Titel: Polytechnische Rundschau.
Autor: M.
Fundstelle: Band 323, Jahrgang 1908, S. 158
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Polytechnische Rundschau. Polytechnische Rundschau. Kaminbehälter in Eisenbeton. In Shangay ist ein Schornstein in Verbindung mit einem Wasserbehälter in Eisenbeton errichtet. Um Risse im Behälter infolge ungleicher Wärmeausdehnungen zu vermeiden, wurden die bis zu 450° C erwärmten Rauchgase durch eine Röhre geführt, die mit der Wasserturmkonstruktion nur das Fundament gemeinsam hat. Wegen des sehr schlechten Baugrundes, der in Shangay bis auf 120 m Tiefe aus Schlamm und Sand besteht, wurde als Gründung eine quadratische Eisenbetonplatte von 70 cm Stärke und 5,79 m Kantenlänge gewählt. Hierbei betrug die größte Kantenpressung auf den Baugrund 1 kg/qcm bei einem Winddruck von 200 kg/qcm. Die Armierung der Grundplatte bestand aus zwei sich kreuzenden Lagen von Rundeisen mit einem Durchm. von 13 mm in 15 cm Abstand. Zur Erhöhung der Standsicherheit wurde der Baugrund unter der Platte durch Einschlagen von Holzpfählen in 61 cm Abstand verdichtet. Der untere, 25 m hohe Teil des Schornsteines besteht aus zwei durch eine 8 cm starke Isolierluftschicht getrennten Eisenbetonröhren. Die innere zur Ableitung der Rauchgase dienende Röhre hat eine Lichtweite von 106 cm, eine Wandstärke von.10 cm und ist durch 22 senkrechte Rundeisen von 6 mm Durchm., die in Abständen von 15 cm durch gleichstarke wagerechte Eisen verbunden sind, armiert. Die gleichhohe äußere Röhre ist 14 cm stark und in ähnlicher Weise durch 13 mm starke Rundeisen armiert. Die äußere Röhre bildet um die innere Rauchröhre einen Isoliermantel und dient gleichzeitig in ihrem oberen Ende als Innenwand des Wasserbehälters. Da beide Röhren überhaupt nicht miteinander verbunden sind, hat die äußere Röhre mit den Wandungen des Wasserbehälters nahezu dieselben Wärmeausdehnungen. Der 340 cbm fassende Wasserbehälter hat eine hohlzylindrische Form von 3,75 m lichter Höhe und 1,19 m lichter Weite. Die äußere Zylinderwand ist 15 cm stark und hat senkrechte Eiseneinlagen von 13 mm Durchm. in 30 cm Abstand. Die gleich starken wagerechten Eiseneinlagen liegen entsprechend der Zunahme des Wasserdruckes im unteren Teil der Wand enger aneinander als im oberen Teil. Ihr Abstand vermindert sich allmählich von 23 cm auf 8 cm. Die Decke und der Boden des Behälters wird durch ringförmige wagerechte Platten gebildet. Die Bodenplatte ist 15 cm stark und radial und konzentrisch durch Rundeisen von 13 mm Durchm. armiert. Die Bodenplatte ist auf der Innenseite längs des Umfanges der äußeren Schornsteinröhre eingespannt. Auf der Außenseite ist sie durch einen kreisrunden Randbalken verstärkt, der die Last des Wasserbehälters auf vier Eisenbetonstützen abgibt, die auf der Fundamentplatte des Schornsteins errichtet sind. Diese Stützen sind rd. 21 m hoch, 45 cm breit und 30 cm stark. Ihre Armierung besteht aus vier Rundeisen von 19 mm Durchm., die in Abständen von 20 cm durch wagerechte Bügel verbunden sind. Um das Ausknicken der hohen und schlanken Stützen zu vermeiden, sind sie dreimal in Abständen von rd. 5 m durch einen wagerechten Eisenbetonrahmen von quadratischem Querschnitt mit 30 cm Seitenlänge untereinander verbunden. Der über den Behälter hinausragende Teil des Schornsteins von rd. 9 m Höhe besteht nur aus einer Röhre von 