Versuche im elastischen Gebiet. Zur Ausführung der Messungen wurden Martenssche Spiegelapparate neuerer Form (vergl. Martens, Materialienkunde) verwandt. Die Prismen (Schneiden) wurden mit zwei besonders zuverlässigen Mikrometerschrauben von Reinecker und Brown & Sharpe ausgemessen, deren Schätzungseinheit 1/1000 mm betrug. Die Uebereinstimmung der einzelnen Messungen war sehr befriedigend. Die Abweichungen erreichten höchstens 3/1000 mm, ein Wert, den man schon im Hinblick auf die unvermeidliche Abnutzung der Schneiden in den Kauf nehmen wird. = = Die Abmessungen des Flußeisenringes waren da=320,0 mm, d. 90,0 mm, h (in Richtung der Zylinderachse) = 80,0 mm. Das Material war ein ziemlich reines weiches Eisen von 0,09 VH Kohlenstoffgehalt. Nach Einbau des Ringes wurde die mit Glyzerin gefüllte Prüfvorrichtung durch eine 4 m lange Kupferrohrleitung von 1 mm Bohrung und 6 mm Außendurchmesser mit der Schraubenpresse und dem Manometer verbunden. Besondere Sorgfalt wurde auf einwandfreie Stützung des Versuchsringes verwandt. Einige Vorversuche ergaben als beste Stützung des Ringes eine solche in 3 Punkten durch oben kugelig geschliffene Bockschrauben, so daß die mit der Druckleitung verbundenen Teile frei schwebten. Jedes Kip tafel 1. 18 pen war dabei, wie mit Hülfe von seitlich angeklebten Spiegeln festgestellt wurde, vermieden, und Verschiebungen in der Stützebene, die durch ungleiches Rutschen bei der Formänderung entstehen konnten, mußten ohne Einfluß auf die Messung bleiben, da sie keine Achsendrehung der Spiegel im Sinne eines Ausschlages bewirken konnten. Nachdem man sich durch Vorversuche davon überzeugt hatte, daß die Dehnung derselben Zone auf der oberen und der unteren Ringoberfläche gleich groß war, wurde zur Vereinfachung nur auf der zugänglichen oberen Fläche in den Zonen 5,5 cm, 7 cm, 9 cm, 12 cm, 15 cm je ein Meßgerät aufgesetzt. In Zahlentafel 1 sind die Meßergebnisse des Ringes zusammengestellt. Da die Größe des Dehnungskoeffizienten des Versuchsmateriales zur Auswertung erforderlich war, wurden nach Abschluß der Versuche drei Probestäbe (Rundstäbe von 10 mm Dmr.) möglichst aus den wenig vorgestreckten Außenfasern des Ringes entnommen und mit Spiegelapparaten von 60 mm Meßlänge untersucht. Als wahrscheinlicher Mittelwert ist danach für den Elastizitätsmodul zunächst E2110000 kg/qcm angenommen worden. Aus den berichtigten Ablesungen A der Zahlentafel 1 ergeben sich die Ringdehnungen 28 Mittel aus allen Versuchen Die Unterschiede fallen dabei fast vollständig in die Zone von 0,5 vH, so daß auch unter diesen Voraussetzungen Uebereinstimmung zwischen Theorie und Versuch innerhalb der Versuchsgenauigkeit besteht. 1 Es ist mithin kein zwingender Grund vorhanden, die gröberen Abweichungen bezw. die oben gefundene Unsymmetrie der Abweichungen auf Meßfehler bei der Bestimmung des Elastizitätsmoduls oder der tangentialen Dehnung zurückzuführen; sondern es besteht die Möglichkeit, daß der Wert von in der Tat für Flußeisen etwas kleiner anzunehmen ist. Der in diesem Falle geltende Wert von m = 3,4 steht nicht im Widerspruch mit neueren physikalischen Messungen (vergl. Landolt und Börnstein, Phys. Tabellen). Werte wie 3,0 oder m = 4,0 scheinen für Flußeisen nach den vorliegenden Versuchen nicht zutreffend zu sein. m = m Die Versuche mit einem Ring aus weichem Stahlgu lieferten ähnliche Ergebnisse wie die bisher geschilderten. Von ihrer Wiedergabe sei der Kürze wegen Abstand ge nommen. Untersuchung des Gußeisenringes. Der Versuchsring bestand aus einem hochwertigen Gußeisen von etwa 22 kg/qmm Festigkeit und kleinem Dehnungskoeffizienten. Die Abmessungen, die