Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Fundstelle: | Band 328, Jahrgang 1913, S. 375 |
Download: | XML |
Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau
Mit der Eröffnung des Panamakanals im Jahre 1915 wird
voraussichtlich der Handel in den Staaten an der Westküste von Südamerika, im
besonderen in Chile, einen großen Aufschwung nehmen, und es ist begreiflich, daß
sich auch die Industrie beizeiten bemüht, um für die zu erwartende Entwicklung
gerüstet zu sein. Welch bedeutende Kapitalien schon jetzt dafür flüssig gemacht
werden, geht aus einem großen Auftrag hervor, den die Siemens-Schuckertwerke soeben erhalten haben. Es handelt sich um die
elektrischen Anlagen für die von einem nordamerikanischen Konsortium zur Ausbeutung
des Kupfererz-Vorkommens im nördlichen Chile gegründete Chile-Exploration-Company. Das Kupfer soll auf elektrolytischem Wege
gewonnen werden, zu welchem Zweck bei vollem Ausbau des Werkes eine Leistung von
70000 KW an den Bädern zur Verfügung stehen soll. Die elektrische Energie wird
zunächst in einer an der Küste zu errichtenden Dampfzentrale erzeugt und zu der
nahezu 200 km entfernten Mine mit einer Spannung von 100000 Volt Drehstrom
übertragen werden. Auf der Mine wird die Energie durch Motor-Generatoren in
Gleichstrom von etwa 230 Volt für die Bäder umgeformt.
Die Errichtung der Küstenzentrale mit den für den ersten Ausbau
erforderlichen Gebäuden, Kesseln, Maschinen, Transformatoren und Schaltanlagen ist
den Siemens-Schuckertwerken in Auftrag gegeben worden.
Zunächst werden installiert vier Turboaggregate von je 10000 KW Leistung bei einer
Drehstromspannung von 5000 Volt. Die Umformung der Energie erfolgt durch vier
Transformatoren von je 10000 KVA und 110000 Volt. Die Kesselanlage besteht vorläufig
aus 16 Babcock-Wilcox-Marinekesseln mit je 550 qm
Heizfläche. Die Kessel werden mit Rohöl gefeuert und erhalten künstlichen Zug. Eine
Erweiterung der Küstenstation um mehrere Turboaggregate ist in Aussicht genommen,
doch soll für die zum vollen Ausbau der Minenanlagen benötigte Energie später auch
eine Wasserkraftanlage am Rio Loa in der Nähe der Mine nutzbar gemacht werden.
Zwischen Küstenstation und Mine sind zwei parallele Fernleitungen von 3 × 95 qmm
Querschnitt auf Stahltürmen verlegt vorgesehen, von denen jedoch zunächst nur eine
gebaut wird.
Der erste Ausbau der Unterstation auf der Mine ist ebenfalls den Siemens-Schuckertwerken in Auftrag gegeben worden. Er
besteht aus vier Transformatoren ä 10000 KVA mit einer Sekundärspannung von 5000
Volt nebst Schaltanlagen und sieben Motorgeneratoren mit einer Gleichstromleistung
von je 2500 KW. Von den Motorgeneratoren werden drei als Synchron- und vier als
Asynchronumformer ausgeführt. Jeder Umformer besteht aus einem Drehstrommotor, mit
welchem zwei Gleichstromdynamos ä 1250 KW gekuppelt sind, deren Spannung zwischen
190 und 260 Volt geregelt werden kann.
Der den Siemens-Schuckertwerken zugefallene Auftrag
beläuft sich bis jetzt auf rd. 12 Millionen Mark; er ist für die deutsche
elektrotechnische Industrie um so bedeutungsvoller, als er nach schärfster
Konkurrenz mit den großen amerikanischen Elektrizitätsfirmen erteilt worden ist.
––––––––––
Für den Bau von Luftschiffen und Flugzeugen ist die
Kenntnis des für diese in Frage kommenden Luftwiderstandes eine der wichtigsten Fragen. In Heft 7 von D. p. J.
hatten wir über die Versuche Föppls berichtet, die dieser
zur Berechnung der Windkräfte an Platten und anderen Körpern angestellt hat.
Einrichtungen, um den Luftwiderstand von Luftschiffen und Flugzeugen an der
wirklichen Ausführung entsprechenden Modellen zu erforschen, befinden sich in
Deutschland in Göttingen und in Kiel. Während in der Versuchsanstalt der Göttinger
Universität das Modell ruhend aufgehängt und die Luft an ihm vorbeibewegt wird,
beruht die Versuchseinrichtung der Modellschleppanstalt auf der Kaiserlichen Werft
in Kiel in Anlehnung an die Schleppversuche mit Schiffsmodellen auf der Bewegung des
Modells in einem möglichst ruhigen Luftraum. Eine eingehende Beschreibung der
zuletzt genannten Anstalt gibt T. Schwarz in Heft 3 und
41913 der Zeitschritt für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt.
Bei der von Wellenkamp eingeführten neuen
Schleppmethode für Schiffsmodelle wird das Prinzip der Atwoodschen Fallmaschine benutzt, da als deren Antriebskraft die
gleichmäßigste bekannte Kraft, die Schwerkraft, ausgenutzt wird. Während aber bei
den Wasserschleppversuchen zur Ermittlung des Widerstandes bei beschleunigter
Fallbewegung das Modell durch ein Vorlaufgewicht zu einer bestimmten Geschwindigkeit
beschleunigt und nach Abheben des Vorlaufgewichts durch ein konstant bleibendes
Fallgewicht mit gleichmäßiger Geschwindigkeit weitergezogen wird, wurde bei den
Luftschleppversuchen einmal das Luftschiffmodell, ein andermal ein Körper vom
Gewicht des Luftschiffmodells, aber verschwindend kleinem Luftwiderstande bei
gleichem Fallgewicht geschleppt. Aus der Differenz der Beschleunigungen bei gleicher
Geschwindigkeit ergibt sich dann der Luftwiderstand.
Als Versuchsraum stand die Halle des Schnürbodens der Kaiserlichen Werft Kiel zur
Verfügung. Das Luftschiffmodell wurde in einem Schleppwagen aufgehängt. Zur Führung
des Wagens wurden unter den Dachbindern Z-Eisen befestigt, in welche Kupferdraht als
Gleisdraht eingelegt war. Die Spurweite betrug 1100 mm, die Gleislänge 35 m und die
größte Laufgeschwindigkeit 6 m i. d. Sek. Das Gewicht des Schleppwagens war 5800 g,
das Gewicht des Luftschiffmodells 5220 g. Dieses hatte einen Inhalt von 1,65 cbm und
wies annähernd die gleichen Verhältnisse wie das Luftschiff Parseval II auf. Es war
aus Ballonstoff mit geklebten Nähten und Stößen angefertigt und wurde vor dem
Versuch mit einem Blasebalg aufgeblasen. Bei den Gewichtsfahrten ohne
Modellwiderstand wurde das Modell durch gleich schwere fisch-förmige Bleigewichte
ersetzt.
