Titel: | POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU. |
Fundstelle: | Band 327, Jahrgang 1912, S. 492 |
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POLYTECHNISCHE RUNDSCHAU.
Polytechnische Rundschau.
Ueber unsinkbare transatlantische Dampfer für den
Groß-Passagierverkehr veröffentlicht der Geh. Marinebaurat Otto Kretschmer in der Zeitschrift für praktischen
Maschinenbau vom 1. Mai 1912 eine längere Studie.
Ausgehend von der jüngsten Katastrophe der „Titanic“, deren Ursachen
untersucht werden, wird zunächst die Frage der üblichen Rettungsmittel einer
eingehenden Betrachtung unterzogen. Kretschmer gelangt zu
dem Schluß, daß die Rettungsboote, Flöße, Schwimmwesten, auch wenn sie in genügender
Anzahl vorhanden sind, immerhin nur eine recht beschränkte Garantie für die
Sicherheit der Reisenden bieten. Schon bei ganz ruhiger See gestaltet sich das
Einbooten der Passagiere schwierig und zeitraubend. Die festen Seitenboote hängen
bei den großen Passagierschiffen etwa 15 bis 16 m über der Wasseroberfläche,
was etwa der Höhe des dritten Stockwerkes eines Hauses entspricht. Es fragt
sich, wann und wo die Passagiere einsteigen sollen: solange das Boot in den Davits
hängt, oder wenn es zu Wasser gelassen ist. Im ersteren Falle wird die Bedienung des
Bootes beim Herablassen sehr erschwert, weil es der Bedienungsmannschaft infolge
Ueberfüllung des Bootes an Platz mangelt. Das Boot kann schon infolge der Aufregung
der Passagiere und Bedienungsmannschaften leicht eine schräge Lage einnehmen und die
Passagiere einfach ins Wasser schütten. Die zweite Art des Einbootens ist sehr
zeitraubend. Das Boot muß erst zu Wasser gelassen und an ein Fallreep geholt werden.
Die einzelnen Boote sind sich dabei im Wege. Das Hinunterklettern an Strickleitern
bietet Frauen und älteren Personen meist ziemliche Schwierigkeiten und kann nur
langsam vor sich gehen.
Nachdem die festen und sicheren Boote zu Wasser gebracht sind, werden die
Patent- und Klappboote klar gemacht. Das Aussetzen derselben bietet noch mehr
Schwierigkeiten.
Bei den geringen metazentrischen Höhen, die bei unseren Großschiffen zur Anwendung
gelangen, muß man damit rechnen, daß bald nach der Kollision ein starkes Krängen
nach einer Seite eintritt. Damit werden die Schwierigkeiten des Einbootens noch
vermehrt. Ein Teil der Boote, nämlich diejenigen, die auf der austauchenden Seite
aufgehängt worden sind, werden ihrem Zweck entzogen, da man sie nicht mehr zu Wasser
bringen kann.
Weit schwieriger gestalten sich natürlich die Verhältnisse, wenn die See nicht
vollkommen ruhig ist, sondern starker Seegang herrscht. Die Boote werden beim
Herablassen schon von den Wellen getroffen und gegen die Bordwand geschleudert,
havariert und selbst gekippt. Aller Voraussicht nach werden einzelne Rettungsboote
verloren gehen und dadurch die Zahl der Rettungsmittel weiterhin vermindert.
