Titel: Polytechnische Schau.
Fundstelle: Band 333, Jahrgang 1918, S. 121
Download: XML
Polytechnische Schau. (Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.) Polytechnische Schau. $$$Ein neuer Torsionsindikator mit Lichtbildaufzeichnung und seine Ergebnisse. In Z. d. V. d. l. Nr. 14 beschreibt Frahm einen von ihm auf der Werft von Blohm & Voß entwickelten Torsionsindikator zur photographischen Aufzeichnung der Verdrehungsschwingungen schneilaufender mehrzylindriger Kraftmaschinen. Die gegenseitige Verdrehung zweier um etwa den doppelten Wellendurchmesser auseinanderliegender Wellenquerschnitte wird dazu benutzt, einen auf der Welle befindlichen Hohlspiegel zu bewegen, der das Licht einer mitrotierenden Glühlampe auf den proportional der Drehzahl fortbewegten Papierstreifen in einer gleichfalls mitrotierenden Lichtbildkammer wirft. Auf diese Weise sind alle weiteren mechanischen Uebertragungsmittel und die durch sie bedingten Fehler vermieden. Textabbildung Bd. 333, S. 121 A = Anschlußdose für Stromzuführung. G = Gegengewicht. P = Papiervorschub bei einer Wellenumdrehung 19,3 mm im Mittel. S = Eingekuppelt bei Nichtgebrauch der Schreibvorrichtung. S1 = Eingekuppelt bei Gebrauch der Schreibvorrichtung. Abb. 1 stellt die Einrichtung im Längsschnitt dar. Auf dem Wellenquerschnitt a ist durch zwei Spannschrauben und den ringförmigen Vorsprung g die zweiteilige Hülse f festgeklemmt, die an ihrem anderen Ende mit dem Flansch k durch nachziehbare Pendelstützen h (Abb. 2) so abgestützt ist, daß sie gerade noch reibungslos verdrehbar ist. Bei Verdrehung der Welle c bewegen sich die Flansche i (auf Wellenquerschnitt b) und k gegeneinander und bewegen damit einen quer zur Wellenachse angeordneten Hohlspiegel l, dessen Fassung mit Schneide und Pendelstütze mit beiden Flanschen derart verbunden ist, daß eine tangentiale Relativbewegung der letzteren eine Verdrehung der Hohlspiegelstrahlung quer zur Wellenachse bewirkt. Der Hohlspiegel sammelt die Lichtstrahlen der Glühlampe E (die ihren Strom durch die beiden Schleifringe m zugeführt erhält) und wirft sie gegen den quer zur Wellenachse verlaufenden, engen Schlitz der Lichtbildkammer n. Das scharfe Abbild des glühenden Kohlefadens wandert entsprechend der Verdrehung der beiden Wellenquerschnitte a und b in Richtung des Schlitzes senkrecht zu ihm hin und her. Der Papierstreifen in der Lichtbildkammer n wird durch ein auf einer besonderen Grundplatte gelagertes Rädergetriebe r s bewegt, das während des Laufes der Welle nach Belieben umgeschaltet werden kann, in der Weise, daß entweder das Papier stillsteht oder sich in einem gewissen Verhältnis zur Geschwindigkeit der Welle bewegt. Eine Zeitmarkierung erfolgt dadurch, daß ein zweites Abbild des glühenden Kohlefadens durch Spiegelung in einem fest mit dem Flansch k verbundenen Hohlspiegel x gegen ein Planglas geworfen wird, das auf einer in der Ebene des Kammerschlitzes schwingenden Feder v sitzt und beim Schwingen der Feder, die bei jeder Trommelumdrehung angestoßen wird, auf den Rand des photographischen Papiers eine Wellenlinie schreibt, deren Frequenz unveränderlich gleich ist der Schwingungszahl der Feder. Man hat damit ein Maß für die Vorschubgeschwindigkeit des Papierstreifens und für die Drehzahl der Welle. Eine Markierung der einzelnen Umdrehungen erfolgt weiterhin in der Weise, daß während jeder Umdrehung