12. December 1885.

Man urteile nicht etwa: Da die Kolbengeschwindigkeit und mit dieser auch die Luftgeschwindigkeit gegen Ende des Hubes allmählich abnimmt und zuletzt gleich Null wird, so werden auch die Ventile in der Mitte des Hubes am höchsten stehen und sich gegen Hubende allmählich ihrem Sitze nähern; das ist bei selbstthätigen Ventilen durchaus nicht der Fall; wie jedes Indicatordiagramm zeigt, schwanken solche Ventile zwischen ihrer Sitzfläche und ihrer Hubbegrenzung ganz unregelmäfsig hin und her und werden sonach am Ende des Kolbenhubes im allgemeinen nicht geschlossen sein, sondern an irgend einem beliebigen Punkte ihres Weges (ihres Spielraumes) stehen.

Will man bei Ventilluftpumpen behufs Erhöhung ihrer Leistung solche Ueberströmvorrichtung anbringen, so muss man gesteuerte Ventile1) verwenden, wie dies Professor A. Riedler an einer Gebläsemaschine gethan (Z. 1884 S. 2). Solche Einrichtungen sind dann sicherlich technisch gut, aber umständlicher und teurer als unsere Schieberconstruction.

Die oben geschilderten bösen Folgen der Wellner'schen Einrichtung bei Ventilpumpen kann man nun allerdings vermeiden, wenn man die Luftverteilung nicht durch Ventile, sondern durch einen Schieber bewirkt; da zeigen sich jedoch andere bedenkliche Eigenschaften, die wir an Hand eines Schieberdiagrammes erläutern wollen 2).

Es ist vor allem klar, dass bei der Umströmung durch die in der Cylinderwand ausgesparten Schlitze, wobei die Verbindung etwas vor erreichtem Hubende eintritt und ebenso viel danach dauert, überhaupt symmetrisch zur Totpunktstellung des Kolbens liegt, der Schieber die Kanäle am Cylinder entsprechend vor erreichtem Hubende absperren und entsprechend lang bis nach passirtem Hubende geschlossen halten muss; in jeder Totpunktstellung des Kolbens muss sich also der Schieber in seiner Mittelstellung befinden; der Nacheilwinkel des Excentrics ist demnach gleich Null, d. h. es steht senkrecht zur Kurbel. Aeufsere Ueberdeckung e soll auch hier gleich innerer Ueberdeckung i sein. Wenn dann der Kolben etwa 2 pCt. vor Erreichung seine Hubendes die Umströmkanäle in der Cylinderwand öffnet und der Schieber dementsprechend etwa 3 pCt. vor Hubende absperrt (kleiner können diese Gröfsen praktisch kaum gewählt werden, wegen der sonst nötigen allzufeinen Einstellung des Kolbens, wovon gleich die Rede sein wird), und wenn der Schieber (zur Vergleichung) auf den Compressor wirken soll mit Kanalweite

α

32mm, und wenn er auch eine kleine Gröfse m über seine Kanäle hinausspielt, so erhält man das Schieberdiagramm Fig. 7 der Tafel XXXVI (1⁄2 d. w. Gr.), woraus ersichtlich: äufsere Deckung e = innerer Deckung i 19mm, Kanalweite Ueberspielen des Schiebers Excentricität

α m

32mm

4mm

୧ =a+e+m = 55mm. Zeichnet man den Schieber mit diesen Grundmassen auf, so erhält man abgesehen davon, dass er wegen gröfseren Schieberweges und gröfserer Ueberdeckungen gröfser wird einen sonst gleichen Schieber, wie den unsrigen, nur dass der Ueberströmkanal weggelassen ist, für welchen aber der Platz vorhanden wäre in den grofsen Schieberlappen. Am Schieber wird also bei dieser Zwitterconstruction nichts gespart, hingegen treten neu hinzu die sehr genau herzustellenden Aussparungen in der Cylinderwandung.

Das Grundübel der Verbindung »Ueberströmung um den Kolben herum durch Aussparungen in der Cylinderwand, und

1) s. a. Z. 1885 S. 502.

2) Hr. Prof. Wellner hat sicherlich nicht an Schieberluftpumpen gedacht, und wäre es überhaupt wohl niemandem in den Sinn gekommen, von Ventilpumpen wieder zu Schieberluftpumpen zurückzugreifen, wenn nicht die Erfolge unseres Patentschiebers hierin Bahn gebrochen hätten. Es werden nun solche »Schieberluftpumpen mit Ausgleich nach Wellner« von einer Seite empfohlen, die früher das Recht zur Ausführung unserer Pumpen hatte, der aber der bezügliche Vertrag aus besonderen Gründen gekündigt wurde. Unsere früheren Geschäftsfreunde treten nun als Epigonen des Hrn. Prof. Wellner auf; mit welchem Erfolge, muss die Zukunft lehren!

