Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | Plohn |
Fundstelle: | Band 329, Jahrgang 1914, S. 560 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau
Schlottergebläse. Eine technisch bedeutungsvolle
Neuerung auf dem Gebiete der Arbeitsmaschinen stellt der von G. A. Schlotter, Dresden, erfundene und nach ihm benannte Schlotter-Propeller dar, der in allen Kulturstaaten durch
mehrere Patente geschützt ist. Die Siemens-Schuckertwerke
besitzen das alleinige Ausführungsrecht der deutschen Patente für die Zwecke der
Luft- und Gasförderung.
Das Schlotter-Gebläse besitzt als Schraubenlüfter alle
bekannten Vorzüge dieser Ventilatorengattung: geringen Raumbedarf, Umkehrbarkeit der
Förderrichtung, hohe Umlaufzahlen und bequemen Einbau. Seine einzigartige Stellung
wird jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die bisherigen Schraubenventilatoren kaum
Gegendrücke über 20 mm W.S. und Wirkungsgrade nicht über 50 v. H. erreichen, während
das Schlotter- Gebläse in einstufiger Bauart Gegendrücke bis zu 300 mm W.S.
überwindet und Höchstwirkungsgrade von über 80 v. H. aufweist.
Jedes Schlotter-Gehläse (Abb.
1) besteht aus einem fünfflügligen Laufrad und einem Leitrad am Austritt.
Die Druckflächen beider Räder sind reine Schraubenflächen, d.h. durch drehende
Bewegung einer Linie um eine Achse bei gleichzeitiger Verschiebung längs der
Drehachse erzeugt. Die grundlegende Neuartigkeit des Leitapparatprinzips
besteht darin, daß sich die Eintrittskanten des Leitrades mit den Austrittskanten
des Laufrades nicht, wie sonst üblich, decken, sondern an jeder Stelle rechtwinklig
kreuzen. Der aus dem Laufrad austretende Luftstrom wird daher durch die einzelnen
Leitschaufeln radial unterteilt und von diesen bei einer bestimmten Luftförderung
stoßfrei aufgenommen.
Textabbildung Bd. 329, S. 559
Abb. 1.
Die im Drehungssinn des Laufrades wachsende Krümmung der Leitschaufeln bewirkt nun
eine Zusammenschnürung des Luftstromes und damit eine weitere Beschleunigung in dem
ruhenden Leitapparat, so daß ein erheblicher Teil des Achsialschubes erst in diesem
erzeugt wird. Infolge des Beharrungsvermögens treten daher die Luftfäden leicht
rotierend und zur Achse konvergent aus, so daß bei freier Luftbewegung der kleinste
Strahlquerschnitt etwa in einer halben Durchmesserlänge vor dem Leitapparatende
liegt.
Setzt man an den Leitapparat eine Düse, deren Form sich der Strahlbegrenzung anpaßt,
so erhält man bei freier Luftbewegung den höchsten Wirkungsgrad des Apparates.
Dieser ist auf dem Ventilatorenprüffeld der S. S. W. an einem Modell von 600 mm
Laufraddurchmesser zu rund 84 v. H. ermittelt worden und stellt somit überhaupt den
höchsten Wert dar, der bisher an Ventilatoren mit einwandfreien Meßmethoden
ermittelt worden ist. Als Instrumente wurden bei den Versuchen ausschließlich
Staurohre nach Prof. Brabbée und Mikromanometer nach dem
System des Verfassers benutzt.
Weitere Versuche ergaben, daß bei Anschluß einer Druckrohrleitung günstigenfalls rund
80 v. H., bei Anschluß eines kurzen Ausblasestutzens von rund 20 v. H.
Querschnittserweiterung noch 75 v. H. erreichbar sind, und daß bei Anschluß eines
Diffusors der Wirkungsgrad je nach dessen Erweiterung von 75 v. H. an abwärts
sinkt.
Textabbildung Bd. 329, S. 560
Abb. 2.
Eine recht gute Bestätigung finden diese Werte durch die Untersuchungen der Prof. Dr.
Brabbée und Dr.-Ing. Kloß
der Kgl. Technischen Hochschule Berlin, die an einem aus einer größeren Reihe
beliebig herausgegriffenen Gebläse von mittlerem Typ (700 mm Flügeldurchmesser) bei
anschließender Druckrohrleitung rund 79 v. H. als Höchstwert fanden.