106 cm Lichtweite und 15 cm Stärke, die sich auf die äußere Röhre des unteren Teiles aufsetzt. Die Armierung besteht aus senkrechten Rundeisen von 13 mm Durchm. in 25 cm Abstand und aus wagerechtem Rundeisen von 6 mm Durchm. in 30 cm Abstand. Die Form des Kopfes ist in ähnlicher Weise wie bei gemauerten Schornsteinen ausgebildet. Zum Abdichten des Behälters wurden drei Anstriche mit zwei verschiedenen Lösungen verwendet. Die erste Lösung besteht aus ½ kg Seife auf 3 l Wasser, die zweite aus 250 g Alaun auf 7 l Wasser. Nachdem die erste Lösung auf den vollständig trockenen Zementputz aufgetragen war, wurde einen Tag später die zweite Lösung aufgebracht. Dieses Verfahren wurde zwei- bis dreimal wiederholt. Hierbei waren die Lösungen so heiß wie möglich. (Lütty.) [Beton und Eisen 1907, S. 270–271.] Dr.-Ing. P. Weiske. Riffelbildung bei Fahrschienen.Diese Bezeichnung soll für die wellenförmige Schienenabnutzung dem Vorgange des Vereins deutscher Straßen- und Kleinbahnverwaltungen fortan angewendet werden.Siehe a. D. p. J., S. 29 und 141 d. B. Mit Rücksicht darauf, daß die erste Riffelbildung bei Fahrschienen im Jahre 1895 bei einer Kabelbahn bemerkt wurde und diese Abnutzung auch auf Dampfbahnen vorkommt, wird festgestellt, daß die Erscheinung keine Besonderheit des elektrischen Betriebes ist. Infolgedessen kann die Ursache auch nicht in dem elektrischen Antriebe gesucht werden. Ferner wird darauf hingewiesen, daß die Ursache auch nicht in dem Herstellungsverfahren der Schienen liegen kann; denn im Fertigkaliber liegt die Kopfoberfläche senkrecht zu den Walzen, so daß deren Schwingungen nicht riffelbildend wirken können. Wenn ähnliche Erscheinungen beispielsweise bei Stegen von Schienen oder Trägern beobachtet werden, so handelt es sich um unrichtige Bemessung der Stiche, infolge deren der Steg stärker gestreckt wird als die Gurtungen. Die sogen. Brückenschienen der Eisenbahn und die Straßenbahnschienen System Demerbe könnten in erster Linie durch das besondere Walzverfahren eine größere Neigung zur Riffelbildung erhalten. Jedoch gerade bei diesen hat sich eine solche nicht gezeigt. Auch Fischer (Stahlwerk Phönix) und Culin (Straßenbahn Hamburg), die unabhängig voneinander der Frage mit größter Sorgfalt nachgingen, gelangten zu keinem Ergebnis in dem Sinne, daß das Walzverfahren verantwortlich zu machen wäre. Härteunterschiede der Schienenoberfläche an den verschiedenen Stellen der Riffeln konnten bisher, soweit Untersuchungen mittels der Kugeldruckprobe gemacht sind, nicht entdeckt werden. Die Betrachtung der Riffeln zeigt, daß das Material des Schienenkopfes in den Riffeltälern, hauptsächlich nach der Spurrille, weniger nach der Außenseite des Schienenkopfes hin verdrängt ist. Durch Einwirkung der Räder werden demnach bleibende Material-Verschiebungen hervorgerufen. Hierzu ist nötig, daß die auf die Schienen wirkenden äußeren Kräfte einen größeren Wert erreichen, als der Elastizitätsgrenze des Schienenmaterials entspricht. Dies ist der Fall, wenn eine Beanspruchung neben elastischen wieder verschwindenden Materialverschiebungen eine, wenn auch noch so kleine bleibende Verschiebung erzeugt. Letztere summieren sich nach und nach und ergeben schließlich die meßbare Riffelbildung. Um den verwickelten theoretischen Betrachtungen über die auftretenden Materialspannungen beim Zusammenarbeiten von Rad