Dar für jedes Lager einen bestimmten Wert besitzt, so ist μ proportional m. Der Ausschlag der Stange ist also proportional dem ideellen Lagerreibungskoëffizienten. Damit der Stützdruck in P durch die an den Stangenenden auftretende Reibung nicht merklich aus der Richtung CD abgelenkt werde, ruht die Stange mit gehärteten Stahlschneiden in Pfannen. Zu berücksichtigen ist, dass die Eigengewichte der Schwinge CD, der Hängeschienen WD und des Lagers als Drehkräfte wirken. Um deren Momente auszugleichen, ist eine zweite Schwinge EFG von kleineren Abmessungen angeordnet, deren nach oben gerichteter Arm durch ein Schubstängchen ED an CD angeschlossen ist und deren nach unten gerichteter Arm FG das Ausgleichgewicht trägt. Wählt man FE klein im Verhältnis zu CD, so kommt man bei mässiger Länge von FG mit einem kleinen Gegengewicht aus. Bildet man den Arm FG als Zeiger aus und setzt ihn zu einer Bogenteilung in Beziehung, so lässt sich damit der Reibungskoëffizient an gröfserer Strecke, also auch mit gröfserer Genauigkeit messen, als aus dem Ausschlage der Hauptschwinge CD. Es ist recht umständlich, die Achse der Schwinge CD in solche Lage zu bringen, dass sie zugleich senkrecht steht und die Wellenachse schneidet. Das Ausgleichgewicht ermöglicht, von dieser Forderung abzusehen, wofern die Welle bald im einen, bald im andern Sinne gedreht und der Ausschlag des Zeigers von der einen zur andern Stellung gemessen wird. Selbst bei der unsicheren Aufstellung der Reibungswage auf Holz, zu der man bei vorübergehender Benutzung leicht kommt, erhält man mit diesem Verfahren zuverlässige Ergebnisse. Die Ausgleichschwinge und das Schubstängchen drehen sich zwischen Spitzen, um die Empfindlichkeit der Wage möglichst wenig zu beeinflussen. Für die Ausführung, Fig. 20, wurde gewählt: das ausreichend, weil die Temperatur sich nur langsam änderte. Wenn die Kugeln nicht unter Oel liegen oder in gröfserer Anzahl eintauchen, sondern nur, soweit erforderlich, benetzt werden, ist der Einfluss der Oeltemperatur auf den Lagerwiderstand nicht beträchtlich. Bei richtig konstruirten Kugellagern, die sich unter gewöhnlichen Verhältnissen überhaupt nur mäfsig erwärmen, kann er vernachlässigt werden. Es dürfte auch kaum möglich sein, ihn festzustellen, weil sich mit dem Wärmezustand auch zumeist die Gestalt des Lagers und der Laufringe ändert, wodurch die Reibungsverhältnisse natürlich auch beeinflusst werden. Das Kugellager, welches zuerst untersucht wurde, lief mit 65, 100, 130, 190, 380, 580, 780 und 1150 Min.-Umdr. Es wurde mit der niedrigsten Umgangszahl begonnen. Die Belastung liefs man von einem kleinen Betrag stufenweise bis zu einem gröfsten zunehmen und in der Folge ganz entsprechend wieder abnehmen. Ergaben sich für gleiche Belastungsstufen in der fallenden Reihe kleinere Reibungswerte Fig. 20. Das Gewicht von Schwinge, Zugstangen und Lagerhülse betrug insgesamt 74,70 kg, das Ausgleichgewicht 0,3 kg. Durchführung der Versuche. An den Hängeschienen WD ist eine Büchse befestigt, in welche die Lager von der Seite eingesetzt werden. Zur Schmierung wurde Motoröl von mäfsiger Zähflüssig. keit (Gasmotorenöl von Deutz) aufgegeben, und zwar nur so viel, dass die unteren Kugeln eben eintauchten. Ohne Schmierung dürfen Kugellager nicht laufen. Zur Messung der Oeltemperatur wurde seitlich von den Laufringen ein Thermometer in das Oel getaucht. Es war als in der steigenden, und waren dabei die Temperaturen nicht sehr verschieden, so durfte angenommen werden, dass das Lager noch nicht eingelaufen war. Diese allmähliche Verminderung der Reirecht bungswerte ist auffällig bei Lagern, deren Ringe nach