Zur Ermittlung der Beschleunigung mußte die Zeitgeschwindigkeitskurve bei den
Versuchen aufgenommen werden. Dieses geschah in folgender Weise: Eine in Kugellagern
ruhende Trommel von genau 1 m Umfang wurde von dem seidenen Schleppfaden bewegt, der
in einer Laufrille über die Trommel lief. Auf die berußte Oberfläche der Trommel
schrieb eine Stimmgabel mit der Frequenz 100 die Schwingungen auf. Mittels einer auf
den Trommelumfang eingeritzten Millimeterteilung konnten die erforderlichen Werte
von Weg und Zeit mit großer Genauigkeit abgelesen werden. Aus den durch die Versuche
ermittelten Beschleunigungswerten ergibt sich dann der Widerstand des Modells zu
W=(p_1-p_m)\,\frac{G}{g}. Unter G sind außer dem Gewicht des
Modells selbst die teils in fortschreitender, teils in umlaufender Bewegung
befindlichen Massen des Wagens entsprechend zu berücksichtigen. Der Anlauf des
Modells vollzog sich, wie durch Indikatordiagramme festgestellt wurde, derart, daß
die Spannungslinie des Schleppfadens sich praktisch als schwingungsfrei darstellte.
Die Bremsung erfolgte ohne schädigenden Einfluß auf den Modellauf von Hand durch
zwei an dem Wagen befestigte Zügel. Durch Mitlaufen des Bedienungsmannes während des
Modellaufes wurde eine stoßweise Beanspruchung des Wagens beim Anziehen der Zügel
vermieden.
Außer mit der dem Parseval II angepaßten Modellform wurden noch Versuche mit
einem Modell nach der Stromlinienform von fast gleicher Länge und gleichem
Rauminhalt ausgeführt. Die Widerstände des Stromlinienmodells standen zu denen des
Parsevalmodells im Verhältnis von 2 : 3; die Widerstände selbst betrugen bei 5 m
Geschwindigkeit 55 bzw. 85 g. Die Versuche zeigten, daß die Wagenschleppmethode für
Luftschiffmodelle wohl qualitativ zur Ermittlung geringster Widerstandsformen dienen
kann, daß jedoch quantitativ die Widerstandskräfte zu gering ausfallen, als daß sie
zur Bemessung der Motoren für Luftschiffe hinreichend genaue Werte liefern
könnten.
Zur Feststellung der Genauigkeit der Widerstandsmessungen nach der
Wagenschleppmethode wurden gleichartige Versuche mit rechteckigen und runden
Scheiben ausgeführt, über deren Luftwiderstand bereits anderweitige übereinstimmende
Ergebnisse vorliegen. Hierbei zeigte sich eine hinreichend gute
Uebereinstimmung.
Dipl.-Ing. C. Ritter.
––––––––––
Wärmebildung und Wärmestrahlung beiGasexplosionen. Zur Erforschung der bei Gasexplosionen
auftretenden Erscheinungen wurde in England eine Kommission berufen, die sich im
Jahre 1911 bis 1912 bei ihren experimentellen Versuchen hauptsächlich mit der
Wirbelbildung und Wärmestrahlung beschäftigt hat. Ueber die Ergebnisse dieser
Versuche ist ein kurzer Bericht veröffentlicht worden, der für den Bau von
Großölmotoren von besonderer Bedeutung ist. (Engineering 1912, S. 655 bis 657.)
Die Schwierigkeiten, die sich beim Bau und im Betriebe der großen Zylinder (und
Kolben) ergeben, rühren hauptsächlich von der Wärmeübertragung und deren
Folgeerscheinungen her. Die Menge der von den Gasen auf einen beliebigen Teil der
Zylinderwand in der Zeiteinheit übertragenen Wärmemenge hängt von dem Zustande des
Gases, seiner Dichtigkeit, Temperatur und Bewegung und ebenso von der
Oberflächenbeschaffenheit der Wände ab.
An jeder Stelle der Zylinderwandung muß eine bestimmte Wärmemenge an das Kühlwasser
abgeführt werden. Außer der mittleren Oberflächentemperatur müssen auch die beim
Kreisprozeß auftretenden höchsten Temperaturen berücksichtigt werden. Die
Wärmeleitung von Gußeisen ist aber so groß, daß die Temperaturschwankungen bei
reiner Oberfläche klein sind, (Bei Versuchen von Coker
wurde in der Wand des Verbrennungsraumes in einer Tiefe von 0,357 mm eine
Temperaturschwankung von nur 7 ° festgestellt, bei 240 Umdrehungen der Maschine i.
d. Min.) Je höher die Oberflächentemperatur ist, desto weniger Wärme wird von den
Verbrennungsgasen an die Wände übertragen, da im allgemeinen die übertragene
Wärmemenge von dem Temperaturunterschied abhängt. Wenn die Oberfläche aber mit einer
schlecht leitenden Niederschlagsschicht bedeckt ist, kann sie bei der Verbrennung so
stark erhitzt werden, daß die Wärme nicht mehr genügend abgeleitet wird.
Wärme wird an die Zylinderwandungen auch durch Wärmestrahlung übertragen. Von
mehr wissenschaftlichem als praktischem Interesse ist der geringere Wärmeverlust,
der sich ergiebt, wenn die Wände ganz blank poliert sind. Die Wärme wird zum großen
Teil durch Strahlung vom Gas auf die Wände übertragen. W. David hat gefunden, daß diese Wärmeverluste sich ungefähr wie die vierten
Potenzen der absoluten Temperaturen verhalten. Eine für die Praxis wichtige Folge
der Strahlung ist es, daß die Wärmeverluste bedeutend größer werden, wenn man den
mittleren Druck in einer Maschine dadurch vergrößert, daß man mehr Brennstoff
zuführt.
Die Zylinderabmessungen haben ebenfalls Einfluß auf die Wärmeverluste durch
Strahlung. Die Wärmestrahlung ist nicht nur von der Größe der Wandungsflächen
abhängig, sondern auch vom Gasvolumen, das von diesen Flächen eigeschlossen wird.
Infolge der Strahlung wird bei der gleichen Oberfläche von einem größeren Gasvolumen
eine größere Wärmemenge übertragen, als von dem kleineren, da die Wände sowohl von
den äußeren wie von den inneren Gasschichten bestrahlt werden. Praktisch von noch
größerer Bedeutung ist der Betrag, der für die Flächeneinheit abgeleiteten
Wärmemenge, da von ihm die Temperatur der Innenwand abhängt. Dadurch wird die
Leistung eines Zylinders begrenzt. Je größer der Zylinderdurchmesser, desto größer
ist die pro Flächeneinheit abzuführende Wärmemenge. Die bei den großen Zylindern
beim Entwurf und im Betriebe sich ergebenden Schwierigkeiten rühren daher nicht nur
von der größeren Wandstärke, sondern auch von der für die Flächeneinheit
abgeleiteten größeren Wärmemenge her.
