13. Juli 1901.

Die übliche Konstruktion wurde in den letzten Jahren das NDM-Modell, mit dem eine sehr grofse Anzahl von kleineren und gröfsten Krafthäusern ausgerüstet ist; nichts anderes als die Forderungen einer geordneten Fabrikation gaben Anlass, dieses Modell zu verlassen und die nachfolgend erörterte neue Bauart aufzunehmen. Die Schaffung der NDM-For fiel noch in die Entwicklungsperiode der eigentlichen Fabrikation von grofsen Dynamomaschinen, und es war naturgemäfs ausgeschlossen, dass die erst später auftauchenden Ver wendungsbedingungen bei den Konstruktionsgrundlagen voll und ganz berücksichtigt wurden. Das Gehäuse ist hier als Anker ausgebildet und trägt die Drehstromwicklung; die Erregerspulen sind auf einzelnen Magnetpolen angeordnet, welche vom rotirenden Induktor getragen werden. Bei Schaffung der NDM-Form war auch bereits auf Massenfabrikation Rücksicht genommen, insofern innerhalb gewisser Grenzen bei der gleichen Umlaufzahl die verlangte höhere Leistung lediglich durch Verbreiterung der Maschinen erzielt wurde. Die Konstruktion des rotirenden Teiles gestattete auch schon eine hohe Umfangsgeschwindigkeit; denn die Pole

Fig. 9.

Induktor der O-Maschine.

etwa 60 ltr/min zwischen den Platten hindurch, sodass also die Laufplatte darauf schwimmt. Die Reibungsverhältnisse des Laufflächenmaterials sind hiernach nur von geringem Belang; im ordnungsmäfsigen Betriebe tritt nur Reibung innerhalb der Oelschicht selbst und nicht zwischen den Platten auf.

Fig. 8 zeigt eine Dynamo nach dem NDM-Modell in Verbindung mit einem Hochofengasmotor der Gasmotorenfabrik Deutz von 600 PS. In Fig. 12 sind einige Ausführungen des gleichen Modells von 3000 KW rd. 4000 PS für die Berliner Elektrizitätswerke dargestellt. In den verschiedenen Krafthäusern dieser Werke sind aufser vielen 1000 und 2000 PSEinheiten bereits 8 derartige Maschinen im Betrieb.

2) Das verspannte gusseiserne Gehäuse. Im allgemeinen Maschinenbau, Dampfmaschinenbau usw. besteht wegen der natürlichen elastischen Durchbiegungen aller Materialien der Grundsatz, alle gröfseren Stücke in der Lage zu bearbeiten, in welcher sie später zu arbeiten haben. Stehende Dampfcylinder soll man stehend ausbohren, solche

Fig. 10.

Induktor der NDM-Maschine.

waren nicht an ein gusseisernes Rad angeschraubt, sondern wurden von einer Blechkette getragen.

Der Bau des Krafthauses Rheinfelden 1), Fig. 11, fiel gerade in die Zeit des Ueberganges von der O-Form zu der NDMForm. Dieser Wechsel des Modells traf zusammen mit einem Fortschritt im Turbinenbau, durch den bei dem gleichen Gefälle eine etwas höhere Umlaufzahl erreicht werden konnte. Aus dem schweren zehnteiligen Induktor der O-Maschine, Fig. 9, mit einem 5 teiligen Armstern und einem wegen der gewählten 55 Pole 5 teiligen Induktorkranz wurde ein leichter einteiliger Induktor, Fig. 10. Der Durchmesser der Induktorglocke war durch das Normalprofil der Staatsbahn beschränkt. Andere konstruktive Aenderungen konnten durchgeführt wer den, deren Nutzen sich in den Herstellungskosten und in erheblich kürzerer Dauer der Montage zeigte. Die Dynamo wurde als ein in sich geschlossenes Ganzes auf einem gemeinsamen Grundring aufgebaut, die Skizzen zeigen die verschiedenen Abmessungen der beiden Modelle für die gleiche Leistung. Es lassen diese Skizzen auch die eigenartige Konstruktion der Traglager erkennen. Die Gewichte der rotirenden Teile, des Induktors und des Turbinenlaufrades, konnten nur zum k'einsten Teile vom Wasser selbst aufgenommen werden, den bei weitem gröfsten Teil mussten diese Oeldrucklager tragen. Das Pressöl tritt mit 30 at Anfangsdruck zwischen die festgelegte Tragplatte und eine am Induktor befestigte mitlaufende Platte und fliefst in einer Menge von

1) Vergl. Z. 1896 S. 770.

von liegenden Dampfmaschinen liegend. Die gleiche Forderung lässt sich auch auf die Fabrikation von Dynamomaschinen übertragen.