einmal auf kurze Zeit die Stromzuführung zur Glühlampe unterbrochen wird, so daß immer eine scharf begrenzte Lücke in den Linienzügen entsteht. Textabbildung Bd. 333, S. 121 Abb. 3. Die Festlegung der Nullinie des Diagramms geschieht bei stillstehender Maschine in der Weise, daß die Lichtlinie auf das von Hand bewegte Papierband geschrieben wird, nachdem vorher die unbelastete Welle ein wenig vorwärts oder rückwärts gedreht wurde. Das Mittel aus beiden Werten ergibt die wahre Nullinie. Der Apparat erfordert eine sehr sorgfältige Einstellung und Behandlung, vermag aber auch außerordentlich genaue Aufzeichnung zu geben. Die mitgeteilten Resultate beziehen sich auf Messungen an einer sechszylindrigen Kraftmaschine von 1200 PS. Die Meßlänge betrug 462 mm, der Wellendurchmesser außen 240 mm, innen 150 mm. Das Uebersetzungsverhältnis zwischen Verdrehung am Wellenumfang und Ablenkung der Lichtlinie in der Schlitzebene ist 60,6. Die Gesamtbreite des photographischen Papierstreifens beträgt etwa 5 cm. Es ist eine große Anzahl von Diagrammen wiedergegeben, aus einem 5,5 m langen Originalstreifen, der bei allmählicher Steigerung der Drehzahl von 100 auf 500 Umdrehungen erhalten wurde. In denselben ist in außerordentlich klarer Weise die Veränderung der Drehschwingungen mit der Drehzahl und die enorme Beanspruchung der Welle bei den kritischen Drehzahlen zu ersehen. Die stärksten Schwingungen sind die sechster Ordnung und treten bei 358 Uml./Min. auf. Die Beanspruchung bei mittlerem Drehmoment beträgt nur 66 kg/cm2, bei maximalem Drehmoment aber 750 kg/cm2, also rund elf mal so viel. Abb. 3 gibt eines der Diagramme in zweifacher linearer Vergrößerung wieder. Die Aufzeichnung ist so scharf, daß auch die Oberschwingungen des Meßrohres mit einer Frequenz von 830 Per/Sek. deutlich zu erkennen sind. Der Apparat ist in erster Linie zum Studium der Verdrehungsschwingungen geeignet, zur Leistungsbestimmung auf Grund des mittleren Drehmomentes ist er weniger brauchbar, weil bei der geringen erreichbaren Diagrammhöhe von 10 bis 15 mm wohl immer erst das Bild vergrößert werden muß, damit eine Planimetrierung mit hinreichender Genauigkeit möglich wird. Dr. Keinath. Die Dampfmaschinenschmierung. Bei gut gewarteten Dampfmaschinen kann man nach Schmid den stündlichen Zylinderölverbrauch in Gramm nach der Gleichung 0 = 1,6 Dn s n berechnen, wobei Dn den Durchmesser des Niederdruckzylinders in m, 5 den Hub in m und n die minutliche Umlaufzahl bedeutet. In ähnlicher Weise hat Weiß dafür die Gleichung 0 = 2 Dh n aufgestellt, wobei Dh den Durchmesser des Hochdruckzylinders bezeichnet. Wenn die beiden Gleichungen richtig sind, so müssen sie für gleiche Maschinen annähernd gleiche Werte geben. In Tab. 1 sind für einige Maschinen die stündlichen Oelverbrauchzahlen nach beiden Gleichungen berechnet. Tabelle 1. Zylinderdurchmesser Hub Uml./Min. Zylinderölverbrauchin g/Std.berechnet nach Schmid Weiß 680 und 1000 1200   80 153 109 475   „     740   900 103 109   98 320   „     500   470 109   40   68 200   360 120   14   48 Die Ergebnisse der beiden Gleichungen stimmen wenig miteinander überein. Durch beide Formeln werden demnach nicht die Mindestverbrauchzahlen zum Ausdruck gebracht. Weitere Versuche zur Bestimmung des Zylinderölverbrauchs bei Dampfmaschinen hat Hilliger an einer Lokomobile der Maschinenfabrik Wolf, Magdeburg