und Schiene aus dem Wege zu gehen und um ferner eine klare Anschauung zu erhalten, wurde zu Versuchen ein Gummiring und zwei gleich große, viereckige Gummistücke genommen, von denen das eine etwa die Härte der Scheibe hatte, das andere aber weicher war. Auf den Seitenflächen war eine Schar konzentrischer Kreise und Radien bezw. senkrechte und wagerechte Scharen von Linien aufgezeichnet. Die Scheibe wurde dann zwischen die Stücke gelegt und einem senkrechten Drucke entsprechend der Beanspruchung durch ruhende Last unterworfen, sowie unter Druck zwischen den Stücken in rollende Bewegung versetzt. Die Materialverschiebungen, die durch das Liniennetz sich besonders gut verfolgen ließen, wurden photographiert. Hierbei ergab sich folgendes: Durch die Vorwärtsbewegung des Rades wird die in der Ruhe symmetrische Formänderung der Schiene einseitig verzerrt, so daß vor dem Rade augenscheinlich durch Druckspannungen sich gleichsam eine fortschreitende Welle bildet. Diese ist übrigens eine Ursache von im wesentlichen longitudinalen Molekularschwingungen, die man nach Vorüberfahrt eines Wagens durch Berühren der Schienen wahrnehmen kann, und die ferner das Geräusch des fahrenden Wagens, sowie das bekannte Kurvenkreischen zur Folge haben. Neben den Druckspannungen treten jedoch in dem Schienenmaterial auch Zugspannungen in Richtung des Schienenkopfes der Schiene auf, die beide dadurch vergrößert werden, daß gleichzeitig neben den Rollbewegungen fast immer Gleitbewegungen vorhanden sind. Das Bremsen der Fahrzeuge, ungleiche Durchmesser der Räder einer Achse, unrichtige Profilierung von Radreifen und Schienenkopf und besonders die durch den einseitigen Antrieb der Radsätze sowie durch den wechselnden Widerstand der nebeneinander liegenden Gleisteile verursachten Torsionsverdrehungen der Räder derselben Achse gegeneinander und schließlich ungleiche Weglängen werden Ursachen derartiger Gleitbewegungen sein. Bei dem Gleiten eines Rades wird nun das in Form einer Welle zusammengedrückte Material sich solange vergrößern, bis die bei der Kompression entstehende Druckspannung imstande ist, den Reibungswiderstand des Rades zu überwinden. Alsdann schnellt die Kompressionswelle plötzlich rückwärts, wie eine durch die Torsionselektrizität der Achse gespannte und nun losgelassene Feder. Derartige Vorgänge wiederholen sich vor allem beim Bremsen bis zum Stillstand des Zuges und sind im Wagen durch die auftretenden Stöße erkennbar. Diese Erscheinungen, sowie das härtere Radreifenmaterial werden in erster Linie die Ursache der Riffelbildung sein. Für die Tatsache, daß die Riffelbildung erst neuerdings mehr in die Erscheinung getreten ist, wird angegeben: das gleichfalls erst neuerdings verwendete, in bezug auf die Schienen verhältnismäßig harte Material der Radreifen, die höhere Bremswirkung, die durch die Einführung mechanischer Bremsvorrichtungen erzielt ist, die Erhöhung des Raddruckes sowie besonders die Erhöhung des nicht gefederten Teiles der Radlast und schließlich die Vergrößerung der Fahrgeschwindigkeit. Die Einwirkung der Härteverhältnisse der Räder wird durch die Beobachtungen bei den Hamburger Bahnen belegt. Dort wurden bei Einführung des Betriebes im Jahre 1894 Schienen und Radreifen von etwa 60 bis 65 kg/mm Zugfestigkeit verwendet und keine Riffelbildung beobachtet. Erst als im Jahre 1896 für die Radreifen