Versuche mit elektrischem Betrieb auf schwedischen Staats-Eisenbahnen: Ausgeführt während der Jahre 1905/07 [Reprint 2019 ed.] 9783486737141, 9783486737127

Table of contents :
Vorwort zur deutschen Auflage
Inhaltsübersicht
Geschichtliche Übersicht
Das Kraftwerk
Die Fahrdrahtleitung
Die Rückleitung des Bahnstroms durch die Schienen und die Erde
Der Einfluß des Bahnstromsa uf Schwachstromleitungen
Das Rollmaterial
Der Energieverbrauch der Züge
Zusammenfassung und Schlüsse

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Versuche mit elektrischem Betrieb auf Schwedischen Staats-Cisenbahneri

VERSUCHE MIT ELEKTRISCHEM BETRIEB AUF SCHWEDISCHEH STAATS-EISENBAHNEN AUSGEFÜHRT WÄHREND DER JAHRE 1905/07 VON

ROBERT D A H L A N D E R I iIRF.KTOK OER STÄIII'. GAS- UM) KI.KKTR1Z1TÄTSWERKE IX STOCKHOLM KRCHER KCREA!' DIREKTOR l.KK SCHWEDISCHEN STAATS-EISENB AHNEN

AUTORISIERTE VERKÜRZTE ÜBERSETZUNG DES BERICH TES AN DIE KONIGL. GENEKALDIREKTION DER STAATSBAHNEN

MIT ZAHLREICHEN ABBILDUNGEN

MÜNCHEN UND BERLIN 1908 DRUCK U N D VERLAG V O N R. O L D E N B O U K G

Vorwort zur deutschen Auflage.

D

a

es

nunmehr

worden

ist,

durch daß

Entgegenkommen

des Verlegers

möglich

eine d e u t s c h e Auflage m e i n e s Berichtes

ge-

über

die

V e r s u c h e mit e l e k t r i s c h e m E i s e n b a h n b e t r i e b m i t t e l s E i n p h a s e n s t r o m e s ,

die

von der Generaldirektion der schwedischen Staatseisenbahnen Leitung ausgeführt worden sind, ich die H o f f n u n g a u s d r ü c k e n , haften Interesses,

das

eben

vor der Fachwelt erscheint,

daß

diesem

dieses Gebiete

Buch

der Technik jetzt

w o r d e n , u n d e s s i n d s ä m t l i c h e im s c h w e d i s c h e n abschreckend

groß

ausgeschlossen

und

Überredaktion

meinen verbindlichsten Dank Stockholm,

leb-

gewidmet

dieser Frage

eine

worden,

Original damit

vorgenommen vorkommenden

der

Umfang

nicht

werde.

H e r r P r o f e s s o r D r . RKICHEL Durchsicht

möchte des

wird.

Bei d e r d e u t s c h e n A u f l a g e s i n d w e s e n t l i c h e K ü r z u n g e n theoretischen Anlagen

so

in A n b e t r a c h t

w i r d , a l s ein w e n n a u c h g e r i n g e r B e i t r a g z u m S t u d i u m wohlwollende A u f n a h m e finden

unter meiner

im J u n i

hat

gütigst den deutschen

unterzogen,

wofür

ich

an

Text

dieser

einer Stelle

ausspreche. 1908.

Rob. Dahlander, Bureau-Direktor der Sehwedischen

Staatseisenbahnen.

Inhaltsübersicht. Seite

Geschichtliche

Ubersicht

1

Das

Kraftwerk

12

Die

Fahrdrahtleitung

22

Die Isolatoren

'

30

P r o b e n mit Glyzerinzement

35

Andere Isolatortypen

42

D o p p e l t e Isolation

44

Holzmaste

52

Betonmaste

55

Schutzvorrichtungen

58

Strombrecher

63

Erfahrungen

64

Die Riickleitung

des Bahnstroms

durch

die S c h i e n e n

und

die

.

.

75 77

D i e E i n w i r k u n g der S t r o m s t ä r k e

78

Erdströme

79

Spezielle Erdverbindung

der S c h i e n e n l e i t u n g mittels Erdplatten

Der Übergangswiderstand Phasenunterschied

zwischen S c h i e n e n und Erde

zwischen

Erd- und S c h i e n e n s t r ö m e n

Spaiinungsdifferenzen Der

Einfluß

Das

Rollmaterial

des

81 81 81 83

Die E i n w i r k u n g der P e r i o d e n z a h l Bahnstroms

auf

auf den S p a n n u n g s f a l l Schwachstromleitungen

84 92 102

Allgemeine Beschreibung

102

Die Stromabnehmer

113

Die Stromeinführung

119

B l i t z a b l e i t e r und Ü b e r s p a n n u n g s s c h u t z

120

Die Hochspannungskammer

121

Die Motoren

122

Die Periodenzahl

141

Die R e g e l u n g s s y s t e m e

142

Die Transformatoren

149

Die Beleuchtung

151

Die Wärmeleitung Versuche

153

mit e l e k t r i s c h e r

Heizung

154

Bremsvorrichtungen

155

Signalgebung

158

Das Sandstreuen Der

Erde

D e r Einfluß der W i t t e r u n g

Energieverbrauch

Zusammenfassung

und

158 der

Züge

159

Schlüsse

184

Geschichtliche

Übersicht.

N a c h d e m auf d e r G r u n d l a g e d e r F o r t s c h r i t t e d e r W e c h s e l s t r o m t e c h n i k durch Vorberechnungen die l a n g e n

Linien

gezeigt worden

der schwedischen

w ä r e , s o ist für S c h w e d e n bahnen

aktuell

wünschenswert

die F r a g e

geworden, erscheint,

da

die

es

war, daß e l e k t r i s c h e r B e t r i e b

Staatsbahnen

wirtschaftlich

des elektrischen B e t r i e b e s der E i s e n aus

verschiedenen

importierten

Steinkohlen

Gründen durch

d e r W a s s e r f ä l l e u n d d e r T o r f m o o r e für den E i s e n b a h n b e t r i e b Die g e e i g n e t s t e zur

A r t und W e i s e , auf d i e s e m

Aufstellung

genauer

darin

zu

bestehen,

erforderlichen

eigene Versuche

unter sachverständiger Leitung auszuführen. eigene

Erfahrung

zu

Kraft

ersetzen.

zur

zu s a m m e l n ,

elektrischem

die

Durcharbeitung schien

Eisenbahnbetrieb

Einsehend, daß nur hierdurch

Sachkenntnis

auf d i e s e m w e i t e n

Gebiet

z u g e w i n n e n w ä r e , s c h l u g die G e n e r a l d i r e k t i o n

der schwedischen

Staats-

bahnen

und g r ü n d l i c h e

und

Erfahrungen mit

sehr

die

neuen technischen Gebiet

Kostenberechnungen

der Einzelkonstruktionen

für

denkbar

in e i n e m

Versuche

Schreiben

vom

10. D e z e m b e r

in d e r N ä h e v o n S t o c k h o l m , n ä m l i c h Strecke und

Stockholm—Järfva,

dabei

der Regierung

zu n e h m e n .

Summe

von

von

Dem

425 000

s o w o h l die V ä r t a n b a h n

einer provisorischen

als a u c h

für

diesen

Dampfzentrale

Zweck

Es

mag

von

der

einem

Technik,

gewissen den

Interesse

der Verfasser

zu

zugestimmt.

sein,

sich

den

dieses

auf

seiner

E u r o p a und A m e r i k a d u r c h B e s i c h t i g u n g v o n A n l a g e n

bei

Reichstag,

zur Verfügung

s t e l l e n , w u r d e v o m R e i c h s t a g im J a h r e 1 9 0 4 o h n e D i s k u s s i o n Standpunkt

die

durchzuführen

A n t r a g e d e r R e g i e r u n g an d e n

Kronen

vor,

Bahnstrecken

mit e i n p h a s i g e m W e c h s e l s t r o m

die B e t r i e b s k r a f t

Tomteboda eine

1903

mit e l e k t r i s c h e m E i s e n b a h n b e t r i e b auf z w e i k u r z e n

damaligen Reise

in

und durch B e s u c h

der elektrotechnischen Gesellschaften kennen lernte, ins G e d ä c h t n i s zurückzurufen.

Die Notwendigkeit, hochgespannten

drahtleitung

direkt

zu

verwenden,

Ingenieure und G e s e l l s c h a f t e n Dali lau der

Eisenbahnbetrieb.

war

Wechselstrom

schon

lange

in d e r

erkannt.

meinten, daß der D r e h s t o m

FahrEinige

am besten 1

für

—

2

—

diesen Z w e c k g e e i g n e t wäre und verwiesen auf die Ausführungen der B u r g d o r f - T h u n - B a h n in der S c h w e i z ( 7 5 0 Volt 45 P e r i o d e n ) , die 107 km lange Veltlinbahn ( 3 0 0 0 Volt 15 P e r i o d e n ) und die S c h n e l l b a h n v e r s u c h e M a r i e n f e l d e - Z o s s e n ( 1 2 0 0 0 Volt 45 P e r i o d e n ) 1901 — 1903. Andere meinten die L ö s u n g in dem einphasigen W e c h s e l s t r o m zu f i n d e n , bei dem nur ein Fahrdraht benötigt und h ö h e r e S p a n n u n g als bei D r e h s t r o m a n g e w e n d e t wird. B e v o r die heute allgemein verwendeten E i n p h a s e n k o m m u t a t o r m o t o r e n eingeführt w u r d e n , die bereits im J a h r e 1891 von G ö r g e s ( S i e m e n s & Halske) auf der Frankfurter Ausstellung g e z e i g t wurden, die aber als praktisch v e r w e n d b a r e Motoren erst v o m J a h r e 1902 an bekannt g e w o r d e n sind (zuerst durch L a m m e , W e s t i n g h o u s e ) , b e g e g n e t e die V e r w e n d u n g von E i n p h a s e n s t r o m für E i s e n b a h n b e t r i e b g r o ß e n S c h w i e r i g keiten. D e r erste V e r s u c h dazu bestand im B a u von U m f o r m e r l o k o m o t i v e n (Ward, L e o n a r d , H a b e r , Arnold) und zeitigte komplizierte E i n r i c h t u n g e n . S o d a n n wurde diese A n o r d n u n g durch das E r s c h e i n e n des dem G l e i c h s t r o m s e r i e n m o t o r ähnlichen W e c h s e l s t r o m k o m m u t a t o r m o t o r s der W e s t i n g h o u s e - G e s e l l s c h a f t in den S c h a t t e n gestellt. D e r s e l b e war ein S e r i e n m o t o r mit lamelliertem Eisen im S t a t o r und mit einer b e s o n d e r e n K o m p e n s a t i o n s w i c k e l u n g g e g e n die A n k e r r ü c k w i r k u n g . Um das Funken zu verhindern, war er mit b e s o n d e r e n V e r b i n d u n g s d r ä h t e n von g r o ß e m Widerstand zwischen der A n k e r w i c k e l u n g und den K o m m u t a t o r l a m e l l e n versehen. D a die S c h w i e r i g k e i t e n , eine tadellose K o m m u t i e r u n g , i n s b e s o n d e r e bei Anlauf, zu erhalten, wie bei allen Motorarten b e d e u t e n d mit d e r P e r i o d e n zahl w a c h s e n , so war dieser Motortypus anfangs für eine F r e q u e n z von nur 1 6 % P e r i o d e n gebaut. U m keine zu g r o ß e D r e h z a h l zu erhalten, b e k o m m t der Motor eine g r ö ß e r e Polzahl, s e c h s bis acht oder mehr, und um schädliche F u n k e n b i l d u n g zu v e r m e i d e n , wird für den A n k e r S t a b wickelung und eine m ö g l i c h s t g r o ß e Anzahl K o m m u t a t o r l a m e l l e n verlangt. D a h e r wird der A n k e r , wie auch bei den später e r s c h i e n e n e n anderen Motorarten, m e i s t e n s für niedrige S p a n n u n g e n g e b a u t werden m ü s s e n , in der R e g e l nicht m e h r als 3 0 0 Volt. D a s A n l a s s e n und die G e s c h w i n d i g k e i t s r e g e l u n g wurden bei dem Motor sehr einfach ausgeführt o h n e unnötigen Energieverlust durch Z u f ü h r u n g v e r s c h i e d e n e r S p a n n u n g e n von e i n e m T r a n s f o r m a t o r (bei den ersten Konstruktionen der W e s t i n g h o u s e - G e s e l l schaft von einem Induktionsregler). D i e Firma, w e l c h e nach der W e s t i n g h o u s e - G e s e l l s c h a f t mit einem g a n z e n S y s t e m an die Öffentlichkeit t r a t , war die U n i o n - E l e k t r i z i t ä t s Gesellschaft in B e r l i n . Die E i n p h a s e n m o t o r e n derselben waren auf g e wisse Erfindungen der Herren Winter und Dr. E i c h b e r g g e g r ü n d e t , von welchen der letztere die weitere A u s a r b e i t u n g und die V e r v o l l k o m m n u n g des S y s t e m s geleitet hat. D i e s e r M o t o r , der „ k o m p e n s i e r t e R e p u l s i o n s -

motor",

besitzt

Serienmotors,

hauptsächlich

hat

aber

und dem Anker.

als d e r A n k e r ,

werden

muß. eine

verschiebung

3

—

die

charakteristischen

Eigenschaften

leitende V e r b i n d u n g zwischen

welcher

gewisse

ebenfalls

Regelung

mit

Niederspannung

der Geschwindigkeit

des Stator

gebaut

betrieben

und der

Phasen-

zu erzielen, gibt es bei d i e s e m Motortypus, a u ß e r den K u r z -

schlußbürsten

eine

zweite G r u p p e von

Kommutatorbürsten,

welche

Rotor Wechselstrom

von veränderlicher S p a n n u n g von einem

Serientransformator

zuführen.

hinsichtlich

dem

D a h e r k a n n d e r S t a t o r für h ö h e r e S p a n n u n g e n

werden

Um

keine

—

Frequenz

genau

Dieser so

Motor

ungünstig

verhält

wie

alle

sich

dem

besonderen beim

anderen

Anlauf

Motorarten,

für den Lauf e t w a s g ü n s t i g e r u n d k a n n d e m V e r n e h m e n n a c h ä u ß e r s t e n f a l l s a u c h für h ö h e r e F r e q u e n z e n

von 40 bis 50 P e r i o d e n geb a ut werden.

Die

S c h w i e r i g k e i t e n w a c h s e n a b e r h i e r a u c h mit d e r F r e q u e n z , u n d d e r W e r t 2 5 m a g w o h l für d i e s e n M o t o r t y p u s d e r v o r t e i l h a f t e s t e s e i n .

D a die K o m m u -

t i e r u n g bei S y n c h r o n i s m u s a m v o r t e i l h a f t e s t e n ist, b e k o m m t d e r M o t o r e i n e niedrigere Polzahl als der S e r i e n m o t o r , in d e r R e g e l v e r w e n d e t . bahnenverwaltung

Dank

bekam

Pole

werden ihr

S y s t e m auf die 4 k m l a n g e S t r e c k e N i e d e r - S c h ö n e w e i d e — S p i n d l e r s f e l d

bei

praktisch

Kurze Zeit nach auch

andere

gearbeitet. Werke

Firmen Unter

in B e r l i n ,

Union - Gesellschaft zu

und U n i o n - G e s e l l s c h a f t e n

später Einphasenmotoren mögen

in

Maschinenfabrik

Electric-Company

versuchen.

den W e s t i n g h o u s e -

diesen

die

Staats-

Gelegenheit,

Berlin vorübergehend

die

und vier oder sechs

der Unterstützung der preußischen

für

e r s t e r L i n i e die Staaten genannt

eines

Systems

für

die V e r s u c h e

mit

dagegen

Daher

war

stromsystem

war

das

zunächst nötig.

Einphasensystem

ein V e r g l e i c h

und

W a s zuerst das K r a f t w e r k ein D r e h s t r o m g e n e r a t o r Der

Unterschied keinen

anordnungen billiger.

beträgt

leichter rund

Unterschied

werden

Im g a n z e n

in

so

ist

bei

Hinsichtlich den

beiden

gesehen,

sind

die V o r t e i l e

Kraft-

umfassen.

derselben

Leistung

Einphasengenerator. der

Transformatoren

Systemen;

a b e r bei d e m E i n p h a s e n s y s t e m

Dreh-

sowohl beim

den M o t o r a n o r d n u n g e n

betrifft,

2 0 °/ 0 .

Versuchsstadium.

E i n p h a s e n - und

u n d b i l l i g e r a l s ein

zwischen

Eisenbahn-

Drehstrombahnen

dem

dem

Ein s o l c h e r m u ß die V e r h ä l t n i s s e

w e r k als a u c h b e i d e n L e i t u n g e n

gibt es

noch

zwischen

Staatsbahnen

elektrischem

b e t r i e b treffen w o l l t e , l a g e n w o h l E r f a h r u n g e n b e z ü g l i c h vor,

General-

werden.

Z u d e r Z e i t , a l s die G e n e r a l d i r e k t i o n d e r s c h w e d i s c h e n die W a h l

aus-

Siemens-Schuckert-

O e r l i k o n in d e r S c h w e i z u n d

in den V e r e i n i g t e n

haben

Eisenbahnbetrieb

die

Schalt-

etwas einfacher

etwas

auf

der Seite

und des

Drehstromsystems. Bezüglich

der

Leitungen

und d e r e i n e h ö h e r e S p a n n u n g

hat

man

zwischen

der

Fahrdrahtleitung

f ü h r e n d e n S p e i s e l e i t u n g zu

unterscheiden. 1*

—

Die

Fahrdrahtleitung

für

bedeutend

Anordnungen

heruntergebracht

Betriebe höhere Fahrdrahtleitungen

Daß

bei

Zossen

keinen

großen

Bei

an

Drehstrom

Weichen

höhere

dadurch

die K o s t e n

per

hat m a n zwischen

herrscht

zwischeneinander

auf

der

liegenden

haben

Drehstrombahn

Leitungen

für den

und

R a u m e s in T u n n e l s , b e i B r ü c k e n ,

der V e r s u c h s a n o r d n u n g

als

Kilo-

Fahrdrahtleitung

weil die v o l l e S p a n n u n g

Abstand

b e i drei ü b e r e i n a n d e r

wesentlich

als 3 0 0 0 V o l t in d e r

insbesondere

selben, infolge des beschränkten höfen u s w . ,

für

und s o w o h l

können

werden.

