In seiner höchsten Stellung schliefst der Akkumulator mittels Wasserdruckes ein Absperrventil und setzt dadurch die Maschine still; bei steigendem Wasserbedarfe, also sinkendem Akkumulator, läuft sie selbstthätig wieder an. Die Bauart der Pumpen als Dreicylinder Auspuffmaschinen mit unter 120° versetzten Kurbeln begünstigt dieses selbstthätige Anlaufen bei jeder beliebigen Kurbelstellung. Die Tauchkolben sind unmittelbar mit den Kolbenstangen gekuppet und die Kupplungen zu Kreuzköpfen ausgebildet. Zwei Pleuelstangen, welche seitlich an den Pumpencylindern vorbei gehen, stellen die Verbindung mit der untenliegenden gekröpften Kurbelwelle her. Der hintere Teil des Maschinenrahmens dient als Saugwindkessel. Auch hier sind wieder federbelastete Ringventile angewendet. 7000 Fig. 38. 2800 600 3200 2200 Um die an sich schon sehr grofse Höhe der Maschinen vom Maschinenhausflur bis Oberkante Dampfcylinder rd. 5 m nach Möglichkeit zu beschränken, ist bei der Pumpe eine Konstruktionseinzelheit zur Ausführung gelangt, die man sonst ängstlich zu vermeiden strebt; um den Tauch deutscher Ingenieure. kolben ist nämlich ein Luftsack gelegt. Wollte man diesen dadurch vermeiden, dass man den Kolben bis unten dicht in einer Büchse laufen liefse, so müsste man erheblich an Höbe zugeben. Der Fehler, der damit in die Maschine gekommen ist, wird durch Anordnung von besonderen kleinen Ventilen, Fig. 41 bis 44. Akkumulatorpumpen für die Rheinischen Stahlwerke zu Meiderich. 810 380 101 950 570 --960 4010 deren Belastung etwas geringer als jene der Hauptventile Wie bereits bemerkt, sind in den letzten Jahrzehnten auf dem Gebiete des Pumpmaschinenbaues ganz bedeutende Fortschritte gemacht, die es ermöglicht haben, verhältnismässig raschlaufende Maschinen mit vollster Betriebsicherheit zur Ausführung zu bringen. Immerhin blieben indes die Pumpmaschinen in den Umdrehungszahlen hinter den Betriebsdampfmaschinen, besonders jenen für Erzeugung elektrischer Energie, zurück, sodass die für den Antrieb von Pumpen verwendeten Dampfmaschinen wegen ihrer geringeren Kolbengeschwindigkeit die rascher laufenden Betriebsdampfmaschinen wirtschaftlich noch nicht ganz erreichten; man konnte ihnen nicht jene Kolbengeschwindigkeit erteilen, die ihrer vorteilhaftesten Leistung entsprochen hätte. Das schon vorhandene Bedürfnis nach rascher laufenden Pumpen wurde mit der Entwicklung der Elektrotechnik noch stärker fühlbar. Der elektrische Antrieb eroberte sich von Tag zu Tage neue Gebiete, und auch der Pumpenbau blieb davon nicht unberührt. Es war jedoch ein sehr ungleiches Gespann: d verhältnismässig langsam laufende Pumpe mit ihren grofsen hin- und hergehenden Massen und der rasch von laufende Elektromotor. Man konnte beide zu einigermafsen befriedigendem gemeinsamem Wirken nur mit Hülfe grofsen Uebersetzungen vereinigen, was stets mit wirtschaftlichen Opfern verknüpft war. Das Ziel blieb daher stets, eine Pumpe zu bauen, die ohne kraftverzehrende Zwischenmittel unmittelbar vom Elektromotor betrieben werden konnte. Die dadurch bedingte Umlaufzahl bewegt sich etwa innerhalb der Grenzen von 150 bis zu 300 i. d. Min. Durch die Konstruktion der sogenannten Expresspumpe seitens der Professoren Riedler und Stumpf darf man die sehr schwierige Aufgabe wohl als gelöst betrachten. Die Entwicklung der Pumpe und ihre Ausführungen für die verschiedenen Zwecke sind in Riedlers Buch »Schnellbetrieb «1) ausführlich dargestellt. Die Arbeit, die während der Saugperiode neben Ueberwindung des reinen