Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 328, Jahrgang 1913, S. 345 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau.
Das Wiesmoor. (Vergl. D. p. J. Heft 12 d. Bd.) In der
E. T. Z. Heft 50, 51 und 52 beschreibt J. Teichmüller
weiter die Moorkulturanlage in Ostfriesland „Wiesmoor“.
Im Sommer 1907 entschloß sich der preußische Do-mänenfiskus, eine kleine
Moorkulturzentrale im Wiesmoor zu errichten. Dabei sollte die sogen. deutsche
Hochmoorkultur in Anwendung kommen, d.h. das Moor wird mit Hilfe von Kanälen trocken
gelegt, oberflächlich für die Landwirtschaft brauchbar gemacht, zerteilt und Bauern
überlassen. Diese Arbeiten der Trockenlegung werden, mit dem beim Ziehen der Kanäle
gewonnenen Torf, auf dampfelektrischem Wege betrieben. Im Jahre 1908 konnte schon
ein 200 PS-Dampfgenerator für eine Spannung von 5000 Volt Drehstrom in Betrieb
gesetzt werden. Die Anlage wurde von den Siemens-Schuckertwerken gebaut. Nach ihrer Ausführung wurde der weitere
Betrieb auch der S. S. W.-Gesellschaft überlassen, der Fiskus verpflichtete sich
dagegen, Torf sowie elektrische Energie abzunehmen. Bald fand eine Vergrößerung der
Anlage statt, die 1910 für eine Leistung von 5400 PS fertiggestellt war. Der noch zu
bauende Hauptkanal geht quer durch das Moor, etwa von Norden nach Süden und
verbindet den Ems-Jade-Kanal mit dem Nord-Georgs-Fehnkanal, so daß Emden,
Wilhelmshaven und Leer mit der am Kanal liegenden Moorzentrale unmittelbar durch
einen Wasserweg verbunden sein werden. Die Zentrale selbst besteht aus einem
Kesselhaus mit vier Wasserrohrkesseln, dem Maschinenhaus, in dem drei Turbodynamos
von zusammen 4000 KVA Drehstrom für 5000 Volt und 50 Perioden aufgestellt sind, und
dem Schalthaus, in dem sich außer dem Schaltapparat drei Transformatoren für je 1250
KVA und 5000/20000 Volt befinden. Der Torf wird mit Hilfe von Baggern aufgenommen,
gemahlen und dann auf geebneter Mooroberfläche zum Trocknen ausgebreitet. Durch das
Trocknen geht sein Wassergehalt von 90 v. H. auf etwa 25 v. H. herunter. Je
trockener der Sommer, desto mehr kann natürlich bis zur Brennreife im Jahre
getrocknet werden. Ist der Torf einmal lufttrocken, dann nimmt er nicht wieder
Wasser auf, während noch nicht ganz trockener Torf sich rasch bei jedem Regen wieder
vollsaugt. Die Förderperiode muß daher schon früh im Herbst aufhören, damit der
Torf noch vor dem Winter trocken werden kann, denn gefrorener, nicht ganz trocken
gewordener Torf ist zum Verbrennen unter Kesseln ungeeignet. Eine weitere
Schwierigkeit liegt in dem geringen Heizwert des Torfes, der nur bis zu 3000 Kal.
beträgt. Zieht man noch das geringe Gewicht des Torfes in Betracht, dann versteht
man, warum die Rost- und Heizflächen ganz andere Abmessungen als bei Heizung mit
Steinkohlen bekommen müssen.
Versuche an dieser Anlage ergaben eine Verdampfungsziffer von 3,01, d.h. mit einem kg
Torf wurden 3,01 kg Wasser in Dampf von 12 at Druck bei 247,5 ° C erzeugt. Um 1 kg
solchen Dampfes zu erzeugen sind 653,6 Kai. erforderlich; 3,01 kg Dampf verlangen
demnach 653,6 × 3,01 = 1967 Kai. Der Heizwert des Torfes wurde mit 2680 Kai.
ermittelt, dies ergibt einen Wirkungsgrad des Kessels von 1967/2680 = 73,5 v. H.,
garantiert waren 65 v. H. Im täglichen Betriebe wurde ein Torfverbrauch von 2,4 bis
3 kg für die KW/Std., je nach Feuchtigkeitsgehalt, festgestellt. Nehmen wir den
Dampfverbrauch der Turbogeneratoren mit 8 kg für die KW/Std. an und die
Verdampfungsziffer mit 3,01 kg Dampf für 1 kg Torf, dann beträgt der Torfverbrauch
8/3,01 = 2,66 kg für die KW/Std., was einen Wirkungsgrad des Kessels von
\frac{654\,.\,2,66}{2680}=65 v. H. ergibt. Der Preis des
Torfes 2680 beträgt etwa M 5 für die Tonne oder für die KW/Std. etwa 1,3 Pfg.