ausgeführt. Der Zylinder wurde dabei durch eine Schmierpresse geschmiert, die bei 230 Uml./Min. der Maschine stündlich 12 g Oel in den Zylinder förderte. Der Zylinder hatte 130 mm ? und 260 mm Hub. Bei jedem Versuch wurde zunächst der Zylinder mit einer bestimmten Oelmenge geschmiert. Dann wurde die Schmierung unterbrochen und der zeitliche Verlauf des mechanischen Wirkungsgrades ermittelt. Um die Güte der Zylinderschmierung genau feststellen zu können, mußte einwandfrei der mechanische Wirkungsgrad bestimmt werden. Zur Bestimmung der Effektivleistung wurde die Lokomobile durch Riementrieb mit einer Gleichstromdynamo belastet. Textabbildung Bd. 333, S. 122 Abb. 1. Abhängigkeit des mittleren indizierten Druckes vom Kesseldruck.J = Diagrammfläche in mm2. l = Diagrammlänge in mm. m = 3.42 mm/at Federmaßstab. Textabbildung Bd. 333, S. 122 Abb. 2. Wirkungskurve der Versuche mit Sattdampf (Versuch 1 mit Oel B). Textabbildung Bd. 333, S. 122 Abb. 3. Wirkungsgradkurve der Versuchet mit Oel B bei überhitztem Dampf. Die indizierte Leistung der Maschine bestimmt sich hier aus der Gleichung Ni = 0,015 pm n, wobei pm den mittleren indizierten Druck in at bedeutet. Der mittlere indizierte Druck konnte bei den Versuchen aus dem Indikatordiagramm nicht mit der wünschenswerten Genauigkeit festgestellt werden. Deshalb wurde der Regulator so festgestellt, daß er bis zu 245 Uml./Min. die Steuerung nicht verstellen konnte. Aus einer Aufzeichnung von Diagrammen gleicher Füllung, aber verschiedener Eintrittspannung kann festgestellt werden, daß sich der mittlere indizierte Druck mit genügender Genauigkeit proportional dem Kesseldruck ändert. Da die Expansionslinie des überhitzten Dampfes eine andere ist als die des Sattdampfes, so mußte diese Abhängigkeit sowohl für überhitzten als auch für Sattdampf bestimmt werden. Abb. 1 zeigt die Abhängigkeit des mittleren indizierten Druckes vom Kesseldruck. Bei den Versuchen wurde bei einem stets gleichen Kesseldruck von 11,8 at die elektrische Leistung so eingestellt, daß die minutliche Umlaufzahl bei allen Versuchen 230 betrug. Dadurch wurde bei allen Versuchen die indizierte Leistung unverändert gehalten. Die effektive Leistung kann dann aus der Gleichung berechnet werden: N_{\mbox{e}}=\frac{\mbox{Spannung}\,\times\,\mbox{Stromstärke}}{736\,\eta_{\mbox{el}}\,\eta_{\mbox{R}}} Textabbildung Bd. 333, S. 123 Abb. 4. Wirkungsgradkurve der Versuche zur Bestimmung des Mindestölverbrauchs bei Heißdampf (Versuch 1 mit Oel A). Textabbildung Bd. 333, S. 123 Abb. 5. Zylinderölverbrauch von Schiffsmaschinen (Sattdampfmaschinen, Seeschiffahrt). Hierbei bezeichnet ηel den elektrischen Wirkungsgrad der Dynamomaschine, ηR den Wirkungsgrad des Riementriebes, der zu 0,95 angenommen wurde. Der mechanische Wirkungsgrad bestimmt sich dann zu \eta_{\mbox{mech}}=\frac{N_{\mbox{e}}}{N_{\mbox{i}}} Für die Versuche standen drei Oelsorten zur Verfügung, die in Tab. 2 zusammengestellt sind. Tabelle 2. Sorte Spez.Gewichtkg/l Flamm-punkt°C Viskositätbei 100° C(Engler) Kälte-punkt° C Amerikanisches Heiß-dampf-Zylinderöl 0,900 300 4,5 0 Deutsches Heißdamf-Zylinderöl 0,955 270 3,5 25 Deutsches Zylinderöl 0,965 235 6,5 10 Abb. 2 zeigt die graphische Darstellung der Versuchsergebnisse mit deutschem Heißdampfzylinderöl bei Sattdampfbetrieb. Die Kurve des Wirkungsgrades verläuft bei ordnungsmäßiger Schmierung bei etwa 95 