Die Wärmeableitung hängt auch vom Verbrennungsdruck ab. Das zahlenmäßige Verhältnis
der abgeführten Wärmemenge zum Druck läßt sich aber nicht in einfacher Weise zum
Ausdruck bringen. (In einem Zylindergefäß von 300 mm ⌀ und 300 mm Höhe ist die
abgeführte Wärmemenge nach der Verbrennung etwa zweimal so groß, wenn der
Anfangsdruck 1½ kg als wenn er ½ kg/qcm beträgt. Dies entspricht einem Verhältnis =
p0'6.) Das Verhältnis des Wärmeverlustes zum Druck
hängt von zwei Faktoren ab, der durch Strahlung und der durch direkte Berührung
abgeleiteten Wärmemenge. Der zweite Faktor ist wahrscheinlich mehr vom Druck
abhängig und wächst vielleicht im gleichen Verhältnis mit diesem. Mit dem Verhältnis
der in die Wände abgeleiteten Wärme zum Druck hängt die für die Praxis sehr wichtige
Frage der Wirkung des Kompressionsgrades auf das Arbeiten und die Wirtschaftlichkeit
der Maschine zusammen. Es gibt eine Grenze, bei der eine Vergrößerung der
Verdichtung den Wirkungsgrad der Maschine nicht mehr erhöht, aber schon vorher wird
die für die Flächeneinheit abgeleitete Wärmemenge so groß, daß die Kühlung sehr
schwierig wird. Frühzündungen, die hierbei auftreten, rühren dann wohl von der
Ueberhitzung der inneren Wandfläche oder der darauf sitzenden Verunreinigungen her.
Wenn die Wände rein und kühl bleiben, werden auch bei vergrößerter
Verdichtungsspannung die Frühzündungen vermieden.
Erst in neuerer Zeit wurde die Wirbelbildung und die daraus folgende größere
Wärmeleitungsfähigkeit der Gase genügend berücksichtigt. Clerk hat zur Erforschung des Einflusses der Wirbelbildung seine Maschine
bei geschlossenen Ventilen laufen lassen. Er fand dabei, wenn Luft oder Kohlensäure
im geschlossenen Zylinder verdichtet wurde und sich dann ausdehnte, daß die
Wärmeverluste während der ersten Kompression, also gleich nach der Einführung der
Ladung in den Zylinder, verhältnismäßig größer waren, als während der folgenden
Verdichtungen. Die Wirbelbewegungen, die nach dem Abschluß der Eintrittsöffnungen
allmählich schwächer werden, verkleinern auch die Wärmeverluste. Clerk fand auch bei seinen Versuchen, daß durch diese
Dämpfung der Wirbel die Entzündungsgeschwindigkeit des Gemisches bedeutend kleiner
wird. Aus den Diagrammen ist dies ersichtlich. Man hatte schon früher mehrmals
beobachtet, daß die Verbrennungsgeschwindigkeit in der Gasmaschine größer ist, als
in einem geschlossenen Gefäß. Dies scheint wesentlich von der Wirbelbildung
herzurühren. Im Diagramm dauert die Verbrennung von a
bis b 0,033 Sek. und bei der dritten Verdichtung von
a1 bis b1 0,078 Sek.
Textabbildung Bd. 328, S. 377
Hopkinson führte weitere Versuche mit einem geschlossenen
Gefäß aus. Darin befand sich ein Propeller. Wenn das Gemisch in Ruhe war, verliefen
vom Anfang der Entzündung bis zur Erreichung des höchsten Druckes 0,13 Sek., wenn
der Propeller mit 2000 Umdrehungen lief 0,03 Sek. und bei 4500 Umdrehungen in der
Minute nur mehr 0,02 Sek. Der Unterschied in der Wärmeabgabe war auch sehr groß.
Wenn der Propeller mit 4500 Umdrehungen lief, verdoppelte sich die Wärmeabgabe. Die
mittlere Temperatur war etwa 1000° C. Bei höheren Temperaturen, etwa von 2000° an,
die mit stärkerer Gasladung erreicht wurden, wurde die Wärmeabgabe durch die vom
Propeller herrührende Wirbelbewegung nicht mehr merklich beeinflußt. Dies rührt wohl
davon her, daß bei so hohen Temperaturen die Strahlung bei der Wärmeübertragung
ausschlaggebend ist, und diese ist von der Wirbelbildung unabhängig.
W.
––––––––––
Das Schmelzen von Eisen und Metallen mittels elektrischer
Oefen. Die elektrischen Oefen zum Schmelzen von Metallen in kleinen Mengen
haben vorläufig ihre Daseinsberechtigung hauptsächlich in den Laboratorien und
chemischen Betrieben. Auch dürften Zahnärzte, Goldarbeiter usw. infolge der bequemen
Bedienung für ihre Zwecke diese Oefen gegenüber den Oefen mit Gas oder Oelfeuerung,
trotz der immerhin noch hohen Anschaffungskosten den Vorzug geben, da eine genaue
Einstellung auf ganz bestimmte Temperaturen möglich ist und Verunreinigung des
Schmelzgutes durch Gase usw. ausgeschlossen ist.
Eine gedrungene, zweckmäßige Form zeigen die Transformator-Tiegelschmelzöfen System
Helberger. Die wesentlichsten Bestandteile eines
derartigen Ofens sind: der Reguliertransformator und das Schmelzgefäß. Dieses dient
gleichzeitig als stromerwärmter Leiter und ist an die sekundären Klemmen des
Transformators angeschlossen, der die von der Stromquelle entnommene
Wechselstromleistung auf die erforderliche niedrige Spannung bringt. Zur Verbindung
dienen Kupferleiter in wassergekühlten Haltern, die mit einem Kohlekontakt für das
Schmelzgefäß versehen sind. Als solche werden Graphit- oder Kohletiegel verwendet,
die als Heizwiderstand die in ihm erzeugte Wärme an das Schmelzgut abgeben. Um den
Stromübergang von dem Tiegel zum Schmelzgut zu vermeiden, da hierdurch eine zu
schnelle Zerstörung der Tiegel herbeigeführt würde, sind diese im Innern mit
Metalloxyden ausgekleidet, die den Stromdurchgang praktisch auf die Tiegelwände
beschränken. Ueber die nähere Zusammensetzung der Tiegelauskleidung liegen bisher
keine Veröffentlichungen vor. Gegen Wärmeverluste kann der Tiegel noch durch
Schamottezylinder nach Möglichkeit geschützt werden. Schmelzgefäß und Transformator
sind zu einem Ganzen vereinigt, so daß der Ofen ohne Fundament an jedem beliebigen
Orte aufgestellt werden kann.