Für den Dynamobau verlangt diese Forderung aber einen zweiten Satz von grofsen Bearbeitungsmaschinen; denn bei dem üblichen Arbeitsverfahren wird der gegossene Gehäusekörper liegend ausgedreht, um die Blecharmatur, welche aus einer grofsen Zahl segmentförmiger dünner Bleche besteht, einschichten zu können. Die Blechsegmente sind für einen unden Gehäusekörper gestanzt; das Gussstück muss also rund sein, wenn es wagerecht liegt, es musste somit auch in dieser Lage ausgedreht werden. Richtet man nun den eingeschichteten Blechkranz mit seinem Gehäuse wieder auf, so wird er unrund, sofern nicht von aufsen her Einzelkräfte angebracht werden, die in den Punkten gröfster Ausbiegung angreifen. Geht man dazu über, äussere Einzelkräfte anzuwenden, um ein verdrücktes Dynamogehäuse wieder rund zu richten, so fällt auch die Bedingung des Ausbohrens in der Arbeitslage, d. h. im stehenden Zustand fort.

Will man nicht aufsere Einzelkräfte anbringen, so muss man das Gehäuse aufserordentlich schwer bauen, so schwer, dass die Verbiegung am ungünstigsten Punkte eine zulässige Grenze nicht überschreitet. Das gröfste Mass für das wegzudrehende Material ist beschränkt und somit auch das Mafs der höchstens zulässigen Deformation; denn die im Blechkörper eingebettete Wicklung darf an keinem Punkte zu nahe an die Bohrung herantreten. Einen derartigen starren Aufbau hat keine der europäischen Firmen angestrebt; weiter

unten wird eine jüngst veröffentlichte Ausführung einer amerikanischen Firma (Westinghouse) erwähnt werden, bei welcher der Grundsatz des steifen Aufbaues in vollkommenster Weise und mit enormem Materialaufwand durchgeführt ist.

Es war gesagt, dass ein runder Körper beim Aufrichten aus der wagerechten in die senkrechte Lage durch sein Eigengewicht eine Formveränderung erfährt; sein Material kommt erst durch die Gewichtswirkung unter Spannung und verändert seine Form bis zu einer gewissen Grenze, bis die inneren Materialkräfte den äufseren Gewichtskräften das Gleichgewicht halten. Die Gewichte können auch durch äufsere Kräfte unmittelbar abgefangen werden, und nach diesem Grundsatz sind alle gröfseren Dynamomaschinen der deutschen und andern europäischen Firmen gebaut. Der Uebergang von dem steifen zu dem elastischen, verspannten Aufbau ist zunächst wohl mehr oder weniger unbewusst geschehen Gehäuse von 1 bis 2 m Dmr., Fig. 13, waren noch, praktisch genommen steif; aus diesen Durchmessern wurden

deutscher Ingenieure.

alles weiter Hinzugefügte, das sogenannte konstruktive Material, ist ein notwendiges Uebel: es hat Gewicht, kostet Geld und leistet nichts. Daher also auch das Bestreben, die Gehäuse so leicht wie möglich zu halten und die vorhandenen Gewichte durch irgendwelche Hülfsmittel unmittelbar aufzunehmen.

3) Der Armaturring als Spannwerk.

Es war anfangs von verschiedenen Dynamokonstrukteuren unterlassen worden, die magnetisch beanspruchten Bleche unter genügende Spannung zu bringen. Allerdings waren

Fig. 16.

solche von 4 und 5 und schliefslich 10 bis 12 m. Man griff hier zunächst zu einer Verspannung mit einem dritten Fufs, Fig. 14, dann zu 4 bis 6 Füfsen, Fig. 16 und 25, und brachte durch Unterlagen oder Stellschrauben jeden der Füfse in einem gewünschten Mafse zum Tragen; d. h. man spannte das Gehäuse mit jedem einzelnen Fufs solange an, bis es wieder rund wurde, man baute das Gehäuse als ein Spannwerk gegen den Fundamentklotz. Die Wirkungen gegen den Unterbau waren hierbei allerdings durchaus nicht unzulässig, sondern entsprachen nur einer gewissen Verteilung der Gewichte auf den Fundamentblock.

