Oktober 2024
560 Grad und Kohlenstaub – wie lange hält Stahl das aus ?
In den Brennkammern der Kessel moderner Dampfkraftwerke wurde in einem starken Luftstrom feines Kohlengranulat verbrannt. Kein Rost mehr, auf dem die Kohle verbrennt, alles spielt sich im freien Flug durch den Brennraum ab. Die mechanische Kraft des Kohlenstaubs und der Asche ist jedoch so stark, dass im Laufe des Betriebs die Stahlrohre der Rohrbündel im Kessel regelrecht durchgescheuert werden. Dies geschieht auch fern der Brennkammer mit den Überhitzer-Rohrbündeln. 4 mm Stahl abgetragen, bis das Rohr mit 130 bar platzt. Der Kessel muß abkühlen, ehe das Reparaturteam im Brenn- oder Überhitzerraum die defekten Teile herausschneiden und neue Rohre einschweißen kann. Bei Temperaturen von 60 Grad keine leichte Arbeit.
September 2024
Isolatoren - Elektrizität auf Distanz
Der abgebildete Isolator ist über 1 m lang und trägt in freier Luft eine 110.000 V – Leitung. Wir schauen von unten auf das metallische Leiterseil (Aluminium mit Stahlkern, ohne eigene Isolierung) und die Isolatoren aus Keramik.
Eine elektrische Spannung will sich stets durch einen Stromfluss ausgleichen. Das ist in elektrischen Geräten auch so beabsichtigt. Was ist jedoch auf dem Weg von der Erzeuger- zur Verbrauchsstelle?
Dort muss sowohl der ungewünschte Ausgleich zwischen den Leitern als auch zur Erde unterbunden werden und die Installation muss berührungssicher sein. Deshalb hängen die Leiterseile von Hochspannungsfreileitungen so hoch und in weitem Abstand voneinander. Für 380.000 V müssen die Isolatoren ca. 4 m lang sein. Mindestens ebenso groß muss der Abstand zwischen den Leiterseilen und zum Erdboden noch mindestens 2 m weiter sein.
August 2024
Ist das Kunst ? Oder kann das weg ?
Wenn aus einer ehemals glatten Stahlplatte solch ein künstlerisch anmutendes Muster entsteht, dann haben wir eine Prallplatte aus einer Kohlemühle vor uns, die nach Standzeiten von 4 - 6 Monaten wegen Verschleiß ausgewechselt werden musste. In der Kausalkette „mehr Strom–mehr Dampf –mehr Kohle verbrennen“ stellte sich bald heraus, dass mit klassischer Verbrennung auf dem Rost – auch auf dem Wanderrost – die Leistung begrenzt blieb. Daher wurde die fein gemahlene Kohle mit einem starken Luftstrom im die Brennkammer eingeblasen und verbrannte dort im Flug. Die Kohle musste vorher zu „Kohlenstaub“ mit Korngrößen um 1 mm vermahlen werden. Dazu wurden Mühlen mit Kollergang oder eben Schlagwerke mit Prallplatten verwendet.
Juli 2024
Modellbau: Auszeichnung – Methodik: Thema verfehlt !
Ein wunderschönes Symbolmodell „Blockstation 1879“ genannt. Leider methodisch nicht so geeignet ! Warum?
Die Dampfmaschine ist eine doppeltwirkende Maschine mit Balancier, Ventilsteuerung und dem von James Watt 1784 erfundenen Parallelogramm, dass die Kolbenbewegung im Zylinder ohne seitliche Abweichung der Kolbenstange umsetzen konnte, im 19. Jahrhundert wurde es durch den Kreuzkopf ersetzt, die Triebstange hinter dem Kreuzkopf wirkte direkt auf Kurbel und Schwungrad. 1866 entwickelte W. v. Siemens einen Dynamo, der eine fast unbegrenzte Stromerzeugung ermöglichte. Die eingesetzten Dampfmaschinen waren liegende Maschinen mit Kreuzkopf, einen Kombination Balancier/Dynamo hat es nicht gegeben. Der Dynamo ist zu groß und kompakt dargestellt, die ersten Generatoren sahen völlig anders aus. Die AEG wurde zunächst als 1883 als Deutsche Edison-Gesellschaft gegründet und erst 1888 in Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft AEG umfirmiert. Wenigstens das Datum ist richtig: ab 1879 trieben liegende Dampfmaschinen in sogenannten Blockstationen Dynamos an, deren Strom Bogenlampen versorgte.
