h und hebt bei richtiger Wahl der Wicklungen die
Steigerung von Ph
wieder auf. Pa wächst
so lange an, bis Pa =
Ph geworden ist.
Indem also die Spannung der Anlaßdynamo gleich der der remanenzlosen Hilfsmaschine
wird, wird auch für sie die Wirkung der Remanenz nahezu aufgehoben. (In der Abb. des
Mandlschen Aufsatzes ist im Diagramm der in der Kompoundwicklung fließende Strom JKpd nicht, wie dort
und oben angegeben, der Abszissenunterschied von Ph und Pa, sondern von Pa und Ph.)
Dr.-Ing. Bachmann.
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Erfahrungen an der Beschaufelung von Dampfturbinen. In
Heft 35 bis 38 der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure teilt O. Lasche zahlreiche interessante Betriebserfahrungen
bezüglich der Beschaufelung von Dampfturbinen mit. Er widerrät die Anwendung des
„Ziehverfahrens auf Fertigprofil“ zur Herstellung von Laufschaufeln aus
25-prozentigem Nickelstahl sowie aus Kupfernickel- und Monelmetall. Bei diesen
entstehen nämlich durch das Recken beim Ziehen an den schwachen Ein- und
Austrittsschenkeln Oberflächenrisse, die bei höheren Beanspruchungen zu Brüchen
Veranlassung geben. Für die genannten Materialien empfiehlt sich vielmehr Warmwalzen
auf Vorprofil und Schneiden auf Fertigprofil, während bei Messing und Nickelmessing
das Kaltziehverfahren keinesfalls schädlich wirkt, sondern das Erreichen der
erforderlichen Oberflächenhärte ermöglicht. Die Fuß- und Kopfform wird in allen
Fällen durch Abstechen mittels Fräsers von der Stange hergestellt.
Die Leitschaufeln werden aus Blechen ausgeschnitten, in gußeiserne Kränze
eingegossen, über Matrizen in die gewünschte Form gebogen und durch Schleifen oder
Hobeln an den Ein- und Austrittsenden zugeschärft. Zur besseren Verbindung mit
dem Kranz stanzt man an den Längsseiten Ausschnitte ein.
Besondere Aufmerksamkeit ist der konstruktiven Ausbildung des Schaufelfußes zu
widmen. Anfänglich wandte man zur Befestigung den einfachen Schwalbenschwanz an,
dessen schmälster Querschnitt mit der Einspannstelle zusammenfiel. Zur Verminderung
der Kerbwirkung rundete man die scharfe Kante aus. Bei wachsender Umfangskraft
genügte die gekennzeichnete Form nicht mehr, und man gelangte zur Ausbildung des
Gegenschwalbenschwanzes und Ueberhöhung des zwischen den Schaufeln liegenden
Füllstückes (Abb. 1). Bei Niederdruckrädern, die
infolge ihrer bedeutenden Länge und Breite besonders der Beanspruchung durch Biegung
und Zentrifugalkraft unterliegen, tritt an die Stelle des Schwalbenschwanzes ein
Hammerkopf (Abb. 2). Die Verwendung von
Kriegsersatzstoffen führte ferner zur Vereinigung von Zwischenstück und Schaufel.
Letztere wird hierbei aus dem Material von der vollen Stärke der Teilung
herausgefräst. Eine derartige Konstruktion ist selbst, bei Benutzung von
Ersatzmetallen, die hinsichtlich der Festigkeit viel zu wünschen übrig lassen, sehr
widerstandsfähig. Ein weiteres Mittel, die Biegungsbeanspruchungen bzw. die
Schaufellängen zu verringern, ist die sogenannte „Zwillingsausführung“ des
letzten Niederdruckrades.
Zwischenböden und Leitschaufelkränze wurden früher getrennt hergestellt. Da aber
infolge radialer Vergrößerung des Deckels durch die Dampfwärme gegen das eng
umschließende Turbinengehäuse ein Druck ausgeübt wird, der zum Einknicken der
Leitschaufelbleche führt, so bildet man jetzt Kranz und Deckel als gemeinsamen
Konstruktionskörper mit radialem Spiele aus, der zum Zwecke des bequemeren Ausbaues
mit einer Teilfuge versehen ist.
Textabbildung Bd. 333, S. 238
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 333, S. 238
Abb. 2.