Steuerung der Luft durch zwangläufig bewegten Muschelschieber« ersieht man aber aus dem Schieberdiagramme Fig. 7 der Tafel. Wenn sich der Kolben nur wenig aus seiner Mittellage verstellt, was immer der Fall ist, wenn die Lagerschalen an Kreuzkopf, Kurbelzapfen und Wellenlager nach stattgehabter Abnutzung wieder zusammengefeilt werden, so tritt der ganz abnormale Zustand ein, dass der Kolben auf der einen Seite die Umströmkanäle schon öffnet, wenn der Schieber seine Kanäle noch gar nicht abgeschlossen hat! Ist dann kein Rückschlagventil vorhanden, so wird die während der Dauer der falschen Verbindung schon geförderte Luft aus dem Druckraume durch die Maschine hindurch wieder in den Saugraum zurückströmen. Ist aber eine Rückschlagplatte vorhanden, so wird dieser Luftverlust zwar kleiner ganz verschwinden wird er nach früherem nicht, wegen des nicht plötzlichen Schliefsens des Rückschlagventiles, hingegen wird nun im Augenblicke, wo der Kolben vorzeitig die Umströmkanäle in der Cylinderwand öffnet, die Rückschlagplatte plötzlich vom vollen Luftdruck auf ihre Sitzfläche geschlagen und dadurch zerstört, wie dies bezüglich der Wellner'schen Vorrichtung bei gewöhnlichen Ventilpumpen. schon oben gezeigt wurde.

Man ist bei dieser »combinirten Anordnung« gezwungen, den Kolben auf seiner Stange einstellbar zu machen. Dies ist aber eine Erschwerung der Construction, welche die Betriebssicherheit und bequeme Handhabung der Pumpe erheblich beeinträchtigt. Es ist zu berücksichtigen:

dass eine »stellbare« Verbindung der Kolbenstange mit dem Kreuzkopfe nie so zuverlässig sein kann wie eine feste mittels Keiles oder dergl.;

wie lästig und zeitraubend das »Einstellen« des Kolbens nach jeder Herausnahme desselben aus dem Cylinder sowie nach jedem Nachstellen oder Nachfeilen der Lagerschalen ist; wie schwierig das feine Einstellen des Kolbens ist, da man nicht unmittelbar sehen kann, wie der Kolben zu den Umströmkanälen steht; das Einstellen muss nach »Stichmassen<«< vorgenommen werden;

wenn sich während des Betriebes der Kolben verstellt hat, die Pumpe also in Unordnung und ihre Leistung verringert ist, so kann der Fehler nicht unmittelbar gesehen werden; man wird ihn nur am einseitigen heftigen Schlagen der Rückschlagsplatte, noch besser durch Indicatorversuche, erkennen.

Diese Uebelstände eines stellbaren Kolbens, welche daher rühren, dass bei der berührten Anordnung unzweckmäfsigerweise die Verteilung der Luft und deren Ueberströmen durch 2 getrennte Organe, Schieber und Kolben, bewirkt wird, fallen gänzlich weg bei unseren Luftpumpen, bei denen beide Arbeiten, Verteilung und Ueberströmen der Luft, durch ein Organ, unseren Patentschieber, besorgt werden. Wie schon oben erläutert, braucht dieser Schieber (bezw. sein Excenter) gar nicht so ganz genau eingestellt zu werden, die Verbindung kann immer erst eintreten, wenn der Schieber schon geschlossen hat, und sie ist schon beendigt, bevor er wieder öffnet. Den Kolben machen wir dann natürlich fest auf seiner Stange. Zwischen Kolben und Cylinderdeckeln geben wir ordentliche Spielräume, damit eine naturgemässe Abnutzung in den Lagern kein Anschlagen des Kolbens an die Deckel zur Folge habe. Betriebsstörungen infolge der oben berührten Umstände sind bei unseren Maschinen schlechterdings unmöglich.

Es macht sich aber noch ein anderer und grundsätzlich nicht wegzuschaffender Nachteil bei allen solchen Luftpumpen geltend (ob mit Ventil- oder Schiebersteuerung), deren Ueberströmung nach Wellner durch Aussparungen in der Cylinderwand stattfindet: Der effective Arbeitsaufwand der Pumpe wird ein viel gröfserer. Es tritt nämlich nicht nur die gepresste Luft im eigentlichen schädlichen Raum auf die Saugseite des Kolbens über, sondern schon vorher strömt solche gepresste Luft über und muss so nochmals zusammengedrückt werden, welche nutzbar weiter gefördert worden wäre, wenn wie bei unserem Schieber die Ueberströmung erst mit wirklich erreichtem Hubende begonnen hätte.

Nehmen wir eine solche »combinirte Luftpumpe« mit Schieber, so wird man nach dem, was wir über die Ein

stellung des Kolbens sagten, kaum eine kleinere Ueberdeckung des Schiebers wählen, als eine solche, die etwa 3 pCt. vor erreichtem Hubende die Kanäle absperrt. Dadurch werden also 3 pCt. mehr Luft auf die Saugseite des Kolbens überströmen, als bei unserer Anordnung. Der Mehraufwand an Betriebsarbeit hierfür beträgt aber nicht etwa auch nur 3 pCt., sondern er hängt von dem Verhältnisse der Druckspannung zur Saugspannung - dem Compressionsverhältnis

ab. Angenommen, wir hätten es mit einer Vacuumpumpe zu thun, die aus einem Vacuumapparate Luft von 1/10 Atm. ansaugte und selbe ins Freie drückte, so würden sich obige 3 pCt. übergeströmte Luft auf das 10 fache, also auf 30 pCt. ausdehnen: die Pumpe hätte somit 30 pCt. mehr Arbeit zu leisten als eine Schieberpumpe unseres Systemes, bei welcher der Druckausgleich erst mit vollendetem Kolbenhube beginnt. Bei nur 2 pCt. Vorausströmung wäre der Mehraufwand an Arbeit noch 20 pCt.