Spannung

b i s h e r n i c h t zu b e n ü t z e n g e w a g t , beiden

kann

als für D r e h s t r o m ,

auch infolge der einfacheren meter

—

Einphasenstrom

Spannung ausgeführt werden

reguläre

4

dieBahn-

können.

Marienfelde—

e i n e S p a n n u n g in

der

F a h r d r a h t l e i t u n g v o n 10 0 0 0 — 1 4 0 0 0 V o l t b e n u t z t w u r d e , ist als A u s n a h m e anzusehen,

die im a l l g e m e i n e n

s t r o m a l s o mit g e w ö h n l i c h e n

nicht v e r w e n d b a r

bis 3 0 0 0 V o l t g e h e n k a n n , ist m a n mit

6000,

Dreh-

aber bei E i n p h a s e n s t r o m

betreiben. Einphasen-

die

möglicherweise

Abstände

zwischen

auch

den

20 000 Volt

als

unverhindert, zu

wird

oder

D a m a n bei

Selbst eine so v e r h ä l t n i s m ä ß i g niedrige S p a n n u n g wie 6 0 0 0 Volt strom

10000

ist.

V e r h ä l t n i s s e n j e d e n f a l l s n i c h t viel h ö h e r

Transformatorstationen

größer

gestalten und b z w . b e d e u t e n d kleineres K u p f e r g e w i c h t und kleinere A n l a g e k o s t e n n o t w e n d i g m a c h e n , wie 3 0 0 0 V o l t D r e h s t r o m , g l e i c h e Verluste

vorausgesetzt.

phasenstrom leichtere

eine

Spannung sollte.

ein

Wenn

fordert

kleinere Anzahl

Anordnung

Speiseleitungen

Ferner

der

Isolatoren

Masten.

In

um man

3 3 °/0 g r ö ß e r e s

sowohl

bei

aber von

Bezug

d e r in d i e s e m

Spannung

bei

gleichen

Einphasen-

als

t u n g e n bei E i n p h a s e n s t r o m

drei

die

verwendet

als D r e h s t r o m

Man k a n n a l s o b e h a u p t e n , und

als d a s

Speiseleitungen

einem

einerseits

fordern

bei D r e h s t r o m .

der

dasselbe

Die

Kupfergewicht

geringere

m a c h t , d a ß die K o s t e n

Anzahl

Also

Lei-

d e r I s o l a t o r e n und

der

D a z u k o m m t , d a ß die B e t r i e b s -

und Isolatoren unzweifelhaft g r ö ß e r

werden.

aus-

Systeme

wird

das

wird,

Einphasensystem

be-

Drehstromsystem.

daß das E i n p h a s e n s y s t e m hinsichtlich der Fahrentschieden

und

bedeutend

vorteilhafter

ist

Drehstromsystem.

Gehen bei

dieselbe

in b e i d e n F ä l l e n r e c h n e t ,

genau

z ü g l i c h d e r S p e i s e l e i t u n g ein w e n i g v o r t e i l h a f t e r a l s d a s draht-

Einauch

Hochspannungs-

den Leitungen

Nullpunkt

Verhältnissen

s i c h e r h e i t mit n u r z w e i D r ä h t e n wenn

auf

für also

Fall r i c h t i g e n A n n a h m e

zwischen

M o n t a g e k l e i n e r a l s bei D r e h s t r o m w e r d e n . als

und Tragdrähte,

Kupfergewicht

u n d i h r e m mit d e r E r d e v e r b u n d e n e n man

prozentuelle

Fahrdrahtleitung

wird s e h r oft b e h a u p t e t , d a ß E i n p h a s e n s t r o m für

g e h t u n d mit d e r s e l b e n bekommt

eine

wir jetzt Vergleich

den

zu

den

zwischen

Motorenanordnungen den

Kommutatormotor,

Einphasenanderseits

und den

über,

so

haben

wir

Drehstromsystemen Induktionsmotor

s e t z e n , z w e i M o t o r t y p e n mit g r u n d w e s e n t l i c h v e r s c h i e d e n e n

zu

Eigenschaften.

—

Den

Kommutatormotor

angeführt w e r d e n : schaft

der

Außerdem bis z u m

betreffend

wenn

die B e l a s t u n g

kann eine g e w ü n s c h t e R e g e l u n g

Motor

Strom

ohne Verlust

verschiedener

Hinsichtlich oder

mehrere

schwindigkeitskurve

mit

insofern,

erhalten

Spannungen

Motoren

können

Vorteile

als

und

von

Ge-

umgekehrt.

werden,

einem

Eigen-

die

der Geschwindigkeit

dadurch

ungefähr

folgende

b e s i t z t er die

abnimmt,

Geschwindigkeitsregelung

m o t o r den D a m p f l o k o m o t i v e n Zwei

mögen

Geschwindigkeitsregelung

zunimmt,

Maximalwert

zuführt.

—

Wie der G l e i c h s t r o m s e r i e n m o t o r

selbsttätigen

schwindigkeit

dem

5

von

Null

daß

man

Transformator

ist a l s o d e r K o m m u t a t o r -

gleichgestellt. ungefähr

ohne Schwierigkeit

übereinstimmender

Ge-

in p a r a l l e l g e t r i e b e n

wer-

d e n , w o b e i s i e die B e l a s t u n g im V e r h ä l t n i s d e r L e i s t u n g t e i l e n , für w e l c h e jeder Motor konstruiert Ein schaft,

ist.

Kommutatormotor

die in d e r Z u k u n f t

Akkumulatoren

eine

arbeitet

auch

höhere

mit

Gleichstrom,

von Nutzen werden

vielleicht

Entwicklung

erreicht

eine

Eigen-

kann, wenn

haben.

Man

die

könnte

d a n n auf d e r L o k o m o t i v e e i n e k l e i n e B a t t e r i e m i t n e h m e n , die bei T a l f a h r t von d e n M o t o r e n g e l a d e n w ü r d e

u n d w e l c h e bei e i n e m e v e n t u e l l e n D e f e k t

der L e i t u n g den Z u g bis zu der n ä c h s t e n Gegen

die K o m m u t a t o r m o t o r e n

Der Kommutator

mit s e i n e n

Station ziehen

sprechen

Bürsten

folgende

könnte. Umstände:

ist o h n e Z w e i f e l ein

mäßig empfindlicher Teil, der Aufsicht und Instandhaltung Zwar wechselt Verhältnis

das D r e h m o m e n t

zwischen

den

der T r ä g h e i t der Massen Der Umstand,

mittleren

mit

den S t r o m w e c h s e l n ,

und m a x i m a l e n

usw. o h n e praktische

d a ß n u r ein T e i l

verhältnis-

fordert.

Momenten

aber ist

das

wegen

Bedeutung.

von d e m A n k e r u m f a n g d e s M o t o r s an

der E r z e u g u n g d e s D r e h m o m e n t e s t e i l n i m m t , s o w i e a u c h die N o t w e n d i g k e i t von

Kommutatoren,

verursacht,

t e u e r e r als ein D r e h s t r o m m o t o r

daß

ein

Einphasenmotor

derselben

Leistung

Aus dem G e s a g t e n g e h e n schon folgende V o r t e i l e motors

hervor:

Eine

einfache

und,

schwerer

und

wird.

der Abwesenheit

des

Drehstrom-

des

Kommutators

zufolge, wenig empfindliche Konstruktion, verhältnismäßig kleines Gewicht und niedrige K o s t e n . stromlokomotive

bei

Z ü g e in d e m s e l b e n

Dazu kommt der

Talfahrt

Speisebezirk

noch

Energie

der Umstand, abgeben

daß eine

kann,

Dreh-

wenn

andere

auf d e r B e r g f a h r t b e g r i f f e n s i n d .

Dieser

U m s t a n d k a n n b e i B e r g b a h n e n v o n g r o ß e r B e d e u t u n g s e i n , a b e r bei

den

Steigungen,

die

vor-

kommen,

der Wert

ist

auf

den

davon

komplizierte Anordnungen Eigenschaft

schwedischen nicht

können

Eisenbahnen

bedeutend.

in

Durch

der ein

die K o m m u t a t o r m o t o r e n

Regel wenig

auch

mehr

dieselbe

bekommen.

Die U n a n n e h m l i c h k e i t e n

des D r e h s t r o m m o t o r s sind die f o l g e n d e n :

D e r M o t o r ist s e i n e r N a t u r n a c h ein M o t o r mit k o n s t a n t e r

Geschwindigkeit.

—

6

—

Um u n t e r g e w ö h n l i c h e n V e r h ä l t n i s s e n n i e d r i g e r e G e s c h w i n d i g k e i t als die n o r m a l e zu e r h a l t e n , m u ß eine E i n s c h a l t u n g v o n W i d e r s t ä n d e n b e n ü t z t w e r d e n , w a s g l e i c h e r m a ß e n den W i r k u n g s g r a d h e r a b d r ü c k t . D u r c h die A u s f ü h r u n g von K a s k a d e n - o d e r P o l u m s c h a l t u n g k ö n n e n z w e i , drei o d e r h ö c h s t e n s vier G e s c h w i n d i g k e i t e n b e k o m m e n w e r d e n ; a b e r je weiter m a n in d i e s e r H i n s i c h t g e h t , d e s t o m e h r verliert d e r D r e h s t r o m m o t o r s e i n e Ü b e r l e g e n h e i t b e z ü g l i c h d e r E i n f a c h h e i t , Leichtheit u n d Billigkeit. W e n n zwei o d e r m e h r e r e M o t o r e n d e r s e l b e n K o n s t r u k t i o n je eine T r i e b r a d a c h s e e i n e r L o k o m o t i v e t r e i b e n , u n d die R ä d e r d i e s e r A c h s e n w e g e n u n g l e i c h m ä ß i g e r A b n u t z u n g einen e t w a s v e r s c h i e d e n e n D u r c h m e s s e r h a b e n , m u ß der Motor, w e l c h e r die g r ö ß e r e n R ä d e r treibt sich mit niedrig e r e r T o u r e n z a h l d r e h e n — also mit g r ö ß e r e r S c h l ü p f u n g u n d B e l a s t u n g — als d e r Motor, w e l c h e r die kleineren R ä d e r treibt. D i e s e r U n t e r s c h i e d kann so g r o ß sein, d a ß d e r e r s t e M o t o r nicht n u r die g a n z e Last, s o n d e r n a u c h den a n d e r e n Motor als G e n e r a t o r z i e h e n m u ß . Für M o t o r e n e i n e r u n d d e r s e l b e n L o k o m o t i v e k a n n d e r F e h l e r d a d u r c h ü b e r w u n d e n w e r d e n , d a ß m a n die A c h s e n mittels K u p p e l s t a n g e n vereinigt, so d a ß sie z w a n g l ä u f i g d i e s e l b e D r e h z a h l e r h a l t e n . W e n n z w e i D r e h s t r o m l o k o m o t i v e n z u s a m m e n g e k u p p e l t w e r d e n m ü s s e n , u m einen Z u g zu treiben, hat m a n die S c h w i e r i g k e i t e n d a d u r c h ü b e r w u n d e n , d a ß m a n extra einen W i d e r s t a n d in die R o t o r w i c k e l u n g d e s M o t o r s einschaltet, w a s d e n W i r k u n g s g r a d in b e d e u t e n d e m M a ß e v e r s c h l e c h t e r t . D a s g r ö ß t e D r e h m o m e n t , d a s ein D r e h s t r o m m o t o r a b g e b e n k a n n , wird mit der S p a n n u n g q u a d r a t i s c h v e r k l e i n e r t . Bei d e n a u s g e f ü h r t e n D r e h s t r o m b a h n e n sind die Motoren f ü r die S p a n n u n g d e r F a h r d r a h t l e i t u n g g e w i c k e l t u n d wird also kein T r a n s f o r m a t o r auf d e r L o k o m o t i v e g e b r a u c h t , w a s ja vorteilhaft sein k a n n , da die F a h r d r a h t s p a n n u n g — a u s s c h o n e r w ä h n t e n G r ü n d e n — nicht s e h r h o c h g e w ä h l t w e r d e n k a n n . Infolge d e s a b n e h m e n d e n D r e h m o m e n t e s k a n n m a n bei s o l c h e n D r e h s t r o m b a h n e n so g r o ß e n p r o z e n t u e l l e n S p a n n u n g s v e r l u s t nicht g e s t a t t e n wie bei E i n p h a s e n b a h n e n , bei w e l c h e n m a n , w e g e n d e r h ö h e r e n L e i t u n g s s p a n n u n g , s o w i e s o T r a n s f o r m a t o r e n auf d e n L o k o m o t i v e n v e r w e n d e t u n d also i m s t a n d e i s t , j e d e s m a l d e n M o t o r e n die v o r t e i l h a f t e s t e S p a n n u n g z u zuführen. H i e r a u s g e h t h e r v o r , d a ß es b e z ü g l i c h d e r M o t o r a n o r d n u n g e n V o r teile u n d N a c h t e i l e auf b e i d e n Seiten gibt. Für d a s K r a f t w e r k ist d a s D r e h s t r o m s y s t e m b e s s e r , w o g e g e n d a s E i n p h a s e n s y s t e m hinsichtlich d e r L e i t u n g e n s e h r b e d e u t e n d e Vorteile bietet. U m alle Vorteile u n d N a c h t e i l e g e g e n e i n a n d e r a u f z u w ä g e n , m u ß auf i r g e n d e i n e r Weise ihr W e r t g e s c h ä t z t werden. W e n n m a n , u m einen A n h a l t s p u n k t zu b e k o m m e n , auf d e m ganzen schwedischen Staatsbahnennetz schätzungsweise rechnet, wird man

—

finden,

daf3

das Leitungsnetz

7

—

für D r e h s t r o m

bei

einer S p a n n u n g

in

der

F a h r d r a h t l e i t u n g von 3 0 0 0 V o l t n a c h a u s g e f ü h r t e n B e r e c h n u n g e n w e n i g s t e n s 5 5 Mill. K r o n e n

m e h r k o s t e t als für E i n p h a s e n s t r o m

Kostenunterschied stromsystems geschätzt

dürfte d a g e g e n

werden

5 0 0 0 Volt beim

mit

für K r a f t w e r k e u n d L o k o m o t i v e n Könnte

Drehstromsystem

Der Unterschied

man

eine

so

hohe

verwenden, was doch

Dreh-

der Anlagekosten

Spannung

natürlich

bei D r e h s t r o m

wesentlich gegen

überschreiten.

scheint

die

hervorzugehen,

daß,

wenn

nur

wie

unwahrscheinlich

p h a s e n s t r o m wird j e d e n f a l l s d o c h 2 5 Mill. K r o n e n deutlich

Der

des

auf n i c h t m e h r a l s h ö c h s t e n s 15 Mill. K r o n e n

können.

e r s c h e i n t , w ü r d e d e r K o s t e n u n t e r s c h i e d für L e i t u n g e n verringert.

15 0 0 0 V o l t .

zugunsten

Ein-

Hieraus

Unannehmlichkeiten

d e r E i n p h a s e n m o t o r e n nicht derart sind, daß die B e t r i e b s s i c h e r h e i t dadurch g e f ä h r d e t wird o d e r die U n t e r h a l t u n g s k o s t e n bei D r e h s t r o m ,

der V o r z u g wegen

kosten unbestritten Trotzdem, Anfang

ihrer

dem

daß

Einphasensystem

die

höher werden

niedrigeren

zuerkannt werden

Einphasenkommutatormotoren

Entwicklung

ihrer Konstruktion

wesentlich

der so b e d e u t e n d

standen

rechnen

und

konnte,

man

muß.

Ende

sicher

auf

doch,

infolge

schien es

als

Anlage1903

im

Verbesserungen der

vorteil-

h a f t e n R e s u l t a t e , w e l c h e die V e r s u c h e in A m e r i k a u n d D e u t s c h l a n d g e z e i g t hatten,

schon

damals

mehr

als w a h r s c h e i n l i c h ,

daß die Nachteile

dieser

M o t o r e n , auf w e l c h e die für d a s D r e h s t r o m s y s t e m b e s o n d e r s i n t e r e s s i e r t e n Firmen nicht

n a t ü r l i c h nicht v e r s ä u m t e n , g e h ö r i g d i e A u f m e r k s a m k e i t z u l e n k e n ,

derart

dadurch

waren,

wesentliche

daß

die

Betriebssicherheit

Einwirkung erfuhren.

schien er nicht n e n n e n s w e r t g r ö ß e r e der Gleichstrommotoren betrieb eignen. verursachen

Das

zu bieten,

größere

und

die

Schwierigkeiten

w e l c h e s i c h d o c h s e h r g u t für

Gewicht

betrifft,

als d e r K o m m u t a t o r

und d e r n i e d r i g e r e

g e w i ß einen g r ö ß e r e n E n e r g i e v e r b r a u c h .

die m a x i m a l e

Betriebskosten

W a s den K o m m u t a t o r

Bahn-

Wirkungsgrad

Anderseits

ist a b e r

L e i s t u n g , die für ein g e w i s s e s G e w i c h t d e s Z u g e s u n d e i n e

g e w i s s e m i t t l e r e G e s c h w i n d i g k e i t e r f o r d e r l i c h ist, b e i E i n p h a s e n s t r o m n i c h t unbedeutend lung.

k l e i n e r a l s bei D r e h s t r o m

Sucht man

motoren

mittels K a s k a d e n -

einigermaßen

wegen

der

Geschwindigkeitsrege-

oder Polumschaltung

entsprechende

Vorteile

zu

bei

erreichen,

Drehstromso

verliert

m a n g r ö ß t e n t e i l s o d e r g a n z die s c h o n e r w ä h n t e n V o r t e i l e v o n n i e d r i g e r e m Gewicht und h ö h e r e m W i r k u n g s g r a d .

Es schien

a l s o für d a s D r e h s t r o m -

s y s t e m kein Vorteil von g r ö ß e r e r B e d e u t u n g g e g e n vorhanden

zu

das

Einphasensystem

sein.