Die Bedienung dieser elektrischen Oefen ist die denkbar einfachste. Es ist bereits
festgestellt, daß die Betriebskosten der Helberger-
Oefen, die für eine Schmelzmenge von 0,15 kg bis 120 kg (Kupfer) gebaut werden,
entsprechend einer aufzunehmenden Leistung von 1,5 KW bis 100 KW, bei einem Preise
von 5 Pf. für die Kilowattstunde, den Schmelzöfen mit Koksfeuerung gleichzustellen
sind, eine Folge des hohen Wirkungsgrades des elektrischen Ofens gegenüber dem
Koksofen.
Die in der Großindustrie, z.B. in den Stahlwerken, verwendeten elektrischen Oefen
werden als Großraumöfen bezeichnet. Man unterscheidet hierbei Lichtbogen- und
Induktionsöfen. Die Oefen arbeiten um so wirtschaftlicher, je größer ihr
Fassungsvermögen ist. Man baut deshalb Induktionsöfen nicht für Einsätze unter 300
bis 500 kg und auch für Lichtbogenöfen wird man, soll der Betrieb in den Grenzen der
Wirtschaftlichkeit bleiben, nicht unter 100 kg Schmelzgut heruntergehen.
[Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen 1912, Heft 30.]
A. Keiling.
––––––––––
Bruchversuche mit Ziegelpfeilern. Bekannt ist, daß die
Festigkeit des Mauerwerks nicht allein von der Preßbarkeit des Mörtels abhängig ist,
sondern daß auch die Ausbildung der Lager- sowie Stoßfugen, die Druck-, Zug- und
Biegungsfestigkeit der Ziegelsteine eine große Rolle spielen. Versuche mil
Mauerwerkskörpern sind nur wenig ausgeführt worden. Von neueren Untersuchungen seien
hier erwähnt:
C. Bach, Versuche mit zentrisch und mit exzentrisch
belasteten Pfeilern aus Backsteinmauerwerk und aus Beton (Zeitschrift des Vereines
deutscher Ingenieure 1910, Seite 1625) und H. Germer,
Mauerwerksuntersuchungen, Verlag der Tonindustriezeitung, Berlin 1910. Die
Versuchskörper von Bach hatten bei 1,55 m Höhe einen
Querschnitt von (0,79 × 0,38) qm, während die von Germer
geprüften Körper nur (0,25 ∙ 0,25 ∙ 0,25) m3
hatten. Kürzlich sind nun in Pittsburgh von J. E. Howard
Versuche mit zwei Ziegelpfeilern gemacht worden, die wegen ihrer großen Abmessungen
besonders bemerkenswert sind; die Versuche sind in Engineering Record, 22. März
1913, veröffentlicht worden.
Textabbildung Bd. 328, S. 378
Abb. 1.
a = mittlere Pressungskurve, b =
min. Pressungskurve, c = max. Pressungskurve
Textabbildung Bd. 328, S. 378
Abb. 2.
Textabbildung Bd. 328, S. 378
Abb. 3.
Textabbildung Bd. 328, S. 378
Abb. 4.
Textabbildung Bd. 328, S. 378
Abb. 5.
Der Querschnitt der Pfeiler war quadratisch und hatte bei
1,206 m Seitenlänge einen Flächeninhalt von 1,455 qm; die Höhe der Pfeiler betrug
3,66 m, so daß sich ein Volumen von 5,325 m3
ergibt; von den beiden Pfeilern war der eine (mit A
bezeichnet) aus Hartbrandsteinen in Zementmörtel 1 : 1, der andere (B) in Kalkmörtel 1 : 3 mit 8 mm starken Lagerfugen
hergestellt. Die Pressungskurven sind in Abb. 1
dargestellt.
Wie aus der Kurve für Pfeiler A in Zementmörtel zu
ersehen ist, sind die größten und kleinsten Werte angegeben, die sich aus den
verschiedenen Meßlängen ergaben. Die Formänderungen bei Pfeiler A sind zu ⅔ elastische und ⅓ bleibende, während bei
Pfeiler B die Formänderungen fast von Anfang an
bleibende waren. Als Druckfestigkeit des Mauerwerkskörpers hatte man auf Grund von
Versuchszahlen eines Mauerwerkskörpers von 0,225 m3 Volumen 211 kg/qcm für Pfeiler A und 63
kg/qcm für Pfeiler B erwartet. Der Versuch ergab
folgende Zahlen:
Pfeiler A
Pfeiler B
Bruchlastbei σ
2980 t 205 kg/qcm
774 t 53 kg/qcm
Erster Rißbei σ
2146 t 147 kg/qcm
306 t 21 kg/qcm
Die Druckfestigkeit des Pfeilers A betrug 29 v. H., die
des Pfeilers B 7,5 v. H. von der Druckfestigkeit des
Ziegelsteines, die zu 709 kg/qcm ermittelt war; Germer
hat auf Grund seiner Versuche ermittelt, daß von der Festigkeit mittlerer und guter
Ziegel bei Verwendung von Kalkmörtel 30 v. H. und bei Zementmörtel etwa 56 v. H.
ausgenutzt werden. Nun ist die Zahl 709 kg besonders hoch; so ergeben z.B. gute
Uckermünder Klinker nur eine mittlere Druckfestigkeit von 600 kg/qcm.
Am Schluß seien in Abb. 2 bis 5 noch die Ergebnisse einiger Versuche über den
Einfluß der Lagerung der Steine und der Fugenanordnung angegeben. Die beigefügten
Zahlen zeigen das Verhältnis der Festigkeiten, wenn die Festigkeit des Pfeilers
(Abb. 2) mit 1 bezeichnet wird.
B. H.
––––––––––
Das Borsig-Masionsche Verfahren zur Herstellung von
hochwertigen Ankerketten. In D. p. J. Heft 20, S. 317 wurde bereits
allgemein über den derzeitigen Stand der Herstellung von Ketten berichtet. Es wurde
hier auch ein von der üblichen Herstellungsweise ganz abweichendes eigenartiges
Verfahren erwähnt, Kettenglieder durch spiraliges Aufwickeln- und Verschweißen eines
Metallbandes gewissermaßen ohne Naht herzustellen. Die von dem belgischen Ingenieur
Masion stammende und ihm patentierte Idee wurde von
Borsig aufgenommen und in langjähriger Arbeit zu
einem Verfahren ausgebildet, durch das Ketten auf vollständig maschinellem Wege in
unübertroffener Güte erzeugt werden.