Was die Ergiebigkeit des Wiesmoores betrifft, so kann man, bei durchschnittlich dem
2½-fachen jetzigen Verbrauch, also bei jährlich etwa 20 Millionen KW/Std., auf eine
Dauer von 450 Jahren rechnen, in dieser Beziehung ist das Unternehmen also
gesichert. Die Fläche des Wiesmoores beträgt 6500 ha, die in Kolonate von 7 bis 10
ha aufgeteilt werden soll. Ein solches Kolonat kann von einer Familie bearbeitet
werden und kann diese auch ernähren. Demnach hätten auf dem ganzen Gebiet ungefähr
3000 Menschen Platz. Teichmüller schlägt vor, im
Gegensatz zum Besiedelungsplan der Unternehmer, die Ansiedler nicht gleichmäßig über
die Fläche zu verteilen, sondern sie in Gruppen dorfähnlich anzuordnen. Ein Teil der
Dorfbewohner müßte dann täglich bis zu 2 km zur Arbeitstätte gehen, was bei gleichmäßiger
Verteilung der Besiedelung natürlich wegfällt. Für eine gedeihliche bäuerliche
Landwirtschaft ist es meiner Ansicht nach von größter Bedeutung, daß das Feld, das
Vieh, der Gemüse- und Obstgarten stets unter den Augen des Besitzers oder wenigstens
seiner Familie bleibt, daher ist es dringend wünschenswert, daß der Bauer auf seinem
Kolonat wohnt. Das dorf- oder stadtähnliche Zusammenwohnen einer
landwirtschaftlichen Bevölkerung war nur in mittelalterlichen Verhältnissen der
natürliche Zustand, als um jedes Dorf noch eine Mauer gezogen werden mußte. Das
Uebel ist geringer, wenn Kirche, Schule, Krämer und Stammtisch von der Wohnung des
Bauern einige Kilometer entfernt sind, statt der Wirtschaft, die doch der Zweck des
Bauerndaseins ist.
Weiter streift Teichmüller das Frank-Carosche Verfahren der Torfvergasung, das eine Verbrauchsziffer
lufttrockenen Torfes von etwa 2 kg für die KW/Std. aufweist, gegen 2,5 beim
Verbrennungsverfahren. Die Notwendigkeit, bei Vergasung mit der wenig überlastbaren
Gasmaschine zu arbeiten, vermindert die Bedeutung der günstigeren Verbrauchsziffer
beträchtlich. Die dem Bedarf sich leichter anpassende Dampfturbine wird nicht so
leicht verdrängt werden können. In vielen Fällen werden sich beide Systeme ergänzen,
indem die Gasmaschine im Belastungsdiagramm den konstanten Teil, die Dampfturbine
die Spitzen zu übernehmen hätte. Die sehr interessante Arbeit Teichmüllers enthält zahlreiche Karten, Pläne, Abbildungen von Maschinen
und deren Einzelheiten.
v. Kleist.
––––––––––
Elektrischer Antrieb von Schiffen. Der geringere
Raumbedarf der Turbine gegenüber einer Kolbenmaschine, sowie ihr guter Wirkungsgrad
sind Eigenschaften, die gerade für den Schiffsbetrieb äußerst wertvoll sind. Aber
gerade diese beiden Eigenschaften verlangen, wenn sie voll zur Geltung kommen
sollen, eine Turbine mit sehr großer Drehzahl, die unmittelbaren Antrieb der
Propellerwelle ausschließt und ein Zwischengetriebe mit starker Uebersetzung
erforderlich macht. Weiter wird es nötig, da es bisher noch keine umsteuerbare
Dampfturbine gibt, eine besondere Rückwärtsturbine einzubauen, die dann meist nur
etwa 40 v. H. der Vorwärtsturbine leistet.
Um dieser Uebelstände Herr zu werden, hat man vorgeschlagen, eine schnellaufende
Turbine mit einem Drehstromgenerator zu kuppeln und die Propellerwellen durch
langsamlaufende Drehstrommotoren anzutreiben.
Ein solcher Maschinensatz, Turbine mit elektrischem Zwischengetriebe, wird nicht
umfangreicher und auch nicht teurer als eine Kolbenmaschine gleicher Leistung und an
Gewicht sogar geringer als selbst eine langsamlaufende Dampfturbine für
unmittelbaren Propellerantrieb.