Infolge dieser S c h l ü s s e , zu welchen der V e r f a s s e r durch S t u d i u m ausgeführter Anlagen

und V e r s u c h e

mit b e i d e n

Systemen

und

annähernden

B e r e c h n u n g e n b e z ü g l i c h i h r e r A n w e n d u n g auf d e n V e r h ä l t n i s s e n d e r s c h w e dischen die

Staatsbahnen

Versuche

mit

gekommen

elektrischem

war,

gewann

er die Ü b e r z e u g u n g ,

Eisenbahnbetrieb

auf

den

daß

schwedischen

—

8

—

S t a a t s b a h n e n nur das E i n p h a s e n s y s t e m umfassen sollten, und daß der D r e h s t r o m nur für den Fall in F r a g e k o m m e n könnte, daß die V e r s u c h e zeigten, daß die Nachteile der E i n p h a s e n m o t o r e n weit e r n s t e r e r Natur wären, als man zu vermuten Anlaß hatte. Die Generaldirektion der s c h w e d i s c h e n S t a a t s b a h n e n teilte diese A n sicht, und der Plan für die Ausführung der V e r s u c h e wurde in folgender W e i s e aufgestellt: Die E n e r g i e sollte von einem p r o v i s o r i s c h e n Kraftwerk bei T o m t e b o d a geschaffen

werden,

und

die V e r s u c h e

F i g . 1.

sollten

teils

auf der V ä r t a n b a h n ,

P l a n k a r t e der V e r s u c h s s t r e c k e n .

teils auf der S t r e c k e S t o c k h o l m — J ä r f v a ( F i g . 1) betrieben w e r d e n . In dem ersten Ausbau würde der V e r s u c h s b e t r i e b z w i s c h e n Värtan und Albano, bzw. Norrtull, stattfinden, auf welcher S t r e c k e die Verhältnisse für ein ung e s t ö r t e s E x p e r i m e n t i e r e n b e s o n d e r s vorteilhaft sind. D e r n ä c h s t e Schritt sollte sein, das elektrische Rollmaterial im r e g e l m ä ß i g e n B e t r i e b z w i s c h e n S t o c k h o l m und Järfva in dem Maße zu probieren, wozu die V e r s u c h s r e s u l tate berechtigten und die Arbeiten mit der damals stattfindenden E r w e i t e r u n g des S t o c k h o l m e r H a u p t b a h n h o f s dies g e s t a t t e t e n . In dem p r o v i s o r i s c h e n Kraftwerk bei T o m t e b o d a sollte einphasiger W e c h s e l s t r o m mit zwischen g e w i s s e n G r e n z e n v e r ä n d e r l i c h e r S p a n n u n g und F r e q u e n z e r z e u g t w e r d e n .

—

9

—

F ü r die V e r s u c h e s o l l t e n e r f o r d e r l i c h e e l e k t r i s c h e L o k o m o t i v e n u n d M o t o r wagen dem

angeschafft

Maße

und

allmählich

ausgerüstet

ausgeführt

ersten Versuchen berechtigten. Versuchsbahn versehen

mit

in

die e r f o r d e r l i c h e n

Leitungen von

in den

Eventuell sollten v e r s c h i e d e n e S t r e c k e n der

verschiedener Weise angeordneter

werden, um vergleichende

Nachdem

und

w e r d e n , w i e die E r f a h r u n g e n

E r f a h r u n g zu

Fahrdrahtleitung

gewinnen.

die R e g i e r u n g d i e s e n P l a n g u t g e h e i ß e n

und der R e i c h s t a g

die n ö t i g e n Mittel b e w i l l i g t h a t t e , e r t e i l t e die R e g i e r u n g , auf V e r l a n g e n d e r Generaldirektion der Staatsbahnen, Befreiung von gewissen geltenden S i c h e r heitsvorschriften

für e l e k t r i s c h e

ständige P e r s o n e n : E. C. Ericson Versuchen der

an

und beauftragte zwei

Starkstrominspektor

und den T e l e g r a p h e n i n g e n i e u r

teilzunehmen.

Generaldirektion

technik

Leitungen

den s t a a t l i c h e n

der

der

Herr

Telegraphendirektor D i e s e vier H e r r e n

E. und

J.

A.

Billing

Herren

Lindström,

Hochschule an

der

sachverIngenieur

H e r r n D r . H . P l e i j e l , an

A u ß e r diesen zwei

Technischen

Herrn

zu

haben

Professor

der

Stockholm,

und

Versuchsarbeit

der Verfasser haben z u s a m m e n

im

den

Auftrage Elektroder

Herr

teilgenommen.

eine

Kommission

gebildet. A l s B e t r i e b s i n g e n i e u r für die V e r s u c h e w u r d e d e r H e r r J . ü f v e r h o l m angestellt, wickelt

der

in

dieser Stellung

eine

sehr verdienstvolle

Tätigkeit

ent-

hat.

Die wichtigsten

Teile der Versuchsanlage

nung von der Generaldirektion Von

„Aktiebolaget

w u r d e n in f o l g e n d e r O r d -

bestellt:

de Lavais A n g t u r b i n " , S t o c k h o l m ,

2 Dampf-

turbinen zu 2 7 0 P S ; Von

„Allmänna

Svenska

2 Wechselstromgeneratoren

Elektriska

zu j e 2 7 0 P S

Aktiebolaget", mit

Västeräs,

Transformatoren;

V o n den „ S i e m e n s - S c h u c k e r t - W e r k e n " , Berlin, 1 elektrische L o k o m o t i v e mit 3 M o t o r e n z u Von trische als

der

„Allgemeinen

Ausrüstung

Elektrizitäts-Gesellschaft",

vier D r e h g e s t e l l w a g e n ,

von

Berlin,

elek-

welchen

zwei

Motorwagen; Von

„The

British

1 elektrische Von

E l e c t r i c & Mfg. C o . " ,

mit z w e i M o t o r e n

zu

der

London,

150 P S ; Västeräs,

Leitungen Tomteboda—Värtan, Tomteboda—Järfva

Montage Von

Westinghouse

Lokomotive

„Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget",

elektrischen die

für

100 P S ;

der

Leitung T o m t e b o d a — S t o c k h o l m

„Maschinenfabrik

letztgenannten

Oerlikon", Zürich,

die und

Zentralbahnhof. das Material

zur

Leitung.

V o n den „ S i e m e n s - S c h u c k e r t - W e r k e n " funkenregistrierende M e ß instrumente.

—

10

Die e r s t e P r o b e mit den M a s c h i n e n w u r d e a m 6. März 1905 a u s g e f ü h r t . W ä h r e n d d e r M o n a t e März, April u n d Mai w u r d e n die e r s t e n P r o b e n mit d e r K r a f t l e i t u n g u n d mit d e r F a h r d r a h t l e i t u n g z w i s c h e n T o m t e b o d a u n d Värtan g e m a c h t . D a b e i w u r d e n a u c h die e r s t e n U n t e r s u c h u n g e n auf F e r n s p r e c h e r - u n d T e l e g r a p h e n s t ö r u n g e n a n g e s t e l l t . Die z w e i a c h s i g e L o k o m o t i v e v o n der W e s t i n g h o u s e - G e s e l l s c h a f t w u r d e z u m e r s t e n m a l g e p r o b t , die M o t o r w a g e n d e r A. E. G. E n d e S e p t e m b e r u n d die d r e i a c h s i g e L o k o m o t i v e von den S i e m e n s - S c h u c k e r t - W e r k e n am 3. O k t o b e r . Die S t e u e r v o r r i c h t u n g e n der W e s t i n g h o u s e - L o k o m o t i v e w u r d e n anf a n g s 1906 in d e r Weise g e ä n d e r t , d a ß d e r I n d u k t i o n s r e g l e r g e g e n ein S y s t e m von H ü p f s c h a l t e r n v e r t a u s c h t w u r d e , w e l c h e S t r o m v e r s c h i e d e n e r S p a n n u n g von den A u s f ü h r u n g e n d e s T r a n s f o r m a t o r s e i n s c h a l t e t e n . Das n e u e Material w u r d e k o s t e n f r e i von der G e s e l l s c h a f t geliefert, a b e r d e r A u s t a u s c h w u r d e von d e m P e r s o n a l d e r V e r s u c h s a n l a g e an der E i s e n b a h n w e r k s t a t t in T o m t e b o d a g e m a c h t . Von d e n S i e m e n s - S c h u c k e r t - W e r k e n w u r d e n Mitte 1906 auf der v o n d i e s e r F i r m a g e l i e f e r t e n L o k o m o t i v e Verbesserungsarbeiten der Stromabnehmer ausgeführt und der Funkenlöscher Neue g e g e n einen s o l c h e n von b e s s e r e r K o n s t r u k t i o n a u s g e w e c h s e l t . M o t o r e n von d e r A l l g e m e i n e n E l e k t r i z i t ä t s - G e s e l l s c h a f t w u r d e n Mitte 1906 e i n g e b a u t , w o b e i einige a n d e r e wichtige Ä n d e r u n g e n der g e l i e f e r t e n M o t o r w a g e n a u s r ü s t u n g e n auch g e m a c h t wurden. N a c h d e m die L e i t u n g an d e m H a u p t b a h n h o f f e r t i g w a r , w e l c h e Arbeit d u r c h die E r w e i t e r u n g s a r b e i t e n d e s B a h n h o f e s v e r s p ä t e t w u r d e , u n d die g a n z e S t r e c k e e i n g e h e n d g e p r ü f t u n d b e s i c h t i g t w o r d e n war, w u r d e mit e l e k t r i s c h e m B e t r i e b einiger P e r s o n e n z ü g e z w i s c h e n S t o c k h o l m u n d J ä r f v a am 23. F e b r u a r 1907 a n g e f a n g e n . H i e r f ü r w u r d e n zwei Z ü g e b e n ü t z t , d e r eine a u s d e m s c h o n e r w ä h n t e n M o t o r w a g e n z u g b e s t e h e n d u n d d e r a n d e r e a u s s i e b e n z w e i a c h s i g e n W a g e n , die von d e r W e s t i n g h o u s e l o k o m o t i v e g e zogen w u r d e n . Diese elektrischen P e r s o n e n z ü g e fuhren ohne Betriebss t ö r u n g e n bis z u m 29. Juni. D a ß sie seit dieser Zeit eingestellt s i n d , h ä n g t s o w o h l von d e r N o t w e n d i g k e i t ab, a n d e r e w i c h t i g e V e r s u c h e a u s z u f ü h r e n , als a u c h von d e m W u n s c h e , eine g r ö ß e r e W e g s t r e c k e p r o T a g z u r ü c k z u l e g e n , als d e r v e r w e n d e t e F a h r p l a n d e r J ä r f v a b a h n g e s t a t t e t . Die s p ä t e r e n V e r s u c h e h a b e n h a u p t s ä c h l i c h auf der V ä r t a n b a h n s t a t t g e f u n d e n , wo der g e r i n g e V e r k e h r einen l e b h a f t e r e n Betrieb d e r V e r s u c h s z ü g e zuläßt. A u ß e r d e m s c h o n e r w ä h n t e n Rollmaterial ist ein M o t o r w a g e n mit e l e k t r i s c h e r A u s r ü s t u n g von der „ A l l m ä n n a S v e n s k a Elektriska A k t i e b o l a g e t " g e p r ü f t w o r d e n . D i e s e r z w e i a c h s i g e W a g e n hat zwei M o t o r e n zu 20 P S u n d hat z u m Z i e h e n von Z ü g e n nicht V e r w e n d u n g f i n d e n können.

T r o t z d e m v e r h ä l t n i s m ä ß i g kleinen M a ß s t a b , nach w e l c h e m die Vers u c h e der K o s t e n w e g e n b e t r i e b e n w e r d e n m u ß t e n , hat die F a c h w e l t d e n s e l b e n i m m e r ein g r o ß e s I n t e r e s s e e n t g e g e n g e b r a c h t . W a s d i e s e V e r s u c h e b e s o n d e r s i n t e r e s s a n t g e m a c h t h a b e n d ü r f t e , ist d e r U m s t a n d , d a ß sie nicht mit Hilfe einer e i n z i g e n F i r m a , d e r e n H a u p t z w e c k es sein m u ß , i h r e n e i g e n e n ö k o n o m i s c h e n I n t e r e s s e n R e c h n u n g zu t r a g e n , s o n d e r n von e i n e r u n p a r t e i i s c h e n E i s e n b a h n v e r w a l t u n g b e t r i e b e n sind, die hier G e l e g e n heit g e h a b t hat, F a b r i k a t e u n d E i n z e l a n o r d n u n g e n von d e n v e r s c h i e d e n s t e n A r t e n g r ü n d l i c h zu s t u d i e r e n u n d zu v e r g l e i c h e n .

Das Kraftwerk. Die

provisorische

Natur

w e r t , für d a s K r a f t w e r k

der Versuchsanlage

solche Anordnungen

möglichst geringe Anschaffungskosten den

Bau

billig

zu b e k o m m e n ,

nahmen.

Die

sich

handelte,

hier

mußten

Betriebskosten

gewisse

spezielle

Stromes

zu

benutzen,

Da

in

Frequenzen

um

zu

erst

für die

in

einerseits

in

in

auch

Anspruch

um

welche

Frage.

werden bezüglich

diesen Beziehungen

des

es

Dagegen der

auslaufenden

die V e r s u c h e

so

um-

machen.

pro Minute

eine kurze Zeit 2 7 0 P S

zu

war,

an

wurden

zwei

Dampfturbinen

aufgestellt, von j e normal 225 P S der Zahnradwelle,

aber

fähig

für

leisten.

Durch Auswechselung

der Regulatoren

600 oder 450 Umdrehungen

s o l l t e n die T u r b i n e n a u c h mit

an der Z a h n r a d w e l l e arbeiten k ö n n e n ,

maximal je 240 bezw. 210 P S schwindigkeiten,

aufgestellt

de L a v a i s Ä n g t u r b i n "

bei 7 5 0 U m d r e h u n g e n

Zeit,

Linie

und S p a n n u n g e n

keine Wasserkraft zugänglich

der „Aktiebolaget

wünschens-

u n d a n d e r s e i t s , um

kurze

zweiter

Forderungen

Möglichkeit, verschiedene f a s s e n d wie m ö g l i c h

bedingten

s o w e n i g P l a t z wie m ö g l i c h kamen

natürlich

machte es

zu w ä h l e n , w e l c h e

entwickelnd.

Die

dabei

drei v e r s c h i e d e n e n

Ge-

w e l c h e s i c h auf d i e s e W e i s e e r h a l t e n l i e ß e n , e r b o t e n

die

M ö g l i c h k e i t , mit v i e r p o l i g e n G e n e r a t o r e n W e c h s e l s t r o m v o n e i n e r P e r i o d e n zahl v o n j e 2 5 , 2 0 u n d

15 z u e r h a l t e n .

halten, wurde keine K o n d e n s a t i o n s a n l a g e

Um

die A n l a g e k o s t e n

ausgeführt.

kleiner zu

Ein Teil des Ablaß-

dampfes aus den T u r b i n e n wurde zur E r w ä r m u n g des Kesselspeisewassers und z u r V e r m e h r u n g

des Zuges

in d e m p r o v i s o r i s c h e n

Blechschornsteine

verwendet. Von den A b b i l d u n g e n zeigt Fig. 2 eine G r u n d r i ß s k i z z e des Kraftwerkes, F i g . 3 die A n s i c h t v o n a u ß e n Dem aus Holz,

provisorischen

und Fig. 4 das Innere

Charakter der Anlage

a b e r mit f e s t e m B e t o n f u n d a m e n t ,

desselben.

gemäß, wurde das

hergestellt.

Im

Haus

Kesselraum

—

f-'itf. 2.

Kiji. 3.

13

—

Plan d e s K r a f t w e r k e s .

Ansicht d e s Kraftwerkes.

-

14

w u r d e n 4 S t . L o k o m o t i v e n k e s s e l f ü r 11 A t m o s p h ä r e n a u f g e s t e l l t , m i t W ä r m e isolation u n d e r f o r d e r l i c h e r S p e i s e v o r r i c h t u n g etc. v e r s e h e n . Von den K e s s e l n h a b e n in d e r R e g e l n u r z w e i g l e i c h z e i t i g a r b e i t e n m ü s s e n . Im M a s c h i n e n r a u m sind a u ß e r den beiden erwähnten Dampfturbinen, welche W e c h s e l s t r o m g e n e r a t o r e n von e n t s p r e c h e n d e r L e i s t u n g treiben, auch eine

l ' i g . 4.

kleinere

Dampfturbine

von

Das Inncrc des

15 P S ,

Kraftwerkes.

welche

einen G l e i c h s t r o m d y n a m o

für

die F e l d e r r e g u n g u n d die B e l e u c h t u n g d e s K r a f t w e r k e s treibt, s o w i e T r a n s f o r m a t o r e n mit U m s c h a l t v o r r i c h t u n g Die hohen bezeichnend

Umdrehungszahlen,

aufgestellt. Dampfturbinen

sind, m a c h e n bekanntlich eine Zahnradiibersetzung

der Turbine und den elektrischen neratorachsen

und Schalttafel

w e l c h e für de L a v a i s

Doppelmaschinen

sind vermittelst L e d e r k u p p l u n g e n

notwendig.

an die s e k u n d ä r e n

zwischen Die GeAchsen

—

15

—

d e r T u r b i n e g e k u p p e l t w o r d e n . Die e l e k t r i s c h e n M a s c h i n e n u n d T r a n s f o r m a t o r e n s o w i e d e r g r ö ß e r e Teil d e r I n s t r u m e n t i e r u n g sind von der A l l m ä n n a S v e n s k a Elektriska A k t i e b o l a g e t in V ä s t e r ä s geliefert u n d aufgestellt. Die mit D r e i p h a s e n w i c k e l u n g a u s g e f ü h r t e n W e c h s e l s t r o m g e n e r a t o r e n e r z e u g e n in E i n p h a s e n s c h a l t u n g die S p a n n u n g von 1050 Volt bei voller B e l a s t u n g u n d c o s .