hydrostatischen Druckes der Saugwassersäule zu leisten ist, gestaltet sich bei der Pumpe dank der beschriebenen Konstruktion so klein wie möglich. Bei dem kurzen Wasserwege zwischen Saugwindkessel und Pumpenraum sind nur geringe Wassermassen periodisch zu beschleunigen. Das Saugventil hat ebenfalls nur geringe Massen. Um es zu heben, brauchen neben der Beschleunigungsarbeit nur noch die Reibungswiderstände überwunden zu werden, die sich der Bewegung des Ventiles entgegenstellen, und die bei der Leichtigkeit des Ventiles unter Berücksichtigung des Auftriebes nur ganz klein sind. Bei den geringen zu beschleunigenden Massen ist die zur Verfügung stehende Kraft: der Ueberdruck der äufseren Luft gegenüber der im Pumpenraume herrschenden Luftverdünnung, Fig. 44. Nach den früheren Erörterungen sind die wesentlichen Erfordernisse für eine Pumpe, die mit hohen Umdrehungszahlen laufen soll, die folgenden: gute Wasserführung; richtig bemessene und angeordnete Windkessel; gedrängte Bauart, sodass die Wasserwege und die zur Erzielung von Bewegung und Beschleunigung des Wassers aufzuwendenden Kräfte möglichst klein werden; zweckentsprechend gebaute Ventile, die bei der Bewegungsumkehr des Kolbens sicher öffnen und schliefsen; insbesondere möglichst leichte, unbelastete Saugventile. Die Expresspumpe berücksichtigt alle diese Grundregeln in weitem Mafse und dürfte in der gedrängten und dabei sehr übersichtlichen Anordnung, der Einfachheit und leichten Zugänglichkeit aller Teile wohl kaum zu übertreffen sein. Die Pumpe wird der Hauptsache nach gekennzeichnet durch die Anordnung des Saugwindkessels und durch die Konstruktion, die Lage sowie den Zwangschluss des Saugventiles. Der Saugwindkessel ist so dicht neben der Pumpe angeordnet, dass das Wasser nur durch den niedrig gehaltenen Sitz des Saugventiles zu treten braucht, um in den Pumpenkörper zu gelangen. Ausserdem ist der Windkessel so gebaut, dass der Saugwasserspiegel in etwa derselben Höhe liegt wie das Druckventil. Das Saugventil ist ringförmig und mit seinem ebenfalls ringförmigen Sitz um den Tauchkolben herum gelagert. Es ist so leicht wie möglich gehalten und öffnet sich vollständig frei ohne Behinderung durch Federbelastungen. Der Schluss hingegen wird vom Kolben aus bewirkt, und zwar durch einen nachgiebigen Anschlag, der erst gegen das Ende der Saugperiode auf das Ventil trifft, sodass es ohne Anwendung irgend welcher besondern Steuermechanismen lediglich durch den Kolben selbst gesteuert wird. 1) s. Z. 1899 S. 1301; vergl auch Z. 1900 s. 28. imstande, den Massen in kürzester Zeit eine grofse Geschwindigkeit zu verleihen. Die Wassermassen werden demgemäfs dem zurückweichenden Kolben sofort folgen und ohne abzureifsen den Pumpenraum in der Saugperiode völlig ausfüllen. Der Umstand, dass im Saugwindkessel der Wasserspiegel hoch steht und das Wasser durch sein Gewicht diesen Vorgang noch unterstützt, ist dabei von nicht zu unterschätzender Bedeutung. Das Druckventil ist als völlig freigängiges Ringventil gebaut und wird durch Gummifedern geführt, die zugleich die Schlusskraft auf das Ventil übertragen. Jeder einzelne Ring ist für sich, unabhängig von den andern, beweglich. Ueber dem Druckventil ist ein Druckwindkessel vorge sehen. Die Tauchkolben, welche je nach den Verhältnissen als einfache oder Differenzialkolben ausgebildet sind, werden zumeist durch eine gekröpfte Kurbelwelle angetrieben, können aber auch in der bekannten Weise unmittelbar durch die verlängerten Kolbenstangen einer Dampfmaschine