Juni 2024
„Konstanze VI“ - was machte die ?
Die Stromversorgung in der damaligen DDR war in den Spitzenzeiten äußerst angespannt, die Netzstabilität konnte nicht dauerhaft gewährleistet werden. Netzspannungen unter 200 V und Frequenzen unter 49 Hz kamen durchaus vor.
Damit war der Betrieb elektronischer Geräte, insbesondere von Fernsehern, nicht mehr gesichert. Schwarze Balken oben und unten, Bildlaufen traten auf.
Mit der zunehmenden Verbreitung des Fernsehens kamen deshalb in den 1960er Jahren Spannungskonstanthalter in die Geschäfte, mit denen am Anwendungsort die Spannungsschwankungen ausgeglichen werden sollten. Handgeregelt oder sogar automatisch. Ein Modell war neben anderen „Konstanze VI“, ein vollautomatisch arbeitendes Gerät. Ein Werbeclip des DDR-Fernsehens für „Konstanze“ illustrierte Problem und Lösung im Zeichentrick.
Mai 2024
Umformer – was wird da umgeformt?
In Erinnerung an Ferdinand Menke-Zumbrägel 1944 – 2024
Die Entwicklung der Stromversorgung in Deutschland setzte Ende des 19. Jahrhunderts auf Wechselstrom in Form mehrphasigen Drehstromes. Andererseits war der Gleichstrom aus der historischen Entwicklung bis weit ins 20. Jahrhundert nicht wegzudenken.
Umwandlungen der Stromarten in die jeweils andere waren zu der Zeit nur über rotierende elektrische Maschinen möglich. Einzige Ausnahme waren Quecksilberdampf-Gleichrichter. Von der BEWAG wurde 1926 deshalb ein eigenes Versuchslabor errichtet. Eine der Hauptmaschinen war der Gleichstrom-Umformer mit einer Leistung von 274 kW und Strömen bis zu 1.000 A.
April 2024
Isolierstoffe - Spannung eingehüllt
Spannungsführende Leiter müssen gegen Berührung und Kontakt untereinander oder mit der Erde (Kurzschluß, Erdschluß) gesichert werden. Für das Einhüllen der Leiter und der Bedienelemente gibt es Isolierstoffe. Das sind Materialien mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit: Gewebe, Guttapercha, Öl, Papier, Porzellan, Keramik, Glas, Bakelit, Gummi, Kunststoffe. Je höher die übertragene Spannung, desto länger muss die Isolierstrecke und/oder desto besser müssen die Isolationseigenschaften sein. Inzwischen ist es gelungen, Polymermaterialien für Kabel zu entwickeln, die auf einer Strecke von 30 mm 380.000 V isolieren können. Das Bild zeigt den Querschnitt eines solchen Kabels, das man außen gefahrlos berühren kann, ohne einen Stromschlag zu bekommen. Ein Wunder heutiger Elektrotechnik!
März 2024
Hebdrehwähler – das soll das „Fräulein vom Amt“ sein ?
Am Beginn der Telefontechnik saß das Fräulein vom Amt vor einem Vermittlungsschrank und suchte gemäß Verbindungswunsch des Anrufers für diesen den gewünschten Anschluss aus. Dazu wurde ein bewegliches Kabel mit zweipoligem Stecker in die Buchse des gewünschten Teilnehmers gesteckt. Die Anschlussbuchsen waren in mehreren Reihen übereinander zu je 10 Anschlüssen angeordnet. Das Kabel mußte also gehoben und dann entlang der Reihe eingesteckt werden. Ein neurotischer Bestattungsunternehmer in Kansas City/USA, Almon Strowger, argwöhnte, die im Vermittlungsamt tätige Freundin eines Konkurrenten würde Aufträge bewusst nur an diesen durchstellen.
Daraufhin ersann er 1898 eine elektromechanische Lösung, bei der der Teilnehmer selbst mit Tasten über eine Ziffernfolge die gewünschte Verbindung herstellen konnte. Ein Kontakt wurde dabei gehoben und anschließend in der Reihe bis zum gewünschten Anschluss gedreht.
Februar 2024
Drehstromtransformator – drei Phasen in einem Gehäuse?