F a h r d r a l i t a n o r d i H m g an W c i c l i c n .

w e l c h e die S t r o m a b n e h m e r d a b e i a u s z u f ü h r e n h a b e n , e b e n s o wie d e r g r o ß e n B e s c h l e u n i g u n g , die sie e r h a l t e n m ü s s e n , w e n n sie d e n D r a h t d a u e r n d b e r ü h r e n sollen, eine g r o ß e S p a n n w e i t e sich nicht mit einer g r o ß e n G e s c h w i n d i g k e i t v e r e i n i g e n läßt. Bei d e r V e r s u c h s a n l a g e ist bei einer G e l e g e n h e i t eine S p a n n w e i t e von 80 m bei d i r e k t e r A u f h ä n g u n g u n d e i n e r G e s c h w i n d i g k e i t von 60 k m p r o b i e r t w o r d e n , w o b e i die S t r o m a b n a h m e o h n e n e n n e n s w e r t e F u n k e n b i l d u n g v o r sich g i n g , o b s c h o n die S t r o m a b n e h m e r bei d e m V o r b e i f a h r e n d e r A u f h ä n g e p u n k t e d e n D r a h t losließen u n d d i e s e r in s t a r k e S c h w i n g u n g e n k a m . D i e g r ö ß t e G e s c h w i n d i g k e i t ,

—

74

—

die auf d e r V e r s u c h s b a h n v o r g e k o m m e n ist, hat sich bis auf 80 km in d e r S t u n d e belaufen. E s ist klar, d a ß die S t r o m a b n e h m e r keine z u g r o ß e R e i b u n g h a b e n d ü r f e n u n d d a ß ihr G e w i c h t so g e r i n g wie die U m s t ä n d e es e r l a u b e n sein m u ß . Auf d i e s e m G e b i e t s c h e i n t es m ö g l i c h , b e d e u t e n d e K o n s t r u k t i o n s v e r b e s s e r u n g e n zu m a c h e n . E s v e r d i e n t b e m e r k t zu w e r d e n , d a ß je geringer der Unterschied zwischen der höchsten und niedrigsten Lage ist, die d e r S t r o m a b n e h m e r e i n n e h m e n k ö n n e n m u ß , d e s t o g e r i n g e r e s G e w i c h t k a n n ihm g e g e b e n w e r d e n u n d d e s t o b e s s e r k a n n er d a n n arbeiten.

Die Rückleitung des Bahnstroms durch die Schienen und die Erde. Bei d e n G l e i c h s t r o m b a h n e n wird b e k a n n t l i c h d e r S p a n n u n g s a b f a l l in der S c h i e n e n l e i t u n g s e h r e n g b e g r e n z t , h a u p t s ä c h l i c h w e g e n d e r „ v a g a b u n d i e r e n d e n S t r ö m e " u n d d e r e n e l e k t r o l y t i s c h e n E i n w i r k u n g e n auf R o h r l e i t u n g e n u n d b l e i u m g e b e n e Kabel. Bei d e n W e c h s e l s t r o m b a h n e n spielt s e l b s t v e r s t ä n d l i c h die E l e k t r o l y s e nicht d i e s e l b e Rolle wie bei G l e i c h s t r o m b a h n e n . Die U n t e r s u c h u n g e n von J. L. R. H a y d e n , die in „ P r o c e e d i n g s of the A m e r i c a n Institute of Electrical E n g e n e e r s " , F e b r u a r 1907, v e r ö f f e n t licht sind, z e i g e n , d a ß bei d e r s e l b e n S t r o m s t ä r k e die Z e r s t ö r u n g b e i m W e c h s e l s t r o m fast n i e m a l s soviel als ein P r o z e n t d e r Z e r s t ö r u n g b e i m G l e i c h s t r o m a u s m a c h t . A u c h d u r c h a n d e r e E r f a h r u n g e n s c h e i n t es b e stätigt zu sein, d a ß S c h w i e r i g k e i t e n w e g e n E l e k t r o l y s e k a u m e n t s t e h e n w e r d e n . A u c h w i r d p r o z e n t u a l ein S p a n n u n g s a b f a l l v o n ein p a a r h u n d e r t Volt bei d e n v e r w e n d b a r e n h o h e n F a h r d r a h t s p a n n u n g e n bei W e c h s e l s t r o m von u n t e r g e o r d n e t e r B e d e u t u n g sein. Eine B e g r e n z u n g wird d o c h darin l i e g e n , d a ß die Blitzableiter d e r S c h w a c h s t r o m l e i t u n g e n tätig w e r d e n können. A u s d i e s e n Ü b e r l e g u n g e n g e h t h e r v o r , d a ß d e r S p a n n u n g s a b f a l l in den S c h i e n e n eine weit n i e d r i g e r e Rolle bei W e c h s e l s t r o m als bei Gleichs t r o m spielt. Die bei d e n G l e i c h s t r o m b a h n e n a l l g e m e i n v e r w e n d e t e n S c h i e n e n s t o ß v e r b i n d u n g e n sind a u c h d e s w e g e n v o n n i e d r i g e r B e d e u t u n g , weil s o w o h l d u r c h d e n g r ö ß e r e n E i s e n w i d e r s t a n d als d u r c h die b e i m Wechselstrom hinzukommende Reaktanz der Widerstand der Stöße proz e n t u a l w e n i g e r zu b e d e u t e n hat. Bei d e r V e r s u c h s a n l a g e sind einige W i d e r s t a n d s m e s s u n g e n mit S c h i e n e n v e r b i n d u n g e n v e r s c h i e d e n e r Art a u s g e f ü h r t w o r d e n , u n d z w a r s o w o h l mit K u p f e r v e r b i n d u n g e n v o n 60 q m m Q u e r s c h n i t t als a u c h mit d e r S c h i e n e n v e r b i n d u n g s a n o r d n u n g , die v o n d e r F i r m a B r o w n , Boveri

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& C i e . , 2. B. bei d e r B u r g d o r f - T h u n - B a h n , v e r w e n d e t w i r d . Bei d i e s e r letzten A n o r d n u n g k o m m e n keine K u p f e r v e r b i n d u n g e n vor, s o n d e r n sind die L a s c h e n selbst f ü r die S t r o m l e i t u n g v e r w e n d e t , w o b e i der U b e r g a n g s w i d e r s t a n d zwischen diesen u n d den Schienen durch m e c h a n i s c h e s Reinm a c h e n d e r K o n t a k t f l ä c h e n u n d ihr B e s t r e i c h e n m i t e i n e r M e t a l l p a s t e h e r u n t e r g e b r a c h t w i r d . In d i e s e r W e i s e a u s g e f ü h r t e S t ö ß e h a b e n e r w i e s e n , d a ß sie b e z ü g l i c h d e s L e i t u n g s v e r m ö g e n s s o l c h e n m i t S c h i e n e n v e r b i n d u n g e n a u s Kupfer mit 60 q m m Q u e r s c h n i t t e n t s p r e c h e n . A l s d i e s e M e t a l l p a s t e in d i c k e r e n S c h i c h t e n b e z ü g l i c h e l e k t r i s c h e n Leitungsvermögens untersucht worden war, wurde das eigentümliche R e s u l t a t e r h a l t e n , d a ß ihr W i d e r s t a n d s e h r g r o ß w a r u n d z w i s c h e n 3000 und 2 0 4 0 0 O h m pro ccm schwankte. D i e P a s t e ist c h e m i s c h a n a l y s i e r t u n d w u r d e d a n n b e f u n d e n , d a ß sie a u s 85,4°/ 0 Z i n k s t a u b , Die W i r k u n g d i e s e r Paste 2 , 6 % Blei u n d 12°/ 0 R o h v a s e l i n b e s t a n d . b e r u h t a l s o h a u p t s ä c h l i c h d a r a u f , d a ß sie die S t o ß f l ä c h e n s c h ü t z t u n d sie r e i n hält. U m d e n W i d e r s t a n d d e r B a h n l e i t u n g z u m e s s e n , ist im a l l g e m e i n e n d a s K r a f t w e r k bei M e s s u n g e n v o n d e n W i d e r s t ä n d e n b i s z u V ä r t a n u n d J ä r f v a z w i s c h e n d e r F a h r d r a h t l e i t u n g u n d d e r S c h i e n e n l e i t u n g in T o m t e b o d a e i n g e s c h a l t e t w o r d e n , u n d d i e F a h r d r a h t l e i t u n g ist d a b e i m i t d e n S c h i e n e n a n d e m E n d p u n k t bei V ä r t a n o d e r J ä r f v a e l e k t r i s c h v e r b u n d e n worden. B e i e i n i g e n M e s s u n g e n ist d a s K r a f t w e r k d o c h z w i s c h e n d e n F a h r d r a h t l e i t u n g e n nach Järfva u n d Värtan, welche L e i t u n g e n dabei mit d e n S c h i e n e n s o w o h l in V ä r t a n w i e in J ä r f v a m e t a l l i s c h v e r b u n d e n s i n d , in T o m t e b o d a e i n g e s c h a l t e t w o r d e n . In d i e s e m l e t z t e n F a l l e s i n d a l s o Werte von dem ganzen Widerstand zwischen Värtan und Järfva erhalten worden. U m vergleichende Werte für kürzere Strecken zu erhalten und a u s a n d e r e n p r a k t i s c h e n U r s a c h e n ist d i e V e r b i n d u n g z w i s c h e n d e n F a h r d r a h t - u n d S c h i e n e n l e i t u n g e n in e i n i g e n F ä l l e n n i c h t a n d e n E n d punkten der Leitung, s o n d e r n näher dem Kraftwerk plaziert worden. F ü r d i e s e M e s s u n g e n ist, w e n n a n d e r s n i c h t e r w ä h n t w i r d , W e c h s e l s t r o m mit e i n e r F r e q u e n z v o n 25 P e r i o d e n v e r w e n d e t w o r d e n . Bei d e n M e s s u n g e n , w e l c h e s o v o r g e n o m m e n s i n d , ist e i n e r s e i t s b e o b a c h t e t w o r d e n , d a ß d e r W i d e r s t a n d i m m e r a m g r ö ß t e n bei d e n e r s t e n M e s s u n g e n g e w e s e n ist, n a c h h e r , w e n n d e r S t r o m e i n i g e M i n u t e n p a s s i e r t ist, a b e r a b g e n o m m e n h a t . D i e s ist b e s o n d e r s d e r F a l l g e w e s e n , w e n n die L e i t u n g w ä h r e n d einiger T a g e vor der M e s s u n g s t r o m l o s g e w e s e n ist. D i e V e r m i n d e r u n g , d i e d a b e i b e o b a c h t e t w o r d e n ist, b i s d a ß D a u e r z u s t a n d e i n g e t r e t e n ist, h a t a u s n a h m s w e i s e 1 0 % d e r t o t a l e n I m p e danz betragen. A u ß e r dieser S e n k u n g v o n d e m W i d e r s t a n d , w e l c h e sich im A n f a n g der M e s s u n g e n g e z e i g t hat, sind auch kleinere Schwankungen während der Messungen beobachtet worden.

— 77

-

Der Einfluß der Witterung. Einige von den Werten, welche bei diesen M e s s u n g e n erhalten w u r d e n , sind n a c h s t e h e n d in T a b e l l e n f o r m z u s a m m e n g e s t e l l t w o r d e n . In dieser Tabelle sind, a u ß e r d e m W i d e r s t a n d , einerseits die B e z e i c h n u n g u n d die L ä n g e der S t r e c k e , auf welcher d e r z u s a m m e n g e l e g t e W i d e r s t a n d der F a h r d r a h t - u n d S c h i e n e n l e i t u n g e n g e m e s s e n w u r d e , a n d e r s e i t s die S t r o m stärke, mit welcher die M e s s u n g e n v o r g e n o m m e n w u r d e n , wie auch eine A u f z e i c h n u n g betreffend die Witterung a u f g e n o m m e n . Die in der Tabelle g e g e b e n e n Werte g r ü n d e n sich auf A b l e s u n g e n , welche, n a c h d e m der oben e r w ä h n t e D a u e r z u s t a n d e i n g e t r e t e n ist, g e n o m m e n sind. Lange in km

Ampere

Impedanz p r o km

Tomteboda—Värtan

2,25 2,10 2,25 2,25

50 50 50 50

0,82 0,70 0,69 0,67

Sehr trocken Trocken Der Boden nnter der Oberfläche feucht

Tomteboda—Värtan

3,21 3,12 3,12

50 50 50

0,79 0,70 0,69

Sehr trocken Trocken, unter der Oberfläche feucht Unter der Oberfläche feucht

Tomteboda— Värtan

5,00 5,00 5,00 5,00

50 50 50 50

0,70 0,68 0,65 0,61

Sehr trocken Trocken, unter der Oberfläche feucht Feuchter Boden, Schnee Feucht, teilweise gefroren

Tomteboda—Järfva

2,82 2,82 2,82 2,82

50 50 50 50

0,57 051 0,49 0,46

Starke

9,10 9,10 10,73

100 100 100

0,55 0,52 0,55

Feuchter

Boden

»

»

Dii: S t r e c k e

„ „

„

„ „

»

„

Värtan—Järfva

Erdbodenbeschaffenheit

„

v

V

Dürre

"

„

Schnee, gefrorener Schneeschlack

Feuchter Boden,

Boden

Schnee

Bei diesen M e s s u n g e n ist die I m p e d a n z d a d u r c h b e s t i m m t w o r d e n , daß m a n die S t r o m s t ä r k e und die S p a n n u n g im Kraftwerk g e m e s s e n hat. Bei M e s s u n g e n z w i s c h e n T o m t e b o d a u n d Värtan o d e r Järfva ist auch die I m p e d a n z in d e r s e l b e n Weise z w i s c h e n dem Kraftwerk u n d d e m P u n k t e bei d e r G r e n z e an d e m T o m t e b o d a - B a h n h o f , wo die eingleisige S c h i e n e n leitung beginnt, b e s t i m m t w o r d e n . Von der a u s g e r e c h n e t e n I m p e d a n z der L e i t u n g zwischen d e m Kraftwerk u n d Värtan o d e r Järfva ist n a c h h e r die I m p e d a n z z w i s c h e n dem Kraftwerk u n d d e m A n f a n g der eingleisigen Linie a b g e z o g e n , w o n a c h der so e r h a l t e n e Wert mit d e r L ä n g e der ü b r i g e n L e i t u n g geteilt w o r d e n ist. Dieses ist natürlich nicht g a n z einwandfrei, einerseits weil der Bahnhof am T o m t e b o d a eine s e h r g u t e E r d v e r b i n d u n g

—

78

—

besitzt und anderseits weil die g e m e s s e n e n Impedanzwerte nicht vollständig in Phase liegen. Bei den M e s s u n g e n an der ganzen Strecke Värtan—Järfva ist von dieser Ungenauigkeit doch h i n w e g g e n o m m e n . Aus der Tabelle geht deutlich hervor, daß die Witterung großen Einfluß hat, so daß die Impedanz weit kleiner ist, wenn der B o d e n feucht, als wenn er trocken ist. Die Einwirkung der S t r o m s t ä r k e . Bei diesen Messungen zeigte es sich aber a u c h , daß die totale Impedanz der Leitung vermindert wurde, wenn die Stromstärke vergrößert wurde. Dies geht näher aus der Fig. 50 h e r v o r , welche Kurven von der totalen Impedanz der Bahnleitung, vom Kraftwerk gerechnet, bei verschiedenen J a h r e s zeiten und verschiedener Witterung und für verschiedene S t r o m stärken gibt. Die Schaulinien A bis D gelten für die Leitung nach Järfva und die Schaulinien ZT bis K für die Leitung nach Värtan. Die Verbindung zwischen der Fahrdrahtund Schienenleitung ist in diesem Falle aus praktischen Gründen nicht am Endpunkt der Fahrdrahtleitung angebracht worden, son2A-0 dern im vorigen Falle 0,8 km und Scliaulinien des gesamten Leitungswiderim letzteren 0,83 km von diesem. standes. Die Schaulinien L und M sind für eine 9,1 km lange S t r e c k e zwischen Värtan und Järfva, und die S c h a u linie N für die ganze 10,73 km lange Linie zwischen den Endpunkten der Leitung an diesen Bahnhöfen g e n o m m e n . In der nachstehenden T a b e l l e sind einerseits das Datum des Mess u n g s t a g e s und anderseits eine Aufzeichnung die Witterung betreffend angegeben. Die Linien L und M in der Fig. 50 g e b e n Messungsresultate von derselben Leitung mit einem Zwischenraum von nur einigen Stunden an. Die Linie L, die bei dieser Gelegenheit zuletzt g e n o m m e n wurde, zeigt bedeutend niedrigere Werte als die Linie M, welche die erste war, die bei dieser M e s s u n g s g e l e g e n h e i t g e n o m m e n wurde.

—

79

—

T a b e l l e zu F i g . 5 0 . Linie

A B C D E G H K L M N

D a t u m der Messung

Leitung

Tomteboda—Järfva

„

„ „

Tomteboda—Värtan

„

„

Värtan—Järfva

„ ••

5. 3 .

1906

Erdbodenbeschafienheit

Gefrorener Boden,

Schnee

19. 12. 1 9 0 6

Sehr feuchter, teilweise gefrorener

13. 6.

1906

Sehr trockener

12. 9 .

1907

Nach einer Dlirre von einer

21. 2.

1906

Feuchter, teilweise gefrorener

Boden

Boden

14. 11. 1 9 0 5

Gefrorener Boden, etwas

Woche Boden

schneebedeckt

10. 4.

1906

D e r B o d e n t r o c k e n , u n t e r d. O b e r f l ä c h e f e u c h t

12. 9.

1907

Nach einer Diirre von einer

23.

1.

1908

Feuchter

23.

1.

1908

18. 2.

1908

Woche

Boden

V

V

Feuchter Boden,

Schnee

Aus dem vorigen g e h t h e r v o r , daß die I m p e d a n z pro km für die L e i t u n g T o m t e b o d a — Järfva 7 0 bis 8 0 % des W e r t e s für die L e i t u n g T o m t e b o d a — V ä r t a n ist, was darauf beruhen d ü r f t e , daß die letztere S t r e c k e einerseits mit s c h w ä c h e r e n S c h i e n e n und L a s c h e n v e r s e h e n ist und a n d e r seits b e d e u t e n d g e r i n g e r e n V e r k e h r und d e s w e g e n m e h r r o s t b e d e c k t e L a s c h e n hat. Die W e r t e der I m p e d a n z für die g a n z e S t r e c k e Värtan — Järfva s c h e i n e n doch näher dem niedrigeren d i e s e r Werte zu liegen. B e s t i m m t e S c h l ü s s e aus diesen W e r t e n zu ziehen, dürfte sich ind e s s e n nicht m a c h e n l a s s e n , da das Resultat in diesen Fällen von der guten E r d v e r b i n d u n g , w e l c h e für die S c h i e n e n l e i t u n g von der g r o ß e n Anzahl A u s w e i c h e g e l e i s e n , w e l c h e sich an m e h r e r e n der B a h n h ö f e auf diesen S t r e c k e n b e f i n d e n , s e h r beeinflußt wird. D u r c h die Gefälligkeit des Kgl. T e l e g r a p h e n a m t e s , w e l c h e s eine l ä n g s d e r B a h n laufende, 15 km lange, zweidrähtige, aus 4,5 m m Kupferdraht a u s g e f ü h r t e F e r n s p r e c h l e i t u n g von T o m t e b o d a über Järfva nach R o t e b r o z u r V e r f ü g u n g gestellt hat, ist es m ö g l i c h g e w o r d e n , W e r t e von einer ein w e n i g l ä n g e r e n S t r e c k e , wo B a h n h o f s g e l e i s e keinen g r ö ß e r e n Einfluß g e h a b t h a b e n , zu erhalten, E s zeigte sich j e d o c h , daß die Werte pro km, w e l c h e in dieser W e i s e erhalten wurden, mit den M e s s u n g e n von der S t r e c k e V ä r t a n — J ä r f v a beinahe ü b e r e i n s t i m m t e n .