bethätigt werden. Die gekröpfte Pumpenwelle ist gekuppelt mit derjenigen der Antriebdampfmaschine oder des Antriebmotors. Trotzdem erst einige Monate vergangen sind, seit die technische Welt mit der hier kurz skizzirten Pumpenkonstruktion bekannt wurde, sind bisher schon etwa 35 Pumpen ausgeführt oder in Ausführung begriffen, darunter mehrere Pumpmaschinen gröfster Art. Ueber die aufserordentlich günstigen Betriebserfahrungen, die man mit den drei zuerst in Betrieb genommenen Pumpen auf Schacht III der Herzoglichen Salzwerksdirektion Leopoldshall bei Stassfurt gemacht hat, giebt das schon erwähnte Riedlersche Werk Schnellbetrieb « ausführliche Auskunft. Die Hannoversche Maschinenbau-A.-G welche das Aus führungsrecht für die Pumpen erworben hat, baut gegenwärtig 2 Anlagen mit Riedler-Expresspumpen. Die erste Anlage ist für die Grubenverwaltung der Ilseder Hütte in Gr. Ilsede bei Peine bestimmt. Es ist eine unterirdische Wasserhaltungsmaschine mit elektrischem Antrieb, Tafel I (bei Nr. 1 d. Z.). Die Pumpe ist als Zwillings-Tauchkolbenpumpe gebaut und mit der Welle des Elektromotors gekuppelt. Die Kolben haben 375 mm Dmr. und 250 mm Hub. Bei 195 u/min fördert die Pumpe in 1 min 10000 ltr Wasser auf eine Gesamtwiderstandshöhe von 70 m. Der Antriebmotor von Siemens & Halske A.-G. in Charlottenburg, Modell D. R. 97/30, entwickelt rd. 200 PS.. Die zweite Anlage ist für das Stahlwerk des Bochumer deutscher Ingenieure. Vereines für Bergbau und Gussstahlfabrikation in Bochum bestimmt. Die Pumpe dient als Akkumulatorpumpe und muss als solche selbstthätig anlaufen und aufser Betrieb gehen. Sie wird von den verlängerten Kolbenstangen einer liegenden Zwillingsdampfmaschine angetrieben; ihre Umdrehungszahl ist, der Eigenart des Betriebes entsprechend, auf 100 u/min festgelegt worden. Die Dampfmaschine erhält 475 mm Cyl-Dmr. bei 610 mm Hub. Die Pumpen sind als Differenzial-Tauchkolbenpumpen mit 182 und 130 mm Kolben-Dmr. geplant und sollen eine Wassermenge von 3000 ltr/min gegen einen Akkumulatordruck von 18 at liefern. Ueber die Betriebsergebnisse dieser Pumpen hoffe ich später weitere Mitteilungen machen zu können. Einfluss des Biegens und Richtens auf die Festigkeitseigenschaften von Flusseisen. Von Professor M. Rudeloff, Charlottenburg. (Mitteilungen aus der kgl. mech. -techn. Versuchsanstalt, Abteilung für Metallprüfung.) Die Erhöhung der Elastizitätsgrenze des Eisens durch Strecken ist eine längst bekannte Thatsache und, wie Bauschinger) berichtet, schon im Jahre 1854 von L. Werder praktisch ausgenutzt, indem er beim Baue des Münchener Glaspalastes die Zugstangen zum Dachstuhle vor dem Einbauen streckte. Später wurde das Verfahren des Kaltstreckens durch Aufdornen von Uchatius zur Herstellung bronzener Geschützrohre angewendet 2). Eingehende Untersuchungen über den Einfluss des Streckens im kalten Zustande liegen von Bauschinger ) vor. Aus ihnen ergiebt sich Folgendes: 1) Die Elastizitätsgrenze wird durch Dehnen mit Belastungen, die über der Elastizitäts-, aber noch unter der Streckgrenze liegen, sofort erhöht, und zwar umsomehr, je höher die Belastung war. Ueberschreitet letztere die Streckgrenze, so wird die Elastizitätsgrenze herabgeworfen, oft bis auf null. Bei sofortiger Wiederholung des Versuches ist dann entweder gar keine Elastizitätsgrenze vorhanden, oder sie liegt bedeutend niedriger als ursprünglich. Bleibt der Stab aber nach dem Strecken längere Zeit entlastet, so hebt sich die Elastizitätsgrenze wieder, und zwar schliefslich bis Diese Erüber die angewendete Streckbelastung hinaus. hebung scheint nur sehr langsam vor sich zu gehen, wenn die Streckbelastung nahe der Bruchgrenze lag. 2) Die Streckgrenze wird sofort bis zu der Belastung hinaufgehoben, mit welcher gestreckt wurde; mit der Zeit der Ruhe zwischen dem Vorstrecken und der zweiten Belastung erhebt sie sich über die Streckbelastung hinaus. 