Im europäischen Verbundnetz von Gibraltar bis Polen wird mit Dreiphasen-Wechselstrom gearbeitet. Das sind drei miteinander verkettete Spannungen – die Phasen – die untereinander als auch gegen Erde Spannung führen. Brauche ich für die Spannungswandlung durch Transformatoren nun drei davon oder kann ich das in einem zusammenfassen? Ein russischer Exil-Ingenieur bei der AEG, Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski, begründete 1890 den Begriff „Drehstrom“ und entwickelte Motoren und Transformatoren für diese Stromart. Im Vergleich mit einem kleinen Einphasentransformator (Klingeltrafo 230 V / 12 V) sehen wir die drei Phasenwicklungen eines Trafos 10.000 V (10 kV) / 400 V auf gemeinsamen Trafokern in einem mit Öl gefüllten Gehäuse. Eine geniale Entwicklung Doliwo-Dobrowolskis! Alle Transformatoren von Höchstspannung bis zur Verbraucherebene sind noch heute so aufgebaut und wir finden ein- und ausgangsseitig Isolatoren für jede der drei Phasen.
Januar 2024
Druck machen – von der Dampfmaschine zur Turbine
Am Anfang waren es bescheidene Drücke und Temperaturen, die ersten Kolbendampfmaschinen zum Antrieb von Dynamos über Riementransmission nach 1870 arbeiteten mit Nassdampf von wenigen bar und Dampftemperaturen von 120 bis 160 0C. Etwa 70 Jahre später um 1940 liefen die Turbinen mit überhitztem Dampf von 130 bar und 530 0C. Diese extremen Parameter stellten erhebliche Anforderungen an das gesamte Material vom Kessel bis zur Turbine. Dieses T-Stück aus Qualitäts-Stahl der Frischdampfleitung von Kessel 3 (Baujahr 1966) des Heizkraftwerks Charlottenburg hat eine Wandstärke von 50 mm. Pro Stunde wurden durch diese Dampfleitung 225 Tonnen Dampf transportiert. Die Nutzungsdauer eines solchen Teils betrug 250.000 Stunden, rund 28 Jahre.
Dezember 2023
Ein schwarzer Taster – hat der eine Bedeutung?
Der Original-Taster steht für einen historischen Moment in der Energieversorgung Berlins. 1948 wurden erstmalig und kurzzeitig, 1952 dann endgültig alle Stromtrassen nach Westberlin vonseiten der damaligen DDR unterbrochen. Über 40 Jahre war dieser Teil der Stadt dann eine Strominsel, die gesamte benötigte Elektroenergie musste auf eigenem Territorium erzeugt werden. Am 7. 12. 1994 wurde durch den Regierenden Bürgermeister E. Diepgen durch Druck auf diesen Taster im Beisein des heutigen 1. Vorsitzenden des Vereins Energie-Museum Berlin e.V. Dipl.-Ing. Horst D. Kreye eine Verbindung zum Europäischen Verbundnetz hergestellt. Damit endete die „Inselzeit“.
November 2023
20.000 W – wozu solche Riesenglühlampen?
Nach Edison‘s bescheidener Kohlefadenlampe von 1880 wurde der Ruf „Mehr Licht!“ immer lauter. Einen Endpunkt der Entwicklung zeigt diese 20 kW-Glühlampe, die zur öffentlichen Beleuchtung das Hardenbergplatzes in Berlin eingesetzt war. Weiteres Anwendungsfeld dieser Riesenleuchtmittel waren Filmstudios. Was im Freien noch verkraftbar war, wurde im Studio zur Qual für alle Anwesenden, weil 95% der Energie in Wärme umgewandelt werden und nur 5% in Licht. Ein einziger „20er“, wie es im Beleuchter-Jargon hieß, heizte also mit 19 kW, einer Wärmemenge, die für 3-5 Einfamilienhäuser ausreichen würde. Der Wolfram-Glühfaden wurde so heiß, daß geringe Mengen des Metalls verdampften und die Wand des Kolbens schwärzten. Mit Scheuersand im Innern des luftleeren Kolbens sollte dieser von Zeit zu Zeit gereinigt werden.
Oktober 2023
Fassungssteckdosen – auch Stromdieb genannt
In der Anfangszeit der Stromversorgung privater Haushalte standen, wie vorher im öffentlichen Raum, Beleuchtungs-zwecke im Vordergrund. Kostengründe führten dazu, auf Stromzähler und Steckdosen zu verzichten und nur die Zahl der Brennstellen zu zählen. Später, ab etwa 1925, wurden Zähler in den Wohnungen installiert, Treppen, Böden, Nebenräume, Keller hingegen auf allgemeine Kosten der Mietshäuser zwar beleuchtet, aber keine Steckdosen angebracht. Bis in die 60er Jahre des vorigen Jahrhunderts hielten sich dann Adapter, die in eine E27-Lampenfassung geschraubt werden konnten und neben der verlängerten Glühlampenfassung über ein oder zwei Steckverbindungen zum Anschluss elektrischer Geräte verfügten. Neben der unerlaubten Stromentnahme („Stromdieb“) waren damit weitere Gefahren verbunden. Dazu gehörten mangelnde Berührungssicherheit und die Kabelbrand-Gefahr, konnten doch höhere Leistungen über Leitungen transportiert werden, die nur für Beleuchtung vorgesehen waren.