In dem Verein zur Förderung des Gewerbefleißes hielt Baurat M. Krause einen sehr interessanten, durch Vorführung von Lichtbildern
unterstützten Vortrag über die Borsigsche
Ankerkettenerzeugung. Der Redner führte aus, daß für Borsig der eigentliche Grund, sich diesem Fabrikationszweige zuzuwenden,
darin gelegen hätte, sich eine Absatzmöglichkeit für die Schweißeisenerzeugung des
oberschlesischen Werkes zu sichern. In dem Konkurrenzkampf des Flußeisens gegen das
Schweißeisen müssen
naturgemäß die auf Schweißeisenerzeugung eingerichteten Werke den Kürzeren ziehen,
da letzteres sich nur noch für wenige Sonderzwecke behaupten konnte. Als
Kettenmaterial ist es ganz vorzüglich geeignet, trotzdem konnte Borsig wegen der ungünstigen verkehrsgeographischen Lage
das Heil nicht in einem Massenartikel, sondern in der Herstellung einer
Qualitätsware erblicken. Das Masionsche Verfahren schien
in dieser Richtung die größte Gewähr zu bieten, da bei ihm die nie ganz zuverlässige
Ausführung der Schweißstelle nicht mehr den bestimmenden Einfluß auf den Wert der
Kette hat. Allerdings konnte ein rationelles Arbeiten nur bei weitgehendster
selbsttätiger Herstellung erwartet werden. Der Arbeitsvorgang ist hierbei
folgender:
Die auf Länge abgepaßten, an den Enden zugeschärften Flacheisenstreifen werden in
einem geschlossenen Ofen auf Schweißtemperatur erhitzt. Sie werden in diesem
Zustande nacheinander zwischen die Walzen einer Wickelvorrichtung (Abb. 1) geführt, die den Streifen durch das letzte
Glied der bis hierhin fertigen Kette hindurch in mehreren Windungen zu einem
kreisrunden Ring wickelt. Da dieses unter Aufwendung eines starken hydraulischen
Druckes geschieht, so werden die einzelnen Lagen aufs innigste miteinander
verschweißt. Der fertige Teil der Kette ruht während dieses Vorganges unverrückbar
fest in einer besonderen Haltevorrichtung.
Textabbildung Bd. 328, S. 379
Abb. 1.
Nach Beendigung des kaum 5 Sek. dauernden Wickel- bzw. Schweißprozesses wird das noch
weißglühende Glied mit dem fertigen Kettenende nach dem mittelbar daneben stehenden
Rundwalzwerk (Abb. 2) hinübergeschoben, in welchem
der Kettenring mit noch vierkantigem Querschnitt mittels profilierter Rollen auf
Kreisform ausgewalzt, und gleichzeitig der gebildete Walzgrat durch selbsttätig
vorgeschobene Messer abgeschert wird.
Der dritte und letzte Arbeitsvorgang besteht darin, das noch rotwarme Glied in einem
Preßgesenk in die eliptische Form zu biegen und bei Stegketten gleichzeitig den Steg
einzusetzen. Das Glied ist nun vollständig fertig, und hieran schließt sich in der
gleichen Weise die Erzeugung eines neuen Gliedes.
Textabbildung Bd. 328, S. 379
Abb. 2.
Die Ketten werden in der Regel in Längen von 100 bis 500 m angefertigt. Nach den
geltenden Vorschriften wählt der Abnehmer sich hieraus beliebig ein aus drei
Gliedern bestehendes Stück für die Zerreißprobe. Die schärfsten Bedingungen stellt
die deutsche Kriegsmarine; sie fordert 28 kg/qmm Festigkeit bei einer Dehnung von 7
v. H. in den nicht zerrissenen Gliedern. Nach dieser Probe werden die Ketten in
Längen von 25 oder 27,5 m zerschnitten und so einer Reckprobe unter Belastung mit
etwa ⅔ der verlangten Bruchfestigkeit unterworfen. Während dieser Belastung wird
jedes Glied mit einem schweren Hammer bearbeitet, um etwaige Fehlerstellen zu
entdecken.
Vergleichende Versuche haben ergeben, daß die Borsigschen
Ankerketten auch die schärfsten Garantieforderungen noch wesentlich übertroffen
haben. Insbesonders haben die strengen Bedingungen der deutschen Kriegsmarine
nebenbei das Gute gehabt, uns von den englischen Fabrikanten, deren Fabrikat in
Seemannskreisen bisher als das überwiegend beste galt, frei zu machen, da sie hier
gegenüber den Borsigketten nicht mehr mitkommen konnten.
[Zeitschrift des Vereins zur Förderung des Gewerbefleißes.]
Rich. Müller.
––––––––––
Die Kohlenvorräte des rechtsrheinisch-westfälischen
Steinkohlenbezirkes. Zu den Hauptaufgaben des in diesem Jahre in Toronto
(Kanada) tagenden 12. Internationalen Geologenkongresses gehört die Erörterung über
die Frage der Weltvorräte an Steinkohle. Zur Schaffung der hierzu erforderlichen
Berechnungsunterlagen haben auf Veranlassung des geschäftsführenden
Kongreßausschusses und der geologischen Landesanstalt zu Berlin die Verfasser die
Berechnungen für den rechtsrheinisch-westfälischen Bezirk durchgeführt und sie
berichten über das Ergebnis dieser Arbeit in einer mit einer Kartenskizze und
zahlreichen Zahlentafeln versehenen, ausführlichen Abhandlung. Zunächst werden die
allgemeinen geologischen Verhältnisse der niederrheinisch-westfälischen
Steinkohlenablagerung erörtert, die sich an den Nordabfall des rechtsrheinischen
Schiefergebirges anlehnt und ein Teil des ausgedehnten nordwest-europäischen
paralischen Kohlengürtels ist, der sich in fast ununterbrochener Folge von Kent bis
Osnabrück erstreckt. Während der größte Teil des Steinkohlengebirges von einer Decke
jüngerer Schichten überlagert wird, tritt es am Südrande in den Ruhrbergen auf einem
kleinen dreieckigen Gebiete von rd. 500 qkm Fläche, dem eigentlichen
Ruhrkohlenbezirke, zu Tage. Nach Süden, Osten und Westen ist dieses Gebiet deutlich
begrenzt, dagegen ist nach Norden eine natürliche Grenze nicht vorhanden, und es
darf angenommen werden, daß das Steinkohlengebirge sich nach Norden noch weit über
den Bereich des seinerzeit durch Bohrungen nachgewiesenen Verbreitungsgebietes
hinaus in die norddeutsche Tiefebene erstreckt. Die überaus große Mächtigkeit des
Deckgebirges wird hier allerdings eine Gewinnung der Kohle auch in Zukunft unmöglich
machen. Nach weiteren interessanten Mitteilungen über die Flözverhältnisse, die
Tektonik und die Deckgebirgsverhältnisse berichten Verfasser über die rechnerische
Ermittlung der anstehenden Kohlenmengen. Als Unterlage
Tabelle 1.
Teufenstufenm
Gasflammkohlen
Gaskohlen
Fettkohlen
Magerkohlen
insgesamt
Mill. cbm
v. H.