Noch wesentlicher als die Größe des Höchstwirkungsgrades ist der Umstand, daß die
Wirkungsgradkurve des Schotter-Gebläses sehr flach
gekrümmt ist, so daß diese Konstruktion über einen großen Belastungsbereich hin vom
höchsten Gegendruck bis zürn freien Ausblasen außergewöhnlich hohe Wirkungsgrade
aufweist. Zum Vergleich sind in Abb. 2 die
Wirkungsgradkurven für ein Schotter-Gebläse (Kurve a)
und einen bekannten Fliehkraftlüfter (Kurve b)
übereinander aufgetragen.
Ein weiterer Vorzug der Schlotter-Gebläse besteht darin,
daß ihr Kraftbedarf für eine bestimmte Tourenzahl fast über den ganzen
Belastungsbereich hin der gleiche ist. Dieser Vorzug kommt besonders dann zur
Geltung, wenn sich der Gegendruck einer Anlage nicht genau vorausbestimmen läßt,
oder wenn die Betriebsverhältnisse bei gleicher Luftmenge Wechsel im Gegendruck
bedingen, wie es z.B. bei der Sonderbewetterung in Gruben durch den Anschluß
verschieden langer Lutten der Fall ist. Bei allen Fliehkraftlüftern sind bekanntlich
bei Unterschreitung, bei den bisher bekannten Schraubenlüftern bei Ueberschreitung
des normalen Gegendruckes die Antriebsmaschinen stets überlastet.
Textabbildung Bd. 329, S. 560
Abb. 3.
Die Abb. 3 und 4
lassen die normale Ausführung der Gebläse erkennen. Der mit Fuß versehene Ringkörper
aus Gußeisen enthält in seiner hohlen Nabe die Lagerung für die Welle, auf deren
Zapfen einerseits das Laufrad, anderseits die Kupplungshälfte bzw. Riemenscheibe
fliegend aufgekeilt sind. Als Lager gelangen ausschließlich Kugellager zum Einbau,
welche die erforderliche unbedingte Betriebssicherheit bei geringster Wartung
gewährleisten. Es genügt, je nach der Zahl der Betriebsstunden, die Lagerung ein-
bis zweimal im Jahre auseinanderzunehmen, zu reinigen und mit neuem Fett zu füllen.
Zur Förderung heißer Gase erhalten die Lager Wasserkühlung.
Textabbildung Bd. 329, S. 560
Abb. 4.
Die normale Ausführung wird je nach dem Verwendungszweck auf die verschiedenste Weise
abgeändert. So
erhält z.B. der Ringkörper an Stelle des Fußes einen Flansch, wenn das Gebläse an
Mauern oder an Schottwänden in Schüfen befestigt werden soll. Der senkrechte Einbau
ist ohne weiteres möglich, da ohnehin jeder Apparat zur Aufnahme des Achsialschubes
ein Drucklager erhält. Soll der Ventilator nicht frei aus einem Räume, sondern durch
eine Leitung ansaugen, so wird an den Ringkörpern ein Saugkrümmer angeschlossen und
die Antriebswelle durch diesen hindurchgeführt.
Die Laufräder sind gegossen, und zwar je nach ihrer Größe und Drehzahl und je nach
der Temperatur der Gase entweder aus einem Leichtmetall (Aluminiumspeziallegierung)
oder einer hochwertigen Bronze.
Der Antrieb der Schlotter-Gebläse erfolgt am
zweckmäßigsten durch direkte Kupplung mit hochtourigen Kraftmaschinen, also mit
Elektromotoren aller Stromarten und -Spannungen und Turbinen für Dampf, Luft und
Wasser. Bei dieser Anordnung macht sich der Vorzug des geringen Kraftbedarfs und der
hohen Drehzahlen, welche die Schlotter-Gebläse erfordern,
in der Billigkeit der Antriebsmaschinen vorteilhaft geltend, so daß sich der Preis
der Gesamtaggregate bei großen Modellen erheblich billiger, bei kleinen demjenigen
der Fliehkraftlüfter etwa gleichstellt.
So wünschenswert die hohen Drehzahlen auch vom Standpunkte der Wirtschaftlichkeit
sind, so werden ihnen doch für manche Verwendungszwecke durch die Geräuschfrage
Grenzen gesetzt. Während Spezialkonstruktionen von Fliehkraftlüftern auf dem Markt
sind, die als Orgelgebläse bei rund 120 mm WS. noch vollkommen ruhig, als
Rohrpostgebläse bei etwa 500 bis 700 mm WS. Gegendruck noch leidlich ruhig laufen,
können Schotter-Gebläse für rund 100 mm WS. bisher nicht als auch nur angenähert
ruhig laufend bezeichnet werden. Wenn daher die Verwendungsmöglichkeit dieser neuen
Gebläse für bewohnte Räume auf Ausnahmen beschränkt bleiben wird, so ist sie für
gewerbliche Betriebe um so ausgedehnter. – Die wichtigsten Anwendungsgebiete
sind:
