Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 328, Jahrgang 1913, S. 90 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Neue Vorschläge und Versuche zur Bekämpfung von
Grubenexplosionen. Gelegentlich einer Explosion auf der englischen
Silkestone-Grube im Jahre 1886 machte man die auffällige Entdeckung, daß die
Explosionsflamme vorzugsweise in mit Gesteinstaub erfüllten Strecken zum Stillstand
gekommen war. In Erinnerung hieran stellte W. E. Garforth
im Jahre 1908 auf der Versuchsstrecke zu Altofts Versuche über die
explosionshemmende Wirkung des Gesteinstaubes an, deren Ergebnisse derart gut
ausfielen, daß Garforth auf den ihm unterstellten Gruben
insgesamt 12800 m Hauptförderstrecken mit weichem Tonschieferstaub bestreuen ließ.
Neuerdings hat man in England fahrbare Staubstreumaschinen konstruiert, um ein
rationelles und bequemes Ausstreuen des Staubes in die Strecken zu bewirken. Diese
Wagen entsprechen den bekannten Wassersprengwagen.
Besonders zahlreiche und gelungene Versuche stellte dann im Auftrage der
französischen Regierung J. Taffanel, der Leiter der
Versuchsstrecke zu Liévin, an. Er stellte zunächst fest, daß der zunächst nur
langsam fortschreitenden Flamme einer Kohlenstaubexplosion stets die infolge der
kontinuierlichen Detonationen entstehenden heftigen Lufterschütterungen mit
bedeutender Geschwindigkeit vorauseilen. Die dynamischen Wirkungen dieser
Lufterschütterungen nutzte er nun dazu aus, um wenigstens an einer Stelle der
Versuchsstrecke noch kurz vor Ankunft der eigentlichen Explosionsflamme Verhältnisse
zu schaffen, die eine weitere Fortpflanzung der Explosion ausschlössen. Er fand, daß
ein verhältnismäßig kurzes, mit Gesteinstaub reichlich beladenes Streckenstück
ausreichte, um jede noch so heftige Kohlenstaubexplosion zum Stillstand zu bringen.
Für den praktischen Grubenbetrieb empfiehlt er, auf eine Länge von 5 bis 20 m in der
Strecke an den Stößen und in der Firste Bretter anzubringen und auf ihnen geeigneten
Gesteinstaub aufzustapeln. Noch bessere Ergebnisse erzielte Taffanel mit auf den Brettern angebrachten Wasserbehältern, die von dem
Explosionsstoß umgeworfen wurden. Nach den Versuchen ist es mehr als
ausreichend, wenn im Moment der Explosion auf diese Weise nur so viel Wasser frei
wird, daß auf das Quadratmeter des Strecken querschnittes
120 l Wasser kommen. Taffanels Vorschläge haben nur den
Nachteil, daß sie einerseits den Streckenquerschnitt verengen und andererseits einer
sorgfältigen Wartung bedürfen.
Diese Nachteile zu beseitigen, war das Ziel deutscher Bestrebungen, die den bisher
nur von Theoretikern beachteten Vorschlägen Taffanels
auch bei den Praktikern die gebührende Aufmerksamkeit verschafften. Der zunächst
gemachte Vorschlag, durch besondere auf den Druck bzw. Stoß reagierende
Auslösekörper wie z.B. Windfahnen, verschiebbare Druckflächen und dergl. die
Berieselungsleitung bzw. an ihr angebrachte Behälter zu öffnen, erscheint zwar auf
dem ersten Blick sehr einfach, scheitert aber an der Art des Grubenbetriebes. Zwar
hat man daraufhin Apparate konstruiert, bei denen schon ein heftiges Davorblasen mit
dem Mund die Berieselung auslöst, doch dürften sie gerade wie so oft bei derartigen
Apparaten im Augenblick der Explosion versagen, weil sie entweder eingerostet oder
sonst infolge der Art des Grubenbetriebes Schaden gelitten haben.
Erfolgversprechender ist ein Vorschlag, der dahin geht, die Behälter Taffanels in türartige Rahmen einzusetzen. Die Türen sind
für gewöhnlich geöffnet, der Explosionsstoß soll sie jedoch quer zur
Streckenrichtung drehen. Dabei kippen die an exzentrischen Achsen aufgehangenen
Gefäße um bzw. werden bei heftigeren Explosionen zerstört und verspritzen im
letzteren Falle das Wasser weit in die Strecken hinein, hier auf mehrere Meter die
Wände benetzend, an denen sich dann die Explosionsflamme nach angestellten Versuchen
stets genügend abkühlt.Derartige
„Explosionslöscher“ genannte Vorrichtungen sind bis jetzt
eingeführt auf den Gruben der Gelsenkirchener Bergwerks-A.-G., der Zeche
Maximilian, der Gewerkschaft Trier und der Zeche de Wendel. Doch
ist auch dieses Verfahren sowohl für den Betrieb ziemlich unbequem als
auf eine stetige Ueberwachung angewiesen. Die beste Verwirklichung des Taffanelschen Wasserdammes dürfte noch folgende
Gestaltung sein. Die Strecke kann an einer Stelle um die Breite des die Behälter
tragenden Rahmens verbreitert werden, und dort der Rahmen nicht mehr türartig,
sondern fest angeordnet werden. Die Behälter, die also jetzt zwischen den Gleisen
quer zur Streckenrichtung stehen, können entweder übereinander oder etagenförmig
hintereinander aufgebaut werden. Ein etwas geöffnetes Zuleitungsrohr der
Berieselungsanlage kann stets für Ersatz des verdunstenden Wassers sorgen. Bei
dieser Anordnung braucht die Vorrichtung nicht schwenkbar zu sein, weil der auf die
ganze Breite der Behälter auftreffende Explosionsstoß die aus leicht zerbrechlichem
Stoff hergestellten Behälter zerstört. Anstatt mit Wasser können die Behälter auch
mit einem beliebigen anderen Löschmittel in fester oder flüssiger Form gefüllt
sein.