Dabei ist erst noch stillschweigend vorausgesetzt, der Beginn der Verbindung trete wirklich erst in dem geometrisch fixirten Augenblick ein, wenn die Hinterkante der Kolbenliderung die Vorderkante der Aussparungen überschreitet. Dem wird aber in Wirklichkeit nicht so sein. Im Gegenteile wird schon mehr oder weniger »Umströmung« stattfinden, sobald die Kolbenliderung jene Aussparungen nur erreicht; die »Aussparungen« wirken genau wie sogenannte »unganze<< oder schwammige, poröse Stellen in einem Cylinder, bei welchen Stellen der Kolben eben nicht dicht schliefst. Die Masse der überströmenden und infolge dessen nochmals zu pressenden Luft ist überhaupt unberechenbar.

Nach dieser Abschweifung gehen wir über zur

1) Die Compressions temperatur hängt nach dieser Formel nur vom Compressions verhältnis ab; wenn ein Compressor z. B. Luft von Atmosphärenspannung auf 10 Atm. zusammendrückt, so wird genau dieselbe Endtemperatur auftreten, als wenn eine Vacuumpumpe Luft von 1/10 Atm. Spannung ansaugt und auf 1 Atm. zusammenΡ drückt, weil in beiden Fällen das Compressionsverhältnis

10

P1 ist, vorausgesetzt, die Temperatur der angesaugten Luft sei in beiden Fällen dieselbe; ist diese letztere 200 C., so ist dabei in beiden Fällen die Temperatur der gepressten Luft nach der Adiabate 298o C. Hingegen ist allerdings die Compressions wärmemenge (Anzahl Calorien) bei der Vacuumpumpe nur 1/10 von derjenigen beim Compressor, weil erstere bei gleicher Gröfse nur 1/10 an Luftgewicht des letzteren fördert. Diese geringere Wärmemenge wird bei einer Vacuumpumpe leichter an die umgebende Luft abgegeben als die viel gröfsere bei einem Compressor. Es wird sich also, trotzdem die theoretischen Endtemperaturen der Luft bei gleichen Compressionsverhältnissen bei Vacuumpumpen und Compressoren gleich sind, ohne Kühlung der Cylinder einer Vacuumpumpe nie so stark erhitzen, wie der Cylinder eines Compressors. Deswegen pflegt man nur letztere besonders zu kühlen, erstere aber nicht, obschon für feinere Ausführungen das letztere auch ratsam wäre.

deutscher Ingenieure.

a) die Cylinder usw. können so heifs werden, dass
eine regelrechte Schmierung der arbeitenden Teile
(Kolben, Schieber usw.) nicht mehr möglich ist;
b) schon die angesaugte Luft erwärmt sich wäh-
rend des Einströmens in den Cylinder an den
heissen Wänden desselben, die Luft dehnt sich
also aus oder, mit anderen Worten: es wird nur
verdünnte Luft angesogen. Erwärmt sich dabei
die Luft von T auf Ti Grad absoluter Temperatur,
so ist der daher rührende Verlust an Luft gewicht
T1- T
Ti
T1

Aus diesen Gründen wird man Compressoren, welche die Luft auf mehr als etwa 1 bis 2 Atm. Ueberdruck pressen sollen, stets Wärme entziehen. Hierfür giebt es 2 Mittel: 1. Anbringung eines Kühlwassermantels aufsen um den Cylinder herum: Oberflächenkühlung.

2. Einspritzen von Kühlwasser in das Innere des Cylinders: innere Kühlung.

Ueber die Wirkung der Oberflächenkühlung herrschen sehr verworrene Ansichten. Es giebt eine ganze Anzahl auch patentirter Constructionen, bei denen dem Kühlwasser in der Cylinderummantelung ganz bestimmte Umlaufswege vorgeschrieben werden, in der Meinung, dadurch die Luft im Inneren des Cylinders ausgiebiger zu kühlen, als es der Fall ist, wenn man, wie bei unserem Normalcylinder, s. Fig. 1 u. 2 Tafel XXXVI, das Kühlwasser einfach unten ein- und oben wieder austreten lässt. Diese Meinung ist eine irrige, wie folgender Versuch beweist.