Fig. 25 zeigt die untere Hälfte einer 3000 KW-Dynamo, bei welcher die Füfse in halber Höhe der unteren Hälfte die Haupttragfüsse sind; die beiden unteren Füfse dienen dazu, den unteren Scheitel nicht durchhängen zu lassen, und die beiden oberen Füsse haben wenig zu tragen und sind mehr wegen des Aussehens so aufserordentlich kräftig durchgebildet; sie sind bestimmt, dem ganzen Aufbau der Dynamo einen konstruktiven Abschluss zu geben.

Ein weiteres vielfach angewandtes Mittel zum Rundspannen der gusseisernen Gehäuse waren Zugstangen, die indes kaum als eigentliches Spannsystem aufgefasst werden konnten, sondern das Aussehen einer Hülfskonstruktion behielten. Fig. 15 zeigt die Einführung einer Spannstange durch die Punkte gröfster Ausbiegung der oberen Hälfte, während die Gewichtswirkung des unteren Gehäuseteiles im Punkte gröfster Ausbiegung im unteren Scheitel von einer Stellschraube und vom Fundament unmittelbar aufgenommen wird.

In Fig. 16 ist das Gehäuse mit einer Zugstange dargestellt, welche die Grundplatten und den Unterbau von einer etwa auftretenden Schubwirkung entlasten soll. Fig. 17 giebt die Versteifung des Gehäuses durch radiales Verspannen wieder. Ein noch anderes Mittel zur Versteifung des Gehäuses zeigt Fig. 18; hier ist dem Armaturringe die Verantwortung für Aufnahme der Gewichtskräfte abgenommen, und diese Gewichte werden auf zwei steife Druckstrebensterne übertragen, die zentrisch zur Welle auf besonderem Sockel gelagert sind.

Der Armaturring, der Blechring, in welchem die Wicklung eingebettet ist, wird in Durchmesser, Dicke und Breite nach der von der Dynamo verlangten Leistung bemessen;

eigenschaften einem massiven Ringe aus Schmiedeisen ähnlich machen, und die Zugstangen sollen die Ausbiegungen des Ringes durch die Gewichtswirkung verhindern.

Von dem Spannwerk, Fig. 30, zeigt Fig. 32 bezw. Fig. 1 eine Ausführung kleinerer Abmessungen. Der Aufsendurchmesser beträgt rd. 5000, die Bohrung rd. 4600 mm.

Das Spannwerk liegt hier im Rücken des Blechringes, umgiebt ihn aufsen und spannt durch Druckstücke den Ring nach innen an; vergleichbar ist diese Konstruktion mit dem Umlegen eines Spannreifens. Die Gelenke sind bei gröfseren Maschinen als Vollzapfen ausgebildet, bei kleineren Ausführungen könnten sie ähnlich

wie im Brückenbau als Halbzapfen angenommen werden.

Fig. 33 zeigt die andere Ausführungsart während der Probeaufstellung in der Werkstatt. Es sind hier zwei Spannsysteme verwendet, welche seitlich von dem Blechringe liegen und ihn beide gemeinsam anspannen. Die Zugstangen greifen unmittelbar an den Pressplatten an und sind weit seitlich hinausgelegt, um auch bei schmalen Maschinen eine volle seitliche Versteifung zu geben. In einem späteren Kapitel soll kurz auf eine theoretische Darlegung des Spannwerkes eingegangen werden und auch gezeigt werden was der Konstrukteur leicht herausfühlt dass die Aufnahme der Kräfte durch diese Dreieckverspannung klar und übersichtlich

ist,

Schmiedeisen, dem denkbar besten Material, hergestellt ist. Das Rundspannen des Ringes ist sehr einfach, und die Monteure sind an derartige Arbeiten gewöhnt, da auch Gehäusemaschinen in gewisser Weise rundgerichtet und gespannt werden müssen. Der kennzeichnende Unterschied ist gerade, dass hier beim Spannwerk alles vorgesehen ist, um das Gehäuse leicht und sicher zu spannen, während die Organe zum Rundrichten bei den Gehäusemaschinen nur unvollkommen ausgebildet sind oder womöglich ganz fehlen.

dass es aber auch sehr leicht möglich, ist, das im Rücken liegende Spannsystem der Dreieckverspannung anzunähern und es dadurch zu einer rechnerisch bestimmbaren Konstruktion zu machen.