Mit einer anderen vielversprechenden Ausgestaltung der Wasserdämme macht man
augenblicklich auf einigen Gruben im Bergrevier Hamm Versuche. Gewisse organische
Stoffe wie Moos, Torf, Schwamm usw. besitzen bekanntlich die Eigenschaft, das
Vielfache ihres Eigengewichts an Wasser aufzusaugen und festzuhalten. Moos z.B. kann
20 mal so viel Wasser aufnehmen. Bei den Versuchen verwendet man zunächst Torf, der
das 5 bis 6,5fache seines Eigengewichts an Wasser aufspeichert. Man bekleidet die
Grubenwände entweder mit Torfplatten von 1 cm Dicke oder mittels Torfmull, der durch
Drahtnetze festgehalten wird. Durch zeitweiliges Berieseln wird der so ausgekleidete
Streckenteil stets feucht gehalten. Aller Wahrscheinlichkeit nach dürfte eine
Explosionsflamme in einer derartigen Zone zum Erlöschen kommen.
Andere Verfahren suchen dadurch nasse Zonen zu erzeugen, daß sie durch selbsttätige
Berieselungsvorrichtungen die Wasserleitungen selbsttätig periodisch öffnen und
schließen. Auf Grube Consolidation ist seit vorigem Jahre eine derartige Vorrichtung
angeblich mit bestem Erfolge in Gebrauch. An dem Berieselungshahn ist ein
doppelarmiger Hebel angebracht, dessen einer Arm ein in bestimmten Zeitabschnitten
zu füllendes Gefäß und dessen anderer Arm ein Gegengewicht trägt. Sobald das Gefäß
genügend gefüllt ist, legt es durch sein Uebergewicht den Hebel um, gleichzeitig
gleitet ein Laufgewicht an dem Hebel herab und verstärkt das Uebergewicht. Durch
einen Anschlag wird ein kleiner Abflußhahn des Gefäßes geöffnet und es fließt so
lange Wasser aus, bis das Gegengewicht den Hebel wieder hebt, wobei gleichzeitig das
Laufgewicht in seine Anfangslage zurückkehrt. Durch gegenseitige Einstellung des
Zufluß- und Abflußhahnes für den Wasserbehälter kann man mittels dieser Art
Wasseruhr genau die Zeit bzw. den Bruchteil des Tages regulieren, während dessen
insgesamt der Hebel umgelegt und damit die Berieselung geöffnet ist.
Von anderer Seite ist in dem Ventil selbst ein innerer Mechanismus eingebaut, der
nach Zufluß einer bestimmten Wassermenge durch eine feine Bohrung oder dergl. durch
den Druck des Berieselungswassers abwechselnd die Leitung öffnet und schließt.
Alle diese Vorrichtungen haben den Zweck, eine etwa entstandene Explosion auf
einen bestimmten Teil der Grube zu begrenzen. Nach dem jetzigen Stande dürfte es
also möglich sein, mit den erwähnten Mitteln eine Explosion auf eine bestimmte
Wetterabteilung, die laut Bergpolizeiverordnung höchstens mit 60 Mann belegt sein
darf, zu beschränken. Immerhin können aber auch dann noch im ungünstigsten Falle
eben diese 60 Mann verunglücken. Man muß daher vor allem bestrebt sein, in erster
Linie den eigentlichen Zündungsursachen zu Leibe zu gehen. Nun kommen als
Veranlasser von Kohlenstaubexplosionen nur eine vorhergehende Schlagwetterexplosion
und die Sprengschüsse in Frage. Um die Schießarbeit ungefährlich zu machen, ist
neben der Verwendung von Sicherheitssprengstoffen und der elektrischen Zündmethoden
vorgeschrieben, daß vor Abtun eines jeden Schusses der Arbeitsort auf 20 m berieselt
wird. Aber, um ein im anderen Zusammenhange gefallenes Wort zu wiederholen: in der
Grube ist es dunkel. Oft wird die Berieselung gar nicht und sonst meist nur lässig
ausgeführt. Hier bleibt nur das Mittel, die Schießarbeit so zu gestalten, daß sie
nur dann ausgeführt werden kann, wenn der Vorschrift nachgekommen ist. Zu diesem
Zweck ist vorgeschlagen worden, in die Schußleitung einen Elektromagneten
einzuschalten, der beim Abtun des Schusses gleichzeitig das Ventil der Berieselung
öffnet. Diese Vorrichtung kann aber gerade so gut umgangen werden, indem einfach wie
bisher der Elektromagnet gar nicht eingeschaltet wird. Auch ist die alte Vorschrift,
das Ventil mit der Hand zu öffnen, viel einfacher, zumal der Elektromagnet selbst
zum Oeffnen gar nicht ausreicht, vielmehr meist ein besonderer Mechanismus
angeordnet werden muß, der mittels einer Feder das Ventil öffnet, sobald der
Elektromagnet die vorher gespannte und arretierte Feder frei gibt.