Einer unserer Compressoren, der seine Luft auf 8 Atm. Ueberdruck presste, wurde mitten im Betriebe plötzlich still gestellt, und wurde der hintere Cylinderdeckel - durch 2 mit Schlüsseln in Bereitschaft gehaltene Arbeiter recht rasch abgeschraubt. Durch Befühlen mit der Hand fand man die innere Cylinderwandung vollständig kalt, gerade wie auch die äussere Oberfläche des Kühlmantels kalt war, während die Luftleitung so heifs war, dass sie eben nur noch mit der Hand berührt werden konnte. Erreicht man aber mit einem ganz einfachen Kühlmantel eine kalte innere Cylinderwandung, was sollen dann umständliche Kühlmäntel noch weiter leisten? Der gleiche Versuch wurde wiederholt, indem man so wenig Kühlwasser zutreten liefs, bis der Cylindermantel aufsen ziemlich warm wurde. Alsdann war auch die innere Cylinderwandung warm, aber dem Gefühle nach kaum wärmer, als der Kühlmantel aufsen. Aus diesen 2 Versuchen folgt, dass die innere Cylinderwandung höchstens um einige wenige Grade wärmer sein kann, als das umspülende Kühlwasser, gerade wie die feuerberührten Bleche eines Dampfkessels im Inneren auch nur wenige Grade wärmer sein können, als das Wasser im Kessel, mag aufsen im Feuerraum auch noch so grofse Hitze herrschen; und ferner, weil die Temperatur der inneren Cylinderwandung nur von der Temperatur der umspülenden Wassermenge abhängt, nämlich erstere immer nur um ein weniges gröfser ist als letztere, so ist es ganz gleichgiltig, wie dieses Kühlwasser um den Cylinder herumgeführt wird: Künsteleien in der Art des Wasserumlaufes um den Cylinder herum sind völlig wertlos. Die Kühlwirkung hängt nur ab von der Menge des Kühlwassers: giebt man mehr Kühlwasser, so ist die innere Cylinderwandung kälter, giebt man weniger, so wird sie wärmer. Immer aber wird sie nur wenige Grade wärmer sein, als das ablaufende Kühlwasser. Die absolute Kühlwassermenge, auch zur vollständigen Kühlung der inneren Cylinderwandung, ist übrigens nicht grofs.

Mit äusserer oder Oberflächenkühlung allein könnte man der Luft ihre Compressionswärme nur dann vollständig oder nahezu vollständig entziehen, wenn sie recht lange in Berührung mit den gekühlten Flächen gehalten würde, d. h., wenn man nur aufserordentlich kleine Kolbengeschwindigkeiten zuliefse, wodurch die Maschinen aber aufserordentlich grofs würden. Hingegen werden durch diese äufsere Kühlung die Kolbengeschwindigkeit mag so grofs sein, wie sie will immer die 2 Vorteile vollständig erreicht:

1. wird die angesogene Luft während des Eintretens in den Cylinder nicht erwärmt, weil sie eben nur an kühlen Wänden vorbeistreicht;

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2. wird die Schmierung der arbeitenden Teile (Kolben und Schieber), die alle kühl sind, von Hitze nicht beeinträchtigt,

während wie wir nachher sehen werden unseren Schiebercompressoren lediglich durch äufsere Kühlung auch die Compressionswärme der Luft, zum gröfsten Teile wenigstens, entzogen wird.

Soll die Compressionswärme der Luft möglichst vollständig entzogen werden, so ist Wasser einspritzung in den Cylinder nötig (wobei aber der äussere Kühlmantel noch aufserdem beibehalten wird). Am unvollkommensten wird dieser Zweck erreicht, wenn man einfach zugleich mit der angesaugten Luft etwas Kühlwasser in den Cylinder mit eintreten lässt; besser wirkt Wassereinspritzung in den Druckraum während der Compressionsperiode, und zwar in Staubform, hauptsächlich von Prof. Colladon bei seinen Compressoren angewendet. Er setzt in die Cylinderdeckel sogenannte »Pulverisateurs<< ein, welche 2 schräg gegen einander gerichtete ganz feine Bohrungen (1/2mm) haben, und durch welche eine Pumpe während der Compression Wasser drückt, dessen Strahlen sich treffen und so zerstäuben. Diese Einrichtung verlangt aber sehr sorgfältig filtrirtes Wasser, wenn sich die feinen Bohrungen nicht bald verstopfen sollen. Letzterer Umstand tritt in der Praxis in der Regel ein, so dass man immer wieder zur einfachen Wasserzugabe zur angesaugten Luft zurückkehrt.

Mag man aber Wasser in irgend welcher Form in den Cylinder führen, so hat solche Wasserzugabe immer einen grofsen Uebelstand im Gefolge. Wasser ist eben kein Schmiermittel, und infolge dessen werden die Arbeitsflächen von Cylinder und Kolben sehr bald angegriffen; der Kolben wird undicht, die Leistung der Maschine sinkt.

Beim ersten Compressor unseres Systemes (Dmr. D=400, Hub 8 = s 450mm, Umdr. n = 120, Luftdruck p 21/2 Atm. Ueberdruck) wandten wir noch ausschliesslich Wasser

Es wurden neue Kolbenringe eingesetzt, die Wassereinführung in den Cylinder vollständig eingestellt, nur der äussere Kühlmantel beibehalten, und behufs innerer Schmierung ausschliesslich nur Oel verwendet. Nach etwa 5jährigem Betriebe zeigten die Dichtungsringe am Kolben noch gar keine messbare Abnutzung (d. h. in den Cylinder gehalten noch gar keinen messbaren Spielraum an ihren Stofsfugen), und war dem entsprechend die Volumenleistung des Compressors auf anfänglicher Höhe geblieben, ohne abzunehmen. Seither sind wir grundsätzlich von jeder Wassereinspritzung (bei Compressoren sowohl wie bei Vacuumpumpen) abgekommen und zur reinen Oelschmierung von Cylinder und Schieber übergegangen, in der Ansicht, es sei für den praktischen Betrieb eines Compressors zweckmässiger, von vornherein einige Procent Mehraufwand an Arbeit infolge nicht ganz vollkommener Kühlung mit in den Kauf zu nehmen, dafür aber eine Maschine von jahrelang ohne Reparatur gleich bleibender Leistung zu haben, als durch Wassereinspritzung anfänglich allerdings einige wenige Procent an Arbeit zu sparen, dafür aber schon in den ersten Monaten die Maschine derart zu beschädigen, dass sie in Reparatur genommen werden muss (neue Kolbenringe und Neuausbohren des Cylinders), wenn ihre effective Luftlieferung auch nur annähernd auf der anfänglichen Höhe der neuen Maschine bleiben soll. (Fortsetzung folgt.)