ein Stahl von 92 kg/qmm Zügfestigkeit eingeführt wurde, zeigten sich noch im gleichen Jahre nach ganz kurzer Zeit Riffeln, und zwar nicht nur auf neuen, sondern auch auf bereits jahrelang im Betriebe befindlichen Schienen. (Ausschuß des Vereins deutscher Straßen- und Kleinbahnverwaltungen.) [Deutsche Straßen- und Kleinbahnzeitung 1907, S. 602–613.] Pr. ⅘ gek. Vierzylinder-Verbundlokomotive Seit 1897 verwendet die Gotthardtbahn für Expreß- und Schnellzüge ⅗ gekuppelte Vierzylinder-Verbundlokomotiven, welche die ganze Hauptlinie Luzern-Chiasso durchfahren. Sie haben auf wagerechten Strecken 90 km und auf Steigungen 1 v. H. bei einer Wagenlast bis 320 t 60 km Geschwindigkeit, auf Bergstrecken mit 2,6 bis 2,7 v. H. Steigung fördern sie 140 t Wagengewicht mit 40 km Geschwindigkeit. Mit Doppeltraktion wird auf Bergstrecken ein Zuggewicht von 280 t befördert, während die zulässige Beanspruchung der Zugapparate für die 2,6 v. H. Rampen die Führung eines Zuges von 320 t ohne Verwendung von Schiebedienst erlaubt. Durch den gesteigerten Expreßdienst und durch die Verwendung der schweren vierachsigen Durchgangswagen wird das Zuggewicht so groß, daß die Doppeltraktion mit diesen Lokomotiven nicht mehr ausreicht. Deshalb mußten Lokomotiven mit größerer Leistungsfähigkeit gebaut werden, um mit einer solchen als Vorspannlokomotive auf Bergstrecken Züge mit 320 t Wagengewicht ohne Schiebedienst zu bewältigen. Diese Lokomotiven mit großer Zugkraft sollen neben ihren Hauptdienst als Vorspannlokomotiven zur besseren Ausnutzung auch für die Beförderung schwerer Personenzüge und Güterzüge verwendet werden. Sie müssen deshalb bei einem Wagengewicht von 200 t auf Bergstrecken von 2,6 v. H. 40 km Geschwindigkeit entwickeln können. Der Achsdruck darf dabei 15,6 t nicht überschreiten. Die hiernach von J. A. Maffei gelieferten Lokomotiven haben eine vordere Laufachse und vier Kuppelachsen, von denen die zweite die Triebachse ist, auf welche alle vier Zylinder wirken. Der Kessel mit 15 at Ueberdruck, gewöhnlicher Bauart, hat sehr große Abmessungen erhalten. Der breite Rost ist über dem Rahmen und über der hinteren Triebachse gelagert. Dadurch ist die hohe Lage des Kesselmittels über Schienenoberkante von 2870 mm bedingt. Im Langkessel ist ein Dampfüberhitzer, System Clench, für mäßige Ueberhitzung bezw. Dampftrocknung eingebaut. Der im Dampfdom befindliche Regulator ist als Doppelsitzventil ausgebildet, dessen Bewegungsmechanismus mit selbsttätiger Sperrung versehen ist. Die Feuerbüchsenwände sind in üblicher Weise mit Stehbolzen verbunden, von denen die stark beanspruchten aus Manganbronze, die übrigen aus Kupfer hergestellt sind. In der Rauchkammer ist zur Vermeidung des Funkenwurfes ein zweiteiliges Gitter aus galvanisiertem Eisendraht eingebaut. Auf dem hinteren Langkesselschuß sind zwei Sicherheitsventile, System Pop, mit 96 mm Durchm. auf einer Grundplatte angebracht, die gleichzeitig als Mannlochdeckel ausgebildet ist. Während der Bergfahrt wird durch zwei Friedmannsche Injektoren fortwährend jene Wassermenge in den Kessel gepreßt, die der jeweiligen Kesselleistung entspricht. Um im Führerstande Wärmestrahlung zu vermeiden, sind die betreffenden Kesselteile mit Asbestmasse umkleidet. Durch Verwendung eines Barrenrahmens, der gegenüber dem Blechrahmen leichter ist, konnte der Kessel größer gebaut werden. Alle vier