Anordnung der Meßgeräte waren die gleichen wie beim Flußeisenringe, und der Druck wurde in derselben Weise erzeugt und zugeführt. In Zahlentafel 2 sind die Ablesungen für die Zonen 0 = 5,5 cm, 7 cm, 9 cm, 12 cm, 15 cm zusammengestellt und nach der Formel für die Spiegelapparate berichtigt. Es sind bei den folgenden Versuchen stets nur die Gesamtdehnungen in die Zahlentafeln aufgenommen. Die Dehnungsreste nach dem Entlasten waren nebenbei bemerkt bis zu Spannungen von etwa 800 kg/qcm sehr gering und verschwanden nach viermaligem Belasten fast vollständig. Die aus den Ablesungen in bekannter Weise ermittelten Tangentialdehnun Zahlentafel 2. Dehnungsmessungen am Gußeisenring. 3 p = 520 at 238 130 91 56 39 218 144,5 91 56 39 Et 106 Et 106 pat 0,626 0,415 0,2615 0,161 0,112 Ablesung am Dehnungsmesser in Einheiten . daraus berechnete Dehnung Et 106 Et 106 pat Ablesung am Dehnungsmesser in Einheiten daraus berechnete Dehnung Et 106 &t 106 pat 1) Uebersetzung ↑ = 1000. = des beschränkten Druckbereiches der benutzten Handpresse nur bis p 840 at ausgeführt. Für die weiteren Versuche, die für besseren Einblick in die Art der Anstrengung notwendig schienen, wurde als Druckerzeuger der Preßtopf benutzt. Die ganze Vorrichtung wurde in eine Grube gestellt und nur in der Zone 5,5 cm mit einem Meßgerät versehen. Der Spiegel des letzteren war um 90° gegen das Prisma verdreht, die Beobachtung erfolgte von oben durch ein senkrecht angebrachtes Fernrohr. Nach einer Belastung des Preßtopfstempels mit 15 t wurde das Meßgerät abgenommen, da der Bruch zu erwarten war. Bei 16 t Belastung bekam der Ring einen von innen ausgehenden radialen Riß von rd. 33 mm Länge, ohne jedoch völlig zu zerspringen. Dieser Sprung verursachte ein so starkes Lecken, daß der Versuch abgebrochen werden mußte. Es lag das auch wenig im Interesse der Untersuchung, da das Auftreten des Risses jedenfalls ein Merkmal für das Ueberschreiten der Bruchfestigkeit war. Allerdings erscheint es nicht unwahrscheinlich, daß die Rißbildung durch vorhandene innere Spannungen begünstigt wurde. Die aus den Ablesungen ermittelten Dehnungen geben Zahltafel 4 und Fig. 13 wieder. Die Kurve zeigt deutlich das schnellere Anwachsen der Dehnung bei höheren Drücken. Unter Zugrundelegung der mittleren Zugdehnungskurve ist zu jeder gemessenen Dehnung die sie erzeugende reduzierte Spannung ermittelt. Die Kurve läßt erkennen, daß die Spannungen trotz der starken Zunahme der Dehnungen bei steigendem Druck langsamer wachsen als dieser. Die geraden Linien entsprechen dem Fall, daß das Material dem Hookeschen Gesetz folgte. Von den beiden einander entgegentretenden Einflüssen, einmal der Zunahme der tangentialen Dehnung und zweitens der gleichzeitigen Abnahme der zugehörigen reduzierten. Spannung infolge der stärkeren Krümmung der Zugdehnungskurve, überwiegt in den inneren Zonen in unserm Fall und wahrscheinlich immer der letztere. Dafür, daß die Beanspruchungen der inneren Zonen in der Tat kleiner waren, als sich nach der Grashofschen Formel ergäbe, spricht auch der Umstand, daß der Versuchsring einen etwa 13 vH höheren Innendruck aushielt, als bei einem dem Hookeschen Gesetz folgenden Material zu erwarten gewesen wäre. Selbst unter der Annahme, daß der Bruch durch innere Spannungen beschleunigt wurde, zeigen die Versuche mithin eine deutliche Abweichung von der durch die Grashofsche Formel gekennzeichneten Spannungsverteilung, und zwar derart, daß die höchsten Beanspruchungen in den inneren, d. h. nach der Achse zu liegenden Schichten bei Gußeisen kleiner werden. Leider war das Versuchsmaterial nicht umfangreich genug, um den