Mill. cbm
v. H.
Mill. cbm
v. H.
Mill. cbm
v. H.
Mill. cbm
v. H.
0–10001000–12001200–15001500–20002000 bis zum
Liegendendes flözführenden Gebirges
1594 1240 2913 6249
0
13 10 24 53 0
8788 4439136482799419270
12 6 18 38 26
13136 6227 13958 27183 56844
11 5 12 23 49
689821453344599062371
9 3 4 7 77
30416 14051 33863 67416138485
11 5 12 24 48
zusammen
11996
100
74139
100
117348
100
80748
100
284231
100
hierfür wurde zunächst ein großer, den ganzen
Steinkohlenbezirk umfassender Grundriß angelegt und mit einem rechtwinkeligen
Koordinatennetz mit dem Nullpunkt Bochum versehen. In diesen Grundriß wurden die
Grenzen der Schachtzone, der Bohrlochzone und der unaufgeschlossenen Zone
eingetragen, wobei sich ein Flächeninhalt von zusammen 6170 qkm ergab. Auf die
Ausführung der Berechnungen nach diesen Unterlagen, die die Verfasser näher
beschreiben, kann hier nicht eingegangen werden, es seien nur die wichtigsten
Ergebnisse der Berechnungen angeführt.
In allen drei Zonen zusammen anstehende absolut bauwürdige Kohlenmengen, geordnet
nach Teufen und Kohlengruppen (s. Tab. 1).
Neben diesen bauwürdigen Kohlenmengen ergeben sich noch in allen drei Zonen 123837
Mill. cbm relativ bauwürdige Kohlen und weiter 34973 Mill. cbm unbauwürdige Kohlen.
Unter Zugrundelegung einer jährlichen Förderung von 100 Mill. t (1912 betrug die
Förderung rd. 102 Mill. t) ergibt sich folgendes Bild über die Anzahl der Jahre, für
welche die in den einzelnen Kohlengruppen bis 1500 m Teufe anstehenden Kohlenmengen
ausreichen, wenn man folgende Anteilverhältnisse der einzelnen Kohlengruppen
annimmt: Gasflamm- und Gaskohlen 24 v. H., Fettkohlen 64 v. H., Magerkoklen 12 v. H.
der Jahresförderung von 100 Mill. t.
Tabelle 2.
Kohlengruppe
absolut bau-würdige KohlenJahre
relativ bau-würdige KohlenJahre
insgesamtJahre
Gasflamm- und Gaskohlen
1359
722
2081
Fettkohlen
521
180
701
Magerkohlen
1032
828
1860
Der Zeitpunkt, an dem die im rechtsrheinisch-westfälischen Steinkohlenbezirk noch
anstehenden Kohlenmengen abgebaut sein werden, läßt sich nicht einwandfrei
voraussagen, da sich über die zukünftige Gestaltung der jährlichen Förderung keine
sicheren Angaben machen lassen. Verfasser weisen zum Schluß an Hand eines die
Entwicklung der Kohlenförderung im rheinisch-westfälischen Bezirke seit 1790
darstellenden Schaubildes nach, daß die voraussichtliche Steigerung der Förderung zu
allen Zeiten zu gering angenommen wurde. So gab Runge im
Jahre 1892 an, die Förderung im Ruhrbezirk werde im Jahre 1940 etwa 62 Mill. t
erreichen; demgegenüber betrug die tatsächliche Förderung bereits im Jahre 1900 rd.
60 Mill. t und hat im Jahre 1912 schon 102 Mill. t erreicht. [Kukuk und Mintrop, Glückauf 1913, S. 1 bis
13.]
Dr. Sander.
––––––––––
Ueber Kohlenanalysen und Heizwertbestimmungen. In der
Chemikerkommission des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute machte Direktor A. Wencélius nähere Angaben über die in dem „Laboratoire
d'Analyses industrielles de la Faculté des Sciences“ in Nancy gebräuchlichen
Untersuchungsmethoden. Die eingehenden Proben werden in drei Mühlen mit
verschiedenem Feinheitsgrad zerkleinert; der Wassergehalt wird bei gewöhnlicher
Temperatur im luftleeren Raum über Schwefelsäure bestimmt. Diese Bestimmung dauert
48 Stunden, nur bei Schnellanalysen und bei solchen Kohlensorten, die bei einer
Temperatur von 105° keine riechbaren Dämpfe entwickeln, erfolgt die Bestimmung der
Feuchtigkeit in der üblichen Weise im Luftbad. Zur Bestimmung der flüchtigen
Bestandteile dient ein von Prof. Arth ausgearbeitetes Verfahren, bei dem ein
luftdicht verschlossener Platintiegel mit einem besonders geformten Deckel mittels
einer Gebläselampe erhitzt wird. Bei Anwendung eines Wasserstrahlgebläses erhält man
eine ruhige, gleichmäßig heiße Flamme von 28 bis 30 cm Höhe, in die der Tiegel auf
einem Platindreieck in 10 cm Abstand von der Brennermündung gesetzt wird. Der zum
luftdichten Verschluß des Tiegels dienende Haubendeckel trägt in seiner Mitte ein 15
mm hohes Platinrohr von 4 bis 5 mm Weite; das Platinrohr ist durch eine kleine
abnehmbare Glocke verschließbar. Diese Glocke wird während des Erhitzens von dem
Erscheinen der leuchtenden Flamme an bis zu ihrem Verschwinden abgenommen. Hierauf
kann das Glühen noch länger als eine Minute fortgesetzt werden, ohne daß eine
merkliche Verbrennung in dem verschlossenen Tiegel eintritt. Der so erhaltene
Kokskuchen enthält nie mehr als 0,8 v. H. Wasserstoff, nach der Muckschen Verkokungsprobe dagegen meist noch 1,5 bis 2 v.
H. infolge ungenügender Erhitzung des unteren Tiegelteil? Der Befund nähert sich den
in der Kokereipraxis erhaltenen Werten, und die Ergebnisse sind auch immer in
derselben Probe übereinstimmend. Kohlen mit einem geringen Gehalt an flüchtigen
Bestandteilen werden vor der Behandlung im Platintiegel in Pastillenform
gebracht.