dem Härten nur roh geschliffen wurden; sie ist fast unmerklich bei Ringen, die so sauber bearbeitet sind, dass man mit blofsem Auge Schleifrisse auf den Laufflächen nicht wahrnimmt. Eine solche Beschaffenheit der Laufflächen ist aber für die gute Erhaltung der Laufringe und Kugeln sehr wichtig. Dasselbe Verfahren wiederholte man mit den gleichen Belastungen auch bei allen übrigen Umgangszahlen. War nicht bereits vorher eine Störung eingetreten, so wurde jetzt das Lager nachgesehen. Waren weder die Laufringe noch die Kugeln schadhaft, so wurde die Untersuchung fortgesetzt, wobei man wieder mit der niedrigsten Umgangszahl anfing, die Grenzwerte der Belastungen aber nunmehr gröfser wählte. Ergab sich schliefslich aus dem Aussehen der Eindrücke, dass man die zulässige Belastung erheblich überschritten hatte, so wurde noch ein Dauerversuch bei 780 Min.Umdr. und der gröfsten erreichten Belastung angestellt. Hielt man sämtliche Wahrnehmungen zusammen, so konnte es nicht schwer fallen, einen Schluss auf die zulässige spezifische Belastung k zu ziehen. sich Bei den folgenden Untersuchungen machte man natürlich die bereits vorliegenden Erfahrungen nutzbar, sodass man mit weniger Belastungs- und Geschwindigkeitsstufen zum Ziele kam. Die Reibungswage giebt zunächst nur den ideellen Lagerreibungskoëffizienten. Dieser wurde auf den Wellenumfang bezogen, damit die Ergebnisse ohne weiteres mit der Gleitlagerreibung verglichen werden können. Man hat sich also die Reibung ersetzt zu denken durch einen auf den Umfang 1) Fig. 21. Die Lager bestanden aus je 2 Kugelringen. Es ergab sich, dass diese Konstruktion für grofse Belastungen am besten ist. Deshalb wurden vier solcher Lager geprüft, deren Laufringe je aus Stahl verschiedener Herkunft und Zusammensetzung bestanden, um die geeignetste Stahlsorte zu ermitteln. Die Laufflächen der Ringe bilden im Querschnitt Kreisbögen, deren Halbmesser / des Kugeldurchmessers betragen. Sie waren sauber bearbeitet und ziemlich frei von Schleifrissen. Aus dem reichen Beobachtungsmaterial geht Folgendes hervor: Fig. 21. 7/8" für Mi 0,0013 bis 0,0017 also f= 0,0009 bis 0,0011. 2) Fig. 22. Das Lager wurde aus 2 Kugelringen gebildet. Es lief mit 65, 130, 190, 385, 580 und 780 u/min und unter Belastungen von 380 bis 3000 kg. Die Reibungskoëffizienten sind um rd. 15 vH gröfser als für die Konstruktion Fig. 21. Im übrigen war die Geschwindigkeit von gleich geringem Einfluss wie bei 1). 3) Fig. 23. Das Lager, aus 2 Kugelringen bestehend, lief nur mit 380 und 780 Min.-Umdr. und unter Belastungen von 380 bis 1800 kg. Ein Einfluss der Geschwindigkeit war mit Sicherheit nicht festzustellen. 30° such mit 3500 kg Belastung und 780 Min.-Umdr. stieg die Temperatur im Verlauf von drei Stunden von 84° auf 130° C, ohne dass sich der Reibungskoëffizient änderte. Bei 3500 kg Lagerbelastung ist die Arbeit der gleitenden Reibung fast dreimal und bei 1800 kg noch doppelt so grofs wie die Arbeit der rollenden Reibung. Was über den praktischen Wert des Lagers Fig. 23 bemerkt ist, gilt vom Lager Fig. 24 in besonderem Grade. 5) Fig. 25. Die Untersuchung erstreckte sich auf zwei Lager. Das erste Lager war bereits vor Beginn der Versuche ausgeführt worden. Damals fehlte noch ein Anhalt über die zulässige Belastung und die Reibungswerte. Es wurde auch zuerst untersucht. Dem Umstand, dass einige Laufflächen dieses Lagers noch deutlich die Schleifrisse aufwiesen, verdankt man die Erfahrung, dass solche Lager längere Zeit zum Einlaufen brauchen. Das Lager wurde 5 Wochen hindurch, während welcher Zeit es täglich 2 bis 9 Stunden lief, beobachtet. Es zeigte sich wie bei meinen