In der Zeitschrift „Elektrische Kraftbetriebe und
Bahnen“ 1911, Heft 28, beschreibt Niethammer nach einer
Besichtigung in den Shenectady werken der General Electric Company eine nach diesem System gebaute
Maschinenanlage für das Kohlenschiff „Jupiter“. Auf den ersten Blick fielen
die für ein Schiff mit 20000 t Wasserverdrängung und 12000 t Ladefähigkeit bei
14 Knoten Fahrgeschwindigkeit sehr geringen Abmessungen der Maschinen auf. Es war
ohne weiteres möglich gewesen, die Bedingung zu erfüllen, das Maschinenaggregat in
demselben Raume unterzubringen, den eine normale Kolbenmaschine beanspruchen würde,
und auch das Aggregat zu demselben Preise zu liefern wie eine entsprechende
Kolbenmaschine, nämlich zu 13,75 Dollar f. d. PS.
Die Turbine, eine sechsstufige Curtis-Turbine mit acht
Düsenabschaltventilen, ist mit einem zweipoligen Drehstromgenerator von 5000 KW 2200
Volt bei 2000 Umdrehungen i. d. Min. gekuppelt. Dieses Aggregat hat zwei Hauptlager,
zwischen denen der Generator angeordnet ist, und ein Nebenlager am Ende der Turbine.
Gleich an die Turbine angebaut ist ein Oberflächenkondensator von 1000 qm
Kühlfläche. Die beiden Antriebsmotoren mit Schleifringanker sind 36 polig, ergeben
also ein Uebersetzungsverhältnis 1 : 18. Die Anlaßwiderstände werden mit Wasser
gekühlt, sie bestehen aus „Kalorit“, einem seewasserbeständigen Metall. Zum
Kurzschließen der Widerstände sowie zum Umschalten der Motoren werden Oelschalter
verwendet, die gegeneinander verriegelt sind, derart, daß nur umgeschaltet werden
kann, wenn die Rotorwiderstände eingeschaltet sind, und alle Schalter nur betätigt
werden können bei unerregtem Generator.
Die Aenderung der Schiffsgeschwindigkeit von maximal 15 Knoten auf etwa 8 Knoten
geschieht durch Regelung der Umlaufzahl der Dampfturbine, durch Ab- und Zuschalten
von 8 Düsengruppen, wobei z.B. bei 10 Knoten Fahrgeschwindigkeit der spez.
Dampfverbrauch nur etwa 15 v. H. größer ist als bei 15 Knoten.
Zum Vergleich noch einige Daten über drei fast gleichzeitig gebaute Schiffe gleicher
Größe und Fahrgeschwindigkeit aber mit verschiedenartigen Antriebmaschinen.
Wasserverdrängung 20000 t, Ladefähigkeit 12000 t, Fahrgeschwindigkeit normal 14
Knoten.
Schiff
Cyclops
Jupiter
Neptune1)
Antriebs-maschinen
Zwei
Dreifach-Expansions-Dampf-maschinen
Ein Turbogene-rator und
zweiAsynchronmo-toren der GECo
Zwei Turbinenmit
Räder-vorgelege(Westinghouse)
Umdr./Min.der Maschinen
88
2000
1250
Umdr./Min.der Propeller
88
110
135
Gewichtder Antriebs-maschinen
in t
280
156
–
Dampfverbrauchf. d.
Propeller-PS/Std. in kg(gesättigt, 13 at,95 v. H.
Vakuumbei der Turbine)
6,3
5,4 (später 5,1)
Versuchs-ergebnis
nichtbekanntgegeben.BesondereRückwärts-
undMarschturbine
1) Beschreibung der Probefahrt im Februar 1912,
siehe Electric Journal Juni 1912.
Kff.
Ueber die einheitliche Versorgung Deutschlands mit
elektrischer Energie. Bei der Behandlung dieses, für die deutsche
Nationalökonomie bedeutungsvollsten Problemes (vergl. Vortrag von
Regierungsbaumeister a. D. Bartel auf der
Jahresversammlung 1912 des Verbandes deutscher Elektrotechniker [E. T. Z. 1912] und
im Verein deutscher Maschineningenieure [D. p. J. vom 7. 12. 1912]) wird immer
wieder und wieder ausschließlich von der Anwendung hochgespannten Drehstromes
gesprochen. Dieser ist aber keineswegs das gegebene alleinige System.
Selbstverständlich wird es auch in Zukunft viele Fälle geben, wo die Anwendung von
hochgespanntem Drehstrom unbedingt jedem anderen System vorzuziehen ist.
Andererseits sollte man die Vorzüge dieses Systems, sofern sehr hohe Spannungen in
Frage kommen, nicht (wie vielfach geschehen) überschätzen.
Die Anwendung sehr hoher Spannungen bedingt bei Wechselstrom FreileitungenBei Gleichstrom wird man, wenn irgend
angängig, z.B. bei freiem Gelände, gleichfalls Freileitung bevorzugen, da
die Anlagekosten derselben geringere als bei Verlegung von Kabeln
sind.. Diese sind aber naturgemäß leichter äußeren Einflüssen und
Unterbrechungen ausgesetzt als unterirdisch verlegte Kabel, die weniger leicht
zugänglich sind. Freileitungen von 100 oder gar 150 KV Betriebsspannung haben ferner
nach Möglichkeit dicht besiedelte Ortschaften zu meiden. Bei der dichten Bevölkerung
des Landes dürften sich hieraus bei uns wohl Schwierigkeiten ergeben.