Eisenbahnwesen.

Neuerungen an continuirlichen Bremsen der Eisenbahnzüge 1).

Infolge der im Jahre 1882 auf der Strecke Berlin-Breslau angestellten Versuche mit verschiedenen Bremssystemen sind für Preufsen 2 Systeme continuirlicher Bremsen, und zwar eine Luftdruckbremse (System Carpenter) für die Personenzüge der Hauptbahnen und eine Reibungsbremse (System Heberlein) für den Betrieb der Bahnen untergeordneter Bedeutung, angenommen, weil dieselben den gestellten Anforderungen am besten entsprochen hatten.

Bei der Luftdruckbremse von Carpenter wird die durch eine Luftpumpe zusammengedrückte Luft mittels einer Rohrleitung unter dem Zuge fortgeleitet und dem Bremscylinder Fig. 1 durch die Oeffnung a zugeführt. Unterstützt durch eine Spiralfeder drängt sie den durch eine Lederstulpe

zurückschieben und dadurch den Anzug der vorher gelösten Bremsklötze bewirken.

Wenn auch diese Bremse in vieler Beziehung zur Zufriedenheit gewirkt hat, so sind doch dadurch Störungen im Betriebe vorgekommen, dass die Nuten der Cylinderwandungen sich zugesetzt haben und deshalb der Uebertritt der zusammengedrückten Luft in den hinter dem Kolben befindlichen Raum C nicht in der erforderlichen Weise erfolgen konnte.

Dieser Uebelstand hat den Ingenieur Schleifer veranlasst, unter Fortlassung der Nuten der Cylinderwandung auf eine kurze Strecke eine etwas weitere Ausbohrung zu geben, um dadurch den Uebertritt der Luft mit gröfserer Sicherheit zu erreichen.

Bei einem von der Orléansbahn angenommenen Systeme des Ingenieurs Wenger, Fig. 2 (Annales industrielles 1884, S. 463), finden wir überhaupt keine Erweiterung der vom

Fig. 2.

in einem entsprechenden Cylinder und steht auf der einen Seite unter dem Drucke des Raumes C, auf der anderen Seite unter dem der freien Luft.

Die Ausführungen Wenger's und Schleifer's weichen nur wenig von einander ab; denn es findet sich bei Schleifer auch dieser kleine Kolben k, wenn auch in seiner Broschüre der oben angeführte Zweck dafür nicht angegeben wird, vielmehr durch denselben nur ein dichter Abschluss für die Kolbenstange erzielt werden soll.

Beide Constructeure vermeiden die Spiralfeder zwischen Kolben und Cylinderdeckel, stellen den Bremscylinder ohne Schaltwerk zum selbstthätigen Nachstellen der Bremsklötze her und erzielen dadurch eine gröfsere Einfachheit in der Anordnung der Bremscylinder gegenüber der Construction Carpenter's.

Schleifer will freilich nicht auf eine solche selbstthätige Einstellung der Bremsklötze verzichten und bringt eine ganz ähnliche Vorrichtung, wie die von Carpenter, aufserhalb des Bremscylinders an. Da aber von manchen Ingenieuren bei Anwendung eiserner Bremsklötze, deren Abnutzung nur gering ist, ein zeitweiliges Nachstellen durch das Bremspersonal oder durch Werkstättenarbeiter als ausreichend angesehen wird, so ist immerhin eine solche Trennung dieser Nachstellvorrichtung von dem Bremscylinder zweckmässig.

Ueber die neueren Verbesserungen der Heberlein-Bremse sind bereits in dieser Zeitschrift 1884 S. 848 Mitteilungen gemacht.

Bei den oben erwähnten Versuchen auf der Strecke BerlinBreslau ist auch eine Luftsaugebremse von Sanders mit in Benutzung gewesen, welche seitdem durch Gebr. Körting verschiedene Verbesserungen erfahren hat. (Vergl. Z. d. Hann. Arch.- u. Ingen.-Ver. 1885 S. 326.)