früheren Versuchen mit guss eisernen Schneckenradgetrieben1), dass der Beharrungszustand (entsprechend einem unveränderlichen Reibungswert) bei einer bestimmten Belastung am schnellsten dadurch herbeigeführt wird, dass man das Lager während einiger Zeit unter einer erheblich gröfseren Belastung laufen lässt. Bei unserem Versuchsverfahren mit stufenweise zu und abnehmender Belastung tritt der Beharrungszustand bei den kleineren Belastungen bald auf; länger dauert es bei den grofsen Belastungen. Die Untersuchungen wurden schliesslich bei 580 Min.-Umdr. und 4200 kg Belastung abgebrochen, weil zwei Laufringe Beschädigungen aufwiesen. Die Beobachtungen bei 780 und 1150 Min.-Umdr. reichen deshalb nur bis zu der Belastungsstufe von 2050 kg. Es scheint, dass das Lager bei den höchsten Belastungen, die bei den einzelnen Geschwindigkeiten erreicht worden waren, noch nicht ganz eingelaufen war, infolgedessen in der nachstehenden Tabelle die Abnahme des Reibungskoëffizienten bei wachsender Geschwindigkeit zumteil dem Einlaufen zuzuschreiben sein dürfte. Der Reibungskoëffizient dürfte also bei den kleineren Geschwindigkeiten und grofsen Belastungen kleiner sein als angegeben. Die Tabelle enthält die aus den letzten Ablesungen gewonnenen Werte. und polirte Laufflächen. Sie bestanden aus anderem Stahl, und es sollte die Prüfung nur über dessen Geeignetheit Aufschluss liefern. Die Belastung wurde rasch über den zulässigen Betrag hinaus auf 4200 kg gesteigert.. Unter der starken Ueberlastung brach sodann ein Aufsenring, noch bevor das Lager ganz eingelaufen war. Infolgedessen sind die erlangten Reibungswerte durchschnittlich ein wenig gröfser als die hier mitgeteilten. Zulässige spezifische Belastung k. 1) Fig. 21. Die Kugeln und Ringe verhielten sich unter 4900 kg Belastung bei allen Versuchsgeschwindigkeiten - bis tadellos. 780 Min.-Umdr. Bei den Dauerversuchen mit 4900 kg und 780 Min.-Umdr. waren schon nach einigen Stunden auch geringe Unterschiede in der Härte auf den Laufspuren der Ringe deutlich wahrzunehmen. Die weicheren Stellen erschienen tiefer eingedrückt und dunkler als ihre Umgebung. (Bei längerer Betriebsdauer bilden sich an den weicheren Stellen flache Löcher, deren Ränder je nach den Materialeigenschaften mehr oder weniger scha:f abgesetzt sind.) Von den vier Lagern, deren Ringe je aus verschiedenem Stahl bestanden, gaben zwei zu solchen Beobachtungen Anlass. Die Ringe der beiden andern Lager erwiesen sich gleichmäfsig hart und bestanden die Probe. Während aber bei dem einen Lager die Laufspuren nur eben sichtbar waren, zeigten sie sich bei dem andern Lager fühlbar ausgeprägt. Diese Erfahrungen weisen daraufhin, dass 4900 kg schon eine unzulässig grofse Belastung ist. Nimmt man aufgrund der Beobachtungen 3000 kg als zulässige Belastung, so berechnet sich k wie folgt: P- 10d2 (d in Achtelzoll englisch) 2) Die Lager Fig. 25 wurden zwar noch mit 4200 kg belastet, aber bei dieser Belastung auch schadhaft. Die Laufspur prägte sich schon bei kleinerer Belastung scharf aus, und man wird selbst bei gleichmässig harten Laufringen das Lager auf die Dauer nur mit etwa 1800 kg belasten dürfen. Von den Laufspuren sind die der Aufsenringe am stärksten belastet, und zwar beträgt die Mittelkraft für jede der mittleren Spuren das 0,29 fache, für die seitlichen Spuren je das 0,23 fache der Lagerbelastung. Für die zulässige Belastung von 1800 kg sind die entsprechenden Beträge 522 kg und 414 kg. Die mittleren Kugelringe enthalten je 22 Kugeln; somit ist die gröfste Belastung einer Kugel 522/22-rd. 120 kg. Für die seitlichen Kugelringe mit je 20 Kugeln ergiebt sich die