Bei Anwendung von Gleichstrom hoher Spannung würden diese Schwierigkeiten in Fortfall
kommen, da die Fortleitung von Strom, z.B. von 90 KV Spannung in Einleiter-Kabeln,
bei dem heutigen Stande der Kabeltechnik möglich ist (bei Wechselstrom ist dies
praktisch ausgeschlossen, da hier die dielektrische Festigkeit nicht für den
Effektivwert, sondern für den Scheitelwert der Spannungswelle zu bemessen ist).
Verluste durch dielektrische und magnetische Hysterese (letztere in der
Kabelarmatur) und durch Wirbelströme (besonders im Bleimantel) kommen beim
Gleichstrom in Fortfall; desgleichen die Störung benachbarter Schwachstromleitungen.
Daß in dieser Beziehung hier gegenwärtig eine recht ernste Situation besteht, kann
nicht bezweifelt werden (vergl. den Vortrag von 0. Brauns im Berliner
Elektrotechnischen Verein nebst Diskussion; E. T. Z. 1913, S. 116).
Die Regelung gestaltet sich beim Gleichstrom insofern einfacher, weil der induktive
Spannungsabfall und ebenso die durch den Kondensatoreffekt der Fernleitungen
verursachte SpannungserhöhungVergl. G. W. Meyer, E. T. Z. 1913, S. 74. hier in
Fortfall kommen.
Erhebliche Verluste werden bei hochgespanntem Wechselstrom durch die (unter Umständen
mehrmalige) Transformation des Stromes sowie durch die Koronaausstrahlung (die mit
dem Feuchtigkeitsgehalt der Luft zunimmt) verursacht. Alle diese Verluste werden bei
Gleichstrom ganz oder zum größten Teil vermieden.
Es ist daher bei größeren Projekten in Zukunft auch die Anwendung von hochgespanntem
Gleichstrom für die Fernübertragung ernsthaft in Erwägung zu ziehen (für die
Verteilung selbst wird hingegen nach wie vor Drehstrom wegen seiner bequemeren
Teilbarkeit usw. fast ausschließlich in Frage kommen).
Bemerkenswert ist in diesem Zusammenhang eine Entscheidung von autoritativer Seite.
Die von der schwedischen Staatsregierung eingesetzte Kommission für die Prüfung des
Projektes der Uebertragung von 20000 PS vom staatlichen Elektrizitätswerk an den
Trolhättanfällen nach Kopenhagen (Entfernung 360 km) hat sich für die Anwendung von
90 KV-Gleichstrom ausgesprochen.Vergl. den
Artikel „International Scandinavian Transmission System“ in Electr.
World vom 8. II. 13.
Außer erheblich kleineren Anlagekosten (wesentlich durch Fortfall der sonst an den
Landungspunkten der Seekabel notwendigen Transformatorenstationen begründet)
stellten sich auch die Betriebskosten f. d. KW.-Jahr beim Gleichstrom niederer. Zu
beachten ist, daß die gegenwärtige Zentrale in Kopenhagen für Drehstrom von 50
Perioden und 10000 Volt Spannung ausgebaut ict. Da die Anlage an den
Trollhättanfällen für 25 Perioden Drehstrom ausgebaut ist, so muß bei
Drehstromübertragung der Strom von 25 Perioden in solchen von 50 Perioden in
Kopenhagen umgeformt werden. Bei dieser Anordnung würden daselbst 10440 KW
disponibel sein. Die Ausgaben betragen für das KW-Jahr dann M 66,–.
Bei der Gleichstrom-Alternative des Projekts erhält man noch etwas günstigere Werte.
Wird Gleichstrom von 90 KV-Spannung in Trollhättan erzeugt und werden bei der
Landleitung Holzmaste verwendet, so erhält man an der Drehstromseite der in
Kopenhagen aufgestellten Umformern 10830 KW. Die Ausgaben für das KW-Jahr würden
hier nur M 61,– betragen. Noch günstigere Werte erhält man, wenn von einer
besonderen metallischen Rückleitung des Stromes Abstand genommen wird und dazu
lediglich die Erde benutzt wird. Die Anwendung des letzteren Verfahrens dürfte aber
wegen der ihm anhaftenden technischen Mängel wohl nur auf wenige Fälle beschränkt
bleiben.