v. H. Bei Unterbrechung der Schmierung bleibt der Wirkungsgrad zunächst noch 0,95, dann fällt er ziemlich schnell. Nachdem sich der Wirkungsgrad um etwa 5 bis 6 v. H. vermindert hatte, wurden 50 g Oel in den Zylinder gedrückt. Dadurch wurde eine bedeutende Steigerung des Wirkungsgrades erreicht. Bei den Versuchen mit überhitztem Dampf wurde ebenfalls deutsches Heißdampfzylinderöl verwendet. Auch bei diesen Versuchen änderte sich der Wirkungsgrad während der ordnungsgemäßen Schmierung nicht, fiel jedoch nach Unterbrechung der Schmierung sofort, wenn auch nicht so schnell wie bei Sattdampfbetrieb. Abb. 3 zeigt die graphische Darstellung der Versuchsergebnisse. Um einen genauen Einblick in die Vorgänge bei der Zylinderschmierung zu gewinnen, ist noch die Oelmenge zu bestimmen, mit der die Maschine ordnungsgemäß betrieben werden kann. Diejenige Oelmenge kann dabei als ausreichend bezeichnet werden, bei der der mechanische Wirkungsgrad eben seinen Höhepunkt erreicht. Abb. 4 zeigt die graphische Darstellung der Wirkungsgradkurve bei veränderlicher Oelzufuhr. Die reziproken Werte der Oelmengen, die zur Erzielung einer ordnungsgemäßen Schmierung erforderlich sind, kann man als Wertzahlen für die Schmieröle betrachten. Die Abb. 5 zeigt die Art der Abhängigkeit des spezifischen Oelverbrauchs von der indizierten Leistung. Die Verbrauchzahlen beziehen sich auf Schiffsmaschinen von ähnlicher Bauart, bei denen der Schmierölverbrauch sorgfältig überwacht wird. Aus der Abb. 5 läßt sich erkennen, daß mit steigender Leistung der spezifische Schmierölverbrauch zunächst stark abnimmt, während bei hohen Leistungen keine wesentliche Verminderung mehr eintritt. Der Schmierölverbrauch der Hilfsmaschinen ist dabei mitgerechnet. Er beträgt etwa 8 bis 10 v. H. des Gesamtverbrauchs. Textabbildung Bd. 333, S. 123 Abb. 6. Zylinderölverbrauch von Gleichstromdampfmaschinen. Textabbildung Bd. 333, S. 123 Abb. 7. Zylinderölverbrauch von Dampfmaschinen liegender Bauart. Die Landdampfmaschinen stehender Bauart zeigen einen höheren Oel verbrauch als die Schiffsmaschinen. Die Gleichstrommaschinen, die in den letzten Jahren häufig genannt wurden, zeigen im allgemeinen eine einheitliche Bauart. Darum ergibt sich bei ihnen eine beinahe geradlinige Abnahme des spezifischen Oelverbrauchs mit der Leistung. Sie haben aber einen sehr hohen Oelverbrauch, wie dies Abb. 6 zeigt. Die hohen Verbrauchzahlen rühren von den großen Kolbenflächen und von der Anordnung von Auspuffschlitzen her. Der über die Auspuffschlitze gleitende Kolben streift hier Schmieröl ab, das für die Schmierung verloren geht. Bei den liegenden Landdampfmaschinen läßt sich eine Gesetzmäßigkeit im Oelverbrauch schwer feststellen, da sie zu verschiedene Bauarten aufweisen. Abb. 7 gibt einen Ueberblick über die hier vorkommenden Oelverbrauchzahlen. Die Zahlen geben den Gesamtölverbrauch an, d.h. außer dem Zylinderöl ist auch das Schmieröl für die Stopfbüchsen der Kolbenstange, Ventilspindeln und Schieberstangen mitgerechnet. Textabbildung Bd. 333, S. 124 Abb. 8. Zylinderölverbrauch von Dampfmaschinen.a = Schraubendampfer (Personenverkehr). b = Raddampfer (Güterverkehr). c = Gleichstromdampfmaschinen. d = Dampfmaschinen stehender Bauart. e = Dampfmaschinen liegender Bauart. f = Sattdampfmaschinen (Seeschiffahrt). g = Heißdampfmaschinen (Seeschiffahrt). Die Abb. 8 zeigt schließlich eine Zusammenstellung des Zylinderölverbrauchs der verschiedenen Dampfmaschinenbauarten. (Zeitschr. des Vereins deutscher Ingen. 