Das angestrebte Ziel läßt sich aber sehr einfach auf folgende Weise erreichen. Bei
der elektrischen Zündmethode benutzt man als Zünder vor allem Glühzünder und
Spaltglühzünder. Zum Abtun der Glühzünder genügen 0,5 bis 2 Volt, der
Spannungsbedarf der Spaltglühzünder schwankt aber zwischen 6 bis 100 Volt. Mit einer
Zündmaschine von nur 2 Volt, z.B. einer Batterie parallel geschalteter Elemente wird
man zwar wohl einzelne Glühzünder, aber keine Spaltglühzünder, ferner keine größere
Anzahl in Serie geschaltete Zünder irgend welcher Art entzünden können. Mit Hilfe
eines kleinen Transformators kann man aber bei genügender Stromstärke die
erforderliche Spannung erzielen. Andererseits kann man aber den Transformator derart
mit Vorkehrungen zur Begrenzung von Grubenexplosionen verbinden, daß er nicht eher
zugänglich bzw. in die Schußleitung einzuschalten ist, als die Vorkehrungen zum
Begrenzen einer etwa entstehenden Explosion getroffen sind. Der einfachste Fall ist
der, daß man den Transformator mit einem Ventil der Berieselungsleitung verbindet.
Der Transformator ist gleichzeitig mit einem Kontakt in einem unzugänglichen Gehäuse
eingeschlossen. Der Kontakt ist aber solange geöffnet, als das Ventil der
Berieselungsleitung geschlossen ist. Gibt man dem Schießmeister also eine Maschine
von großer Stromstärke, aber niedriger Spannung, liefert ihm aber nur Zünder von
hoher Spannung, so muß er erst den Transformator einschalten. Zu diesem Zwecke muß
er aber erst die Berieselung öffnen. Dabei wird der Kontakt entweder auf rein
mechanischem Wege oder auf hydraulischem Wege geschlossen. In letzterem Falle strömt
das Leitungswasser nach Oeffnen des Ventils durch ein kleines Ansatzrohr in einen
kleinen Zylinder oder dgl. und stellt durch Bewegung des Kolbens den Kontakt her
Durch Anordnung besonderer Gefäße, Brausenanlagen oder dgl., die beim Einschalten
des Transformators in Tätigkeit treten, kann die Vorrichtung so wirksam gemacht
werden, daß jede Explosion im Keime erstickt wird. Auch kann der Transformator mit
türartigen Rahmen derart verbunden werden, daß der Transformator nicht eher
einschaltbar ist, als die türartigen Rahmen den Schußort völlig absperren. In die
Rahmen können, wie oben beschrieben, Wasserbehälter eingesetzt sein, sie können mit
Torf, Moos usw. ausgekleidet sein, welch letztere durch ein gleichzeitig geöffnetes
Ventil befeuchtet werden. Auch kann der Rahmen beiderseits mit leicht zerstörbaren
Sackleinen oder dgl. ausgekleidet werden, zwischen denen Gesteinstaub, Eisenfeilicht
eine bei der Erwärmung viel Wasser oder Gas freigebende Substanz oder dgl.
festgehalten wird. Jedenfalls läßt sich auf diese Weise die Schießarbeit ganz
ungefährlich machen.Derartige
Vorrichtungen würden natürlich auch bei jeder anderen Explosion als
selbsttätige Explosionslöscher wirken. Dabei kann jeder Bergmann sich
derartige Rahmen aus Holzlatten in der Grube selbst
zurechtzimmern. Nach Einführung des elektrischen Lichtes dürfte auch
jede Schlagwetter- und damit jede Explosion vermeidbar sein.
Heinrich Schürmann.
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Die Unsinkbarkeit der Seeschiffe. Auf der 14. ordentlichen
Hauptversammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft zu Berlin hielt der Professor
an der Königl. Technischen Hochschule zu Berlin, Geh. Regierungsrat Flamm, einen Vortrag über die Unsinkbarkeit moderner
Seeschiffe, der um so größeres Interesse hervorrief, als er einmal eine Frage
berührte, die durch den Untergang des für unsinkbar gehaltenen größten
Passagierdampfers der Welt, der „Titanic“, zu eingehenden Erörterungen
Veranlassung gegeben hatte, zum zweiten aber, weil er in demselben die bestehenden
Vorschriften über die Sicherheitsvorkehrungen der deutschen Passagierdampfer einer
kritischen Untersuchung unterzog.