G. W. Meyer.
––––––––––
Abdampfentnahme bei Lokomotiven. Während bei ortfesten
Dampfkraftanlagen die Speisewasservorwärmung allgemein üblich ist, wird sie im
Lokomotivbetrieb nur ganz vereinzelt angewendet. Von den bisher eingeführten
Systemen der Vorwärmung sind zu nennen: Die amerikanischen der Baldwin Lokomotivwerke und der Central Georgia
Railway, das englische von G. J. Weir, das
französische von Caille-Potonie und das der ägyptischen
Staatsbahnen von Trevithik.
Soweit diese Systeme den Abdampf der Maschine ausnutzen, entnehmen sie ihn dem
Ausströmrohr. Durch die Entnahme des zur Vorwärmung benötigten Dampfes mittels
Klappen im Abdampfrohr wird die Zugwirkung beeinträchtigt, da sie zu Wirbelbildung
des Abdampfes Anlaß geben. Eine im Blasrohr auftretende Wirbelbildung hat sowohl
eine geringere Zugwirkung als auch erhöhten Rückdruck auf den Kolben zur Folge.
Außerdem haben die
bisherigen Methoden den Uebelstand, daß die zur Zugwirkung ausnutzbare Dampfmenge
verringert wird.
Eine neue Art der Dampf entnähme, welche diese Nachteile vermeidet, ist durch das D.
R. P. Nr. 251336 geschützt. Diese Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß durch
ein Dampfentnahmerohr der mittlere Kern des auspuffenden Dampfes abgefangen wird.
Die zugeschärfte Mündung des Abfangrohres A (s. Abb.)
wird am besten etwas über den engsten Kaminquerschnitt verlegt. Der lichte
Rohrdurchmesser beträgt dabei 25 ∙ 75 mm. Eine Verminderung des Kaminzuges kann
durch diese Anordnung nicht eintreten. Es läßt sich, wenn gewünscht, mit dem Einbau
des Abfangrohres sehr einfach eine Erhöhung des Unterdruckes in der Rauchkammer
erzielen, indem man um die Mündung des Rohres A einen
Ring S von dreieckigem Querschnitt legt, dieser
Stegring oberhalb des Blasrohres übt keine Reaktion auf den Kolben aus.
Textabbildung Bd. 328, S. 348
Eine 3/3 gekuppelte Tenderlokomotive ist seit Monaten mit dieser Einrichtung
versehen. Im Kondenswasser des Vorwärmerdampfes konnten Oelspuren nicht festgestellt
werden.
Die Lokomotive besitzt eine Heizfläche von 63 qm, eine Rostfläche von 1,4 qm. Die
Kesselspeisung mittels Injektors wurde während der Versuche beibehalten, wodurch
allerdings die Höhe der Vorwärmung im Wasserkasten begrenzt war. Es ergaben sich im
Betriebe folgende Speisewassertemperaturen:
Temperaturim Wasserkasten
Temperatur hinterdem Injektor
Temperatur hinterdem Vorwärmer
15
54
63
20
57
66
25
61
70
30
66
74
35
71
79
40
75
83
Es ist wohl möglich, größere Vorwärmer unterzubringen und Speisewassertemperaturen
von 95 bis 100° zu erhalten. Bei neuen Lokomotiven ist es zweckmäßiger, den Injektor
durch eine Pumpe zu ersetzen. [Glasers Annalen f. Gewerbe und Bauwesen 1913, S. 85
bis 87.]
W.
––––––––––
Die Bestimmung des Heizwertes verschiedener Kohlensorten.
In einer der letzten Ausgaben des „Progressive Age“ beschrieb Horace H. Clark, Chicago, eine Methode, nach der man mit
Hilfe einer Formel und zweier Tabellen den Heizwert einer bestimmten Kohlenart
feststellen kann. Zunächst ist eine einfache Analyse auf folgende Weise vorzunehmen:
Man wägt die Kohle, pulverisiert sie und trocknet sie bei niedriger Temperatur gut. Durch nochmaliges Wägen bestimmt man den
Prozentsatz F der in ihr enthalten gewesenen
Feuchtigkeit. Durch eine abermalige Erhitzung, nun auf höhere Temperatur, ohne die Kohle jedoch zu entzünden, und Wägen wird der
Prozentsatz G des Kohlengases bestimmt. Der Rest wird
verbrannt, und ein Wägen der Asche gibt nicht nur ihren Anteil A, sondern auch denjenigen des Kohlenstoffs C.
In der von H. Clark aufgestellten Formel:
\frac{(C\,.\,c+G\,.\,g)-(F\,.\,f+A\,.\,a+S\,.\,s)}{(100-F)\,:\,100}
sind nun neben den Symbolen für die aus der Analyse gewonnenen
Zahlen noch verschiedene Buchstaben vorhanden, deren Zahlenwerte auf folgende Weise
gewonnen werden:
Der Wert für c wird nachstehender Tab. 1 entnommen:
Tabelle 1.
Anthrazit
141
Bituminöse Kohle
140
Holzkohle
95
Koks
130
Handelt es sich beispielsweise um Koks, so wird C mit
130 multipliziert.