3) Der Elastizitätsmodul wird durch Strecken niedrigt; mit der Zeit hebt er sich ebenfalls wieder, wahrscheinlich aber langsamer als die Elastizitätsgrenze. er 4) Durch heftiges Erschüttern ohne Formänderung wird die durch Strecken heruntergeworfene Elastizitätsgrenze bis auf den ursprünglichen Wert wieder gehoben. Die gehobene Streckgrenze wird erniedrigt; sie bleibt aber noch weit über der Höhe, die sie ursprünglich hatte. 5) Erwärmen und langsames Abkühlen erniedrigt die Elastizitätsgrenze und in geringerem Grade auch die Streckgrenze. um SO 6) Die Elastizitätsgrenze für Druck wird durch Vorstrecken und diejenige für Zug durch voraufgegangene Druckbelastung sofort heruntergeworfen, und zwar mehr, je weiter die Elastizitätsgrenze bei der erstmaligen Belastung im entgegengesetzten Sinne überschritten wurde. Die Zeit der Ruhe zwischen beiden Belastungen bleibt hierbei ohne wesentlichen Einfluss. Nach Versuchen von Ewing) ist es für die Rückkehr der durch Strecken heruntergeworfenen Proportionalitätsgrenze 1) Bauschinger: »Ueber die Erhöhung der Elastizitätsgrenze der Metalle. Dingl. polyt. Journal 1877 Bd. 224 S. 1. 2) »Ueber Stahlbronze«. Dingl. polyt. Journal 1875 Bd. 217 S. 122. 3) Mitteilungen aus dem mechanisch-technischen Laboratorium der kgl. Technischen Hochschule München Heft 13 1886. The Engineer 1899 S. 420. gleichgültig, ob der Stab während der Ruhezeit entlastet ist oder belastet bleibt; ebenso wird sie durch Erschüttern und Magnetisiren nicht beeinflusst, wohl aber durch schwaches Erwärmen beschleunigt. Wie Ledebur mitteilt, wird auch die durch Kaltbearbeitung bereits gehobene Elastizitätsgrenze noch weiter gehoben, wenn das Material auf 150 bis 350° C erhitzt wird 1). Charpy) fand für dasselbe Material bei Zugversuchen mit ausgeglühten Stäben Schaulinien von der Form A, Fig. 1, d. h. ausgeprägtes Fliefsen unter gleichbleibender Belastung, während kalt bearbeitete Stäbe Schaulinien von der Form B lieferten. Zug- und Druckproben, aus Stäben entnommen, die bis über den Punkt 2 der Schaulinie A belastet waren, zeigten bei Prüfung im ungeglühten Zustande. ebenfalls Schaulinien wie B, nach dem Ausglühen aber wieder solche wie A. Unwin 3) belastete Stäbe aus weichem Stahl (mild steel) und Schmiedeisen wiederholt (fünf bis achtmal) bis über die Streckgrenze, nachdem sie vor jeder neuen Belastung immer wieder bei dunkler Rotglut ausgeglüht waren. Die Spannung an der Streckgrenze, bezogen auf den durch das Vorstrecken geschwächten Querschnitt, wurde stets annähernd gleich grofs gefunden, und der Verlauf der Schaulinie für die Beziehungen zwischen Spannung und Dehnung bis zum Bruch war bei der letzten Reihe der gleiche wie für das Material im ursprünglichen Zustande. Wurden die Stäbe vor der wiederholten Belastung nicht ausgeglüht, so konnte die ursprünglich scharf ausgeprägte Streckgrenze bei der wiederholten Belastung nicht mehr wahrgenommen werden; die Schaulinie verlief ähnlich wie bei dem aus Rotglut in Wasser abgeschreckten Material. Hiernach wurde also die durch das Kaltstrecken verursachte Materialveränderung durch das Ausglühen jedesmal wieder beseitigt. |