Bei diesem Bremssysteme steht ein gusseiserner Cylinder nebst Kolben auf der einen Seite mit einem schmiedeisernen Behälter, auf der anderen Seite mit einer unter dem Eisenbahnzuge fortgeführten Hauptrohrleitung in Verbindung, aus welcher die Luft durch einen an der Locomotive befindlichen Dampfsaugeapparat ausgesogen wird. Infolge der entstehenden Luftverdünnung bewegt sich der Kolben nach derjenigen Seite hin, auf welcher die Hauptleitung angeschlossen ist, und löst dadurch die Bremsklötze von den Rädern. Weil aber der Kolben mit einer Gummistulpe versehen ist, welche schon bei einer geringen Druckverminderung der Luft zusammengedrückt wird und dadurch den Durchgang der Luft nach dieser Seite hin gestattet, so wird dieselbe auch aus dem hinteren Teile der Cylinder und dem mit diesem in Verbindung stehenden Behälter ausgesogen und fast die gleiche Luftverdünnung auf beiden Seiten des Kolbens hergestellt. Sobald daher durch Oeffnung einer Luftklappe die atmosphärische Luft in die Hauptleitung eingelassen wird, so entsteht auf dieser Seite des Kolbens ein Ueberdruck, der die Gummistulpe des Kolbens dicht schliefsend gegen die Cylinderwandung anpresst, den Kolben zurückschiebt und dadurch die Bremsen anzieht. Der mit dem Bremscylinder in Verbindung stehende Behälter ist aber deshalb nötig, weil durch das Aussaugen keine Luftleere, sondern nur eine Luftverdünnung entsteht, beim Rückgange des Kolbens der Druck der dahinter befindlichen Luft aber in demselben Masse zunimmt, wie ihr Volumen abnimmt. Das Volumen des Behälters muss deshalb grofs genug gewählt werden, dass bei beendigtem Kolbenrückgange noch eine hinreichende Druckdifferenz verbleibt, um die Bremsklötze mit der notwendigen Pressung gegen die Räder zu drücken.

Bei den älteren Ausführungen war nun der Bremscylinder horizontal und der Behälter auf der Seite der Kolbenstange angeschlossen, wobei der Angriff der Bremszugstange an dem Ende der Kolbenstange erfolgte. Diese Anordnung hatte aber den Uebelstand zur Folge, dass durch die Seitendrücke der Bremszugstange auf die Kolbenstange Beschädigungen und Undichtigkeiten der Stopfbüchsenverpackung vorkamen und somit die Luft hinter den Kolben treten und die Bremskraft aufheben konnte.

Bei den neueren Ausführungen, Fig. 3, wird der Bremscylinder senkrecht gestellt, die Hauptleitung auf der Seite der Kolbenstange angeschlossen und der Angriff der Bremszugstange unter Anwendung einer hohlen Kolbenstange nach dem Kolben hin verlegt, um dadurch die Seitendrücke für die Ver

Behälter

deutscher Ingenieure.

packung möglichst unschädlich zu machen. Auch ist der Kolbendichtungsstulpe abweichend von früheren Ausführungen von vornherein eine gekrümmte Querschnittsform gegeben, um ein besseres Anschliefsen an die Cylinderwand dadurch zu erzielen. Diese neue Form der Stulpe soll durch ihren Biegungswiderstand das Leersaugen des hinteren Cylinderteiles etwas erschweren und bewirken, Fig. 3. dass bei tiefster Kolbenstellung noch ein Ueberdruck, entsprechend etwa 5cm Quecksilber, verbleibt. Dieser Ueberdruck soll die Stulpe soweit zusammendrücken, dass der Kolben reibungslos niedergehen kann und im Vereine mit dem Kolbengewichte den in der Hauptleitung verbleibenden Gegendruck und den auf dem Querschnitte der Kolbenstange wirkenden vollen Atmosphärendruck überwindet.

Durch diese Anordnung ist der wesentliche Vorteil erreicht, dass Undichtigkeiten der Stopfbüchse die Bremskraft nicht mehr beeinflussen können, weil ja während des Bremsens Luft unter den Kolben gelassen werden muss, die Bremskraft somit bei dichtschliefsender Kolbenstulpe jetzt lange Zeit erhalten bleiben kann.

Zur Herstellung der Luftverdünnung in der Hauptleitung bezw. den Bremscylindern und den Behältern befinden sich an der Locomotive ein grofser und ein kleiner Dampfstrahlsauger. Ersterer vermag in wenigen Sekunden einen Minderdruck von 60cm Quecksilber zu erzielen, während der kleine Dampfstrahlsauger, dessen Düsenweite nur 3mm beträgt, und dessen Dampfverbrauch deshalb nur sehr. gering ist, die Luftverdünnung auf 65cm Quecksilber bringt und während der Fahrt auch darauf erhält. Der grofse Dampfstrahlsauger vermochte bei angestellten Versuchen selbst nach Anbringung einer Undichtigkeit von 10mm Dmr. noch eine Luftverdünnung von 57cm Quecksilber zu erhalten.

Ein auf dem Führerstande befindlicher Druckzeiger lässt die Stärke der Luftverdünnung in der Hauptleitung in jedem Augenblicke leicht erkennen.

Bei einem Abreissen des Zuges tritt die Bremse selbstthätig in Wirksamkeit, weil dann sofort Luft in die Hauptleitung strömt. Dasselbe geschieht aber auch, sobald ein Wagen abgekuppelt wird. Soll das Festbremsen eines abgekuppelten Wagens aber vermieden werden, so ist es zweckmäfsig, die Luftverdünnung im Behälter durch Oeffnen einer damit verbundenen Luftklappe vor dem Loskuppeln der Rohrleitung aufzuheben. Als ein Vorzug dieses Bremssystemes gilt die einfache und zuverlässige Erzielung der Bremskraft. Solches ist aber namentlich da zu empfehlen, wo mit gebremstem Wagenzuge längere Strecken durchfahren werden sollen, weil die neuere Ausführung dieses Systemes nicht nur gestattet, längere Zeit hindurch die gleiche Bremswirkung zu erhalten, sondern auch die Möglichkeit bietet, die Gröfse derselben in einfacher Weise innerhalb weiter Grenzen zu regeln, indem man während der Wirkung des kleinen Dampfstrahlsaugers nur nötig hat, durch ein Hähnchen mit enger Oeffnung nach Bedarf Luft in die Hauptleitung einzulassen.