Etwas umständlicher ist die Gewinnung von g aus der
folgenden Tab. 2.
Tabelle 2.
G
g
G
g
G
g
G
g
1
240,5
16
199,2
31
173,9
46
155,6
2
236,4
17
197,5
32
172,3
47
154,5
3
232,5
18
195,7
33
170,7
48
153,4
4
228,8
19
194,0
34
169,2
49
152,3
5
225,3
20
192,3
35
167,8
50
151,2
6
221,9
21
190,6
36
166,6
51
150,1
7
218,6
22
188,9
37
165,5
52
149,0
8
215,4
23
187,2
38
164,4
53
148,9
9
212,3
24
185,5
39
163,3
54
147,8
10
210,3
25
183,8
40
162,2
55
146,7
11
208,3
26
182,1
41
161,1
56
145,6
12
206,4
27
180,5
42
160,0
57
144,5
13
204,6
28
178,8
43
158,9
58
143,4
14
202,7
29
177,2
44
157,8
59
142,3
15
200,9
30
175,5
45
156,7
60
141,2
Wohl meist ist G nicht ein so einfacher Wert, wie die
Tabelle ihn vorsieht, in welchem Falle g einfach aus
ihr entnommen werden kann. Nehmen wir an, die Analyse habe für G 39,5 ergeben. Für G = 39
gibt die Tabelle die Zahl 163,3 für g. Da nun bei
zunehmender Größe von G der Wert für g abnimmt, so muß von 163,3 etwas abgezogen werden, um
das dem größeren G = 39,5 entsprechende g zu erhalten. Da nun 39,5 in der Mitte zwischen 39 und
40 liegt (für die die Tabelle Werte gibt), so muß von 163,3 die halbe Differenz
zwischen 163,3 und 162,2 = 0.55 abgezogen werden, und wir erhalten als den einen G von 39,5 entsprechenden Wert von g die Zahl 162,75.
Die Buchstaben f, a, s stellen unveränderliche
Zahlen dar und zwar wird F stets mit 16, A mit 30 und S mit 39
multipliziert.
S ist das Symbol für den Schwefelgehalt der Kohlenart in
Prozenten, dessen Zahl der Kohlenhändler beschaffen oder ein Chemiker bestimmen
kann.
Hat man nun die Klammerausdrücke des Zählers zunächst jeden für sich ausgerechnet und
dann die Ergebnisse voneinander abgezogen, dann dividiert man die so erhaltene Zahl
durch (100 – F) : 100, dessen Ausrechnung ohne weiteres
verständlich ist, und erhält die Menge der Heizwerteinheiten für eine der vier in
Tab. 1 genannten Kohlensorten. Die Genauigkeit genügt für die meisten Bedürfnisse.
In Fällen, wo große Genauigkeit erwünscht ist, kann diese Formel jedoch nicht
angewandt werden.
Liebetanz.
––––––––––
Ueber Lagerweißmetalle macht Dr.-Ing. R. Schäfer in der „Zeitschrift für praktischen
Maschinenbau“ Heft 3 1913, insbesondere unter Berücksichtigung einer Anzahl
metallographischer Untersuchungen interessante Angaben.
Die Hauptbedingungen für ein gutes Lagermetall sind genügende Druckfestigkeit,
geringe Abnutzung und ein niedriger Reibungskoeffizient. Diesen Bedingungen genügen,
schon die aus zwei Elementen bestehenden Kupfer-Zinn-Legierungen, die für
Lagerbronzen in Frage kommen und deshalb hier nicht besprochen sind, und die
Blei-Antimon-Legierungen. Als einzige für die Praxis in Betracht kommende Legierung
dieser beiden Elemente ergibt sich nach eingehender Prüfung eine solche mit 15 bis
25 v. H. Antimon. Bleireiche Legierungen sind zu weich und neigen zum Fressen,
antimonreiche sind zu brüchig.
Besser sind zur Verwendung als Lagermetall die aus drei Elementen bestehenden
Legierungen geeignet, zu denen besonders die Systeme Blei-Zinn-Wismut,
Antimon-Blei-Zinn, Antimon-Kupfer-Zinn, Antimon-Kupfer-Blei und Antimon-Zinn-Zink
gehören. Hier sind nur die gebräuchlichen Systeme Antimon-Blei-Zinn und
Antimon-Kupfer-Zinn untersucht und besprochen. Von diesen kommen nur die Legierungen
mit 50 v. H. und mehr Zinngehalt als reibungsvermindernd in Frage. Außerdem müssen
sie noch eine reichliche Anzahl gleichmäßig verteilter harter würfelförmiger
Einlagerungen (Sb oder Sb Sn) enthalten, die in der plastischen Grundmasse liegen
und sich leicht in diese eindrücken können, wenn durch irgend eine Ursache der
spezifische Lagerdruck an einem Punkt zu hoch wird. Dadurch wird die Gefahr des
Fressens und Heißlaufens vermieden.