Einfluß der Gestalt der Zugdehnungskurve auf die Spannungsverteilung näher studieren zu können. In ähnlicher Weise werden sich alle andern Körper verhalten, deren Zugdehnungskurve gleichen Krümmungssinn hat wie die des Gußeisens, z. B. Beton, Bronzen, Kupfer Eine Erhöhung der Spannungen in den inneren Zonen dürfte dagegen bei Leder eintreten. (Schluß folgt.) usw. Turbodynamos und Turboelektromotoren.') Lager, Welle, Auswuchten. Von F. Niethammer. (Schluß von S. 1320) Die Lager von Turbodynamos werden fast ausschließlich durch Drucköl geschmiert, das die Oelpumpe der Dampfturbine liefert. In einzelnen Fallen gibt man wohl auch der Dynamo eine eigene Oelpumpe, die sich in den Lagerkopf einbauen läßt und durch Riemen, Reib- oder Zahnräder angetrieben wird. Die Oelpumpe muß auch mit der Hand betrieben werden können; zu ihr gehört ein Oelkühler mit einem Bündel von Wasserschlangen. Der Oeldruck ist bei liegender Welle mäßig, bei dem Spurlager der Curtis-Turbinen beträgt er allerdings 56 kg/qcm. Vielfach werden außer der Druckölschmierung die Lagerschalen mit Wasser gekühlt. Bei kleineren Turbodynamos reicht eine Ringschmierung vollständig aus, wenn ein reichlicher Oelsumpf vorgesehen wird, in den für alle Fälle eine Wasserkühlschlange eingebaut werden kann; auch bei Ringschmierung werden die Lagerschalen vielfach mit Wasser gekühlt. Für eine 200 pferdige Turbodynamo verwenden Mather & Platt z. B. zwei Sätze von je drei parallel laufenden Schmierringen auf das Lager; die beiden Lager 1) Sonderabdrücke dieses Aufsatzes (Fachgebiet: Elektrotechuik) werden an Mitglieder postfrei für 75 Pig gegen Voreinsendung des Betrages abgegeben. Nichtmitglieder zahlen den doppelten Preis. schlag für Auslandporto 5 Pfg. Lieferung etwa 2 Wochen nach Erscheinen der Nummer. Zu schalen (oben und unten) haben Wasserkühlung und liegen zylindrisch, nicht sphärisch auf. Statt der Schmierringe kann der Zapfen mit einem Mittelbund versehen werden, der das Oel vom Sumpf in einen oberen Behälter befördert, von dem aus es sich auf die Laufflächen verteilt. Der Mittelbund dient gleichzeitig zur Aufnahme des wagerechten Schubes. In Fig. 55 bis 58 ist eine beachtenswerte zweiteilige Lagerschale der österreichischen Siemens-Schuckert-Werke abgebildet, die Ringschmierung, Druckölschmierung und Wasserkühlung der Lagerschalen besitzt. Die Schmierringe sind zweiteilig, die Lagerschale liegt in einer Kugelfläche auf. Die untere Lagerschale wird vor dem Ausgießen galvanisch verzinnt, desgleichen die Oel- und Wasserkanäle. An Dy namolagern mit Wasserkühlung hat man öfters das Auftreten von Wechselströmen geringer Spannung beobachtet, die das Oel unbrauchbar machen und die Lagerschalen erhitzen und verderben. Diese Ströme haben ihre Ursache in den durch Trennfugen bedingten Ungleichmäßigkeiten der Dynamofelder und der Streufelder und lassen sich durch geeignete Anordnung und Herstellung der Dynamo vermeiden, nachträglich auch durch sorgfältige Isolation eines Lagerbockes beseitigen. Die Wellen bestehen meist aus bestem Siemens-MartinStahl mit weniger als 0,05 vH Phosphor, die kritiche Umlaufzahl sollte möglichst 50 vH oder mehr über der Betriebs umlaufzahl liegen. Zum Verändern der kritichen Umlaufzahl bringe man leicht abnehmbare Ringe symmetrisch am Läufer an. Die Welle der Innenpol - Drehstromerzeuger ist vielfach nicht durchgehend, die Zapfen werden auf beiSeiten für sich in den vollen Feldkörper eingesetzt (Brown, Boveri & Co., Parsons Co., Ganz & Co.). Die Kupplung zwischen Turbine und Dynamo ist entweder starr wie die Klauenkupplung von Parsons mit radialem und axialem Spiel oder