Erdströme. Um

direkt

herauszufinden,

ein wie g r o ß e r Teil

des S t r o m e s

unter

v e r s c h i e d e n e n Verhältnissen durch die E r d e geht, ist bei einigen M e s s u n g e n die

Schienenleitung

worden. Stoßes

Die sind

zwischen

beiden nachher

durch

das

Wegnehmen

Schienenenden mit

des

der

Geleises

Querverbindungen

aus

Laschen

gebrochen

an

Seite

des

versehen,

und

jeder

Kupfer

diesen ist ein S t r o m m e s s e r e i n g e s c h a l t e t worden.

Fig. 51 zeigt

—

80

—

den Teil der im Kraftwerk gemessenen Stromstärke, die in verschiedenen Fällen an dem so eingeschalteten Strommesser beobachtet worden ist. Die Linien A und B zeigen also den in Prozent ausgedrückten Teil des ganzen Stromes, der in der Schienenleitung in Järfva bzw. der mitten % zwischen Järiva und Rotebro lie¿a so genden Station Tureberg bei den N Messungen, welche mit Hilfe der ao Leitung des Telegraphenamtes nach Rotebro ausgeführt wurden, g e H 70 messen worden ist. Diese Messungen wurden am 8. Februar 1907, als der Boden gefroren und mit 60 C trockenem Schnee bedeckt war, vorgenommen. Die Linien C und 50 / D zeigen den Teil des Stromes j / der durch die Schienenleitung in 40 Hagalund während einer Messung Jt y zwischen Tomteboda und Järiva am 12. September 1907 durchfloß. 30 r Der Boden war dabei besonders trocken. Als die Werte der Linie D 20 gemessen wurden, waren die Laschen bei Järfva jenseits der Stelle, IO wo die Verbindung zwischen der Fahrdrahtund Schienenleitung /9 W o zo «o so ao too eo /w tio /aoiootzo&o gemacht worden war, weggenomFiK. si. Linien, das Verhältnis des Schienenstroms men, so daß in diesem Falle der zum Gesaintstrom zeigend. _ ganze Strom durch die Schienen gegen das Kraftwerk zurückzugehen gezwungen wurde. Der Stromteil, welcher durch die Schienenleitung bei Albano ging, als Messung denselben Tag an der Leitung Tomteboda—Värtan vorgenommen wurde, ist aus den Linien F und G ersichtlich, und ist die Linie G (ebenso wie D), nachdem die Schienenleitung bei Värtan jenseits der Zusammenschaltung zwischen der Fahrdraht- und Schienenleitung gebrochen worden war, genommen. Die Kurve E ist am 14. November 1905 unter denselben Verhältnissen wie F genommen, und war der Boden bei dieser Gelegenheit gefroren und mit trockenem Schnee bedeckt. Die Kurven H bis N wurden am 23. Januar 1908 bei einer Messung an der Leitung Värtan— Järfva abgelesen, wobei der Boden sehr feucht war. Die Kurven von H und N geben das Stromprozent an, das in der Schienenleitung bei der Stelle, wo das einfache Geleise nach Järfva von Tomteboda-Bahnhof ausgeht, passierte, und die Kurven K und M das Stromprozent, das

/

—

81

—

von Tomteboda-Bahnhof in das einfache Geleise nach Värtan ausging. Als die Kurven M und N bestimmt wurden, war die Schienenleitung bei Värtan bzw. Järfva jenseits der Verbindungspunkte zwischen der Fahrdraht- und Schienenleitung abgebrochen. Spezielle Erdverbindung der Schienenleitung mittels Erdplatten. Aus diesen Kurven geht hervor, daß die Größe des Teiles des ganzen Stromes, welcher durch die Schienenleitung geht, sich sowohl mit der Witterung wie mit der Größe der Messungsstromstärke bedeutend ändert. Versuche sind gemacht worden, mittels in der Nähe der Bahn nach Värtan vergrabener Erdplatten den Übergangswiderstand zu vermindern, und wodurch ein größerer Teil des Stromes durch die Erde gehen würde; die Erdplatten haben aber in diesem Falle keinen Einfluß gezeigt, indem kein merkbarer Strom in der Verbindung zwischen einer Erdplatte und der Schienenleitung beobachtet worden ist. Die Erdplatten hatten eine Oberfläche von 4 qm. Eine von diesen war in der Nähe des Tomteboda-Kraftwerks, eine bei Värtan und eine zwischen diesen beiden Stellen vergraben. Zwischen den Platten bei Tomteboda lind Värtan wurde die Impedanz mit 30 Amp. Wechselstrom zu 14 Ohm gemessen. Der Übergangswiderstand zwischen Schienen und Erde. Der Übergangswiderstand zwischen den Schienen und der Erde ist bei den annähernden Berechnungen, welche auf Grund der Versuchsresultate gemacht worden sind, zu sehr verschiedenen Werten berechnet, von welchen die meisten aber zwischen 2 und 6 Ohm pro km Geleise betragen. Phasenunterschied zwischen Erd- und Schienenströmen. Bei den vorher erwähnten Messungen an der Leitung Värtan—Järfva am 23. Januar 1908 wurden einige Versuche gemacht, den Phasenunterschied zwischen Erd- und Schienenströmen zu bestimmen. Dabei wurde durch das Wegnehmen der Laschen Unterbrechung in der Schienenleitung einmal bei Värtan und ein anderes Mal bei Järfva gemacht, und zwischen den Schienenenden wurden auf obenerwähnte Weise zwei Strommesser in Reihe geschaltet. Zwischen diesen wurde die Fahrdrahtleitung eingeschaltet, so daß der eine Strommesser die in den Schienen direkt zu dem Kraftwerk gehende Stromstärke zeigte, während der andere den Strom anzeigte, der rückwärts in das Stationsgebiet bei Värtan bzw. Järfva und nachher wieder durch die Erde ging. Auf der nachstehenden Abb. 52 zeigt die Kurve A die Größe des Stromes, der in Värtan in den Bahnhof rückwärts floß, und B die StromD all h i n d e r , E i s e n b a h n b e t r i e b .

6

—

82

—

stärke, die durch die S c h i e n e n g e g e n T o m t e b o d a g i n g , beide in P r o z e n t e n der g a n z e n M e s s u n g s s t r o m s t ä r k e a u s g e d r ü c k t . Die Kurven C, D und E g e b e n den Leistungsfaktor c o s \ (>()) i^ibt e s e i n e n S i t z p l a t z f ü r d e n F ü h r e r mit e i n e m F a h r s c h a l t e r u n d e i n e r K l a p p e f ü r d i e

Vakuumbremse

an j e d e r S t e l l e .

einen

für den

Schalter

An

der

Vakuummotor,

einen

einen

Seite

t^ibt

Ausschalter

es

außerdem

für den

p r e s s o r m o t o r u n d Ventile für die p n e u m a t i s c h e S a n d s t r e u v o r r i c h t u n ^ . Raddurchmesser

dieser

Lokomotive

ist

1040

mm

und

der

KomDer

Radstand

2540 m m .

F i g . 70 z e i g t e i n e n M o t o r m i t e i n e m P a a r R ä d e r .

d e r L o k o m o t i v e ist 24.1 T o n n e n

u n d s e t z t sich s o

zusammen:

2 Motoren zu 2 220 kg 2 R a d p a a r e mit A c h s e n

4 440 kg und

Zahnrädern

ä 1 750 kg 1 T r a n s f o r m a t o r mit K a s t e n 1 Satz Fernschalter 1 Stromwender 1 Drosselspule 1 motorgetriebener Luitkompressor 1 motorgetriebene Vakuumpumpe .

. .

. .

Die S t r o m a b n e h m e r D a s W a g e n g e s t e l l mit W a g e n k a s t e n Verschiedenes

und

Summe: Wie einer

im v o r i g e n

anderen

e r w ä h n t ist,

war

Steuerungsvorrichtung

1

die

3 500

,.

I (>00

,.

410 110

.. .,

130

.,

500 H20

.. .,

840

.,

11 7 5 0

„

24 100 k g .

Lokomotive ursprünglich

mittels

eines

wfc 1 — tJ^T

Kiii. 71.

Das Gewicht

D i e e l e k t r i s c h e L o k o m o t i v e N r . 2.

mit

Induktionsregulators

V

—

112

—

v e r s e h e n , die a b e r s p ä t e r g e g e n die j e t z i g e v e r t a u s c h t w u r d e . Das Gewicht der L o k o m o t i v e mit diesen u r s p r ü n g l i c h e n V o r r i c h t u n g e n w a r ung e f ä h r 1000 k g g r ö ß e r a l s d a s j e t z i g e . Bei d i e s e r f r ü h e r e n V o r r i c h t u n g w a r e n s o w o h l A p p a r a t e w i e L e i t u n g e n in e i n e r a n d e r e n W e i s e a n g e o r d n e t , a l s in d e m v o r h e r g e h e n d e n b e s c h r i e b e n w o r d e n ist. Die dreiachsige Lokomotive ist v o n den SiemensS c h u c k e r t - W e r k e n in B e r l i n g e l i e f e r t , u n d ihr A u s s e h e n g e h t a u s F i g . 71 h e r v o r . D e r F ü h r e r r a u m ist an d e m e i n e n E n d e der Lokomotive angeordnet, und d e r ü b r i g e Teil d e s L o k o m o t i v kastens enthält den H a u p t t r a n s f o r m a t o r d e r L o k o m o t i v e , die Regelungsapparate, eine Vak u u m p u m p e und einen Kompressor, welche von e i n e m gemeinsamen Motor getrieben sind. Dieser Motor treibt auch ein G e b l ä s e f ü r die L u f t k ü h l u n g d e r M o t o r e n a n . Auf d e m D a c h der L o k o m o t i v e sind die zwei S t r o m a b n e h m e r für Unterkontakt aufgestellt, von welchen d e r S t r o m z u d e n an d e m e i n e n Ende der Lokomotive angebrachten Blitzableitern und davon durch offene E i n f ü h r u n g s r o h r e zu d e m H o c h s p a n n u n g s transformator der Lokomotive hineingeleitet wird. Die H o c h spannungsspulen dieses Transf o r m a t o r s sind so u m s c h a l t b a r , F i g . 72.

F i i h r e r s t a n d d e r e l e k t r i s c h e n L o k o m o t i v e N r . 2.

daß derselbe für mehrere

Ver-

schiedeneFahrdrahtspannungen z w i s c h e n 5 0 0 0 u n d 2 0 0 0 0 Volt v e r w e n d e t w e r d e n k a n n . Die R e g e l u n g s a p p a r a t e d e r L o k o m o t i v e w e r d e n v o n d e m F ü h r e r s t a n d e ( s i e h e F i g . 72), wo es einen F a h r s c h a l t e r für diesen Z w e c k gibt, gesteuert. D o r t ist a u c h ein B r e m s s c h a l t e r für S t e u e r u n g d e s B r e m s s y s t e m s aufgestellt. D i e L o k o m o t i v e ist m i t e i n e r S i g n a l p f e i f e f ü r D r u c k l u f t u n d e i n e m s p ä t e r

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113

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z u g e k o m m e n e n solchen Apparat für Vakuum versehen. mechanische Sandstreuvorrichtung.

Es gibt a u c h eine

J e d e A c h s e der L o k o m o t i v e ist mit e i n e m Motor von 110 P S v e r s e h e n . Fig. 73 zeigt e i n e n Motor mit e i n e m R ä d e r p a a r . Um d e n A c h s e n -

titf.

73.

Umrißskizze

eines

Siemens-Motors.

d r u c k a u s z u g l e i c h e n , ist eine A u s g l e i c h v o r r i c h t u n g z w i s c h e n der Mittela c h s e u n d einer d e r ä u ß e r e n A c h s e n a n g e b r a c h t . D e r R a d d u r c h m e s s e r ist 1100 m m u n d der feste R a d s t a n d 4000 m m . D a s G e w i c h t der L o k o m o t i v e beläuft sich auf 35,0 T o n n e n u n d setzt sich z u s a m m e n : 3 M o t o r e n zu 2450 k g 3 R a d p a a r e mit Z a h n r ä d e r n zu 1875 k g . . . 1 Haupttransformator Stromabnehmer 1 Motor mit K o m p r e s s o r u n d V a k u u m p u m p e . Das Wagengestell und V e r s c h i e d e n e s . . . . Summa

7350 5625 3150 910 1170 16795

kg „ „ „ „ „

35000 k g

Die Stromabnehmer. Die L o k o m o t i v e der W e s t i n g h o u s e - G e s e l l s c h a f t — bei d e n S t a a t s b a h n e n die e l e k t r i s c h e L o k o m o t i v e Nr. 1 g e n a n n t — w u r d e o h n e S t r o m a b n e h m e r geliefert. Wie v o r h e r e r w ä h n t , w u r d e d e s w e g e n ein g e w ö h n licher S t r a ß e n b a h n b ü g e l auf H o c h s p a n n u n g s i s o l a t o r e n v e r s u c h s w e i s e a u f g e s e t z t (Fig. 67). D i e s e r S t r o m a b n e h m e r e r w i e s sich n a t ü r l i c h e r w e i s e s e i n e m g r o ß e n Gewicht z u f o l g e als u n g e e i g n e t für G e s c h w i n d i g k e i t e n ü b e r 25 km p r o S t u n d e . Die S t r o m a b n e h m e r , die v o n d e r A l l g e m e i n e n Elektrizitäts-Gesells c h a f t zu d e n M o t o r w a g e n g e l i e f e r t w a r e n , sind in Fig. 74 w i e d e r g e g e b e n . Sie sind S c h e r e n b ü g e l u n d h a b e n sich s e h r z u f r i e d e n s t e l l e n d e r w i e s e n . D e r S t r o m a b n e h m e r b e s t e h t , wie ersichtlich ist, a u s e i n e m kleinen o b e r e n I> ii h 1 a n ,4 Ö r e für die A . E . G . - M o t o r e n , alles p r o 100 km W e g auf d e m K o m m u t a t o r u m k r e i s . Die m a x i m a l z u l ä s s i g e U m f a n g s g e s c h w i n d i g k e i t d e r K o m m u tatoren ist 29 m p r o S e k u n d e für die W e s t i n g h o u s e - M o t o r e n u n d 24 m f ü r die S i e m e n s - u n d A . E . G . - M o t o r e n g e w e s e n . D a s Z u g g e w i c h t hat w ä h r e n d der V e r s u c h s z e i t d u r c h s c h n i t t l i c h 41 T o n n e n p r o W e s t i n g h o u s e - M o t o r , 51 T o n n e n p r o S i e m e n s - M o t o r u n d 38 T o n n e n p r o A . E . G . - M o t o r b e t r a g e n . Bei G l e i c h s t r o m b a h n m o t o r e n k o m m t bisweilen ein s e h r lästiger U m s t a n d vor. W e n n n ä m l i c h die S t r o m z u f ü h r u n g e i n e n A u g e n b l i c k a u f h ö r t , w a s der Fall ist, w e n n der S t r o m a b n e h m e r a u s e i n e m o d e r d e m a n d e r e n G r u n d den F a h r d r a h t verläßt, so v e r s c h w i n d e t d a s m a g n e t i s c h e Feld d e s Motors. W e n n der S t r o m im n ä c h s t e n A u g e n b l i c k w i e d e r e i n g e s c h a l t e t wird, steigt die S t r o m s t ä r k e s c h n e l l e r , als d a s m a g n e t i s c h e Feld d e s Motors, w a s z u r F o l g e hat, d a ß s t a r k e s F u n k e n d e s K o m m u t a t o r s u n d g e w ö h n l i c h auch Überschlag zwischen den Bürstenhaltern und von den Bürstenhaltern zu d e m Eisen e n t s t e h t . H i e r d u r c h w e r d e n o f t m a l s S t ö r u n g e n d e s Bet r i e b e s h e r v o r g e r u f e n . Bei k e i n e m d e r E i n p h a s e n k o m m u t a t o r m o t o r e n hat sich so e t w a s g e z e i g t , t r o t z d e m nicht selten die S t r o m z u f u h r bei V e r s u c h e n mit w e n i g g e e i g n e t e n S t r o m a b n e h m e r n plötzlich a b g e b r o c h e n ist. D e r W e s t i n g h o u s e - M o t o r hat infolge z u s t a r k e r E r w ä r m u n g die relativ kleinste A r b e i t s f ä h i g k e i t bei u n u n t e r b r o c h e n e m Betrieb g e h a b t . D i e s e r Motor ist n u r mit n a t ü r l i c h e r Ventilation v e r s e h e n , was, wie v o r a u s z u s e h e n sich f ü r die A b k ü h l u n g als u n g e n ü g e n d e r w i e s e n hat, so d a ß der Unterschied zwischen der größten und der dauernden Leistung des Motors s e h r g r o ß g e w o r d e n ist. D e r S i e m e n s - M o t o r ist mit Ventilation d u r c h ein in d e r L o k o m o t i v e a n g e b r a c h t e s G e b l ä s e a u s g e r ü s t e t , d a s Luft in den M o t o r z w i s c h e n d e m S t a t o r u n d d e m R o t o r h i n e i n p r e ß t . Auf d e m A . E . G . - M o t o r w i e d e r ist d e r R o t o r mit e i n e r V e n t i l a t i o n s v o r r i c h t u n g v e r s e h e n , die Luft d u r c h ein L o c h in d e r Mitte d e r M o t o r a c h s e s a u g t . Diese b e i d e n V e n t i l a t i o n s s y s t e m e sind n ä h e r u n t e r s u c h t w o r d e n , u n d es hat sich d a b e i e r w i e s e n , d a ß sie im Betrieb u n g e f ä h r g l e i c h w e r t i g g e w e s e n