Bei solchen Luftsaugebremsen kann der wirksame Kolbenüberdruck natürlich niemals dem Atmosphärendrucke gleich werden, so dass die Abmessungen der Bremscylinder auch wesentlich gröfser ausfallen müssen als bei den Luftdruckbremsen, bei welchen ein Druck von mehreren Atmosphären Anwendung findet. Dagegen werden gleich grofse Undichtigkeiten wegen der geringeren Pressungen bei den Luftsaugebremsen auch weit weniger schädlich wirken als bei den Luftdruckbremsen, so dass hierin wieder ein Vorteil der ersteren zu erblicken ist.

Alb. Frank.

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Elektrotechnik.

Marcel Deprez' Versuche über elektrische

Kraftübertragung.

Die ersten umfänglicheren Versuche über Kraftübertragung auf grofse Entfernungen führte Deprez im Jahre 1881 gelegentlich der Ausstellung in Paris vor. Die Strecke, auf welcher die Uebertragung stattfand, betrug damals jedoch nur 1800m. Es handelte sich bei dieser Ausstellung auch mehr darum, die Möglichkeit einer Kraftübertragung auf elektrischem Wege durch den Versuch überhaupt nachzuweisen, als um eine Uebertragung unter möglichst günstigen wirtschaftlichen Bedingungen. Die Behauptung, welche Deprez damals aufstellte, dass es möglich sein würde, mit zwei gleichartigen Gramme-Maschinen (Modell C) eine nutzbare Arbeit von 10 Pfkr. auf eine Entfernung von 50km durch einen gewöhnlichen Telegraphendraht zu übertragen, wenn eine Betriebskraft von 16 Pfkr. aufgewendet würde, begegnete grofsem Widerspruch und lebhaften Zweifeln in fachmännischen Kreisen. Die Münchener elektrische Ausstellung im Jahre 1882 sollte Deprez die Gelegenheit bieten, die Richtigkeit seiner Behauptung durch das Experiment zu bestetigen. Die Versuche zwischen Miesbach und München führten jedoch zu keinem bestimmten Resultate, weil die in Miesbach aufgestellte, als Stromerzeuger oder Generator dienende Dynamomaschine unbrauchbar wurde, noch ehe genügende Messungen angestellt werden konnten.

Unter günstigeren Bedingungen nahm Deprez im März des Jahres 1884 neue Versuche in den Werkstätten der französischen Nordbahn vor. Er verwendete als Generator eine grofse, besonders für Zwecke der Kraftübertragung konstruirte Maschine mit 2 Gramme'schen Ringen.

Da jedoch eine zweite nach gleichem Prinzip hergestellte Maschine nicht vorhanden war, wurde als Receptor eine etwas abgeänderte alte Gramme-Maschine (Modell D) verwendet. Um die Versuche zu erleichtern, wurden die Maschinen nebeneinander aufgestellt und einerseits durch ein kurzes Drahtstück und andererseits durch eine Telegraphenleitung verbunden, welche eine Schleife bildete und eine Länge von 17km besafs. Der Widerstand dieser Leitung betrug 160 Ohm. Von ungefähr 41/2 Pfkr., welche von der als Generator dienenden elektrischen Maschine verbraucht wurden, gewann man ungefähr 46 pCt. an der als Receptor dienenden Maschine als mechanischen Effect wieder.

Für eine weitere interessante Versuchsreihe bot hierauf in sehr anerkennenswerter Weise die Stadt Grenoble dem unermüdlichen Forscher eine günstige Gelegenheit. In der Nähe dieser Stadt befinden sich bedeutende Wasserkräfte, welche noch nicht vollständig für industrielle Zwecke verwertet sind, und deshalb interessirten sich die städtischen Behörden lebhaft für die von Deprez behandelte Frage. Es wurden bei diesen neuen Untersuchungen dieselben Maschinen verwendet, welche bereits in den Werkstätten der Nordbahn gedient hatten. Der Generator wurde in Vizille, 14km von Grenoble entfernt, die Receptormaschine in der Stadt selbst aufgestellt. Die Leitung bestand aus 2 Siliciumbronzedrähten und besass einen Widerstand von 167 Ohm. Es wurden durchschnittlich 6,97 Pfkr., welche eine Turbine in Vizille lieferte, mit einem Nutzeffecte von ungefähr 67 pCt. übertragen. Die Klemmenspannung der als Stromerzeuger dienenden Maschine betrug bei dieser Gelegenheit zwischen 2600 und 2900 Volt, die Stromstärke ungefähr 3 Ampère. Die Leitung zeigte einen Stromverlust von nahezu 6 pCt.

Bei einem weiteren Versuche wurden an Stelle eines einzelnen Receptors eine gröfsere Zahl kleinerer Dynamomaschinen als Receptoren verwendet.