Kretschmer gelangt daher zu dem Schlusse, daß es nicht
angängig ist, sich auf die Rettungsmittel zu verlassen, sondern daß vielmehr die
Konstruktion des Schiffes selbst absolute Sicherheit gegen Sinken bieten muß. Mit
bitteren Worten beklagt sich Kretschmar über den beinahe
unverständlichen Konservativismus im Schiffbau, der sich stets mit zäher Energie
gegen das Eindringen von Neuerungen sträubt. So werden die modernen Riesendampfer
noch nach Prinzipien gebaut, die von den alten Holzschiffen übernommen sind, nämlich
nach dem Querspantsystem. Das Charakteristikum des Querspantsystems ist eine
übertriebene, durch nichts begründete Betonung der Querverbände. Der
hauptsächlichste Längsverband wird bei diesem System durch die Außenhaut des
Schiffes gebildet. Die Unzulänglichkeit der oberen Gurtung ist durch wiederholt
aufgetretenes Reißen der oberen Decks erwiesen, durch Längsschotten wird die
Steifigkeit des Schiffskörpers ja etwas gehoben, aber lange nicht in genügendem
Maße. Zum Zwecke der größeren Sicherheit gegen Untersinken ist das Schiff durch eine
Reihe von Querschotten in einzelne wasserdicht abgeschlossene Räume unterteilt. Es
sind Bestimmungen getroffen, daß ein Schiff noch schwimmfähig bleiben muß, wenn zwei
durch Schotten abgegrenzte Abteilungen ganz oder teilweise voll Wasser laufen. Bei
den außerordentlich geringen metazentrischen Höhen unserer Riesendampfer (5 bis 8
cm) wird aber durch ein teilweises Vollaufen einer Abteilung die Stabilität schon
ganz bedeutend herabgesetzt. Der Dampfer kann zwar noch schwimmfähig bleiben, es ist
aber gar nicht ausgeschlossen, daß seine Stabilität den Wert 0 annimmt. Es wäre
daher richtig, das Maß der Anfangsstabilität oder die metazentrische Höhe gleich von
vornherein als ein vielfaches der bisher üblichen zu wählen, so daß das Schiff nicht
zu früh unstabil wird. Dann wird man es auch erreichen können, daß selbst bei zwei
gefüllten Abteilungen die Stabilität des Schiffes erhalten bleibt. Auch die starken
Vibrationen des Schiffskörpers rühren nach Kretschmer sicherlich zum größten Teil vom Querschottensystem her. Die
schweren Querverbandsteile unterstützen die Schwingungen der Außenhaut. Ferner muß
als ungünstig angesehen werden die spitze Querspantenform des Hinterschiffes und das
weit überhängende Heck. Das Ideal kann freilich auch nicht in dem Isherwoodschen Längsspantensystem erblickt werden, da
auch dieses ein Extrem ist. Der Verfasser zeigt nun an dem Beispiel eines
durchgearbeiteten Schnelldampferentwurfes, wie er sich die Konstruktion eines
unsinkbaren modernen Riesenschiffes denkt. Das Heil sieht Kretschmer in einer vollkommenen Umgestaltung der
Schiffkonstruktionslinien und einer von den heutigen Anschauungen grundsätzlich
abweichenden Einrichtung der Großpassagierdampfer. Der Schiffskörper müßte nach Kretschmer aus zwei Teilen bestehen: aus einem in sich
abgeschlossenen, als Kastenträger gedachten Innenschiff, das die Kessel- und
Maschinenanlage, sowie das Heizmaterial in entsprechender Entfernung von der
Außenhaut für sich isoliert aufnimmt. Die Seitenwände dieses Trägers sollen aus
vollkommen wasserdichten Längsschotten ohne jede Durchbrechung geschehen. Bei einer
Havarie müßte also erst die ganze Außenhaut zerstört werden, bis die Konstruktion
des Innenschiffs in Mitleidenschaft gezogen wird. Außerdem würde das Innenschiff
noch wasserdichte Querschotten erhalten, die sich außerhalb bis an die Bordwand
fortsetzen. Die untere Gurtung des Kastenträgers wird durch die
Doppelbodenkonstruktion gebildet, die obere Gurtung dagegen würde durch zwei in sich
verbundene sehr hoch über der neutralen Faser liegende kräftige Decks zu bilden
sein. Die Wände des Innenschiffes sollen imstande sein, die Längsbeanspruchungen des
Schiffskörpers aufzunehmen.