Zylinder haben Kolbenschieber, die für die Hochdruckzylinder mit Inneneinströmung versehen sind. Die der Niederdruckzylinder haben zur Vermeidung von Druckverlusten doppelte Ein- und Ausströmung. Für die doppelt gekröpfte Triebachse ist Nickelstahl und für die übrigen Achsen Tiegelgußstahl verwendet. Die 80 mm dicken Randbandagen aus Martinstahl sind durch Schrauben im Felgenkranz gesichert. Die Hochdruck- und die Niederdruckkurbeln sind um 90° versetzt, das rechte Kurbelpaar eilt dem linken um 90° voraus. Die Westinghouse-Doppelbremse wirkt auf die Räder der vier gekuppelten Achsen einseitig und auf die Tenderräder doppelseitig. Diese sind auch noch mit einer Spindelbremse versehen. [Schweizer Bauzeitung 1907, S. 235 bis 240.] W. Die 1500 Volt-Gleichstrombahn im Misoxertal, welche Bellinzona mit Mesocco verbindet, hat eine Länge von 31,32 km und eine größte Steigung von 60 v. H., auf welcher mit 50 t-Zügen 19,5 km/std. gefahren wird. In der Kraftzentrale Cebbia wird 1500 Volt Gleichstrom zur direkten Abgabe an die Fahrdrahtleitung und 10000 Volt Drehstrom zur Kraftübertragung nach der etwa in der Mitte der Strecke gelegenen Umformerstation erzeugt. Das Kraftwasser wird von der Moësa geliefert, 500 Sek./l bei 300 m Gefälle. Die 1000 PS-hydro-elektrischen Einheiten bestehen aus einer Turbine, welche mit einem 600 PS-Drehstromgenerator (10000 Volt, 50 Sek./Period.) und einer 400 PS-Gleichstromdynamo (1500–1600 Volt, 172 Ampere) und einer 13 KW-Erregermaschine (70 Volt und 186 Amp.) direkt gekuppelt ist. In der Umformerstation Roveredo (10,75 km) stehen zwei 400 PS Drehstrom-Gleichstrom-Umformer, welche Strom von 1500 Volt und je 183 Amp. liefern. Die Hochspannungsleitung besteht aus 4,5 mm Draht, die Gleichstromspeiseleitung von Cebbia nach Mesocco aus zwei Kupferkabeln von je 100 qmm Querschnitt. Die Fahrdrahtleitung ist für Bügelstromabnahme eingerichtet und besteht aus 9,5 mm Runddraht. Bei Straßenübergängen ist die Fahrdrahtleitung auf 100 m Breite stromlos gemacht. Länge der Motorwagen über die Puffer 15,1 m; 51 Sitzplätze. Jeder Wagen besitzt vier Motoren von 66 PS Leistung bei 750 Volt Spannung, von welcher je zwei in Serie geschaltet sind. Uebertragungsverhältnis 1 : 4,5. Vielfachsteuersystem, System Siemens-Schuckert-Werke. (Herzog) [Elektrotechnik u. Maschinenbau 1907, S. 947–451.] Hg. Die Baker Street and Waterloo-Untergrundbahn in London, welche die Themse unterführt, hat eine Länge von etwa 7,6 km und eine größte Steigung von 1 : 60. Bei der Unterführung der Themse wurde der Greathead Schild benutzt, welcher eine wöchentliche Leistung von 24 m ergab. In jedem Rohr wurde ein Gleispaar verlegt; nur in den Stationen ist das Rohr für zwei Gleisstränge erweitert. Die Motorwagen sind mit vier 200 PS-Motoren ausgerüstet. Die Steuerung aller Motoren eines Zuges erfolgt mit Hilfe des Sprague-Thomson-Houston-„multiple unit.