September 2023
Sofittenleuchter aus dem Shell-Haus Berlin
Eine Architektur-Ikone der Neuen Sachlichkeit findet sich in Berlin, das Shell-Haus 1930/32 von Emil Fahrenkamp. Die Beleuchtung sollte dem Zeitgeist entsprechen. Dazu gehörte ein von Franz Haegele für die Firma Schwintzer & Gräff entworfener Sofitten-Kronleuchter. Sofittenlampen boten vor Entwicklung der Leuchtstoffröhre die Möglichkeit, langgestreckte Leuchtelemente herzustellen und ästhetisch zu nutzen. Erste Entwürfe von W. Gropius und G. Rietfeld entstanden im Bauhaus Dessau und zwischen 1927 und 1930 bestand eine enge Zusammenarbeit mit Schwintzer & Gräff.
Halbverspiegelte Sofittenlampe,
diese Lampen wurden neben Raumbeleuchtung für Regal- und Gemäldebeleuchtung sowie Schminktische verwendet. LED-Ausführungen dieser fast 100 Jahre alten Entwicklung werden noch hergestellt.
August 2023
Drei Meßwerte in einem Instrument – wie soll das gehen?
In den 20er Jahren des vorigen Jahrhunderts gründete Paul Gossen in Göttingen ein Unternehmen für elektrische Messtechnik. Die Drehstromerzeugung und –übertragung wurde in dieser Zeit perfektioniert. Dabei wird der Strom in drei getrennten Leitern – den „Phasen“ - transportiert, die aber zu einem gemeinsamen System gehören. Die Strombelastung der drei Phasen sollte möglichst gleichmäßig erfolgen, kann aber auch unterschiedlich sein, der Fachmann spricht von Schräglast. Anstelle dreier Einzelinstrumente entwickelte Gossen Asymmeter, die mit drei federkompensierten und durch Fäden gekoppelten Messwerken eine zentrale rote Scheibe statt Zeigern in einem Dreieck bewegen konnten. Mit einem Blick kann die Lage im Drehstromnetz hinsichtlich Leistung, Blindleistung, Erdschluss kontrolliert werden, je nachdem, wo sich der rote Punkt im Dreieck befindet.
Juli 2023
Nockenwelle, mehrere Ventile – warum an einer Dampfturbine ?
Original-Ventilreihe einer Dampfturbine aus dem Heizkraftwerk Charlottenburg. Für eine möglichst lineare Steuerung des Dampfzustroms einer Turbine ist ein einzelnes Ventil ungeeignet, weil die Öffnungscharakteristik nicht linear verläuft. Deshalb werden mehrere Ventile über eine Nockenwelle betätigt, wodurch deren Öffnung einzeln gesteuert werden kann. Die Regelgröße Drehzahl wird von einem Fliehkraftregler hydraulisch auf das Stellglied mit den Ventilen übertragen. Ein Beispiel für Regelkreise ohne elektrische oder elektronische Komponenten.
Juni 2023
Trommelwaschmaschine – wieso kohlebeheizt ?
Dieses seltene Exemplar einer gewerblichen Waschmaschine stammt aus den 1930erJahren.Gelochte Waschtrommel, von einem Elektromotor gedreht, alle Komponenten wie heute, doch warum Kohleheizung? Strom war in weiten Gebieten verfügbar, für eine Laugenerwärmung mit elektrischen Heizelementen stand aber nicht überall genug Leistung zur Verfügung. Deshalb wurden bis in die 1950er Jahre gewerbliche Waschmaschinen mit allen verfügbaren Heizungsarten gebaut - Festbrennstoffe, Gas, Dampf, seltener Strom. Anfänglich mechanische Bewegungseinrichtungen wurden ab 1920 zunehmend durch Elektromotoren ersetzt. Waschmaschinen im Privathaushalt werden heute ausschließlich elektrisch beheizt, gewerblich werden bis heute – je nach Verfügbarkeit - auch Öl, Gas und Dampf genutzt.