In eingehender Weise bespricht Lasche die Vorzüge und
Nachteile der zur Schaufelherstellung verwendeten Metalle. Das im Jahre 1910
versuchsweise eingeführte Monelmetall mit 35 v. H. Nickelgehalt zeigte große
Widerstandsfähigkeit gegen säurehaltige Dämpfe, während seine Festigkeit etwas
gering war. Diese wuchs bei Steigerung des Nickelgehalts auf 65 v. H.
Aluminiumbronze war auch gegen schwache chemische Verunreinigungen des Dampfes
empfindlich. Sie wird daher nicht mehr gebraucht. Laufschaufeln aus 25-prozentigem
Nickelstahl hatten vielfach nur eine kurze Lebensdauer, so daß man dieses Material
durch. 5-prozentigen Nickelstahl ersetzte. Auch das früher ausgesprochene günstige
Urteil über 30-prozentiges Nickelstahlblech ließ sich nicht aufrechterhalten. Es wurde vielfach
ein Brüchigwerden der aus ihm hergestellten Leitschaufeln beobachtet, ohne daß die
Ursache davon in einwandfreier Weise nachzuweisen war. Man benutzt daher gegenwärtig
ausschließlich Siemens-Martin-Stahlblech für die Leitvorrichtungen. Die
Einschränkung der Verwendung von Sparmetall im Kriege führte zu dem Versuch, den
nickelhaltigen Stahl durch Kohlenstoffstahl zu ersetzen. Dieser zeigte indessen in
den Laufschaufeln nicht die gleiche Widerstandsfähigkeit gegen wechselnde
Beanspruchung. Nickelkupfer und Nickelmessing wiesen ähnliche Eigenschaften wie
Messing auf. Indessen haben beide Stoffe eine größere Festigkeit, und bei den
letzteren liegt die Streckgrenze bedeutend höher.
Sofern Schlamm aus dem Kessel in das Innere der Turbine hinübergerissen wird, tritt
Abnutzung der Schaufeln und unter Umständen Verstopfung des Durchtrittsquerschnittes
ein. Die Folge davon ist eine Erhöhung des Achsialschubes, die zum Warmlaufen bzw.
zur Zerstörung des Kammlagers führt. Auch die Verwendung von zu nassem Dampf ruft
bisweilen Unzuträglichkeiten hervor, weil sie Veranlassung zu Auswaschungen gibt.
Lasche macht daher einige beachtenswerte Vorschläge
zum Zwecke der Vermeidung derartiger Störungen. Er weist den Gedanken, die
Konstruktion der Turbine so zu gestalten, daß sie gegen Wasserschläge und ähnliche
Vorkommnisse unempfindlich ist, als nicht ausführbar zurück und hält demgegenüber
die Forderung: aufrecht, daß im Turbinenbetriebe nur
schlämm- und wasserfreier Dampf verwendet wird.
Ein Rosten der Turbineninneren kann eintreten, wenn durch die Hochdruckstopfbüchse
Luft eindringt, infolge mangelnden Sperrdampfes. Hingegen würde durch die
Niederdruckstopfbüchse eintretende Luft unmittelbar nach dem Kondensator abgesaugt
werden. Die beim Stillsetzen in der Turbine befindliche Feuchtigkeit ist
unschädlich, da sie infolge der Eigenwärme der Maschine verdampft. Bisweilen kommt
es aber vor, daß beim Stillstande durch undichte Absperrorgane Sickerdampf eintritt,
der, vor allem wenn er säurehaltig ist, in Verbindung mit der durch die Stopfbüchsen
dringenden Luft Anrostungen hervorruft. Eine Belüftung der Rohrleitung bietet Schutz
dagegen.
Schmolke.
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Plattenventil für Kompressoren. Die Deutsche Maschinenenfabrik A.-G. in Duisburg bringt neuerdings ein
Plattenventil für Kompressoren, Vakuumpumpen und Gebläse auf den Markt, das durch
Einfachheit und Betriebssicherheit ausgezeichnet ist. Es besteht aus Ventilsitz,
Hubfänger, Ventilführung, Stiftschraube, Ventilplatte und Ventilfeder. Schon diese
geringe Zahl der Bestandteile läßt deutlich die große Einfachheit des Plattenventils
erkennen. Als einziger Teil, der einem merkbaren Verschleiß ausgesetzt erscheint,
ist die Ventilplatte zu nennen. Mit Bedacht wurde diese als platter Ring aus festem
Gußstahlblech hergestellt, und zwar unter Vermeidung von jeglichen Ansätzen oder
Führungsarmen. Durch diese einfache Form ist es bei plötzlich notwendig werdendem
Ersatz möglich geworden, ohne Schwierigkeit eine Ersatzplatte aus irgend einem
dünnen Stahlblech herzustellen, bis eine neue Ventilplatte ordnungsgemäß beschafft
werden konnte.