1918 Heft Nr. 14, 15 und 16.) W. –––––––––– Technik und Neuordnung in Sachsen. Der sächsische Ingenieur- und Architektenverein hat an die sächsischen Ständekammern, die Kgl. Staatsregierung und die größeren sächsischen Städte eine Denkschrift über die Stellung der wissenschaftlich gebildeten Techniker in den gesetzgebenden Körperschaften, den Staats- und Gemeindeverwaltungen des Königreichs Sachsen gerichtet. Die Erfolge Deutschlands im Weltkriege, die Möglichkeiten des Durchhaltens im vierten Kriegsjahre beruhen zum größten Teil auf den hervorragenden Leistungen der deutschen Technik in ihren verschiedenen Zweigen. Es gilt daher, die Folgerung aus dieser Tatsache zu ziehen und der deutschen Technik und ihren Vertretern bei Wiederaufbau und Neuordnung des Staats- und Wirtschaftslebens nach dem Kriege eine führende Rolle zuzuweisen. Man kann ja an der Beobachtung nicht vorübergehen, daß die Tätigkeit derjenigen Berufsklasse, der die Leitung der Staats- und Gemeindeverwaltungen bisher ausschließlich vorbehalten war, nämlich der Juristen, ein gleich günstiges Ergebnis nicht aufzuweisen hat. Sind doch die Mißstände und Unzulänglichkeiten unserer Kriegswirtschaft darauf zurückzuführen, daß die leitenden Stellen nicht mit sachkundigen Fachleuten, sondern Juristen besetzt wurden. Es muß die Forderung erhoben werden: „Das Fachgebiet dem Fachmann, weg mit dem Vorurteil, daß der Fachmann einer Leitung bedürfe und daß die Rechtskunde allein der Wegweiser sei zur Erkennung der Zusammenhänge alles staatlichen Lebens und daß sie die Voraussetzung bilde für die Belehnung mit einer Führ er Stellung im öffentlichen Leben“. Die Erreichung dieses Zieles ist eine Hauptbedingung für die Sicherstellung des deutschen Wirtschaftslebens und insbesondere für die weitere Entwicklung der deutschen Technik und damit für die Behauptung unseres Volkes im scharfen wirtschaftlichen Wettbewerb der Völker nach dem Kriege. Den wissenschaftlich gebildeten deutschen Technikern muß der Weg geöffnet werden zu den Aemtern und leitenden Stellen, die nur sie zum vollen Segen und Nutzen des Volksganzen ausfüllen können; sie müssen von der Zurücksetzung gegenüber den Verwaltungsjuristen befreit werden. Es ist für unsere Zukunft unhaltbar, daß zwischen die Techniker als Erzeuger und das Volk als Verbraucher technischer Arbeitsfrüchte Dritte treten, die das gegenseitige Verstehen erschweren, die das Zusammenarbeiten der Verwaltung mit der Bevölkerung verwickelt gestalten und die Verwaltung verteuern. Technischer Geist muß in Zukunft überall zu Worte kommen können und der wissenschaftlich gebildete Techniker in den Staats- und Gemeindeverwaltungen sein verantwortungsvolles Arbeitsgebiet auch nach außen sichtbar verantwortlich vertreten. –––––––––– Die Schiffsmotorenindustrie. Wie Lloyds vom 26. März schreibt, hat die Firma Tetters Ltd. Verbesserungen in ihren Halb-Dieselmaschinen (Glühkopfmaschinen) vorgenommen. Diese arbeiten jetzt mit Wassereinspritzung und können bis zu 500 PS erbaut werden. Die Motoren dieses Typs haben vier Zylinder und sind direkt umstellbar. –––––––––– Der Direktor des Wernerwerks von Siemens & Halske A.-G. Prof. Dr. A. Raps konnte am 1. Juli d. J. auf eine 25-jährige Zugehörigkeit zur Firma zurückblicken.