Zur Bestimmung des Heizwertes wird mittels der kalorimetrischen Bombe zuerst die Verbrennungswärme
(oberer Heizwert) und dann der Gehalt an gebundenem Wasser ermittelt. Der Heizwert
der trockenen Kohle entspricht der Formel: C – 6 H, der der feuchten Kohle:
\frac{(C-6\,H)\,(100-W)}{100}, worin W den Gehalt der Kohle an hygroskopischem Wasser, H den Wasserbefund bei der Elementaranalyse in Prozenten, C die mit der Bombe bestimmte Verbrennungswärme
bedeutet; H und C sind auf
trockene Kohle bezogen. Um die ziemlich kostspielige Anschaffung der Mahlerschen Bombe zu umgehen, wurde versucht, bei der
Elementaranalyse neben dem Wasserstoff auch noch den Kohlenstoff und den Schwefel
gewichtsanalytisch zu bestimmen und hieraus dann den Heizwert nach der Formel von
Dulong zu berechnen. In einer Zahlentafel wird
gezeigt, daß diese Formel bei aschenarmen Sorten gut benutzt werden kann, und daß
der Unterschied zwischen den kalorimetrisch und rechnerisch ermittelten Zahlen nie
mehr als 1,85 v. H. beträgt. In einer zweiten Zahlentafel werden bei einer großen
Zahl von Kohlen die kalorimetrisch bestimmten mit den nach der Goutalschen Formel errechneten Heizwerten verglichen. Die berechneten
Werte sind zumeist etwas größer, doch sind die Ergebnisse im allgemeinen
befriedigend. Die von Goutal empfohlene Formel lautet:
P = 82 C + aV, worin
C den Gehalt an festem Kohlenstoff, V an flüchtigen Bestandteilen und a einen Faktor bedeutet, der sich auf den Gehalt an
flüchtigen Bestandteilen der aschen- und wasserfreien Reinkohle bezieht. Er ist für
Kohlen mit 5 v. H. flüchtigen Bestandteilen gleich 145, bei solchen mit 40 v. H.
flüchtigen Bestandteilen gleich 80. Der Wert dieses Faktors ist für alle
Kohlengattungen mit 5 bis 40 v. H. flüchtigen Bestandteilen graphisch dargestellt.
In einer weiteren graphischen Darstellung ist die Verbrennungswärme sämtlicher
Reinkohlen mit 5 bis 40 v. H. flüchtigen Bestandteilen nach der Goutalschen Formel wiedergegeben. Mit dieser graphischen
Darstellung ist der Heizwert noch einfacher auszurechnen als mit der Goutalschen Formel. Bedeutet P die abgelesene Verbrennungswärme der entsprechenden Reinkohle, so ergibt
die trockene Rohkohle mit A v. H. Aschengehalt eine
Verbrennungswärme von
P_1=\frac{P\,(100-A)}{100}.
Der Heizwert derselben feuchten Kohle mit W v. H. hygroskopischem und H v. H. gebundenem Wasser (in der trockenen Kohle) ist somit
P_2=\frac{(P_1-6\,H)\,(100-W)}{100}-6\,W.
In der sich an diese Mitteilungen anschließenden Besprechung wurde zunächst auf die
schlechten Resultate hingewiesen, die man bei der Bestimmung des Heizwertes mit dem
Kalorimeter von Parr erhält. Die Brauchbarkeit der Goutalschen Formel wurde anerkannt. Für die Bestimmung
des Heizwertes von Koks, die bei der Verbrennung in der kalorimetrischen Bombe
einige Schwierigkeiten bereitet, wurde empfohlen, das Kokspulver in Papier zu
verpacken. Besonders geeignet hierzu sind feine Zigarettenhülsen, die bei ihrem
außerordentlich geringen Gewicht keine merklichen Unterschiede in ihrem Heizwert
zeigen. Das Kokspulver wird samt einem Eisendraht in die Hülse verpackt und deren
Enden zugedreht. Die an beiden Seiten der Hülse herausragenden Enden des Drahtes
werden an den Elektroden befestigt. Die Verbrennung ist so stets eine vollständige
und man erhält bessere Werte als bei der Brikettiermethode. [Stahl und Eisen 1913,
S. 18 bis 22.]
Dr. Sander.
––––––––––
Die neuere Entwicklung der Aluminiumgewinnung. Ende der
achtziger Jahre vollzog sich in der Aluminiumindustrie ein gewaltiger Umschwung,
indem die alten chemischen Verfahren durch die elektrochemische Darstellungsweise
verdrängt wurden. Die Produktion stieg dadurch stark, während gleichzeitig der Preis
rasch sank: von M 80 für 1 kg Aluminium im Jahre 1886 auf M 40 im Jahre 1889 und auf
M 4,– im Jahre 1890. (Heute beträgt der Preis für 1 kg Aluminium etwa M 1,80.) Die
früheren Versuche, Aluminiumverbindungen durch Erzeugung einer hohen Temperatur
mittels eines elektrischen Lichtbogens oder mit Widerstandserhitzung unter
Verwendung von Kohle als Reduktionsmittel zu Aluminium zu reduzieren, waren
mißlungen, ebenso wie die Bemühungen, das Aluminium durch Elektrolyse aus den
wässerigen Lösungen seiner Salze zu gewinnen. Nur die Elektrolyse geschmolzener
Aluminiumverbindungen Aluminium-Natriumchlorid und später Kryolith) führte zum
Ziele, und diese Darstellungsmethode wurde in Europa durch P. Héroult, in Amerika durch Ch. M. Hall in die Technik übertragen. Héroult unterwarf geschmolzenen Kryolith, in dem Tonerde gelöst war, der
Elektrolyse, und gebrauchte den Elektrolyten selbst als Erhitzungswiderstand, so daß
also die erforderliche Wärme an der Verbrauchsstelle selbst erzeugt wurde. Im
Prinzip ist diese Arbeitsweise auch heute noch in allen Fabriken in Anwendung, wenn
auch bezüglich der Zusammensetzung des elektrolytischen Bades wohl jede Fabrik ihre
eigene, streng geheim gehaltene Methode besitzt. Anfangs war das so gewonnene Metall
durch Eisen und Silizium ziemlich stark verunreinigt, doch gelingt es heute, durch
Anwendung reiner Materialien und aschearmer Anoden das Aluminium in sehr reinem
Zustande (99,9 v H.) herzustellen. Während man früher meist natürlichen Kryolith
benutzte, stellt man heute dieses Salz allgemein künstlich her, so z.B. durch
Absättigen von Flußsäure mit Tonerde und Soda. Die zur Elektrolyse erforderliche
reine Tonerde wird aus dem Mineral Bauxit nach einem von Bayer angegebenen weit verbreiteten Verfahren gewonnen. In den letzten
Jahren hat man auch wiederholt versucht, statt von dem Bauxit von den billigeren
Tonen (Aluminiumsilikaten) auszugehen, doch sind zur Entfernung der Kieselsäure aus
diesen Mineralien ziemlich umständliche Reinigungsverfahren erforderlich. Die für
die Elektroden verwendete Kohle muß ebenfalls sehr rein sein, da das gewonnene
Aluminium namentlich durch die anorganischen Bestandteile der Kohleelektroden
ungünstig beeinflußt wird. Am besten eignen sich zur Herstellung der Kohleelektroden
Retortengraphit und Petroleumkoks, die beide sehr wenig Asche enthalten. Die
Elektrolyse wird in rechteckigen schmiedeeisernen Kästen vorgenommen, die zum
Schütze gegen Formänderungen durch Winkeleisen abgesteift sind. Die Größe der Bäder
richtet sich nach der verfügbaren Strommenge. Der Boden der Kästen dient als Kathode
und ist mit Kohleplatten bekleidet; auf diesen sammelt sich das aus der Schmelze
ausgeschiedene Aluminium, das nachher selbst als Kathode wirkt. Bisweilen wird auch
der ganze Kasten innen mit einer Kohleauskleidung versehen, die durch von unten die
Gefäße umspülende Luftströme kühl gehalten wird. Als Anoden dienen dicke
prismatische Kohlenblöcke, die von oben in das Bad hineinhängen; die Stromdichte
beträgt etwa 1 Amp. pro qcm. Die Badspannung beträgt 6 bis 8 Volt, die Temperatur
der Schmelze liegt zwischen 700 und 900 °. Zur Gewinnung von 1 kg Aluminium sind 22
bis 30 KW/Std. erforderlich. Man schaltet immer mehrere Bäder hintereinander und
entfernt das am Boden ausgeschiedene Metall alle ein bis zwei Tage mit einem
Schöpflöffel oder durch Abstichöffnungen. Zur weiteren Reinigung wird das Aluminium
nochmals umgeschmolzen. Trotzdem die Aluminiumgewinnung sehr einfach und technisch
gut durchgebildet ist, sind in den letzten Jahren weitere Verbesserungen angegeben
worden, die vom Verfasser kurz skizziert werden. Besondere Beachtung verdient unter
diesen Vorschlägen das Verfahren von Serpek, bei dem aus
Bauxit neben reiner Tonerde, die für die Aluminiumgewinnung ohne weiteres verwendbar
ist, auch noch Ammoniumsulfat gewonnen werden kann. [Dr. F. Schmidt, Chemiker-Zeitung 1913, S. 257 bis 259.]