Soviel im allgemeinen über die Einrichtung des Schiffskörpers. Was die abweichende
Gestaltung der Schiffslinien anbelangt, so wird dieselbe durch die Rücksicht auf die
Stabilitätsverhältnisse geboten. Die metazentrische Höhe ist bekanntlich abhängig
vom Breitenträgheitsmoment der Schwimmwasserlinie. Das letztere wächst aber mit der
dritten Potenz der Breite. Es ist also klar, daß in der Erhöhung der Schiffsbreite
ein sehr wirksames Mittel zur Erhöhung der Stabilität liegt. Im Gegensatz zu den
meisten Schiffskonstrukteuren ist Kretschmer der Ansicht,
daß durch eine große metazentrische Höhe die Bewegungen des Schiffes im Seegang
nicht hart und unangenehm gemacht, sondern vielmehr denen eines Floßes ähnlich
gemacht werden, d.h. das Schiff bekommt dieselbe Periode wie die Welle, wodurch sich
die Beanspruchungen der Verbände auf ein Minimum reduzieren. Anscheinend gibt es
eine Zone von metazentrischen Höhen (etwa 1,5 bis 3 m), welche vermieden werden muß
(kritische Zone). Bei erheblicher Ueberschreitung dieses Betrages jedoch (5 m)
würden sich die Verhältnisse erheblich ändern. Dies führt auf die von Kretschmer erfundene Tetraeder Form; die beispiellosen
Erfolge der Rennboote in den letzten Jahren, welche sämtlich nach der Tetraeder Form gebaut sind, liefern einen Beweis für die
Güte dieses Schiffstyps. Das von Kretschmer
veröffentlichte
Projekt eines Großpassagierdampfers besitzt denn auch tatsächlich Tetraeder-Form. Dieser Form liegt der Doppelkeil zu
Grunde. Die größte Breite des Schiffes ist hier nach hinten verlegt. Ein paralleles
Mittelschiff gibt es nicht. Der grundlegende Gedanke bei der Schaffung dieses
Schiffstyps war, das Unterwasserschiff so zu gestalten, daß die Wasserfäden nach
ihrer ersten Ablenkung vor dem Steven sich unter möglichst gleichen Winkeln ohne
nochmalige Richtungsänderung in fast ausschließlich geraden Bahnen nach dem
Hinterschiff zu bewegen, um sich dort wieder zu vereinigen. Bei den jetzt üblichen
Schiffsformen werden die Wasserfäden wiederholt abgelenkt, was einem Verlust an
Maschinenleistung gleichkommt. Bei dem Projekt von Kretschmer ist das Hinterschiff etwas hoch gezogen, so daß die Propeller
stets in reichlichem Wasser arbeiten. Die Tetraeder-Form
macht große Breite des Schiffes wünschenswert. Dadurch wird das Deplacement nahe an
die Wasseroberfläche verlegt, also dahin, wo geringerer hydrostatischer Druck
herrscht. Bei gleicher Wasserverdrängung besitzt das Tetraeder-Schiff einen wesentlich geringeren Tiefgang wie die gewöhnliche
Bauart. Es gestattet, wie oben erwähnt, eine bedeutende Ersparnis an
Maschinenleistung. Auch kann das schmale Vorschiff kaum Seewasser übernehmen. Das
Schiff besitzt größere Dreh- und Manövierfähigkeit.
Das Projekt von Kretschmer entspricht ungefähr einem Schiff von der Größe der
Mauretania. Die Linien verlaufen vom Vorsteven bis etwa ⅔ der Länge fast geradlinig.
Die Abmessungen des Schiffes sind:
Länge zwischen den Perpentikeln
220 m,
Größte Breite in der B. W. L.
30 m,
Konstruktionstiefgang
7,5 m.
Mit halbem Kohlenvorrat (2500 t) verdrängt das Schiff 18700 t. Ein Vergleich der
einzelnen Daten zwischen dem Tetraeder-Schiff und der
etwa gleichgroßen Mauretania bezw. Lusitania, läßt namentlich eine außerordentliche
Verminderung der Maschinenleistung bei gleichzeitiger Vergrößerung der
Geschwindigkeit beim Tetraeder-Schiff erkennen.
Der Tetraeder-Schnelldampfer von Kretschmer ist im Jahre 1905 entstanden. Die Vorarbeiten dazu reichen
jedoch bis zu dem Unglück der Elbe zurück, welches den Verfasser auf den Gedanken
brachte, ein Schiff unter besonderer Betonung des Grundsatzes der Unsinkbarkeit zu
konstruieren.
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Die Entfernung suspendierter Bestandteile aus Gasen mittels
Elektrizität behandelt ein Aufsatz von von F. G. Cottrell im Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Jahrgang 1911
Nr. 8, der in deutscher Uebersetzung in der Zeitschrift „Rauch und Staub“,
April 1912, veröffentlicht wird.
Die Idee, Rauch mittels Elektrizität niederzuschlagen, wurde schon 1824 von Hohlfeld vorgeschlagen. Etwa 25 Jahre später begegnen wir
einem ähnlichen Gedanken bei Guitard. Praktisch
verwirklicht wurde die Methode zum ersten Male von Hutkins und Lodge
im Jahre 1885. In den Abzug der Rauchgase wurde ein System von Metallspitzen
eingebaut, welche durch zwei Wimshurstsche
Influenzmaschinen von 5' geladen wurden. Die Influenzmaschine scheint sich
indessen nicht besonders für den Zweck geeignet zu haben, so daß die Einrichtung
keine Nachahmung fand.
Im Jahre 1903 schlug Lodge vor, den neu erfundenen
Quecksilberlichtbogen für hochgespannte Wechselströme zu diesem Zweck zu
benutzen.