“-Systems. Wagenlänge 15 m, Fassungsraum 46 Reisende. Primärstrom vom Kraftwerk Chelsea 11000 Volt, 33 ⅓ Perioden; drei Unterstationen zur Erzeugung von 370 Volt Drehstrom bezw. 550–600 Volt Gleichstrom. [Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen 1907, S. 32 bis 34.] Hg. Stahlschwelle für elektrische Bahnen. Die neue Schwelle besteht aus zwei -Eisen, die zu einem Drittel ihrer Länge mit den Stegen aneinander genietet und dann V-förmig auseinander gebogen sind, hierbei einen Winkel von etwa 45° einschließend. Die letzten Drittel der ∪-Eisen sind nach innen abgebogen, so daß sie wieder parallel verlaufen. Zur Erzielung einer großen Auflagefläche auf die Bettung ist der untere Schenkel des verwendeten -Eisens 25 mm breiter als der obere. Ferner sind die voneinander entfernt liegenden - Eisenenden durch parallel daneben genietete -Eisen verstärkt. Die Schwellen werden unter den Schienen so verlegt, daß die V-förmigen Oeffnungen abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite zu liegen kommen. Da die Räder eines Radsatzes somit nie gleichzeitig auf durch die Schwellen unterstützten Schienenteilen ruhen, soll ein besonders weiches Fahren erzielt und das Wandern der Schienen überdies vermieden werden. [Street Railway Journal 1907, II, S. 685.] Pr. Der Ersatz der Dampflokomotiven durch elektromotorische Triebwagen ergibt folgende Hauptvorteile: Erhöhung der Zugfolge, mithin Erleichterung des Verkehrs; Entfall der stoßenden Bewegungen durch die nicht ausbalanzierten Dampfmaschinenteile, daher ruhigere Fahrt bei gesteigerter Geschwindigkeit; erhöhte Bequemlichkeit der Reisenden infolge besserer Lüftung, Heizung, Beleuchtung, Entfall von Rauch und Verbrennungsgasen; größere Betriebssicherheit infolge der Möglichkeit, den Zug schneller anhalten zu können, infolge Fehlens der Explosionsgefahr, besserer Sichtbarkeit der Signale bei Fortfall des Rauches, geringerer Entgleisungsgefahr, Möglichkeit, die Züge beliebig durch Stromunterbruch aufhalten zu können; günstigere Wirtschaftlichkeit; leichter Anschluß von Zweigstrecken. Vergleiche an amerikanischen Bahnen ergaben, daß die Kosten des elektrischen Betriebes nur 82 v. H. jener des Dampfbetriebes ausmachen. 15 Perioden sind beim Einphasenbetrieb 25 Perioden vorzuziehen, weil sich bei ersteren die Motorenkonstruktion besser gestaltet, die Lokomotiven billiger werden und die Anlagekosten sich verringern. (Heym.) [Elektr. Kraftbetriebe und Bahnen 1907, S. 709–711.] Hg. Die Umformdüse. Die Umformdüse dient dazu, um Gas und Dampf nach erfolgter Expansion durch Verdichtung bei niedrigerer Temperatur auf einen höheren Druck zu bringen als vor der Expansion. An Hand des Mollierschen Wärmediagramms läßt sich die Drucksteigerung unter der Annahme reibungsfreier adiabatischer Zustandsänderung leicht bestimmen. So würde z.B., wenn Dampf von 1 at absoluter Spannung und 310° Temperatur auf 0,3 at expandiert und bei seiner Expansion auf 168° abgekühlt wird, ein theoretischer Verdichtungsdruck von 1,72 at erreicht werden. Das Druckgefälle ist zwar größer geworden als vor der Expansion, das Wärmegefälle hat aber abgenommen. Das Verfahren würde somit in dem Falle von Vorteil sein, wenn z.B. mit Abdampf von Atmosphärenspannung und höherer Temperatur eine Auspuffmaschine betrieben werden sollte. Eine einfache Rechnung auf Grund bekannter Werte für die Düsenreibung und für den Wärmeübergang vom überhitzten Dampf durch eine metallische Wand an das Kühlwasser zeigt aber, daß eine Umformdüse für Wasserdampf unmöglich ist, weil die für die Wärmeabführung notwendigen Oberflächen und die entsprechenden Reibungsverluste zu groß werden; auch für die Verwendung der Umformdüse bei Gasturbinen sind die Aussichten nicht viel besser. (Langen.) [Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen 1907, Heft 33, S. 496–499.] M.