gröfste Kugelbelastung zu 414/20 104 kg. Hiernach ist zu setzen: 26. Januar 1901. Wir setzen für ebene, kegelförmige und cylindrische Laufflächen P 3d2 bis P = 5 d (d in Achtelzoll englisch) 30 d2 bis 50d2 (d in cm). Die kleineren Werte gelten für den Fall, dass an den meist belasteten Druckstellen neben der rollenden die gleitende Reibung auftritt, die gröfseren Werte, wenn die Kugeln nur rollen. Die Belastung 5d ist schon verhältnismäfsig hoch und liegt der Grenzbelastung, bei der sich Unvollkommenheiten des Materials unliebsam bemerkbar machen, jedenfalls näher als die für hohle Ringe angegebene Belastung 10 d2. Ueberblickt man die Ergebnisse der Reibungs- und Belastungsuntersuchungen, so erkennt man, dass als Laufringe für schwere Lager nur die in Fig. 21 dargestellten voll befriedigen. Man erhält bei Verwendung solcher Ringe auch für Traglager mit 6000 und 10000 kg Belastung durchaus brauchbare Abmessungen und Reibungswerte, die auch den höchsten Anforderungen gerecht werden. den Nach den Angaben dieses Berichtes werden in Deutschen Waffen- und Munitionsfabriken in Berlin seit Jahresfrist die Kugellager bemessen. Es sind dort Kugellager sehr verschiedener Bauart ausgeführt und im Betrieb beobachtet worden, und es hat sich stets ergeben, dass die Angaben zutreffend sind. Die Untersuchungen, über welche hier berichtet ist, wurden im März 1899 abgeschlossen. Im Anschluss daran wurden gemeinschaftlich mit den Deutschen Waffen- und Munitionsfabriken, Berlin, Arbeiten zur weiteren Vervollkommnung der gröfseren Stahlkugeln und Spurringe durchgeführt. Sie sind erfolgreich gewesen, indem es gelungen ist, Kugeln und Ringe herzustellen, die höher belastet werden dürfen als diejenigen, mit denen die obigen Ergebnisse erlangt wurden. Bei der Prüfung solcher Spurringe wurde die Hälfte eines normalen Lagers nach Fig. 21 der gröfsten Belastung von 4900 kg, welche die Reibungswage zulässt, bei 780 u/min längere Zeit hindurch ausgesetzt. Unter dieser Prüfungslast, die doppelt so grofs ist als die frühere, haben sich die Laufspuren kaum merklich ausgeprägt und sich Unterschiede in der Härte nicht gezeigt. Nach den bisherigen Erfahrungen darf die zulässige Belastung dieser neuen Ringe und Kugeln 11⁄2 mal gröfser gewählt werden, als oben angegeben ist. Bei den häufigen Prüfungen hat sich auch ergeben, dass die Kugellager hinsichtlich ihrer Reibung sehr beständig sind. Ob das Schmiermittel mehr oder minder zähflüssig ist, das beeinflusst die Reibung kaum. In vielen Fällen haben sie vor den Gleitlagern noch manche Vorzüge. Die Notwendigkeit des Einlaufens, die schwer belasteten und auch den für grofse Geschwindigkeiten bestimmten Gleitlagern nicht selten verhängnisvoll wird, entfällt bei gut gearbeiteten Kugellagern. Sie sind kurz und auch für grofse Geschwindigkeiten und beträchtliche Belastungen, wofür Gleitlager zur Vermeidung des Anfressens und wegen der Wärmeabführung häufig unerwünscht lang werden müssen, in denselben Abmessungen wie für geringe Geschwindigkeiten anwendbar. Staub und Verunreinigungen des Oels (z. B. Formsand, der beim Putzen des Gusses zurückblieb) lassen sich leichter von den Laufflächen fernhalten und sind nicht so nachteilig wie bei Gleitlagern. Die einseitigen Kugellager gestatten der Welle mäfsige Pendelbewegungen, weshalb ihr gutes Verhalten durch geringe Verbiegungen der Welle und kleine Aufstellungsfehler nicht erheblich beeinträchtigt wird. Die Bedenken gegen Kugellager beziehen sich vorwiegend auf die Betriebsicherheit. Auch ich hegte nach meinen ersten Erfahrungen mit einem solchen Lager1) in dieser Hinsicht keine grofsen Erwartungen. Nach