Im Jahre 1906 wiederholte Cottrell die Versuche von Lodge, um die Schwefelsäurenebel, die bei der Fabrikation
von Schwefelsäure nach dem Kontaktverfahren entstehen, auf elektrischem Wege
niederzuschlagen.
Zum Niederschlagen fester Bestandteile aus Gasen oder Flüssigkeiten kann sowohl
Gleichstrom als auch Wechselstrom benutzt werden. Bei Verwendung von Wechselstrom
vereinigen sich die suspendierten Bestandteile schon während des Niederschiagens zu
größeren Aggregaten, die infolge der Schwere Wirkung leichter ausfallen. In
Frankreich und England wurden Versuche mit Hertzschen
Wellen gemacht, um den Nebel auf Land und auf See zu bekämpfen. Die Nebelteilchen
vereinigen sich, wenn man Hertzsche Wellen durch die
Atmosphäre sendet, schnell zu Flüssigkeitstropfen, welche sich leicht absetzen. Auf
den kalifornischen Oelfeldern wurde versucht, das rohe Oel von der Wasseremulsion
mittels Wechselstromentladung zu befreien. Das Niederschlagen von suspendierten
Bestandteilen aus Gasen mittels Wechselstroms läßt sich im allgemeinen sicher
bewirken. Es tritt rasch Agglomeration und Ausfällen ein. Anders liegt der Fall
indessen, wenn aus großen in schneller Bewegung befindlichen Gasmassen die festen
Bestandteile ausgeschieden werden sollen. Hier genügt die bloße Agglomeration
mittels Wechselstrom nicht. Man muß zur Anwendung von Gleichstrom übergehen. Die
Wirkung des Gleichstroms beruht auf folgender Beobachtung. Wenn man Gleichstrom von
hoher Spannung sich durch zwei gegenüberstehende Elektroden entladen läßt, von denen
die eine die Form einer Nadel, die andere die Gestalt einer flachen Platte hat, so
nimmt der Raum zwischen beiden Elektroden dieselbe Ladung wie die nadelförmige
Elektrode an, und ebenso jeder isolierte Körper, den man in den Zwischenraum bringt.
Die im Gas suspendierten festen Bestandteile strömen also nach der plattenförmigen
Elektrode in einer Geschwindigkeit, die ihrer Spannung und ihrer Ladungsmenge
proportional ist (elektrischer Wind). Cottrell verwendete
bei seinen Versuchen Wechselstrom von 20 bis 30000 V., der durch besondere
rotierende Umformer in intermittierenden Gleichstrom verwandelt wurde. Die
Hauptschwierigkeiten ergaben sich bezüglich der Ausbildung der nadelförmigen
Elektrode. Auch Nähnadeln und Drahtbürsten haben sich gut bewährt. Im Verlauf der
Versuche zeigte sich die überraschende Tatsache, daß die Nadelelektrode mit Vorteil
durch einen Stromzuleitungsdraht mit feiner Umspinnung ersetzt werden kann. Die
feinen Fäden der Umspinnung übertreffen die Wirkung von Nadeln ganz bedeutend.
Natürlich kann für heiße Gase eine Baumwollumspinnung gar nicht in Frage kommen. Es wurde
daher feinfaseriger Asbest oder sehr feine Tafeln aus Glimmer verwendet. In größerem
Maßstab angestellte Versuche in einer amerikanischen Schwefelsäurefabrik ergaben,
daß es mit ⅕ KW möglich war, aus 100 bis 200 Kubikfuß Gas i. d. Min. mit 4 v. H.
trockenem Schwefeltrioxyd das letztere niederzuschlagen.
Das Verfahren fand bereits Eingang bei einer Anzahl großer Röstofenanlagen und
Hüttenwerke. Bei einer Anlage, bei welcher etwa 20000 bis 30000 Kubikfuß Gase,
welche mit einer Geschwindigkeit von 6 bis 7 m strömen, in der Minute zu behandeln
sind, stellten sich die Anlagekosten der elektrischen Entstaubung auf etwa 450000
Mark und der Stromverbrauch betrug etwa 120 KW. Es konnten in der Stunde 609 t Staub
niedergeschlagen werden, was etwa 80 bis 90 v. H. des gesamten Staubgehaltes der
Gase entspricht.
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Ueber die Elektrotechnik auf der internationalen Industrie- und
Gewerbeausstellung Turin 1911 sprach Ingenieur E. Eichel im Verein Deutscher Maschinen-Ingenieure.