Legie-rung
Zinn
Anti-mon
Blei
Kupfer
Zink
Nickel
Spez.Gewicht
I
19,00
15,34
63,55
1,57
0,37
–
9,31
II
81,92
8,43
1,11
8,44
–
–
7,49
III
49,96
14,59
32,31
3,21
–
–
8,15
VI
14,19
15,29
68,61
–
–
1,52
9,52
Vorstehenden Bedingungen entsprachen von den metallographisch untersuchten
Legierungen am besten die nachstehenden:
Der Zusatz von Nickel in der Legierung VI macht diese gleichmäßiger und härter.
Außer dem Gefügeaufbau ist noch der Schmelzpunkt bzw. Erstarrungspunkt der
Lagermetalle von Bedeutung, da hiervon ihre Verwendungsmöglichkeit abhängig ist. Bei
graphischer Darstellung des Erstarrungsvorganges durch Auftragen der Temperatur über
der Zeit (Erstarrungskurve) zeigen sich während der Abkühlung Verzögerungen, sogen.
Haltepunkte. Beim umgekehrten Vorgange, der Erwärmung des Metalles, tritt bei diesen
Temperaturen nacheinander die Verflüssigung der einzelnen Gefügebestandteile ein.
Für die oben angegebenen Legierungen zeigten sich folgende Haltepunkte:
I
II
III
VI
Oberer Haltepunkt
246°
356°
261°
247°
Mittlerer „
–
247°
–
–
Unterer „
233°
228°
180°
–
Bei Untersuchung der Druckfestigkeiten, die für Lagermetalle ebenfalls große
Bedeutung haben, zeigte sich, daß die hochbleihaltigen Legierungen I, III und die
nickelhaltige Legierung VI sich leichter zusammendrücken lassen und daß Legierung II
sich gegen Druck am widerstandsfähigsten erweist.
Bei der Härteprüfung mit dem Brinellschen Härteprüfer
ergaben sich folgende Härtezahlen:
I
II
III
VI
25,0
34,7
25,2
31,5.
Außer obengenannten Legierungen ist noch eine Aluminium-Kupferlegierung (Rurit
genannt) besprochen, deren Kupfergehalt die Festigkeit und Härte erhöhen soll.
Dipl.-Ing. C. Ritter.
––––––––––
Elektro-Mangansilizium. Der elektrische Ofen ermöglicht,
Mangansilizium mit 75 bis 80 v. H. Mangan, 12 v. H. Silizium und nur 1,6 v. H.
Kohlenstoff billig herzustellen. Mangan und Silizium haben eine größere chemische
Affinität zum Sauerstoff als Eisen. Daher können sie die nachteiligen Eisenoxyde,
welche in gewisser Menge beim Schmelzen von Eisen und Stahl im Metallbad gelöst
auftreten, reduzieren, indem sie Manganoxyde bzw. eisenhaltige Silikate bilden. Die
Manganoxyde lassen sich durch Seigern leicht beseitigen, hingegen die durch Silizium
entstehenden eisenhaltigen Silikate seigern nicht genügend und machen das Eisen
brüchig. Das Mangan wäre also vorzuziehen, wenn es im als Zusatz dienenden
Ferromangan nicht als Karbid in der Bindung Mn3C aufträte, und dieser Kohlenstoff C im Eisenbade Kohlenoxydgaswellen hervorriefe.
Daher ist das Mangansilizium den Eisen- und Stahlhütten so willkommen. Sind ja doch
auch überdies bei Abstechen der phosphorhaltigen Schlacke in der Birne nach dem
Blasen und Zusatz von Mangansilizium mit nochmaligem Blasen in Gegenwart von Kalk,
so daß das Silizium zu Kalziumsilikat wird, wobei nur wenig Mangan in die Schlacke geht,
unmittelbar Manganstähle à la Hadfield herzustellen, die bei 12 v. H. Mangangehalt
nur ein Viertel soviel Kohlenstoff wie bisher enthalten, nämlich 0,3 bis 0,4 v.