. Den ersten Teil des Vortrages bildete eine geschichtliche Darstellung der
Schottenfrage von der ersten Einführung der wasserdichten Schotten an. Der
Vortragende schilderte eingehend die Kämpfe in den Versammlungen der Institution of
Naval Architects in England zur Erreichung einer einigermaßen sicheren
Schottanordnung auf den Seeschiffen, die schließlich ein Eingreifen der britischen
Admiralität zur Folge hatten, welche für alle Schiffe der „Admiralty List“
forderte, daß die Schotte derart angeordnet sein müßten, daß das Schiff schwimmfähig
bliebe, wenn ein beliebiger Raum voll Wasser liefe. Dieser Bedingung
entsprachen im Jahre 1875 noch nicht 30 Schiffe, im Jahre 1683 nur rd. 300 der
ganzen britischen Seehandelsflotte.
Im Jahre 1888 kam dann die Life saving appliances act der Merchant Shipping Act zur
Annahme, welche bestimmte, daß Schiffe mit einer Schottanordnung, die den
Vorschriften des Board of Trade genügte, nur die Hälfte des Hilfsbootsraumes zu
haben brauchten. Die nächste Folge war die Einberufung einer Kommission durch das
Board of Trade, welche Vorschläge bezüglich der zu erassenden Schottvorschriften
machen sollte. Diese Kommission, unter dem Namen des „Bulkhead Committee“
bekannt, legte im Jahre 1891 ihre Vorschläge, die alle Handelsschiffe, nicht etwa
nur Passagierdampfer umfaßte, dem Board of Trade vor. Die Schiffe waren je nach
Zweck und Fahrt in verschiedene Klassen geteilt, für welche bestimmte
Mindestforderungen bezüglich der Schotteinteilung aufgestellt waren. Den
Vorschriften waren Kurven beigegeben, aus denen man die jeweils größte zulässige
Schottentfernung abgreifen konnte. Diese Vorschläge wurden jedoch nicht Gesetz, da
sie vielfache Gegner fanden, von denen der britische Lloyd wohl der gewichtigste
war.
Diese Schottkurven haben dann nach dem Untergang des Schnelldampfers „Elbe“
als Muster für die Schottvorschriften der deutschen See-Berufsgenossenschaft für
Passagierdampfer der außereuropäischen Fahrt gedient. In denselben sind für die
verschiedenen Größenklassen und je nachdem, ob das Schiff als Schnelldampfer oder
als Fracht- und Passagierdampfer angesehen werden soll, verschiedene Abzüge für in
den Laderäumen angenommene Ladung gemacht, ebenso in den Maschinen und Kesselräumen
für Maschinen und Kessel. Eine Kontrolle, ob ein Schiff nun tatsächlich bezüglich
seiner Ladung jemals den bei der Schottkurve gemachten Voraussetzungen entspricht,
findet nicht statt. Für sämtliche Passagierräume ist aber ein Abzug bis zu 33⅓ v. H.
des Inhaltes, wie ihn die Schottkurven vorsehen, unsinnig.
Auf die Stabilität beim lecken Schiff ist gar keine Rücksicht genommen, obwohl es
selbst für den Laien offensichtlich ist, daß die Stabilität des lecken Schiffes eine
ganz andere sein wird, wenn die wasserverdrängenden Abzüge ganz unter Wasser liegen
öder sich in irgend einer anderen Art über den lecken Raum verteilen. Um die
Wichtigkeit dieses Einflusses nachzuweisen, hatte Geheimrat Flamm eine größere Zahl
von Parallelepipeden und Prismen, die beide gewissermaßen als Grenzlagen die
Schiffsform umschließen, systematisch auf ihre Stabilität beim Leck werden
verschiedener Räume untersucht. Es waren Längen von 150 bis 300 m bei einer Breite
von 1/10 der
jeweiligen Schiffslänge gewählt. Die Länge der lecken Räume betrug bei jeder Größe
20, 40 und 60 m, die Abzüge 0, 25, 50 und 75 v. H. Der Tiefgang war, und das ist der
wichtigste Punkt bei der ganzen Untersuchung, entsprechend dem für deutsche Häfen
zulässigen größten Tiefgang auf 10 m bei allen untersuchten Körpern angenommen.