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sind. D i e S i e m e n s - M o t o r e n h a b e n , bei für d i e s e n Z w e c k v e r a n s t a l t e t e n V e r s u c h s f a h r t e n auf einer 5 k m l a n g e n S t r e c k e , mit e i n e m Z u g g e w i c h t v o n 51 T o n n e n p r o Motor und einer m i t t l e r e n G e s c h w i n d i g k e i t v o n 25 k m in der S t u n d e , n a c h einer 8 - s t ü n d i g e n Fahrt e i n e S c h l u ß t e m p e r a t u r ü b e r der T e m p e r a t u r der ä u ß e r e n Luft v o n ca. 1 0 5 ° für den K o m m u t a t o r u n d 5 0 ° für d a s S t ä n d e r b l e c h erhalten, w e n n die V e n t i l a t i o n s v o r r i c h t u n g k e i n e n D i e n s t g e t a n hat, g e g e n b z w . 8 5 ° und 3 5 ° bei D i e n s t l e i s t u n g d i e s e r V o r richtung. U m o h n e V e n t i l a t i o n s v o r r i c h t u n g die l e t z t e r w ä h n t e n W e r t e der T e m p e r a t u r e r h ö h u n g zu b e k o m m e n , ist e s n o t w e n d i g g e w e s e n , d a s Z u g g e w i c h t bis auf u n g e f ä h r die Hälfte d e s v o r i g e n zu v e r m i n d e r n . Die T e m p e r a t u r m e s s u n g ist mit T h e r m o m e t e r g e m a c h t w o r d e n . D e r Motorw a g e n z u g w u r d e a u c h E r w ä r m u n g s p r ü f u n g e n auf einer 5 k m l a n g e n S t r e c k e u n t e r z o g e n , w o b e i die M o t o r e n in d e m e i n e n M o t o r w a g e n g e k ü h l t g e w e s e n s i n d , w ä h r e n d die V e n t i l a t i o n s v o r r i c h t u n g d e r ü b r i g e n M o t o r e n a u ß e r D i e n s t g e s e t z t ist. Dabei erwies es sich, daß nach einem 1 0 - s t ü n d i g e n F a h r e n mit e i n e m Z u g g e w i c h t v o n 37 T o n n e n pro Motor u n d e i n e r d u r c h s c h n i t t l i c h e n G e s c h w i n d i g k e i t v o n 26 km in der S t u n d e eine S c h l u ß t e m p e r a t u r ü b e r der ä u ß e r e n T e m p e r a t u r v o n 8 5 ° für den K o m m u t a t o r u n d 6 0 ° für die Luftspalte für die b e i d e n ventilierten M o t o r e n erhalten w u r d e . A n den nicht ventilierten M o t o r e n w u r d e n v e r s c h i e d e n e Werte, d e r e n Mittelwerte sich auf 9 3 ° b z w . 7 7 ° b e l i e f e n , a b g e l e s e n . Von d i e s e n M o t o r e n w u r d e die n i e d r i g s t e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g an d e m Motor g e m e s s e n , d e r zu ä u ß e r s t in d e m Z u g e plaziert war, u n d der d e s w e g e n a u ß e n o f f e n b a r b e s s e r a b g e k ü h l t w u r d e , als der nach i n n e n b e f i n d l i c h e Motor. D i e W e s t i n g h o u s e - M o t o r e n , w e l c h e , w i e o b e n e r w ä h n t ist, k e i n e V e n t i l a t i o n s v o r r i c h t u n g hatten, h a b e n n a c h e i n e m 8 - s t ü n d i g e n F a h r e n mit e i n e m Z u g g e w i c h t v o n 42 T o n n e n p r o Motor u n d e i n e r d u r c h s c h n i t t l i c h e n G e s c h w i n d i g k e i t v o n 19 k m in der S t u n d e e i n e Ü b e r t e m p e r a t u r v o n 8 0 ° am K o m m u t a t o r u n d 9 0 ° im Luftspalt g e z e i g t . Es hat s i c h j e d o c h als s e h r s c h w i e r i g e r w i e s e n , d a s Verhältnis z w i s c h e n der T e m p e r a t u r e r h ö h u n g u n d d e m Z u g g e w i c h t e zu b e s t i m m e n , i n d e m die R e g e l u n g d e s F ü h r e r s o f f e n b a r e i n e s e h r w i c h t i g e Rolle g e s p i e l t hat, u n d d a r u m sind die o b e n g e g e b e n e n Ziffern nur als a n n ä h e r n d a u f z u f a s s e n . V o n d e n im v o r i g e n e r w ä h n t e n V e n t i l a t i o n s v o r r i c h t u n g e n s c h e i n t die bei der S i e m e n s - L o k o m o tive v e r w e n d e t e b e s o n d e r s für M a s c h i n e n , w e l c h e , w i e z. B. G ü t e r z u g l o k o m o t i v e n , l a n g e A u f e n t h a l t e an d e n B a h n h ö f e n h a b e n , v o r z u z i e h e n zu s e i n , weil d i e M o t o r e n d a n n w e s e n t l i c h a b g e k ü h l t w e r d e n k ö n n e n , w e n n d e r Z u g stillsteht. I n f o l g e der g r o ß e n G e s c h w i n d i g k e i t u n d d e s g r o ß e n L a g e r d r u c k s d e s M o t o r s hat für d a s S c h m i e r e n d e r R o t o r l a g e r extra g u t e s M a s c h i n e n ö l v e r w e n d e t w e r d e n m ü s s e n , u n d für d e n Z w e c k hat, nach v e r g l e i c h e n d e n Ö l p r ü f u n g e n , d a s „Elektra-Öl" v o n der V a k u u m - Ö l - C o . , w e l c h e s ö l v o n 9*

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d e r W e s t i n g h o u s e - G e s e l l s c h a f t e m p f o h l e n w o r d e n ist, sich als d a s b e s t e erwiesen. Die L ä u f e r - u n d A u f h ä n g e l a g e r d e r W e s t i n g h o u s e - M o t o r e n sind mit e i n e m T y p u s d e r S c h m i e r k a m m e r , wie er o f t m a l s auf B a h n m o t o r e n v e r w e n d e t wird, v e r s e h e n . D i e s e l b e ist mit P u t z w o l l e gefüllt, w e l c h e mit Öl g e t r ä n k t ist. Es ist j e d o c h s e h r s c h w i e r i g , bei einer s o l c h e n A n o r d n u n g f e s t z u s t e l l e n , ob eine g e n ü g e n d e M e n g e v o n ö l in d e n L a g e r n ist. B e s o n d e r s w e n n die M o t o r e n w a r m sind, t r o c k n e t n ä m l i c h die Wolle recht schnell o b e n , w a s ein v o r z e i t i g e s N a c h f ü l l e n v e r a n l a ß t hat. Messungen h a b e n einen Ö l v e r b r a u c h v o n u n g e f ä h r 21 g p r o M o t o r - k m e r g e b e n . Bei den S i e m e n s - M o t o r e n hat sich der Ö l v e r b r a u c h ein w e n i g kleiner e r w i e s e n , u n d z w a r 17 g p r o M o t o r - k m . H i e r w u r d e Z e n t r a l s c h m i e r u n g d u r c h einen innerhalb der Lokomotive stehenden Schmierkasten angewendet. Den kleinsten Ö l v e r b r a u c h h a b e n die A . E . G . - M o t o r e n g e z e i g t . D a s ö l wird hier mittelst e i n e r Ö l p u m p e in die R o t o r l a g e r h i n e i n g e p r e ß t , w o d u r c h es in Umlauf g e b r a c h t wird. D e r Ö l v e r b r a u c h ist d e s w e g e n s e h r u n b e d e u t e n d , w e n n kein R o t o r l a g e r so l o c k e r ist, d a ß es d a s ö l h e r a u s l a s s e n k a n n . D i e A u f h ä n g e l a g e r d e r A . E . G . - M o t o r e n w e r d e n wie g e w ö h n liche W a g e n a c h s e n z a p f e n g e s c h m i e r t , u n d sie v e r b r a u c h e n u n g e f ä h r e b e n soviel ö l wie ein g e w ö h n l i c h e s W a g e n a c h s e n l a g e r . W ä h r e n d d e r k ä l t e r e n J a h r e s z e i t sind an d e n S i e m e n s - u n d A . E . G . - M o t o r e n S c h w i e r i g k e i t e n d u r c h d a s G e f r i e r e n d e s Öls e n t s t a n d e n . N a c h d e m i n d e s s e n f r o s t f r e i e s Öl a n g e s c h a f f t w o r d e n ist, ist d i e s e S c h w i e r i g k e i t nicht w e i t e r v o r g e k o m m e n . N a c h P r ü f u n g w u r d e d a s „Arctic A m m o n i a ö l " v o n d e r V a k u u m - Ö l - C o . , w e l c h e s ö l erst bei — 2 5 " e r s t a r r t , als d a s f ü r den Z w e c k g e e i g n e t s t e ö l befunden. Die L a g e r a b n u t z u n g hat sich f ü r die R o t o r l a g e r als s e h r g r o ß e r w i e s e n . Die g r ö ß t e A b n u t z u n g h a b e n die R o t o r l a g e r d e r S i e m e n s - M o t o r e n g e zeigt, i n d e m d e r e r s t e A u s t a u s c h d o r t s c h o n n a c h e i n e m F a h r e n v o n 4000 km v o r g e n o m m e n w e r d e n m u ß t e , weil sich die L a g e r a b n u t z u n g d a n n auf 0,5 m m belief. Mit d e m zweiten L a g e r s a t z s i n d diese M o t o r e n 7300 k m g e l a u f e n ; es z e i g t e sich a b e r bei d e r R e v i s i o n , die d a n n v o r g e n o m m e n w u r d e , d a ß zwei d e r L ä u f e r g e g e n d a s S t ä n d e r b l e c h zu g l e i t e n begonnen hatten. Bei d i e s e n M o t o r e n ist der L u f t s p a l t nur 1,75 m m . Auf d e n A . E . G . - M o t o r e n w u r d e n die L a g e r s c h a l e n , (mit A u s n a h m e e i n e r , die infolge W a r m l a u f e n s s c h o n n a c h e i n e r W e g s t r e c k e v o n 3000 k m v e r t a u s c h t w u r d e ) , n a c h d e m die L a g e r a b n u t z u n g sich auf 0,5 m m belief, v e r t a u s c h t , w a s nach z u r ü c k g e l e g t e n 6600 k m eintraf. D i e s e r L a g e r a u s t a u s c h scheint j e d o c h u n n ö t i g f r ü h v o r g e n o m m e n w o r d e n zu sein, i n d e m eine L a g e r a b n u t z u n g von 1 m m bei diesen M o t o r e n , w e l c h e e i n e n L u f t s p a l t von 3 m m haben, sicher erlaubt werden kann. O h n e Zweifel k a m ind e s s e n bei d i e s e n L a g e r n eine a n n o r m a l g r o ß e A b n u t z u n g vor, s o d a ß , wie v o r h e r e r w ä h n t , d a s u r s p r ü n g l i c h v e r w e n d e t e S c h m i e r ö l sich b e i m

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kalten Wetter als u n g e e i g n e t e r w i e s . H i e r d u r c h e n t s t a n d a u c h d a s o b e n erwähnte Warmlaufen. Die n e u e n L a g e r s c h a l e n , w e l c h e s p ä t e r in die A . E . G . - M o t o r e n h i n e i n g e s e t z t w o r d e n sind, sind bis E n d e 1907 3500 km g e l a u f e n ; bei e i n e r a l s d a n n v o r g e n o m m e n e n U n t e r s u c h u n g k o n n t e keine n e n n e n s w e r t e A b n u t z u n g festgestellt w e r d e n . Auf d e r W e s t i n g h o u s e L o k o m o t i v e , die bis E n d e 1907 10100 km z u r ü c k g e l e g t hat, sind die L ä u f e r l a g e r s c h a l e n b i s zu dieser Zeit nicht a u s g e t a u s c h t w o r d e n . D a n n w u r d e j e d o c h b e f u n d e n , d a ß sich die A b n u t z u n g auf u n g e f ä h r 1 m m belief, w e s h a l b Austausch vorgenommen wurde. D e r L u f t s p a l t ist bei d i e s e n M o t o r e n 3 mm. H i e r a u s ist also ersichtlich, d a ß die W e s t i n g h o u s e - M o t o r e n die geringste Lagerabnutzung gehabt haben und dürfte wahrscheinlich der v o r h e r e r w ä h n t e U m s t a n d , d a ß die L ä u f e r w i c k l u n g p a r a l l e l g e s c h a l t e t ist, hierzu beigetragen haben. Wie v o r h e r e r w ä h n t , hat d a s Z u g g e w i c h t w ä h r e n d d e r V e r s u c h s z e i t sich auf d u r c h s c h n i t t l i c h 41 T o n n e n p r o W e s t i n g h o u s e - M o t o r , 51 T o n n e n p r o S i e m e n s - M o t o r u n d 38 T o n n e n p r o A . E . G . - M o t o r b e l a u f e n . Die o b e n g e g e b e n e n Ziffern d e r L a g e r a b n u t z u n g d ü r f t e n j e d o c h als a n n o r m a l a n g e s e h e n w e r d e n . Bei S t r a ß e n b a h n e n hat es sich e r w i e s e n , d a ß die L a g e r schalen d e s A n k e r s w e n i g s t e n s 2 5 0 0 0 km z w i s c h e n j e d e m A u s t a u s c h a u s halten k ö n n e n , u n d an einigen Stellen hat m a n festgestellt, d a ß die L a g e r s c h a l e n 8 0 0 0 0 k m u n d m e h r D i e n s t tun k ö n n e n . D i e s e l e t z t e r w ä h n t e n L a g e r s c h a l e n sind j e d o c h a u s G e l b m e t a l l a u s g e f ü h r t u n d mit einer festg e l ö t e t e n A b n u t z f l ä c h e a u s „ K i n g s t o n m e t a l l " von e i n e r D i c k e von 0,5 m m versehen gewesen. Diese A n o r d n u n g scheint der V e r w e n d u n g gewöhnlicher L a g e r s c h a l e n mit W e i ß m e t a l l a u c h a u s d e m G r u n d e v o r z u z i e h e n zu sein, d a ß bei W a r m l a u f e n d e r R o t o r nicht gleich g e g e n d a s S t ä n d e r blech zu gleiten b e g i n n t . Alle die L a g e r s c h a l e n , w e l c h e a n f a n g s f ü r die L ä u f e r l a g e r d e r V e r s u c h s m o t o r e n v e r w e n d e t w o r d e n sind, sind mit Weißmetall von einer D i c k e von w e n i g s t e n s 3,5 m m a u s g e g o s s e n . Bei d e m zu E n d e 1907 v o r g e n o m m e n e n A u s t a u s c h s i n d j e d o c h e i n i g e a u s G e l b metall mit K i n g s t o n m e t a l l g e f ü t t e r t e L a g e r s c h a l e n h i n e i n g e s e t z t w o r d e n . N a c h Mitteilung von d e r A . E . G . h a b e n die in H a m b u r g v e r w e n d e t e n E i n p h a s e n m o t o r e n , die von d e r s e l b e n S o r t e wie die d e r V e r s u c h s b a h n f ü r die M o t o r w a g e n gelieferten sind, n a c h 2 0 0 0 0 k m n u r eine A b n u t z u n g d e r L ä u f e r s c h a l e n v o n d u r c h s c h n i t t l i c h J/3 m m g e z e i g t , u n d w ü r d e also A u s t a u s c h für d i e s e l b e n nicht f r ü h e r als n a c h 6 0 0 0 0 km e r f o r d e r l i c h sein. F ü r die F e s t s t e l l u n g d e r L a g e r a b n u t z u n g s c h e i n t es n o t w e n d i g , auf d e n Motoren S i c h t l ö c h e r a n z u o r d n e n , mittelst d e r e n m a n d i e M e s s u n g d e s L u f t s p a l t e s an d e r u n t e r e n Seite d e s L ä u f e r s mit S i c h e r h e i t a u s f ü h r e n k a n n , w a s bei k e i n e m von d e n d e r V e r s u c h s b a h n gelieferten M o t o r e n d e r Fall g e w e s e n ist. Weiter ist zu w ü n s c h e n , d a ß w e n i g s t e n s d a s R o t o r l a g e r der Z a h n r a d s e i t e in z w e i Teilen a u s g e f ü h r t w e r d e n k ö n n t e , so d a ß