den Beobachtungen, die ich inzwischen an richtig bemessenen und sorgfältig durchgebildeten und ausgeführten Kugellagern machen konnte, neige ich nun zu der Auffassung, dass gerade ihre Betriebsicherheit weitgehenden Anforderungen entspricht und deshalb ihre Anwendung selbst dort angezeigt ist, wo Gleitlager rasch abgenutzt werden. Diese guten Eigenschaften besitzen aber nur Lager, deren Kugeln und Spurringe hinreichend genau hergestellt sind und bezüglich der Gleichmässigkeit, Härte und Zähigkeit gewissen Anforderungen entsprechen, die zu erfüllen wenigen Sonderfabriken vorbehalten sein dürfte. 1) s. Z. 1897 S. 968 und Z. 1898 S. 1157. Das Elektrizitätswerk Abbazia. Der an der österreichischen Riviera gelegene, als Winteraufenthalt und als Sommerseebad rasch bekannt und beliebt gewordene Klimakurort Abbazia hat seit seiner > Entdeckung durch den damaligen Generaldirektor der Österreichischen Südbahn, Fried. Schüler, zu Anfang der achtziger Jahre einen ungewöhnlichen Aufschwung genommen. Die damals aus wenigen Landhäusern bestehende Ortschaft mit kaum 400 Einwohnern hat sich in wenigen Jahren zu einem berühmten Badeort mit prächtigem Kurhaus und weitausgedehnten Parkanlagen entwickelt, der eine nach vielen Tausenden zählende ständige Bewohnerschaft und noch zahlreichere Kurgäste beherbergt. Mit den wachsenden Bedürfnissen der Bevölkerung machte sich auch der Wunsch nach einer geeigneten Beleuchtung geltend; bereits 1895 wurde von thatkräftigen Unternehmern der Bau eines Elektrizitätswerkes ins Auge gefasst und eifrigst gefördert, sodass schon im folgenden Jahre zu Beginn des Herbstbesuches sämtliche Verkehrswege und Plätze sowie die meisten Gasthöfe und öffentlichen Gebäude mit elektrischer Beleuchtung versehen waren. Infolge der nicht unbeträchtlichen Ausdehnung des mit elektrischem Strome zu versorgenden Gebietes und weil, ein Maschinenhaus inmitten des Ortes nicht errichtet werden durfte, wurde davon abgesehen, den Strom unmittelbar Von dem etwa 1600 m von den Hauptverbrauchspunkten entfernten Krafthause aus zu verteilen; vielmehr wurde eine Unterstation mit einer Akkumulatorenbatterie errichtet. Das Krafthaus erzeugt Gleichstrom, der im Dreileiternetz mit einer Spannung von 2150 V verteilt wird. Das Maschinenhaus, Fig. 1 bis 5, liegt hart am Meere in der Gemeinde Veprinaz. Zu ebener Erde enthält es die Räume für Kessel und Maschinen, die durch einen Raum getrennt sind, in welchem die zum Antriebe der Pumpe bestimmte Dampfmaschine untergebracht ist. Im ersten Stock, durch eine schalldichte Decke gegen das Geräusch geschützt, befinden sich die Wohnungen des Betriebsleiters und des Maschinisten sowie die Bureaus und Magazinräume. Der Schornstein von 1,6 m innerem Dmr. und 40 m Höhe ist nach aufsen hin viereckig und mit blinden Fenstern, in seinem oberen Teile mit einer Schieferdeckung und einer Holzgallerie versehen, wodurch er den Charakter eines Villenturmes erhält. Der Maschinenraum ist 20 m lang und 12,5 m breit, also hinreichend, um 4 Dampfmaschinen von je 100 PS. aufzunehmen. Das Kesselhaus hat 14 m Länge und 12,5 m Breite; es reicht für 4 Dampfkessel von je 120 qm Heizfläche aus. Der Kesselraum ist mit dem darunter liegenden Kohlenmagazin durch einen Aufzug verbunden, sodass die zu Schiff ankommenden Kohlen von der sich ins Meer erstreckenden Mole auf kürzestem Wege in das Kesselhaus gelangen können. An das Kesselhaus ist ein 100 cbm fassender Behälter angebaut, in welchen das von dem rd. 500 qm Bodenfläche bedeckenden Gebäude abfliefsende Regenwasser geleitet wird; aus ihm wird der in der Anlage entstehende Verlust an Kondensationswasser gedeckt. |