Bei den modernen Riesendampfern sind ja nur die Länge und Breite gewachsen,
während der Tiefgang bei etwa 10 m konstant geblieben ist. Bei Schiffen unter 200 m
macht nun das durch ein Leck von der oben beschriebenen Länge wegfallende
Deplacement einen ziemlich beträchtlichen Teil des Gesamtdeplacements aus,
infolgedessen steigt der Deplacementsschwerpunkt schneller nach oben als das
Metazentrum infolge des ausfallenden Teiles der Wasseroberfläche sinkt, d.h. die
Stabilität wächst noch. Bei etwa 200 m Schiffslänge aber wendet sich das Resultat,
weil die Tiefertauchung des Schiffes und mit ihr die Höherwanderung des
Deplacementsschwerpunktes nicht so schnell erfolgt, als das Metazentrum infolge der
großen Breite des lecken Raumes fällt, d.h. also, die
Stabilität nimmt stark ab und zwar um so mehr, je größer die Breite im
Verhältnis zur Länge wird. Nun wird aber bei den modernen Schiffen
tatsächlich die Breite immer größer gewählt, dieselben nähern sich also immer mehr
den gefährlichen Stabilitätsverhältnissen. Hieraus folgerte der Vortragende die
Notwendigkeit, die jeweiligen individuellen Konstruktions- und Ladungsverhältnisse
bei der Schottanordnung zu berücksichtigen und den rechnerischen Nachweis der
Stabilität des lecken Schiffes zu erbringen. Die Schottkurven in den zurzeit in
Geltung befindlichen Vorschriften der Seeberufsgenossenschaft sind nun in
verschiedener Hinsicht unbrauchbar. Die Schottkurven für Fracht- und
Passagierdampfer sind für Schiffe mit einem Völligkeitsgrad von 0,70 berechnet, die
Schnelldampfer für einen Völligkeitsgrad von 0,597. Die Berechnungen stammen aus dem
Jahre 1896, wo derartige Verhältnisse noch vorkamen. Die heutigen Fracht- und
Passagierdampfer sowie die Schnelldampfer haben jedoch eine viel größere Völligkeit.
Verkehrt ist es ferner, wie das Dampfersubventionsgesetz von 1898, das heute noch
gilt, vorschreibt, daß die Subventionsdampfer bezüglich ihrer Schottenanordnung den
Schottkurven für Schnelldampfer entsprechen müssen; man berücksichtige nur, daß die
Subventionsdampfer, welche einen Deplacementsvölligkeitsgrad von 0,74 bis 0,76
haben, danach gleichlange lecke Räume im Vorschiff sollen vertragen können, wie die
Schnelldampferkurven sie angeben, die für eine Völligkeit von nur 0,597, wie bereits
erwähnt, berechnet sind.
Der Vortragende führte dann noch die genauere Stabilitätsberechnung dreier moderner
Schiffe vor, des Lloyddampfers „George Washington“, des Cunarddampfers
„Mauretania“ und des White Stardampfers „Titanic“.
Zusammenfassend verlangte er zum Schluß:
1. Abänderung der bestehenden Unsinkbarkeitsvorschriften dahin, daß für jedes
seegehende größere Passagier- und Frachtschiff unter gewissen, dem Betrieb
entsprechenden Annahmen individuelle Leck- und Stabilitätsrechnungen angestellt
würden, auf Grund deren die Schotten anzuordnen seien; diese Rechnungen sollten von
einer unabhängigen Behörde geprüft werden und erst, wenn gewisse Grenzwerte, über
die man sich zu verständigen hätte, nicht überschritten würden, solle das
Unsinkbarkeitsattest ausgestellt werden.
2. Die zurzeit bestehenden aus dem Jahre 1896 stammenden Schottkurven, welche
schematisieren und die individuellen Eigenschaften eines modernen Schiffes nur in
beschränktem Maße berücksichtigen, sollten zeitgemäß umgearbeitet und nur beim
Projekt, nicht aber bei der wirklichen Ausführung zugrunde gelegt werden.
3. Die Vorschriften sollten auch soweit als möglich auf Frachtschiffe angewendet
werden.
Die dem Vortrag folgende Diskussion war mit um so größerer Spannung erwartet worden,
weil gerade bei dem vorliegenden Thema mehr als sonst das audiatur et altera pars
erst die Sachlage klären mußte.
Als Vertreter der Seeberufsgenossenschaft trat zunächst der technische Direktor des
Germanischen Lloyd, Prof. Pagel, auf. Er zerlegte die
Forderungen, die Geheimrat Flamm gestellt hatte, in drei Teile. Zunächst sei die
individuelle Behandlung der Schiffe gefordert worden. Bei Aufstellung der
Schottkurven sei mit voller Absicht eine Reserve hineingelegt worden, welche auch
heute noch für Schiffe abweichendster Form genüge.
Die zweite Forderung, daß man die Stabilität des lecken Schiffes untersuchen müsse,
sei deshalb abzulehnen, weil sie einmal schwierig sei, zum anderen aber kein
Bedürfnis hierfür vorläge. Es habe sich herausgestellt, daß auch für die nach der
Schottkurve ungünstigsten Verhältnisse sich keine Unstabilität ergäbe. Gegen die
dritte Forderung, auch die Frachtdampfer in die Schottvorschriften einzubeziehen,
lägen Schwierigkeiten des Betriebes vor. Wollte man die mittleren und kleinen
Frachtdampfer ebenso behandeln wie die großen, so würden dieselben
unwirtschaftlich.