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der A u s t a u s c h e i n e r L a g e r s c h a l e , o h n e daß d a s T r i e b r a d w i e jetzt losg e m a c h t w e r d e n m u ß , v o r g e n o m m e n w e r d e n kann. S ä m t l i c h e M o t o r e n d e r V e r s u c h s b a h n sind mit ihrem e i n e n Ende mittelst A u f h ä n g e l a g e r auf den L o k o m o t i v e n - b z w . W a g e n a c h s e n aufg e h ä n g t , u n d d a s a n d e r e E n d e ist in d e m L o k o m o t i v e n - b z w . D r e h g e s t e l l r a h m e n w e r k mittels F e d e r v o r r i c h t u n g a u f g e h ä n g t . U m die Drehkraft von der L ä u f e r a c h s e zu der W a g e n a c h s e zu ü b e r f ü h r e n , sind Z a h n r a d ü b e r setzungen verwendet worden. Auf der L ä u f e r a c h s e ist ein T r i e b r a d aus hartem Stahl u n d auf d e n W a g e n a c h s e n Z a h n r ä d e r a u s S t a h l g u ß plaziert w o r d e n . D i e s e h a b e n in z w e i T e i l e n g e m a c h t w e r d e n m ü s s e n , u m a u s g e t a u s c h t w e r d e n z u k ö n n e n . Bei d e n A . E . G . - M o t o r e n ist das g r o ß e Z a h n rad a u s S c h m i e d e s t a h l n a c h e i n e r n e u e n , s e h r z w e c k m ä ß i g e n M e t h o d e ausgeführt worden. H i e r ist die W a g e n a c h s e mit e i n e m h y d r a u l i s c h aufg e p r e ß t e n Z e n t r u m v e r s e h e n w o r d e n , auf w e l c h e m d a n a c h der z w e i t e i l i g e Z a h n r a d k r a n z mittelst S c h r a u b e n b e f e s t i g t w u r d e . E n d e 1907 sind alle Z a h n r a d ü b e r s e t z u n g e n u n t e r s u c h t w o r d e n , dabei hat a b e r , w i e zu erw a r t e n war, keine A b n u t z u n g f e s t g e s t e l l t w e r d e n k ö n n e n . D i e Z a h n r a d iibersetzungen haben auch keine anderen Schwierigkeiten ergeben. E i n e e i g e n t ü m l i c h e E r s c h e i n u n g ist bei den V e r s u c h s l o k o m o t i v e n aufgetreten. W e n n die U m s c h a l t e r w a l z e n ä m l i c h auf rückwärts g e s t e l l t ist u n d m a n die L o k o m o t i v e n mittelst e i n e r D a m p f l o k o m o t i v e v o r w ä r t s zu z i e h e n v e r s u c h t , s o ist s o g l e i c h K u r z s c h l u ß b r e m s u n g e n t s t a n d e n , die s o stark g e w e s e n ist, d a ß die D a m p f l o k o m o t i v e n nur mit s e h r g e r i n g e r G e s c h w i n d i g k e i t v o r w ä r t s zu fahren v e r m o c h t h a b e n . Dieser Umstand hat darauf beruht, daß auf d e n b e i d e n e l e k t r i s c h e n L o k o m o t i v e n die M o t o r e n mittelst der U m s c h a l t e r w a l z e p a r a l l e l g e s c h a l t e t w e r d e n . Durch r e m a n e n t e n M a g n e t i s m u s in e i n e m Motor hat d i e s e r als G l e i c h s t r o m generator gearbeitet und den anderen Motoren Strom geliefert, welche d a n n a u c h als G e n e r a t o r e n in d e r s e l b e n R i c h t u n g w i e der e r s t e S p a n n u n g g e l e i s t e t h a b e n . D i e s e M o t o r e n sind a l s o a l s k u r z g e s c h l o s s e n e , in R e i h e g e s c h a l t e t e S e r i e n g e n e r a t o r e n g e l a u f e n , w o d u r c h e i n e s e h r kräftige B r e m s u n g e n t s t a n d e n ist. E i n e s o l c h e B r e m s u n g ist a u c h e n t s t a n d e n , w e n n man die U m s c h a l t e r w a l z e u m g e l e g t hat, w ä h r e n d eine L o k o m o t i v e v o r w ä r t s in G a n g g e w e s e n ist. D i e s e l b e E r s c h e i n u n g e n t s t e h t a u c h , w i e b e k a n n t , bei g e w ö h n l i c h e n G l e i c h s t r o m m o t o r e n ; e s s c h e i n t aber, als o b sie bei viel n i e d r i g e r e r G e s c h w i n d i g k e i t bei E i n p h a s e n m o t o r e n entsteht. Man k ö n n t e also bei E i n p h a s e n m o t o r e n n o c h b e s s e r a l s bei G l e i c h s t r o m die Kurzs c h l u ß b r e m s u n g v e r w e n d e n , w e n n d i e s e s o n s t g e e i g n e t wäre, w a s d o c h nicht der Fall s e i n d ü r f t e , da die M o t o r e n h i e r d u r c h allzu g r o ß e n B e anspruchungen ausgesetzt werden. Bei d e n M o t o r w a g e n ist d i e s e Ers c h e i n u n g nie v o r g e k o m m e n u n d kann mit d e n hier g e w ä h l t e n S c h a l t a n o r d n u n g e n a u c h nicht v o r k o m m e n . E s s c h e i n t a u c h für alle k ü n f t i g e n

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Fälle g a n z leicht zu s e i n , d a s E n t s t e h e n einer s o l c h e n unfreiwilligen B r e m s u n g d u r c h g e e i g n e t e S c h a l t a n o r d n u n g e n zu v e r h ü t e n . Als einer der g r ö ß t e n F e h l e r d e r E i n p h a s e n m o t o r e n ist d e r U m s t a n d a n g e f ü h r t w o r d e n , d a ß ihr D r e h m o m e n t p u l s i e r e n d ist. Bei E i n p h a s e n m o t o r e n s c h w a n k t d i e s e s n ä m l i c h z w i s c h e n Null u n d d e m d o p p e l t e n Mittelwert mit e i n e r F r e q u e n z gleich d e r d o p p e l t e n P e r i o d e n z a h l . Es ist a b e r leicht t h e o r e t i s c h n a c h z u w e i s e n , d a ß d i e s e s c h n e l l e n S c h w a n k u n g e n d e s D r e h m o m e n t e s d u r c h die T r ä g h e i t der M a s s e n u n d die f e d e r n d e A u f h ä n g u n g so b e d e u t e n d v e r r i n g e r t w e r d e n , daß, w e n n f e d e r n d e A u f h ä n g u n g von d e r s e l b e n Art wie f ü r die M o t o r e n d e r V e r s u c h s b a h n v e r w e n d e t wird, die S c h w a n k u n g e n d e s D r e h m o m e n t e s bei d e n R ä d e r n im a l l g e m e i n e n k a u m ein P r o z e n t d e s totalen b e t r a g e n . V e r g l e i c h e n d e S c h l ü p f u n g s v e r s u c h e , w e l c h e in „ T h e Electrical W o r l d " J a h r g a n g 1906, S. 713, v e r ö f f e n t l i c h t w o r d e n sind, sind bei d e r W e s t i n g h o u s e Electric & M a n u f a c t u r i n g C o . in P i t t s b u r g , Pa., U.S.A., a u s g e f ü h r t . Bei d i e s e n V e r s u c h e n w u r d e mit E i n p h a s e n m o t o r f ü r 25 P e r i o d e n u n g e f ä h r 15% k l e i n e r e Z u g k r a f t als mit G l e i c h s t r o m m o t o r f ü r d a s s e l b e A d h ä s i o n s g e w i c h t erhalten. Bei d e n V e r s u c h e n w a r e n die M o t o r e n mit n o r m a l e r F e d e r a u f h ä n g u n g v e r s e h e n . D i e s e relativ g r o ß e V e r m i n d e r u n g der Z u g kraft d ü r f t e , w e n i g s t e n s teilweise, a n d e r e n U r s a c h e n als d e r direkten Einwirkung der Periodenzahl zugeschrieben werden. Bei der V e r s u c h s a n l a g e hat keine S c h w i e r i g k e i t d e s p u l s i e r e n d e n D r e h m o m e n t e s b e o b a c h t e t w e r d e n k ö n n e n . F ü r die b e i d e n L o k o m o t i v e n hat a b e r die h ö c h s t e Z u g k r a f t , w e l c h e infolge d e r G r ö ß e der v e r w e n d e t e n M o t o r s t ä r k e hat e r h a l t e n w e r d e n k ö n n e n , u n g e f ä h r ein S e c h s t e l u n d für die M o t o r w a g e n u n g e f ä h r ein Achtel d e s A d h ä s i o n s g e w i c h t e s b e t r a g e n , u n d ist hierbei in n o r m a l e n Fällen keine S c h l ü p f u n g v o r g e k o m m e n . Es hat sich j e d o c h e r w i e s e n , d a ß die W e s t i n g h o u s e - M o t o r e n b e i m A n l a s s e n s o stark g e r ü t t e l t h a b e n , d a ß d a s Rütteln auf die B a h n p l a t t f o r m e n n e b e n d e r L o k o m o t i v e , w o es sich deutlich b e m e r k e n ließ, ü b e r t r a g e n w o r d e n ist. D i e s e s ist a b e r n u r mit den W e s t i n g h o u s e m o t o r e n d e r Fall g e w e s e n u n d d ü r f t e d a r u m m e h r m e c h a n i s c h e n U r s a c h e n als n u r der Einw i r k u n g der P e r i o d e n z a h l z u z u s c h r e i b e n sein. S o l c h e s Rütteln b e i m A n lassen k o m m t a u c h bei D r e h s t r o m m o t o r e n v o r , u n d hat d o r t allzuoft auf e i n e r s c h l e c h t e n Wahl d e r Zahl d e r N u t e n b e r u h t . U m die e l e k t r i s c h e n E i g e n s c h a f t e n der v e r s c h i e d e n e n M o t o r e n n ä h e r zu u n t e r s u c h e n , ist e i n e B r e m s v o r r i c h t u n g , die in Fig. 92 g e z e i g t wird, v e r w e n d e t w o r d e n . Wie h i e r a u s h e r v o r g e h t , w u r d e d e r M o t o r z u s a m m e n mit d e m d a z u g e h ö r i g e n R ä d e r p a a r in einen s t i l l s t e h e n d e n B r e m s b o c k e i n g e b a u t . Erst w u r d e n V e r s u c h e g e m a c h t , die B r e m s k l ö t z e g e g e n den R a d k r a n z gleiten zu l a s s e n ; dies m i ß l a n g a b e r v o l l s t ä n d i g , weil die R a d b a h n ein w e n i g k e g e l f ö r m i g ist. U m d i e s e n Ü b e l s t a n d zu b e s e i t i g e n ,

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13b

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w u r d e n spezielle B r e m s s c h e i b e n a n g e s c h a f f t , w e l c h e an die T r i e b r ä d e r in der Weise, wie es in d e r F i g u r g e z e i g t wird, b e f e s t i g t w u r d e n . D a s D r e h m o m e n t w u r d e a n f a n g s mittels eines F e d e r d y n a m o m e t e r s , das anstatt der Aufhängefedern des Motors eingesetzt wurde, gemessen. Diese Vorrichtung w a r u n z w e c k m ä ß i g , u n d w u r d e d e s w e g e n bald g e g e n eine a n d e r e D y n a m o m e t e r v o r r i c h t u n g v e r t a u s c h t , die a u s einem mit ö l g e f ü l l t e n Z y l i n d e r mit einem Kolben b e s t e h t , auf w e l c h e n m a n d a s D r e h m o m e n t des M o t o r s wirken ließ. D e r D r u c k w u r d e mittelst eines Q u e c k s i l b e r m a n o m e t e r s a b g e l e s e n .

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N e u e n r a d e in W e s t f a l e n , gelieferten sog. W i d e r s t a n d s m a t t e n bestehen. Das A u s s e h e n dieser H e i z k ö r p e r geht aus Fig. 105 hervor. Diese h a b e n den Vorteil eines n i e d r i g e r e n P r e i s e s und sind m e c h a n i s c h stark u n d volls t ä n d i g g e r ä u s c h l o s , auch w e n n sie für W e c h s e l s t r o m v e r w e n d e t w e r d e n . Versuche mit elektrischer Heizung. V e r g l e i c h e n d e V e r s u c h e in b e z u g auf die B e h e i z u n g von D r e h g e s t e l l wagen mit elektrischem S t r o m bzw. mit Dampf von einem b e s o n d e r e n H e i z w a g e n sind angestellt w o r d e n . Dabei ist sowohl die i n n e r e wie die ä u ß e r e T e m p e r a t u r auf f r e i h ä n g e n d e n T h e r m o m e t e r n in b e s t i m m t e n Zeitabschnitten a b g e l e s e n w o r d e n . G e w i s s e M e s s u n g e n sind so a u s g e f ü h r t , daß die W a g e n eine S t u n d e e r w ä r m t w o r d e n s i n d , d a n a c h eine S t u n d e

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a b g e k ü h l t , d a n n w i e d e r e r w ä r m t usw. W ä h r e n d aller d i e s e r V e r s u c h s reihen sind die W a g e n still g e s t a n d e n , mit g e s c h l o s s e n e n T ü r e n u n d F e n s t e r n . E b e n s o ist w ä h r e n d d e s L o k a l v e r k e h r s die T e m p e r a t u r m ö g lichst gleich g e h a l t e n u n d s o w o h l die L e i s t u n g s a u f n a h m e wie die I n n e n und Außentemperaturen beobachtet worden. Alle d i e s e M e s s u n g e n h a b e n e r g e b e n , d a ß f ü r I n s t a n d h a l t u n g eines T e m p e r a t u r u n t e r s c h i e d e s etwa 0,2 bis 0,3 KW p r o G r a d C e l s i u s zu verwenden sind. Die M e s s u n g s w e r t e s c h w a n k e n d a z w i s c h e n , s o w o h l bei s t i l l s t e h e n d e n und g e s c h l o s s e n e n W a g e n , wie bei d e n W a g e n im Lokalv e r k e h r . Die erste H e i z u n g der W a g e n e r f o r d e r t etwa

(•> Kilowatt p r o W a g e n , w e n n wir mit 0 d e n zu e r r e i c h e n d e n T e m p e r a t u r u n t e r s c h i e d u n d mit t die E r w ä r m u n g s z e i t in M i n u t e n b e z e i c h n e n . Bei e l e k t r i s c h e m B e t r i e b hat m a n die Wahl z w i s c h e n e l e k t r i s c h e r H e i z u n g o d e r H e i z u n g mit e i n e m b e s o n d e r e n D a m p f k e s s e l . Um einen Vergleich anstellen zu k ö n n e n wird damit g e r e c h n e t , d a ß j e d e r D a m p f kessel täglich 12 S t u n d e n im G e b r a u c h ist, w o v o n 3 S t u n d e n f ü r d a s A n h e i z e n n ö t i g s i n d , u n d d a ß 30 k g r a u c h l o s e S t e i n k o h l e p r o S t u n d e v e r b r a u c h t w e r d e n bei e i n e m P r e i s e von 20 Kr. p r o T o n n e , e b e n s o wie d a ß die Kosten für L ö h n e , R e p a r a t u r e n und A b s c h r e i b u n g zu 70 ö r e zu r e c h n e n sind. Die Kosten p r o D a m p f k e s s e l w e r d e n d a n n auf 15,60 Kr. pro Tag steigen. Die v e r g l e i c h e n d e n V e r s u c h e h a b e n weiter e r g e b e n , d a ß im D u r c h s c h n i t t 1 k g S t e i n k o h l e d i e s e l b e E r w ä r m u n g wie 1,69 KWS t u n d e n e r g e b e n , e n t s p r e c h e n d einem W i r k u n g s g r a d e bei d e r D a m p f e r w ä r m u n g von 18°/0. Eine H e i z u n g von 9 S t u n d e n d u r c h einen D a m p f kessel e n t s p r i c h t also 456 K W - S t u n d e n , u n d der S t r o m p r e i s darf 3,4 Üre p r o K W - S t u n d e sein, o h n e d a ß die elektrische E r w ä r m u n g m e h r kostet, als die D a m p f e r w ä r m u n g . Z u d i e s e m u n d n o c h n i e d r i g e r e m P r e i s k a n n im a l l g e m e i n e n e l e k t r i s c h e E n e r g i e von g r ö ß e r e n W a s s e r z e n t r a l e n e r h a l t e n w e r d e n ; d e r elektrische B e t r i e b d e r s c h w e d i s c h e n S t a a t s b a h n e n w ü r d e sich bei h ö h e r e m S t r o m p r e i s k a u m r e n t i e r e n k ö n n e n . Es s c h e i n t also, als m ü s s e der elektrischen B e h e i z u n g der W a g e n a u c h a u s w i r t s c h a f t lichen G r ü n d e n der V o r z u g g e g e b e n w e r d e n .

Bremsvorrichtungen. Bei d e n S t a a t s - E i s e n b a h n e n wird f ü r P e r s o n e n - u n d S c h n e l l z ü g e b e i n a h e ausschließlich die V a k u u m b r e m s e v e r w e n d e t . E s w u r d e d e s w e g e n notwendig, elektrische Antriebsvorrichtungen für dieses B r e m s s y s t e m anz u s c h a f f e n . D e r M o t o r w a g e n z u g u n d die e l e k t r i s c h e L o k o m o t i v e Nr. 2 w u r d e n mit solchen B r e m s v o r r i c h t u n g e n bestellt, u n d d i e s e sind von T h e V a c u u m B r a k e C o m p a n y verfertigt.

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150

—

In d e m M o t o r w a g e n z u g ist j e d e r W a g e n mit e i n e r V a k u u m p u m p e v e r s e h e n , die von e i n e m kleinen 3 P S E i n p h a s e n m o t o r g e t r i e b e n wird. In dem Führerstand g i b t es e i n e n B r e m s s c h a l t e r , womit einerseits d e r o b e n e r w ä h n t e P u m p m o t o r g e s t e u e r t u n d a n d e r s e i t s die B r e m s u n g geregelt wird. Die beiden P u m p m o t o r e n des M o t o r w a g e n z u g e s sind mittelst einer L e i t u n g , die d u r c h den g a n z e n Z u g g e h t , z u s a m m e n geschaltet. D a d u r c h w i r d es m ö g l i c h , bei d e m L o s l a s s e n d e r B r e m s e b e i d e P u m p e n a r b e i t e n z u l a s s e n , u n d sie l a u f e n d a n n m i t e i n e r G e s c h w i n d i g k e i t v o n c a . 1000 U m d r e h u n g e n p r o M i n u t e . U m n a c h h e r d a s V a k u u m zu e r h a l t e n , l ä u f t in n o r m a l e n F ä l l e n n u r die e i n e P u m p e mit e i n e r G e s c h w i n d i g k e i t von e t w a 500 U m d r e h u n g e n . Die G r ö ß e d e s V a k u u m s wird m i t t e l s t e i n e s S i c h e r h e i t s v e n t i l s g e r e g e l t , d a s s i c h ö f f n e t u n d Luit in die Leitung hineinläßt, w e n n das V a k u u m einen bestimmten Wert übersteigt. Die elektrische Lokomotive Nr. 2 hatte a n f a n g s ähnliche A n o r d n u n g e n wie die M o t o r w a g e n . Hier g a b es a b e r n u r einen Motor, der zwei Vak u u m p u m p e n , j e v o n d e r s e l b e n G r ö ß e , w i e d i e auf d e m M o t o r w a g e n z u g , trieb. F ü r d a s L e e n n a c h e n d e r Z u g l e i t u n g liefen d i e s e P u m p e n mit e i n e r G e s c h w i n d i g k e i t v o n 1000 U m d r e h u n g e n u n d f ü r d a s B e i b e h a l t e n d e s V a k u u m s mit u n g e f ä h r 4 0 0 U m d r e h u n g e n . D i e e l e k t r i s c h e L o k o m o t i v e N r . 1 w a r , als sie an d i e V e r s u c h s b a h n g e l i e f e r t w u r d e , n u r mit e i n e r H a n d b r e m s e v e r s e h e n , w e l c h e sich a b e r , w i e z u e r w a r t e n w a r , als u n g e n ü g e n d e r w i e s . Wie v o r h e r e r w ä h n t , w i r d bei d i e s e r L o k o m o t i v e f ü r d a s S t e u e r u n g s s y s t e m D r u c k l u f t b e nutzt, welche von e i n e m mittelst eines 5 P S - E i n p h a s e n m o t o r s getriebenen Kompressor erhalten wurde. M a n hielt e s d a r u m f ü r z w e c k m ä ß i g , h i e r g e w i s s e V e r s u c h e zu m a c h e n , u m d i e D r u c k l u f t a u c h f ü r d i e B r e m s u n g des Z u g e s zu v e r w e n d e n . Es waren hierbei hauptsächlich zwei Möglichkeiten zu p r ü f e n , n ä m l i c h einerseits d a s V a k u u m mittelst eines E j e k t o r s in d e r s e l b e n W e i s e w i e mit D a m p f z u e r h a l t e n u n d a n d e r s e i t s die M ö g l i c h k e i t , in e i n e r p r a k t i s c h e n u n d e i n f a c h e n W e i s e d i e g e w ö h n l i c h e n V a k u u m b r e m s v o r r i c h t u n g e n d e r S t a a t s b a h n e n s o z u v e r ä n d e r n , d a ß sie sowohl für V a k u u m wie für D r u c k l u f t v e r w e n d e t w e r d e n konnten. Die V e r s u c h e , V a k u u m mittels eines E j e k t o r s u n d Druckluft zu beschaffen, ergaben sogleich negative Resultate. W ä h r e n d m a n mit D a m p f v o n 6 k g Ü b e r d r u c k in 2 0 S e k . in d e r V a k u u m l e i t u n g e i n e s D r e h g e s t e l l w a g e n s 5 5 c m V a k u u m e r h a l t e n k o n n t e , z e i g t e e s s i c h , d a ß m a n mit D r u c k luft v o n 6 k g Ü b e r d r u c k u n t e r d e n s e l b e n V e r h ä l t n i s s e n e r s t n a c h 2 M i n u t e n 3 6 , 5 c m V a k u u m e r h i e l t u n d d a ß e s u n m ö g l i c h w a r , in d i e s e r W e i s e d i e L u f t v e r d i i n n u n g über diesen Wert zu e r h ö h e n . D e r a n d e r e A u s w e g e r w i e s s i c h ein w e n i g b e s s e r . Das Vakuumb r e m s s y s t e m w i r d d a b e i in d e r W e i s e , w e l c h e v o n d e r n e b e n s t e h e n d e n F i g . 106 s c h e m a t i s c h a n g e g e b e n w i r d , a n g e o r d n e t . Auf d i e s e r F i g u r

— ist K

das

gewöhnliche

157

Kugelventil,

R

— das

Hilfsreservoir,

H

das

Rohr,

welches z u der Hauptleitung eingeschaltet wird, und T ein V i e r w e g h a h n . Mittels

d i e s e s Hahns

A zeigt,

kann

das B r e m s s y s t e m

zeigt, u m g e s c h a l t e t werden. ventils

entweder für V a k u u m , wie

o d e r für Druckluft mit ca. 1 k g Überdruck, in der W e i s e wie von

zwischen Mit

dem

Druckluftbehälter

der

Lokomotive,

6 und 8 kg Überdruck s c h w a n k t , diesem

veränderten

motive Nr. 1 und 2

Vereinfachte

Bremssystem

wo

der

Luftdruek

erhalten. wurde

die elektrische

Loko-

mit Drehgestell wagen v e r s u c h s w e i s e ausgerüstet.