Die Montage dieser Spannwerk-Dynamomaschinen ist erheblich bequemer, da ihr Gewicht um den bedeutenden Prozentsatz von 60 bis 40 vH hinter dem der gusseisernen Maschine zurückbleibt. Die Elastizität der einzelnen Teile vor dem Verspannen verursacht keine Schwierigkeiten; denn es ist nicht zu vergessen, dass der Ring aus sehnigem

Fig. 34 zeigt eine Spannwerkmaschine während der Montage. Wie bisher üblich', ist zunächst die untere Hälfte in die Grube eingebaut worden; die Skizze zeigt den bereits montirten Induktor, aber noch ohne Polhörner. Nachdem die obere Hälfte eingebaut ist, werden die im Rücken liegenden Zugstangen angebracht und das Gehäuse gespannt. Die richtige Rundung wird hierbei durch Messen des Zwischenraumes zwischen Induktor und Gehäuse festgestellt.

Die ersten Spannwerkmaschinen sind ohne jede rechnerische Untersuchung auf rein empirischem Wege ausgeführt und, wie Fig 1 zeigt, in Betrieb gebracht worden. Zunächst hatte man lediglich im Auge, den Armaturring steif zu machen. Der Ring sollte unter Spannung gesetzt werden, ähnlich wie durch einen Schrumpfring, ähnlich wie ein Fass durch den um

gelegten Eisenring. In der Folge wurde für sehr viele Maschinen und mit zumteil erheblich gröfseren Abmessungen dieses System dem der Dreieckverspannung angenähert, sodass auch das Rückenspannwerk nicht nur zum Steifmachen und zum Erhalten der Rundung, sondern ebenso wie die seitlich angeordneten Dreieckverspannungen auch zum Rundziehen bezw. Runddrücken des Ringes dient.

Am Schluss der vorliegenden Arbeit wird gelegentlich der Theorie des Spannwerkes hierauf näher eingegangen werden, ebenso auf die wirtschaftliche Bedeutung. (Schluss folgt.)

Die Geschwindigkeitsregler, deren Gewichte in einer senkrecht zur Antriebwelle liegenden Ebene ausschwingen, nach Vorschlag Stribecks1) »Flachregler genannt, gestatten eine unmittelbare Wirkung auf die Steuerorgane und lassen bei richtiger Ausführung eine hervorragend energische Regelung zu, wie sie bei Uebertragung durch Zwischenglieder niemals erreicht werden kann Die hohen Anforderungen, welche elektrische Licht- und Kraftbetriebe an die Regelung der Kraftmaschinen stellen, haben die Entwicklung der Flachregler gefördert, und es ist von Interesse, etwas näher, zu untersuchen, in welchem Mafse die gestellten Forderungen schon erfüllt sind, und in wie weit eine allgemeine Anwendung dieser Regler zu erwarten ist 2).

Zu diesem Behufe ist es nötig, nebst den Vorteilen auch die Schwierigkeiten zu betrachten, die sich einer allgemeinen

Anwendung der Flachregler mit »unmittelbarer« Bethätigung der Steuerexzenter (auch Steuerdaumen und dergl.) entgegenstellen.

Es hat Jahrzehnte gedauert, bis die anfänglich gegen die Flachregler herrschenden Vorurteile überwunden worden sind, und noch heute giebt es bei uns einige Dampfmaschinenfabriken, die den Bau solcher Regler grundsätzlich ablehnen. Die Erklärung findet man vor allem darin, dass sich die Flachregler wenig dazu eignen, in grofser Anzahl auf Vorrat, also als Massenartikel gebaut zu werden. Dafür ist schon der Umstand hinderlich, dass die Flachregler, um die unmittelbare Einwirkung auf das Steuerexzenter zu ermöglichen, fast ausnahmslos unmittelbar auf die Maschinenwelle gesetzt werden, also von der Umlaufzahl der Maschine abhängig sind. Jede Aenderung der bei der Berechnung gewählten Umlaufzahl bedingt eine Aenderung entweder der Federspannung oder der Gewichte, oder aber der Uebertragungsverhältnisse von einem zum andern. Die für eine bestimmte Umlaufzahl und Konstruktion gewählten Verhältnisse sind naturgemäfs, um die beste Wirkung zu erhalten, ziemlich scharf begrenzt