H
Die elektrothermische Herstellung des Mangansiliziums geschieht aus
Mangankiesel-Rhodonit: 7,6 SiO2 + 0,2 Al2 O3 + 0,2 Fe O + 5,4 Mn O + Ca O + 1,3 CO2 + 0,6 H2O (was in Prozenten ausgedrückt gleich
45,60 v. H. SiO2 + 2,04
Al2 O3 + 1,44 v. H. Fe
O + 28,34 v. H. Mn O oder 29,7 v. H. Mn + 5,60 v. H. Ca O +
5,72 v. H. CO2 + 1,08
v. H. H2O, insgesamt 99,82 v. H.), indem bei Zusatz von 11,2 C
oder 500 kg Reduktionskoks und einem Energieverbrauch von 5400 KW/Std. pro 1000 kg
Mangansilizium und bei 90 kg Elektrodenabbrand aus 3000 kg Rhodonit 1000 kg
77-prozentiges Mangansilizium von der Formel 2,7 Si Mn2 + 0,1 Si Fe2 entsteht, und etwa 1000 kg Schlacke von
der Formel 4,8 Si O2 +
Ca O + 0,2 Al2
O3, die ihrerseits
nachher bei Zusatz von 0,9 Fe O3 Eisenerz und 9,9 C als
Reduktionskoks bei einem Energieverbrauch von 5300 KW/Std. pro Tonne Ferrosilizium
etwa 500 kg 50-prozentiges Ferrosilizium von der Formel 1,8 Si2 Fe liefern. [A. Hänig, Elektrochemische Zeitschrift 1912, S. 159 bis
161.]
E. S.
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Spannungsverteilung in gekerbten Zugstäben. In Heft 3
haben wir das Ergebnis von Versuchen mitgeteilt, die E. Preuß in Darmstadt über die Spannungsverteilung in gelochten Zugstäben
ausgeführt hatte. Im Anschluß daran sind von Genanntem gleichartige Versuche über
die Spannungsverteilung in gekerbten Zugstäben angestellt, worüber in der
Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure 1912, Heft 17, berichtet ist.
Wie bei gelochten Stäben sind auch bei eingekerbten Stäben die infolge einer auf den
Stab einwirkenden Zugkraft im geschwächten Querschnitt auftretenden Spannungen in
der Nähe der Kerbe erheblich größer als an den anderen Stellen. Die geringste
Spannung herrscht hier in der Mitte des Stabes. Als Probestäbe wurden Flacheisen von
630 mm Länge, 75 mm Breite und 16 mm Dicke verwandt. Insgesamt wurden acht
Probestäbe mit acht verschiedenen Kerben untersucht. Die Tiefe der Kerben war 5 und
15 mm, ihre Form war teils scharfeckig rechtwinklig, teils ausgerundet und teils
rechteckig. Die Spannungen wurden durch Formänderungsmessungen bestimmt. Die
Höchstlast wurde für jeden Stab so gewählt, daß bei Annahme gleichmäßiger
Spannungsverteilung im geschwächten Querschnitt die mittlere Spannung σm = 750 kg/qcm betrug.
Die in obengenanntem Bericht in acht Schaulinien graphisch dargestellten Ergebnisse
der Versuche lehren folgendes:
bei gleicher Kerbtiefe ist die Spannung am Kerbrande um so
größer, je kleiner der Halbmesser des Kerbgrundes ist;
bei gleichem Halbmesser des Kerbgrundes und gleicher Breite der
Kerbe ist die Höchstspannung am Kerbrande um so größer, je tiefer die Kerbe ist;
bei Kerben, die durch einen Halbkreis gebildet werden, ist die
Randspannung um so größer, je kleiner der Halbmesser der Kerben ist;
bei Kerben mit geradlinigem, zur Stablängsachse parallelem
Grunde ist die Randspannung um so kleiner, je größer die Kerbbreite ist;
abgesehen von den Stäben mit scharfeckigen Kerben war die
Randspannung bei den untersuchten Stäben 1,43 bis 2,48 mal größer als die mittlere
Spannung σm, mit der
man zu rechnen pflegt; die Mindestspannung in der Stabmittelachse war bei den
untersuchten Stäben 0,7 t bis 0,98 der mittleren Spannung σm.
Als Beispiel für die Anwendung des Vorstehenden auf ähnliche Fälle von
Spannungsermittlungen hat der Verfasser dem Bericht eine kurze Betrachtung der
Berechnung von mit Hohlkehlen abgesetzten Wellen angeschlossen. Er kommt zu dem
Schluß, daß man bei abgesetzten Stäben nicht die gleiche rechnungsmäßige
Biegungsbeanspruchung wie bei nicht abgesetzten Stäben zulassen darf und die übliche
Gleichung Mb
= Wkb abändern muß in
Mb = cWkb, worin c ein Beiwert ist, über dessen Größe die vorliegenden
Untersuchungen einen angenäherten Anhalt geben.
Dipl.-Ing. C. Ritter.
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Der Kgl. Baurat Dr.-Ing. h. c. L. Seifert, Direktor der
A.-G. für Eisenindustrie und Brückenbau (vormals J. C. Harkort) in Duisburg, zugleich erster Vorsitzender des Vereins Deutscher
Brücken- und Eisenbaufabriken ist am 25. April d. J. verstorben.
Die Technische Mittelschule in Berlin N. 65, Am Zeppelinplatz, hat vom 1. April d.
Js. an den Namen „Beuth-Schule“ erhalten.