Demgegenüber wies Geheimrat Flamm nach, daß wenn tatsächlich, wie der Vertreter der
See-Berufsgenossenschaft angegeben habe, die Schottkurven auch für die in der Form
abweichendsten Schiffe noch paßten und die Völligkeitsgrade der heutigen Schiffe
gegenüber den alten Schottkurven gar keine Rolle spielten, man doch überhaupt keine
verschiedenen Kurven für Schnelldampfer und Fracht- und Passagierdampfer
aufzustellen brauchte, sondern es hätte eine gemeinsame Gruppe von Kurven mit
angeschlossener Tabelle in betreff der Abzüge für Schnelldampfer und
Fracht-Passagierdampfer genügt. An einem Lichtbild aus den Schottvorschriften der
See Berufsgenossenschaft, in welchem die Kurven für die Maschinen-Kessel und
Endräume für die Fracht- und Passagierdampfer über 180 m Länge und für
Schnelldampfer über 180 m Länge, für die beide 5 v. H. Abzug zu Grunde gelegt sind,
dargestellt waren, zeigte er im übrigen den völlig verschiedenen Verlauf der beiden
Kurven. Dabei differieren in denselben die Völligkeitsgrade der
Fracht-Passagierdampfer und der Schnelldampfer nur um 10 v. H. Hierdurch war die
Behauptung, daß die Kurven für Schiffe abweichendster Form genügten, ad absurdum
geführt. Gegen die Ablehnung der Stabilitätsrechnung a limine seitens des Vertreters
der See-Berufsgenossenschaft, nur weil die Behandlung schwierig sei, wandte sich
Geheimrat Flamm mit dem Hinweis, daß man nicht warten
dürfe, bis etwa wieder Schiffskatastrophen dazu zwingen würden und wies vor allem
darauf hin, daß seitens der Werften die von ihm geforderten Stabilitätsrechnungen
schon vielfach aus freien Stücken gemacht würden.
Hatten sich also die von Seiten des Germanischen Lloyd beziehungsweise der
See-Berufsgenossenschaft gemachten Einwendungen sachlicher Art fast sämtlich als
hinfällig erwiesen, so brachte der zweite Diskussionsredner. Direktor Walter des Norddeutschen Lloyd, zunächst nur seine
Sympathie für die bestehenden Schottkurven zum Ausdruck, gab aber die Verkehrtheit,
die in der Anwendung der Schnelldampferkurven auf Fracht- und Passagierdampfer
liege, wie sie das Subventionsgesetz vorsehe, zu. Ferner wies er darauf hin, daß die
Schiffe in der Tat bis zu ¾ m weniger tief beladen würden, als die Schottkurve es
gestatte. Auch die Notwendigkeit der Stabilitätsuntersuchungen an und für sich
bestätigte er durch den Hinweis, daß der Norddeutsche Lloyd seit 25 Jahren mit jedem
neuen Schiffe vor der Indienststellung einen Krängungsversuch vornehmen lasse.
Als dritter Diskussionsredner trat Dr. ing. Foerster von
der Hamburg-Amerika-Linie auf. Soweit seine Ausführungen sachlich blieben, seien sie
hier wiedergegeben. Er zeigte in ausführlichen Lichtbildern, daß die Schiffe der
Imperator-Klasse eine viel engere Schottstellung hätten, als die Schottkurve angebe,
und daß die Stabilität eingehend untersucht sei. Die weiteren Ausführungen, daß die
Schottkurven, welche Räume bis zu ⅓ der gesamten Schiffslänge ergäben, deswegen
nicht ernst zu nehmen seien, weil nach den Schottvorschriften Kessel-Räume nicht
länger als 28 m sein dürften, bestätigten im Grunde gerade die Behauptung von der
Zwecklosigkeit der Schottkurve. Der nächste Redner brachte sachlich überhaupt keine
neuen Gesichtspunkte. Das gleiche gilt von dem letzten Diskussionsredner, dessen
Ausführungen, da sie auf das Persönliche übergriffen, hier nicht weiter
wiedergegeben werden sollen.
Wenn es auch dem Geh. Reg.-Rat Flamm vollkommen gelungen
ist, die gegen seine Forderungen erhobenen Einwände zurückzuweisen und ihn zum
Schluß auch reicher Beifall lohnte, so ist es doch bezeichnend, daß in der ganzen
Versammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft sich kein Redner fand, der für die
gleichen Forderungen bezüglich der Sicherheit der Schiffe eingetreten wäre. Um so
mehr wird man gespannt sein können, wie dieselben Kreise sich zu diesen Forderungen
stellen werden, wenn sie von dem zurzeit in England
tagenden Bulkhead Committee der internationalen Konferenz
ganz oder teilweise zur Annahme vorgeschlagen werden sollten.