Wir entnehmen dem interessanten Vortrag folgendes:
Entgegen der bisherigen Praxis der Beleuchtung von Weltausstellungen trat die
Glühlampenbeleuchtung stark in den Hintergrund. Dies fiel nicht nur bei der
Beleuchtung der Wege, sondern ganz besonders bei der Effektbeleuchtung der Gebäude
auf. Vielfach hatte man davon abgesehen, die Umrißlinien der Gebäude durch
Glühlampen zu markieren, und man hatte sogar das Haupteffektstück der Ausstellung,
das sogen. Wasserschloß, im wesentlichen durch indirekte Beleuchtung mittels
Scheinwerfer ausgeführt. Der Verkehr innerhalb des Ausstellungsgeländes wurde durch
Elektromobile in drei bis fünf Minuten Abstand vermittelt. Den Verkehr über den
Po-Fluß vermittelten zwei Seilbahnen von 250 m und 160 m Länge. Außerdem konnte man
unterhalb der Hauptbrücken mittels eines Paares endloser Bänder von einem Ufer zum
anderen gelangen.
Die Kraftversorgung der Ausstellung geschah in überwiegender Weise mit 6400 Volt-, 50
Perioden-Drehstrom. Diese Spannung und Periodenzahl ist mit derjenigen der
öffentlichen Stromversorgung Turins identisch. Im allgemeinen erfolgte die
Stromerzeugung durch Ausstellungsobjekte mittels schnellaufender
Turbodynamomaschinen verschiedener Bauart und durch langsamlaufende Einheiten mit
Verbrennungsmotoren. Die deutsche elektrotechnische Großindustrie wurde in würdiger
und imposanter Weise durch die Siemens-Schuckertwerke und die Siemens & Halske A.-G. vertreten. Beide
Firmen hatten u.a. auch ein kleines wissenschaftliches Kinematographen-Theater
errichtet.
Auf dem Gebiete der Hochspannungstechnik zeigte eine Anzahl schweizerischer,
französischer und italienischer Firmen Schaltanlagen aller Art, z. T. unter
Anwendung von Glasisolatoren. Außerordentlich umfangreich und instruktiv waren die
elektrisch betriebenen Zugförderungsmittel, die Deutschland ausgestellt hatte, wie
denn die deutsche Industrie auch in der Elektrotechnik auf einen in Turin errungenen
vollen und reichen Erfolg blicken darf.
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Von der Adolf-von-Ernst-StiftungVergl. Zeitschrift des Vereins deutscher
Ingenieure 1908, S. 1017. an der Kgl. Technischen
Hochschule Stuttgart ist folgendes Preisausschreiben
erlassen worden:
„Es wird eine kritische Abhandlung verlangt über neuere
Bremseinrichtungen bei Hebezeugen unter eingehender Erörterung der
jeweils Einfluß nehmenden Konstruktions- und Betriebsverhältnisse.
Die Darstellung muß die Anforderungen, die sich durch die gesteigerten
Arbeitsgeschwindigkeiten ergeben haben, sowie die Lücken, die nach dem heutigen
Stand unserer Erkenntnisse bestehen, deutlich hervortreten lassen. Soweit es dem
Bewerber möglich ist, sollen die Grundlagen für die Berechnung von
Bremseinrichtungen durch Versuche erweitert werden.“
Gemäß der Verfassung der Stiftung gelten für die Preisausschreibung folgende
Bestimmungen: Die Arbeiten, die in deutscher Sprache abgefaßt sein müssen, sind
spätestens am 1. Juli 1914 an das Rektorat der Techn. Hochschule in Stuttgart
abzuliefern. Jede Arbeit ist mit einem Kennwort zu versehen und ihr ein Zettel mit
dem Namen und dem Wohnort des Verfassers in versiegeltem Umschlag beizugeben, der
als Aufschrift das gleiche Kennwort trägt. Die Bewerbung ist nur an die Bedingung
geknüpft, daß der Bewerber mindestens zwei Semester der Abteilung für
Maschineningenieurwesen einschließlich der Elektrotechnik an der Technischen
Hochschule Stuttgart als ordentlicher oder außerordentlicher Studierender angehört
hat. Das Preisgericht besteht aus sämtlichen Mitgliedern des Abteilungskollegiums.
Den Preis in der Höhe von 1600 M erteilt das Preisgericht. Dasselbe ist, wenn die
Arbeit den Anforderungen nicht voll entspricht, berechtigt, einen Teil des Preises
als Anerkennung zu verleihen. Die mit dem Preise bedachte Arbeit ist vom Verfasser
spätestens binnen Jahresfrist zu veröffentlichen.