Darstellung

B

D i e s e Druckluft wurde mittels eines Reduzier-

einer

Brrnisanordntin^

sowohl

für

Vakuum(A)

als

Druckluft

Ks

(B).

zeigte sich aber sogleich, daß, trotzdem m e h r e r e n o t w e n d i g e V e r ä n d e r u n g e n an den E i n z e l h e i t e n für das V a k u u m b r e m s s y s t e m g e m a c h t worden waren, die V e r l u s t e doch so g r o ß waren, daß der K o m p r e s s o r der L o k o m o t i v e Luft nur der B r e m s v o r r i c h t u n g in der L o k o m o t i v e selbst liefern konnte. Auch für die L o k o m o t i v e mußte aber dieses B r e m s s y s t e m bald aufgegeben w e r d e n , weil es sich als wenig zuverlässig erwies, da sich die V a k u u m b r e m s e , trotz v e r s c h i e d e n e n B e m ü h u n g e n , nicht mit Vorteil für D r u c k luft v e r w e n d e n ließ. Die L o k o m o t i v e wurde darum stattdessen mit einer n o r m a l e n V a k u u m b r e m s v o r r i c h t u n g und m o t o r g e t r i e b e n e n V a k u u m pumpe, w e l c h e von der elektrischen L o k o m o t i v e Nr. 2 g e n o m m e n wurde, v e r s e h e n . Von dieser Maschine wurde nämlich der Motor, welcher dort vorher die beiden V a k u u m p u m p e n a n g e t r i e b e n hatte, und die eine dieser P u m p e n w e g g e n o m m e n , während die zweite V a k u u m p u m p e zu dem

—

158

—

Motor in d e r e l e k t r i s c h e n L o k o m o t i v e Nr. 2, d e r d o r t d e n L u f t k o m p r e s s o r , die O l p u m p e u n d d e n Ventilator trieb, g e k u p p e l t w u r d e .

Signalgebung. F ü r die S i g n a l g e b u n g wird s o w o h l auf d e n L o k o m o t i v e n wie auf d e n M o t o r w a g e n D r u c k l u f t v e r w e n d e t . Auf d e n e l e k t r i s c h e n L o k o m o t i v e n wird d i e s e von m o t o r g e t r i e b e n e n L u f t p r e s s e r n e r h a l t e n . Auf d e m Motorw a g e n z u g w u r d e n z u e r s t V e r s u c h e mit d e n d a m a l s e r h a l t e n e n V a k u u m pfeifen a n g e s t e l l t ; da a b e r die E r g e b n i s s e s c h l e c h t w a r e n , w u r d e n achsengetriebene Kompressoren angeschafft. Die M o t o r w a g e n m ü s s e n j e d o c h j e d e n M o r g e n erst 3 bis 4 km f a h r e n , b e v o r es g e n ü g e n d D r u c k luft f ü r die S i g n a l g e b u n g gibt. Es hat sich n ä m l i c h so g u t wie u n m ö g l i c h e r w i e s e n , D r u c k l u f t in d e n B e h ä l t e r n u n t e r d e n W a g e n von einem T a g z u m a n d e r n a u f z u s p e i c h e r n . Es scheint d e s w e g e n v o r t e i l h a f t e r zu sein, d a ß d e r Motor, der f ü r d a s Antreiben d e r V a k u u m p u m p e b e s t i m m t ist, in s o l c h e n Fällen so g r o ß g e m a c h t wird, d a ß zu d e m s e l b e n a u c h ein K o m p r e s s o r g e k u p p e l t w e r d e n k a n n . Im Mai 1907 w u r d e i n d e s s e n von der F i r m a J o s e p h H i g h a m , Ltd., M a n c h e s t e r , eine V a k u u m p f e i f e k o n s t r u i e r t , w e l c h e an d e r e l e k t r i s c h e n L o k o m o t i v e Nr. 2 g e p r ü f t w u r d e u n d sich als recht z u f r i e d e n s t e l l e n d erwies, w e n n sie a u c h einen nicht völlig so s t a r k e n u n d r e i n e n Laut wie die Pfeife für D r u c k l u f t g a b .

Das Sandstreuen. V o r r i c h t u n g e n f ü r d a s S a n d s t r e u e n sind auf den e l e k t r i s c h e n L o k o m o t i v e n e r p r o b t w o r d e n , w e r d e n a b e r bei d e n M o t o r w a g e n , infolge i h r e s relativ g r o ß e n A d h ä s i o n s g e w i c h t e s , nicht als nötig e r a c h t e t . F ü r die elekt r i s c h e L o k o m o t i v e Nr. 2 wird eine m e c h a n i s c h e S a n d s t r e u v o r r i c h t u n g v e r w e n d e t , auf d e r e l e k t r i s c h e n L o k o m o t i v e Nr. 1 h i n g e g e n g e s c h i e h t d a s S a n d s t r e u e n mit Hilfe von D r u c k l u f t , w a s sich als s e h r vorteilhaft erwiesen hat.

Der Energieverbrauch der Züge. In d e m Kapitel ü b e r d a s K r a f t w e r k sind s c h o n die I n s t r u m e n t e erwähnt worden, welche für Messung des Energieverbrauchs der Züge ang e s c h a f f t w u r d e n u n d von w e l c h e n die S p a n n u n g s - , S t r o m - u n d L e i s t u n g s m e s s e r in d e m K r a f t w e r k a n g e b r a c h t w e r d e n m u ß t e n , weil d a s Rütteln d a s A b l e s e n u n m ö g l i c h m a c h t e . H i e r d u r c h k o m m e n die L i n i e n v e r l u s t e mit in d a s E r g e b n i s . Diese h a b e n sich bei e i n e r F a h r t mit 6000 Volt a u s n a h m s w e i s e auf m a x i m a l 5 °/n b e l a u f e n . Der Mittelwert d e s S p a n n u n g s abfalls w ä h r e n d e i n e r g a n z e n V e r s u c h s f a h r t hat j e d o c h f ü r die u n t e n a n g e g e b e n e n F a h r t e n n i e m a l s 2"/ n ü b e r s c h r i t t e n , u n d keine Korrektion ist h i e r f ü r bei d e n B e r e c h n u n g e n d e s W a t t s t u n d e n v e r b r a u c h s m i t g e n o m m e n w o r d e n , weil dieser a u s a n d e r e n G r ü n d e n mit s o l c h e r G e n a u i g k e i t nicht b e s t i m m t w e r d e n k a n n , d a ß einem F e h l e r von 2 % eine g r ö ß e r e B e d e u t u n g b e i g e m e s s e n ist, u m so m e h r als der so g e m e s s e n e Wert g r ö ß e r wie der wirkliche ist. Beim F a h r e n mit 12000 Volt b e l a u f e n sich die infolge d e s S p a n n u n g s a b f a l l s e n t s t e h e n d e n F e h l e r nur auf ein Viertel d e s o b e n e r w ä h n t e n . M e s s u n g e n b e i m F a h r e n mit h ö h e r e r S p a n n u n g als 12000 Volt h a b e n nicht a u s g e f ü h r t w e r d e n k ö n n e n , weil die M e ß i n s t r u m e n t e h i e r f ü r nicht g e e i g n e t w a r e n . D e r v o r h e r e r w ä h n t e von d e r A. E.-G. g e l i e f e r t e G e s c h w i n d i g k e i t s m e s s e r ist f ü r die M e s s u n g d e r Z u g g e s c h w i n d i g k e i t b e n u t z t w o r d e n , w o b e i a n f a n g s auf d e m s e l b e n A b l e s u n g e n j e d e z e h n t e S e k u n d e u n d s p ä t e r j e d e f ü n f t e S e k u n d e g e n o m m e n w o r d e n sind. T r o t z d e m d a ß dieser G e s c h w i n d i g k e i t s m e s s e r bei K o n t r o l l p r ü f u n g e n im K r a f t w e r k j e d e w ü n s c h e n s w e r t e G e n a u i g k e i t zu liefern erwies, e r g a b e s sich a n f a n g s d a ß , w e n n d e r e r h a l t e n e W e r t der M i t t e l g e s c h w i n d i g k e i t f ü r eine V e r s u c h s f a h r t , d e r Kontrolle w e g e n mit d e r F a h r z e i t multipliziert w u r d e , die so b e r e c h n e t e W e g l ä n g e nicht mit d e m in der Wirklichkeit z u r ü c k g e l e g t e n W e g ü b e r e i n s t i m m t e , s o n d e r n o f t m a l s 6°/ n k ü r z e r war. S e i t d e m a b e r die B r e m s v o r r i c h t u n g für die A c h s e , von w e l c h e r der G e n e r a t o r d e s G e s c h w i n d i g k e i t s m e s s e r s g e t r i e b e n w u r d e ,

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100

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a u ß e r D i e n s t g e s e t z t w o r d e n war, v e r s c h w a n d d i e s e r Fehler, u n d d e r Ges c h w i n d i g k e i t s m e s s e r hat s e i t d e m i m m e r g u t e E r g e b n i s s e geliefert. Für die M e s s u n g d e r Z u g k r a f t d e r L o k o m o t i v e n b z w . d e r Motorw a g e n ist ein F e d e r d y n a m o m e t e r , bis zu 5 T o n n e n z e i g e n d , a n g e w e n d e t w o r d e n . D i e s e r D y n a m o m e t e r w u r d e bei Z u g k r a f t m e s s u n g e n z w i s c h e n den Zughaken der Lokomotive bzw. des Motorwagens und des ersten Wagens a n g e b r a c h t . Die A u s s c h l ä g e auf d i e s e m D y n a m o m e t e r h a b e n i n f o l g e der A b w e s e n h e i t der h i e r f ü r e r f o r d e r l i c h e n D ä m p f u n g s v o r r i c h t u n g nicht volls t ä n d i g r u h i g erhalten w e r d e n k ö n n e n . Die A b l e s u n g e n sind d e s w e g e n m e h r s c h ä t z u n g s w e i s e g e m a c h t w o r d e n , u n d es ist d a r u m k l a r , d a ß sich keine allzu g r o ß e G e n a u i g k e i t von diesen M e s s u n g e n e r w a r t e n läßt. J e d o c h zeigt die recht g u t e Ü b e r e i n s t i m m u n g z w i s c h e n den R e s u l t a t e n der M e s s u n g e n in v e r s c h i e d e n e n Fällen, d a ß d e r F e h l e r bei d e r B e s t i m m u n g d e s Mittelwerts der Z u g k r a f t , resp. der Z u g a r b e i t , sich auf m e h r nicht als h ö c h s t e n s ein p a a r P r o z e n t e bei l ä n g e r e n F a h r t e n b e l a u f e n d ü r f t e . Bei den M e s s u n g e n , bei w e l c h e n Z u g k r a f t a b l e s u n g e n g e m a c h t w o r d e n sind, sind d i e s e g l e i c h z e i t i g mit d e n G e s c h w i n d i g k e i t s a b l e s u n g e n v o r g e n o m m e n w o r d e n . F ü r den M o t o r w a g e n z u g h a b e n die Z u g k r a f t a b l e s u n g e n natürlich n u r d a n n g e m a c h t w e r d e n k ö n n e n , w e n n n u r der v o r d e r e M o t o r w a g e n der z i e h e n d e g e w e s e n ist. A b l e s u n g e n sind f ü r u n g e f ä h r 100 V e r s u c h s f a h r t e n v o r g e n o m m e n w o r d e n , w e l c h e mit v e r s c h i e d e n e n Z u s a m m e n s e t z u n g e n der Z ü g e , Haltep u n k t a b s t ä n d e n u n d M i t t e l g e s c h w i n d i g k e i t e n a u s g e f ü h r t sind, u n d sind K u r v e n f ü r diese g e z e i c h n e t w o r d e n . Die Fig. 110 bis 125, die am E n d e d i e s e s Kapitels w i e d e r g e g e b e n s i n d , z e i g e n als Beispiel solche K u r v e n f ü r 10 V e r s u c h s f a h r t e n , d a v o n 6 für den M o t o r w a g e n z u g , 0 f ü r die e l e k t r i s c h e L o k o m o t i v e Nr 1, u n d 4 für die L o k o m o t i v e Nr. 2. Die K u r v e n für S p a n n u n g , S t r o m s t ä r k e u n d e l e k t r i s c h e L e i s t u n g s a u f n a h m e d i e s e r F i g u r e n sind s ä m t l i c h mittels d e r v o r h e r e r w ä h n t e n f u n k e n registrierenden Instrumente aufgenommen worden. Bei den von den F i g u r e n g e z e i g t e n V e r s u c h s f a h r t e n ist die S p a n n u n g , mit A u s n a h m e d e r F a h r t e n , w e l c h e v o n den Fig. 118 bis 121 g e z e i g t w e r d e n , im K r a f t w e r k f ü r H a n d g e r e g e l t w o r d e n . In den l e t z t e r e n hat der e r w ä h n t e s e l b s t t ä t i g e S p a n n u n g s r e g l e r D i e n s t g e t a n . Die A b l e s u n g e n von G e s c h w i n digkeit u n d Z u g k r a f t s i n d bei d i e s e n V e r s u c h s f a h r t e n j e d e f ü n f t e S e k u n d e g e n o m m e n w o r d e n . Die in d e n F i g u r e n g e z e i g t e n K u r v e n für die P f e r d e kräfte g e b e n die L e i s t u n g b e i m Z u g h a k e n a n , schließt also die A r b e i t nicht ein, die f ü r die B e f ö r d e r u n g der L o k o m o t i v e b z w . d e s M o t o r w a g e n s e r f o r d e r l i c h ist. Um die g e s a m t e Arbeit u n d den Effekt bei d e n T r i e b r ä d e r n zu e r h a l t e n , w e l c h e W e r t e für die B e r e c h n u n g d e s W i r k u n g s g r a d e s e r f o r d e r l i c h sind, ist d e r o b e n e r w ä h n t e W e r t im Verhältnis zu d e m Z u g g e w i c h t v e r g r ö ß e r t w o r d e n , w a s natürlich v o r a u s s e t z t , d a ß der Z u g w i d e r -

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— „ .. ., ., .. ,. d u r c h s c h n i t t l i e h e G e s c h w i n d i g k e i t in Wattst. pro Tonnenkm. ----- M i t t e l w e r t d e s Leistungsfaktors. H a l t e p u n k t s e n t f e r n u n g in k m . _

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Der Motorwagenziig.

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Der Motorwagenzug.

Vorsignal—Tomteboda.

Tomteboda—Järfva.

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167

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Fig. Ill a. Der Motorwagoimig. Järfva —Tointeboda Vorsignal—Tointeboda.

Fig. 111b. Der Motorwagenzug.

Tomteboda—Stockholm,

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168

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Fig. 119 b. Die elektrische Lokomotive Nr. 1. Gesamtzuggewicht 80 Tonnen.

Värtan—Järfva II.

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Fig. 120a. Die elektrische Lokomotive Nr. 1. Gesamtzuggewicht 185 Tonnen. Järfva—Värtan 1.

Fig. 120b.

D i e e l e k t r i s c h e L o k o m o t i v e N r . 1. G e s a m t z u g g e w i c h t 185 T o n n e n .

J ä r f v a — V ä r t a n II.

cos-f.

Fig. 120c. Die elektrische Lokomotive Nr. 1. Gesamt zuggewicht 185 Tonnen. Järfva—Värtan III.

Fig. 121a. Die elektrische Lokomotive Nr. 1. Gesamtzuggewicht 185 Tonnen. D a h l a n d c r , Eisenbahnbetrieb,

Värtan—Järfva L J2

Fig. 121b. Die elektrische Lokomotive Nr. 1, Gesamtzuggewiclit 185 Tonnen.

V ä r t u n - J ä r f v u II.

Fig. 121c. Die elektrische Lokomotive Nr. 1. Gesamtzuggewicht 185 Tonnen.

Värtan—Järfva III.

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