Die Verwertung des Dampfes in Abdampf- und Frischdampf-
Abdampfturbinen insbes. der Oerlikon-Zweidruckturbine. Der hohe thermische
Wirkungsgrad im Hochdruckteil einer Kolbendampfmaschine einerseits und im
Niederdruckteil einer Dampfturbine andererseits legt eine Kombination beider
Maschinen zur Erzielung der besten Wärmeausnutzung nahe. Solche Kombinat tonen sind
auch versucht worden, aber wegen des komplizierten Betriebs, der höheren
Anschaffungskosten und Raumbeanspruchung ist es bei wenigen Ausführungen geblieben,
abgesehen von den Fällen, wo Turbinen zur Verarbeitung des Abdampfes vorhandener
Kolbendampfmaschinen an diese angeschlossen werden konnten. Werden solche
Auspuffkolbenmaschinen mit Abdampfturbinen versehen, so verringert sich der
Brennstoffverbrauch ungefähr auf die Hälfte. Bei ungleichmäßiger Dampflieferung wird
ein Wärmespeicher zwischen Dampfmaschine und Turbine eingeschaltet. Setzt der
Abdampf längere Zeit ganz aus, so muß die Turbine mit Frischdampf betrieben werden.
Zur Erhöhung der Oekonomie wird der Abdampfturbine eine Hochdruckturbine
vorgeschaltet; man spricht in diesem Falle von einer Frischdampf-Abdampfturbine oder
auch Zweidruck- oder Gemischtdampfturbine. Bei Abdampfbetrieb ist die Oekonomie hier
etwas geringer als bei der reinen Abdampfturbine, da das Hochdruckrad leer mitlaufen
muß und die Niederdruckturbine eine geringere Dampfmenge erhält, als dem normalen
Abdampfbetrieb entspricht; doch ist sie noch sehr viel höher als wenn die
Niederdruckturbine mit gedrosseltem Frischdampf gespeist wird. Die
Frischdampf-Abdampfturbine wird verbessert, wenn bei Frischdampfbetrieb die letzten
Stufen ausgeschaltet werden können. Demgemäß ist versucht worden, die Abdampfturbine
in zwei Gruppen zu zerlegen. Bei Frischdampfbetrieb sollte denn nur eine Gruppe,
welche für die Frischdampfmenge berechnet ist, beaufschlagt werden. Die
Herstellungskosten erhöhen sich aber durch die doppelte Ausführung der Turbinen; bei
Frischdampfbetrieb muß ferner die zweite Abdampfgruppe leer mitlaufen. Bei sehr
großen Leistungen und hoher Tourenzahl, wo man ohnehin die Turbine in zwei Gruppen
zerlegt, wird man indessen diese Bauart mit Vorteil anwenden.
Nach neueren Ausführungen wird die Abdampfturbine mit der Hochdruckturbine in einem
Gehäuse untergebracht und erhält nur einen einzigen Radsatz; die Leitkanäle sind
aber in zwei Gruppen unterteilt. Diese Konstruktion kann nur bei Turbinen mit einer
Druckstufe angewandt werden, ist also auf Maschinen von kleiner Leistung beschränkt.
Bei mehreren Druckstufen würden seitliche Dampfströmungen durch die nicht
beaufschlagten Schaufeln stattfinden. Die Maschinenfabrik Oerlikon unterteilt daher nur die Kanäle der ersten Niederdruckstufe, die
übrigen Stufen werden auch bei Frischdampfbetrieb voll beaufschlagt. So arbeitet
wenigstens die erste Niederdruckstufe mit dem ihr zukommenden Wärmegefälle.
Die Maschinenfabrik Oerlikon hat zwei solcher
Zweidruckturbinen für das Kraftwerk der Central-Electric-Supply Co. in London geliefert, von denen jede den
Abdampf einer 2000 PS Kolbenmaschine ohne zwischengeschalteten Wärmespeicher
aufnimmt und bei 1500 Umdrehungen 1050 KW leistet.
Eine neuere Zweidruckturbine von 628 KW bei 3000 Umdrehungen ergab einen thermischen
Wirkungsgrad von 74,4 v. H. bei Betrieb als Niederdruckturbine mit gedrosseltem
Frischdampf. Da im Hochdruckteil 4 Räder leer mitliefen, deren Leerlaufverlust 3 v.
H. beträgt, so
ergibt sich der Wirkungsgrad des Niederdruckteiles zu 77,6 v. H. Ungefähr 3 v. H.
der Vollast wurden für Lagerreibungs- und Ausstrahlungsverluste sowie für den
Betrieb der Oelpumpe verbraucht. Im praktischen Betrieb arbeitet diese Turbine mit
einem Rateauschen Wärmespeicher.
Es werden auch Zweidruckturbinen für ständigen oder zeitweisen Zusatz von Frischdampf
in den Fällen, wo die Abdampfmenge für die erforderliche Leistung nicht ganz
ausreicht, gebaut. Eine solche Turbine wurde von der Maschinenfabrik Oerlikon an ein Kohlenbergwerk geliefert, wo sie mit
Hilfe eines Wärmespeichers, System Balke-Harlé, den
Abdampf von zwei Fördermaschinen ausnutzt, dessen stündliche Menge aber nicht für
die Turbinenleistung von 590 KW ausreicht. Bei gemischtem Betrieb wurde garantiert,
daß die zusätzliche Frischdampfmenge bei Vollast und 3600 kg stündlicher
Abdampfmenge 7,16 kg für die KW/Std. beträgt. In Wirklichkeit ergaben die Versuche
bei einer Abdampfmenge von 3740 kg/Std. nur eine zusätzliche Frischdampfmenge von
4,26 kg für die KW/Std. [J. Karrer. Zeitschr. f. d. ges. Turbinenwesen 1912 Heft
33.]