Dr. Sander.
Braunkohlen- und Steinkohlenteeröle. Die konstruktive
Ausgestaltung der Dampfmaschine wird von der Art des Brennstoffes überhaupt nicht,
die der Gasmaschine nur wenig beeinflußt. Im Gegensatz hierzu ist der Diesel-Motorbau in erheblichem Maße abhängig von der Art
des Brennstoffes. Der Grund hierzu ist hauptsächlich darin zu suchen, daß die
einzelnen Sorten der Treiböle unter sich viel größere Unterschiede aufweisen, als
die verschiedenen Kohlensorten und Gasarten. Die Aufgabe des Konstrukteurs ist es
nun, alle vorhandenen Brennöle der Verwendung im Diesel-Motor zuzuführen, um so dieser Wärmekraftmaschine eine allgemeine
Verbreitung zu schaffen.
Deshalb versucht man auch immer mehr, die Teeröle, die anfänglich der Verbrennung im
Motor unüberwindliche Schwierigkeiten entgegensetzten, als Treibmittel für den Diesel-Motor zu verwenden. Das verschiedenartige
Verhalten der Treiböle bei ihrer Verbrennung im Diesel-Motor beruht in der Verschiedenartigkeit ihrer chemischen Konstitution.
Die flüssigen Brennstoffe lassen sich in zwei Gruppen teilen: 1. Kohlenwasserstoffe
der Fett- oder Paraffinreihe, z.B. Hexau C6H14; 2. Kohlenwasserstoffe mit ringförmiger
Bindung, das sind die Kohlenwasserstoffe der Benzolreihe, z.B. Benzol C6 H6.
Von den einheimischen Treibölen gehören die Braunkohlenteeröle zu der ersten Gruppe,
die Steinkohlenteeröle zur zweiten.
Das Ausgangsmaterial zur Gewinnung der Braunkohlenteeröle, auch Paraffinöle genannt,
ist die Schwelkohle. Die Verarbeitung dieser Kohlensorte geschieht in Oefen
besonderer Bauart, worin die Kohle der trockenen Destillation unterworfen wird. Als
Hauptprodukt erhält man den Braunkohlenteer, als Nebenprodukt Koks (Grude) und die
Schwelgase. Die Teerausbeute beträgt jetzt 4 bis 8 v. H. der verschwelten Kohle. Im
Rohzustand findet der Braunkohlenteer keine Verwendung, sondern wird durch
Destillation in seine Einzelbestandteile, paraffinreiche und paraffinarme Oele
zerlegt. Schließlich erhält man 1. Paraffin, das zur Kerzenfabrikation dient und 2.
möglichst paraffinfreie Oele von verschiedenem Flüssigkeitsgrad. Von diesen Oelen
wird als Treiböl für die Diesel-Maschine das Paraffinöl
(Gasöl) verwendet, mit einem spezifischen Gewicht von 0,88 bis 0,90. Dieses Oel
enthält noch gewisse Mengen von Paraffin, das sich bei niedriger Temperatur in
amorpher Form ausscheidet. Je größer das spezifische Gewicht ist, desto größer ist
der Paraffingehalt. Dieses Oel ist ein vorzügliches Treiböl für die Diesel-Maschine, da es zur ersten Gruppe der
Kohlenwasserstoffe gehört und infolge seiner Herstellung frei von Wasser, Schmutz
und sonstigen Verunreinigungen ist. Die jährlich erzeugte Menge ist aber sehr
gering, im Jahre 1909 betrug sie 36000 t, als Treiböl wurden hiervon etwa 6000 t
verwendet.
Das Steinkohlenteeröl, das zur Gruppe der Benzolkohlenwasserstoffe gehört, wird aus
dem Steinkohlenteer der Gasanstalten und Kokereien gewonnen. Der Steinkohlenteer ist
im Gegensatz zum Braunkohlenteer ein Nebenprodukt. Die Weiterverarbeitung geschieht
auch hier durch Destillation. Man erhält dabei:
1. Leichtöle,
spez. Gew.
0,91–0,95,
Siedepunkt
bis
170°,
2. Mittelöle,
„
1,01,
„
„
230°,
3. Schweröle,
„
1,04,
„
„
270°,
4. Anthracenöle,
„
1,10,
„
„
320°,
5. Pech als Rückstand.
Unter Teeröl versteht man ein Gemisch von Mittel-, Schwer- und Anthracenölen. Von
diesen Oelsorten finden Nr. 2 bis 4 als Treiböle für die Diesel-Maschine Verwendung, nachdem durch Auskristallisation das Naphtalin
und Anthracen entfernt worden sind. Im Jahre 1911 kamen etwa 1000000 t
Steinkohlenteer zur Destillation, aus denen etwa 350000 t Teeröl erzeugt wurden. Von
dieser Menge standen 120000 t für den Diesel-Maschinenbetrieb zur Verfügung, während der Gesamtverbrauch an
Treibölen, also mit Gasöl und Paraffinöl für Deutschland nur 75000 t betrug. [Der
Oelmotor 1913, S. 467 bis 471.]
W.