Mai 2023
E 27 - warum sieht das Gewinde so grob aus?
E 27 steht für Edisongewinde 27 mm. Thomas A. Edison ließ sich dieses einfache und grobe Blechgewinde am 27.12.1881 in den USA patentieren. Eine der ältesten elektrotechnischen Entwicklungen hat es also bis in unsere Zeit geschafft. Edison erfand einen Schraubsockel für Glühbirnen, der einfach und billig aus Blech herzustellen war, dessen Gegengewinde, die Glühlampenfassung, einigermassen berührungssicher war und den Wechsel leicht machte. Die Gewindeform, ein Zollgewinde und geadelt durch eine DIN-Norm, findet man noch an heutigen Leuchtmitteln mit LED-Technologie. Vorher trug der Schraubsockel zuerst Kohlefäden, später Metallfäden in evakuierten Glaskolben, gefolgt von miniaturisierten Gasentladungsröhren. Gleichzeitig stieg die Lebensdauer der Leuchtmittel von einigen 10 bis 100 Stunden auf weit über 10.000 Stunden an. Die Strahlungsquellen wechselten – das Edisongewinde blieb !
April 2023
Glühlampe – was glühte zuerst ?
Das Geburtsjahr der Glühlampe wird heute mit 1879 angegeben. Viele Entwickler und Erfinder versuchten damals mit Hilfe des neuen Energieträgers Strom alltagstaugliche Lösungen für Beleuchtung zu finden. Gas und Petroleum dominierten, Bogenlicht erwies sich für kleine Lichtquellen als ungeeignet. Nach unzähligen Versuchen vieler Erfinder ließ sich Th. A. Edison Kohlefäden, die aus Bambusspänen hergestellt wurden, in luftleeren Kolben patentieren. Die Lebensdauer dieser Lampen lag bei einigen 10 bis 100 Stunden.
März 2023
Laufschaufel 1 Stufe einer 175 MW Gasturbine
Die Leistung einer von 63 Laufschaufeln beträgt ca. 1000 kW und ist aus einer warmfesten Superlegierung. Vor der 1 Leitstufe herrscht eine Gaseintrittstemperatur von ca. 1100 °C. Zum Schutz hat die Schaufel-Luftkühlung mit einer Keramik-Wärmedämmschicht. Eine Schaufel kostet ca. 40 – 50 TEuro.
Februar 2023
110 000 V im Kabel – kann man so etwas anbohren?
Am 19. Februar 2019 wurden in Berlin-Köpenick zwei 110 kV-Kabelsysteme mit 6 Einzelkabeln mit einer einzigen Horizontalbohrung beschädigt. Damit war die Stromversorgung für ein großes Stadtgebiet mit 31.000 Haushalten, Krankenhaus, Industrie und Verkehr für 31 Stunden vollständig unterbrochen. Die Sicherheits-technik beim Abschalten war so schnell, dass unmittelbar an der Baustelle nichts bemerkt wurde. Das Kabelstück zeigt ausschließlich mechanische Beschädigungen, jedoch keinerlei Spuren von Kurz- oder Erdschluss. Ein Hochspannungskabel kann nicht einfach „geflickt“ werden. Tag und Nacht arbeiteten die Monteure von Stromnetz Berlin GmbH, um 6 Kabelstücke mit insgesamt 12 Verbindungsmuffen einzufügen. Eine Meisterleistung! Es war der längste und größte Stromausfall der Nachkriegsgeschichte Berlins.
Exponat des Monats
Januar 2023
Schnellwaschkugel - was soll das sein ?
Eine Tischwaschmaschine aus Aluminium, die für kleines Geld und in 20 l Lauge bei der Bewältigung der kleinen Wäsche helfen sollte.
Tauchsieder zum Erhitzen, separater Verschlussdeckel und Handkurbel sollten die große und um 1965 noch sehr teure Waschmaschine ergänzen.
Ein Produkt der Firma Reese-Technik GmbH & Co. Elektrogerätefabrik Berlin. Ingenieur Reese ließ es sich als Gebrauchsmuster (DBGM, das sogenannte „kleine Patent“) schützen. Ganz unbedeutsam kann diese Entwicklung nicht gewesen sein, wovon eine Reihe von Handelsmarken zeugt:
Consul, WAKULUX 20, Waschwunder 20, Cortina 20, meist ergänzt um die Erläuterung „Schnellwaschkugel“