elastisch, z. B. die Nadelkupplung von Oerlikon. Nach E. P. 12707, Jahr 1906, verbinden Brown, Boveri & Co. die Flansche der Turbinen- und Dynamowellenenden durch einen Wellrohrzylinder miteinander, der auf den Umfang der Flansche aufgeschraubt wird. Durch Die einzelnen Teile der umlaufenden Körper von Turbodynamos sind sorgfältig abzuwägen und abzumessen und danach zunächst abzugleichen oder auszuwuchten; sodann werden die zusammengebauten Räder einmal mit und dann ohne Wicklung statisch und dynamisch ausgewuchtet, und zwar zum zweitenmal nach einem Probelauf mit Umlaufzahlen bis 30 und 50 vH über der Betriebsumlaufzahl. das zuerst erwähnte genaue Abwägen und Abmessen aller Teile sowie anschließendes Abgleichen läßt sich das Auswuchten wesentlich vereinfachen. Zum Auswuchten sind keine Bleigewichte zu verwenden. Nach E. P. 8286, Jahr 1907, versieht die Britisch Thomson Houston Co. den Läufer mit Längskanälen, in denen an Schraubenspindeln sitzende, einstellbare Gewichte zum Auswuchten untergebracht sind. Turboelektromotoren. Für den Bau von Gleichstrommotoren mit hoher Umlaufgeschwindigkeit gelten dieselben Grundsätze wie für die Gleichstrom-Turbodynamos. In der Regel reichen wegen der etwas geringeren Umlaufzahl Wendepole vollständig aus und eine Quer Ausgleichwicklung dürfte nur selten erforderlich sein. Letztere ist jedoch wieder am Platze, wenn eine weit Fig. 60. Anlaßtransformator. größere Motoren mittels eines Anlaßtransformators mit einer oder zwei Stufen, Fig. 60. Der Motor fährt in beiden Fällen mit verminderter Spannung (rd. 57 vH der Gesamtspannung) an, so daß der Anlaßstrom in zulässigen Grenzen bleibt; allerdings beträgt das Anzugmoment nur 50 bis 70 vH des vollen, so daß an der angetriebenen Pumpe unbedingt Umlaufventile vorzusehen sind. Bei der Herstellung der Kurzschlußanker mit runden oder rechteckigen Stäben, die in den nahezu geschlossenen Nuten festgekeilt werden, ist für feste Verbindung zwischen den Stäben und den Kurzschlußringen zu gen. Den Schleifringmotoren gibt man im Läufer zweckmäßig eine aufgeschnittene Faßtrommelwicklung ähnlicher Konstruktion, wie bei Gleichstromankern angegeben ist; aus Gründen der Betriebsicherheit verwendet man auch schleichende sor vom Stromerzeuger zum Ständer des Motors mit Kurzschlufsanker Laufstellung Anlaufstellung Gleichstromwicklungen. Meist genügt eine Lage Drahtbänder über den Stirnverbindungen. Die Verbindungen der einzelnen Phasen und Pole der Wicklungen und die mit den Schleifringen sind gut und in kurzen Abständen, z. B. durch Schellen, festzulegen. Die drei Schleifringe aus Bronze oder gutem Gußeisen preßt man am zuverlässigsten ähnlich wie bei Gleichstromkollektoren durch kegelige Flächen zusammen oder zieht sie warm auf. Als Bürsten sind nur weiche Kohlen- oder besser Kupfergraphitblöcke zu empfehlen; wegen des hohen Bürstenwiderstandes ordne man eine Bürsten-Kurzschlußvorrichtung an; eine Bür sten-Abhebevorrichtung ist nur bei Metallbürsten erforderlich, die noch vielfach anzutreffen sind. Die eingekapselten Motoren werden ähnlich wie die Turbodynamos gekühlt. Die offenen Motoren erhalten Lüftflügel und Luftführungsbleche. Das Gehäuse von Kapselmotoren wird zweckmäßig mit Rippen oder gewellter Oberfläche versehen. Bei einem 12 pferdigen Motor für 960 Uml./min der Firma Doczekal, Müglitz-Brünn, Fig. 61 und 62, ist in sehr zweckmäßiger Weise auf das Gehäuse ein Wellblech gesetzt, auf das die erwärmte Luft durch ein Gebläse geschleudert wird. Die Felten & Guilleaume-Lahmeyer-Werke haben eine sogenannte Durchzugbauart, Fig. 63 bis 65, geschaffen. Die Luft wird durch ein eingebautes Gebläse an |