Meuth.
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Elektrisch gesteuerte Fliehkraftbremse. Professor Kammerer-Charlottenburg berichtet in Z. d. V. d. I. 1912,
Heft 48 über Versuche mit einer elektrisch gesteuerten Fliehkraftbremse der Firma E.
Becker in Berlin. Bei der älteren Fliehkraftbremse
legten sich mit der Welle umlaufende und vermöge der Fliehkraft nach außen sich
bewegende Klotze gegen den inneren Umfang einer feststehenden Trommel und erzeugten
hier ein Reibungsmoment, das dem von der Last herrührenden entgegen wirkte. Die Last
konnte also eine bestimmte Senkgeschwindigkeit nicht überschreiten. Die Bremse besaß
aber den Nachteil, daß kleinere Lasten langsamer als größere hinuntergingen, während
doch das Umgekehrte erwünscht ist. Außerdem war die Reibungsleistung so gering, daß
die Bremse nur für Handbetrieb verwendet wurde. Bei der neuen elektrisch gesteuerten
Fliehkraftbremse sind nun diese Mängel behoben. Die mit der Welle umlaufenden
Fliehkörper legen sich nicht gegen eine feste sondern gegen eine lose Reibtrommel.
Das entstehende Reibungsmoment dient nicht unmittelbar zum Abbremsen der
niedergehenden Last, sondern zum Anziehen einer Bandbremse, mit der man eine
beliebig große Reibungsleistung erzielen kann. Die Fliehkörper sind plattenförmig
und dienen als Anker eines Elektromagneten, der ebenfalls auf der Welle
befestigt ist. Die Zugkraft dieses Magneten wirkt der Fliehkraft entgegen, sie kann
vom Führerstande aus durch Vorschaltwiderstände verändert werden. Der Hebel der
Bandbremse ist mit einem Gewicht belastet, das beim Lastheben von einem gewöhnlichen
Bremsmagneten angehoben wird. Die ganze Vorrichtung besteht also aus dem elektrisch
gesteuerten Fliehkraftregler und einer Band- oder Backenbremse mit Bremsmagneten.
Der Strom wird dem Reglermagneten mittels Schleifringe zugeführt. Das Lüftspiel beim
Lastsenken geht nun wie folgt vor sich. Indem der Bremsmagnet das Bremsgewicht
anhebt, wird die Bandbremse gelüftet und die Last frei. Das rasch anwachsende Moment
des Fliehkraftreglers sucht die Bremse entgegen dem Bremsmagneten wieder teilweise
festzuziehen. Es stellt sich nun eine Gleichgewichtslage ein, bei der die Last mit
gleichförmiger Geschwindigkeit niedergeht. Soll die Last zum Stillstand gebracht
werden, so wird der Bremsmagnet ausgeschaltet, wodurch das Bremsgewicht gemeinsam
mit dem Reglermoment die Bremse festzieht. Die Massen werden nun verzögert, wodurch
die Einwirkung des Reglerdruckes auf den Bremshebel schnell vermindert wird, so daß
schließlich nur noch die Wirkung des Bremsgewichtes übrig bleibt. Die Bremswirkung
nimmt also mit der Verzögerung ab, was ein kräftiges aber doch stoßloses Bremsen zur
Folge hat. Der Fliehkraftregler kann sowohl für Gleich- wie für Drehstrom gebaut
werden. Mit einer solchen in eine 10 t Laufwinde von 3 m minutlicher
Hubgeschwindigkeit eingebauten Bremse wurden von Prof. Kammerer Versuche angestellt. Die Geschwindigkeitskurven wurden durch
elektrisch betätigte Schreibstifte auf Papierstreifen übertragen. Die Lasten wurden
von 4 bis 10 t um je 2 t abgestuft und jede wurde mit den 6 möglichen
Reglermagnetabstufungen gesenkt. Die Versuche ergaben gute Uebereinstimmung mit der
Berechnung. Die Senkgeschwindigkeit jeder Laststufe konnte zwischen 0,01 bis 0,2
m/Sek. geregelt werden. Die Senkkurven zeigen gleichförmige Beschleunigung, darauf
gleichförmige Geschwindigkeit und endlich rasche Verzögerung mit sanftem Uebergang
in die Ruhestellung; die Kurven ähneln stark den Ventileröffnungskurven von
Dampfmaschinen. Der Aufsatz enthält Abbildungen und Zeichnungen sowie graphische
Darstellungen der Beziehungen zwischen Last und Geschwindigkeit.
Drews.