Zur Erreichung einer genauen zentrischen Führung der Ventilplatte dient ein
kreuzförmiges Zwischenstück. Saug- und Druckventile zeigen nur geringe Unterschiede.
Bei den Demag-Kompressoren gelangen grundsätzlich in einem Zylinder nur Ventile
gleicher Größe zur Verwendung. Bei den Saug- und Druckventilen gleicher Größe
erhalten die Ventilplatten eine genau übereinstimmende Ausbildung. Als Vorteil
dieses Verfahrens ergibt sich eine geringe Zahl der notwendigen Ersatzteile.
Ventilsitz und Hubfänger werden aus bestem feinkörnigem Gußeisen und die
Ventilplatten aus erstklassigem Stahlblech hergestellt. Ventile von 80 cm2 und mehr erhalten zwei konzentrische
Ventilplatten. Die Bauart bleibt im übrigen dieselbe wie bei den kleineren Ventilen.
Die Ventile werden in sechs Größen gebaut, die von der Größe der Ventilplatte
abhängig sind. Da das Plattenventil nur geringe bewegte Massen besitzt, ergeben sich
auch nur kleine Ventilwiderstände. Das Plattenventil eignet sich für hohe
Umlaufzahlen der Maschinen, arbeitet fast geräuschlos, ist leicht zugänglich und
läßt sich daher bequem ein- und ausbauen.
Textabbildung Bd. 333, S. 239
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DI-Normen. In den nächsten Wochen wird eine Anzahl
DI-Normen im Entwurf für die Fertigung freigegeben, und zwar handelt es sich um
folgende Normblätter: Etwa 50 Blatt Schraubennormen (Eisenschrauben, Holzschrauben,
Muttern, Unterlegscheiben, Splinte); etwa 2 Blatt Flachklemmen (Fachnormen des
Verbandes deutscher Elektrotechniker); 1 Blatt Lötklemmen (Fachnormen des Verbandes
deutscher Elektrotechniker); 1 Blatt Feste Griffe; 6 Blatt Türen und Fenster des
Kleinhauses; einige Blatt Türdrücker und -Beschläge des Kleinhauses. Die Normblätter
können von der Geschäftsstelle des Normenausschusses, Berlin NW 7, Sommerstr. 4a,
bezogen werden.
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Frühjahrs-Mustermesse in Leipzig. Die Vorbereitungen für
die Leipziger Frühjahrs-Mustermesse sind gegenwärtig in vollem Gange und werden
durch die politischen Ereignisse nicht beeinflußt. Das Meßamt verschickt die
Anmeldebogen an die Ausstellerfirmen in der üblichen Weise. Die Anfragen und
Anmeldungen aus den Kreisen der Meßindustrien laufen ohne merkliche Verminderung
ein, die deutsche Industrie hat also volles Vertrauen in die Zukunft. Von dem
Kleinmut, der zu Beginn des Krieges die Abhaltung der Leipziger Messe beinahe in
Frage gestellt hätte, ist nichts zu spüren, so daß ein befriedigender Verlauf der
Frühjahrs-Mustermesse, die vom 2. bis 8. März 1919 stattfindet, erhofft werden
kann.
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Dolomitenlager in Norwegen. Besondere Aufmerksamkeit hat
man den feuerfesten Stoffen in Norwegen gewidmet. Für die zukünftige Entwicklung auf
dem Gebiete der Elektrizität ist es von großer Wichtigkeit, daß die feuerfesten
Stoffe für die Schmelzindustrie im Lande hergestellt werden können. Was Graphit
betrifft, so hat das Rohstoffkomitee die Lösung dieser Frage privaten Unternehmern
überlassen. Von großer Bedeutung für Norwegen ist Dolomit, woran das Land reicher
ist als alle europäischen Länder. Man kennt nun Dolomitlager die die besten und
umfangreichsten in Europa sind, und der Staat wird bei den Lagern in Nord-Norwegen
einen größeren Betrieb errichten. Diese Frage ist von höchstem Interesse für die
Wasserkraftindustrie. Gegenwärtig plant man die Gründung eines Forschungsinstituts
für feuerfeste Stoffe.