So interessant die Ergebnisse dieser Untersuchungen an sich sind, so bewegten sich dieselben doch sämmtlich innerhalb viel zu enger Grenzen, um eine grössere Bedeutung für die Technik im allgemeinen beanspruchen zu können. Die Möglichkeit einer Uebertragung grofser Energiemengen auf weite Entfernungen war durch diese bisherigen Versuche noch nicht bewiesen. Dank der Freigebigkeit des Barons Rothschild, welcher eine namhafte Summe man spricht von 800000 Frs. für die Fortsetzung der Versuche über Kraftübertragung zur Verfügung stellte, hat Deprez neuerdings mit

viel grofsartigeren Hilfsmitteln seine Arbeiten fortsetzen können. Ueber die Ergebnisse, auf welche er bei diesen zwischen Creil und Paris angestellten Versuchen geführt worden ist, hat Deprez der Pariser Akademie am 26. October d. J. eine kurze Mitteilung gemacht. Die Länge der Leitung war 2 mal 56km, weil die Erde nicht als Rückleitung benutzt wurde. Der Widerstand der Leitung betrug rund 100 Ohm; benutzt wurde zu derselben ein Kabel, welches einem Kupferdrahte von 5mm Dmr. entsprach. Als Stromerzeuger oder Generator diente eine mit 2 Ringen versehene Maschine des Gramme-Typus, welche besonders dazu construirt war, aufserordentlich hohe Spannungen bei mäfsiger Zahl der Umdrehungen hervorzubringen. Auf jeden der beiden Ringe wirkten 8 Elektromagnete, deren in der Ringebene gelegene Achsen sich unter Winkeln von 45° schnitten. Jeder dieser Elektromagnete besafs ein Gewicht von 485kg, sein Kern einen Dmr. von 250mm und eine Höhe von 588mm. Die Bewickelung jedes Kernes war aus isolirtem Kupferdraht von 2,5mm Stärke hergestellt und bestand aus je 12 einzelnen isolirten Spulen, deren jede 25 Làgen zu 11 Windungen besafs; die Drahtlänge auf einem Elektromagneten betrug 3530mm. Je 6 der 12 Spulen waren parallel und die beiden Gruppen von je 6 hinter einander geschaltet; ebenso wurden die Windungen aller 16 Elektromagnete vom Strome hinter einander durchlaufen. Der Widerstand sämmtlicher Elektromagnetwindungen zusammen betrug daher 5,3 Ohm. Jeder der beiden Ringe bestand aus 11 Segmenten und hatte 1386mm äusseren (bei den Versuchen im October nur 780mm) und 1070mm inneren Dmr. Die Dicke des Bewickelungsraumes betrug aufsen 33, innen 45mm, die Breite des Ringes parallel der Achse 606mm. Jeder Ring wurde mit 12012m wohlisolirtem Kupferdraht von 2,5mm Dicke bewickelt. Der Eisenkern des Ringes bestand aus dünnen von einander isolirten Eisenplatten. Jede einzelne der 11 Abteilungen, aus welchen der Ring besteht, kann nach Lüftung einiger Schrauben leicht herausgenommen werden. Die Verbindung des Ringes mit der Achse wird durch 11 an eine Nabe angegossene Bronzearme hergestellt. Der Kollektor trägt 231 Abteilungen; auf ihm schleifen 2 Bürsten, deren Stellung durch eine Zahnradübersetzung leicht geändert werden. kann. Bei einer ersten Gruppe von Versuchen waren, wie bereits erwähnt, die Abmessungen der als Generator dienenden Maschine wesentlich niedriger.

Der von der soeben beschriebenen Maschine erzeugte Strom soll dazu verwendet werden, in La Chapelle 2 als Receptoren dienende elektrische Maschinen zu betreiben, welche einige 100m von einander entfernt sein werden. Vorläufig ist jedoch nur eine dieser Maschinen vorhanden, und diese besitzt, wie die Generatormaschine, ebenfalls 2 Ringe, welche sich in 2 getrennten magnetischen Feldern bewegen, deren jedes durch 8 Elektromagnete erzeugt wird; der äufsere Ringdmr. beträgt hier 500mm und der Widerstand jedes Ringes 18 Ohm.

Die Messungen begannen am 17. October, und zunächst wurden, wie schon bei den früheren Versuchen in den Werkstätten der Nordbahn, beide elektrische Maschinen neben einander gestellt und die äufsere Leitung vom Strome in einer Schleife durchlaufen. Zwischen die stromerzeugende elektrische Maschine uud die Dampfmaschine, welche diese in Bewegung setzte, war ein White'sches registrirendes Dynamometer eingeschaltet, welches auf einen Papierstreifen fortwährend den Betrag der vom Generator aufgenommenen mechanischen Energie aufzeichnete. Die vom Receptor erzeugte mechanische Arbeit wurde mit Hilfe eines Prony'schen Zaumes gemessen. Die Constanz der Geschwindigkeiten beider Dynamomaschinen wurde durch Buss'sche Tachometer controlirt.

Bei den Versuchen wurde die Klemmenspannung an jeder Maschine, die Stärke des in der Leitung fliefsenden Stromes und die Stärke des zur Erregung des magnetischen Feldes dienenden Stromes durch sorgfältig geaichte Instrumente gemessen. Sowohl bei dem Generator als beim Receptor wurde nämlich der die Elektromagnete erregende Strom von je einer besonderen kleineren Maschine geliefert. Nachstehende Tabelle giebt von den Resultaten der Messungen bei 2 derartigen Versuchen Auskunft. Bei diesen wurde noch die ältere elektrische Maschine mit zwei Ringen von 780mm Dmr. und je 16,5 Ohm Widerstand als Generator benutzt.