1. Kessel-, Maschinen- und Schiffsraumlüfter für Kriegs- und Handelsmarine.
2. Haupt- und Sonderbewetterung für Gruben.
3. Tourenlüftung.
4. Luftheizungs-, Trocknungs- und Entnebelungsanlagen.
5. Feuerungsanlagen, insbesondere Unterwindgebläse.
6. Staub- und Spänetransport.
7. Kühlung elektrischer Maschinen.
Es sind bereits angenähert 100 Gebläse bis zu 1000 mm Flügeldurchmesser für eine
Gesamtantriebsleistung von 967 PS teils geliefert, teils in Ausführung begriffen;
darunter hat sich eine größere Anzahl für die verschiedensten Verwendungszwecke, für
Lüftungs- und Trocknungsanlagen, für Unterwindfeuerungen, Sonderbewetterung und
Kühlung von Elektromotoren in mehrmonatigem Betriebe einwandfrei bewährt. Da auch
die Preisverhältnisse, wie bereits erwähnt, zum mindesten für größere Typen, recht
günstig liegen, so dürfte das neue Gebläse allem Anschein nach dazu berufen
sein, auf denjenigen Anwendungsgebieten, für die es seiner Natur nach besonders
geeignet ist, die alten Fliehkraftlüfter zu verdrängen. [Zeitschr. für das gesamte
Turbinenwesen Heft 15.]
Dr.-Ing. Berlowitz.
–––––
Ueber Abstellhähne an Schweißbrennern. Für Schweißzwecke
mit Azetylen-Sauerstoff werden Brenner benutzt, die entweder für beide Gasleitungen
ein gemeinsames Hahnküken, oder zwei unabhängig von einander absperrbare
Gasleitungen besitzen. Aus Anlaß der Explosion eines Azetylenapparates wurde u.a.
die Frage aufgeworfen, welcher der beiden Brennertypen den Vorzug verdient.
Nach der herrschenden Auffassung ist es zur Vermeidung von Explosionen
empfehlenswert, daß bei Inbetriebnahme eines Brenners zuerst die Sauerstoffleitung
geöffnet wird, weil dadurch das Azetylen schneller angesaugt, und ein während
längerer Betriebspausen immer mögliches Azetylen-Luftgemisch leichter beseitigt
wird. Wird nämlich zuerst die Azetylenflamme entzündet, so kann ein solches Gemisch
sofort zurückschlagen, u. U. bis zum Behälter, und zur Explosionsröhre. Andererseits
soll beim Abstellen des Brenners stets erst das Azetylenventil und dann erst das
Sauerstoffventil geschlossen werden.
Diese Aufeinanderfolge im Oeffnen und Schließen der beiden Gasleitungen ist jedoch
nicht unbedenklich, wenn eine unzulängliche Wasservorlage benutzt wird, weil dann
der Sauerstoff sofort in die Azetylenleitung hineingesaugt wird und hier das
Explosion-Gasgemisch erzeugt. Ebenso unvorteilhaft ist sie aber auch dann, wenn das
Brennermundstück verstopft ist. Dann hat der Sauerstoff vom Augenblick der
Verstopfung an immer Gelegenheit, durch die Mischdüse in die Azetylenleitung
einzutreten. Hiergegen kann aber nur eine zweckentsprechende Wasservorlage schützen.
Bei den Absperrhähnen mit gemeinsamem Küken und gemeinsamem Gehäuse für die
Azetylen- und Sauerstoffleitung ist ein Uebertritt von Sauerstoff in die
Azetylenleitung durch den zwischen Küken und Gehäuse befindlichen Zwischenraum immer
möglich, namentlich, wenn das Hahnküken nicht sorgfältig in das Gehäuse
eingeschliffen ist, wenn es sich gelockert hat, oder wenn irgend welche
Materialfehler vorhanden sind (Gußblasen). Man hat diesen Uebertritt von Sauerstoff
am Hahnküken mit zwei Bohrungen für die beiden Gase erfolgreich zu vermeiden
gesucht, indem man z.B. das Hahngehäuse mit einem breiteren Schnitt durchschneidet.
Auch hat man die Brenner so konstruiert, daß die Zufuhr beider Gase mit einem
Handgriff in der Weise erfolgt, daß beim Oeffnen des Sauerstoffs, beim Schließen
aber das Azetylen zuerst an- bzw. abgestellt wird.
Beim Gebrauch der Brenner sollte, um einer Ueberlastung des Reduzierventils
vorzubeugen, nicht unterlassen werden, die Flaschenventile zu schließen.
Schweißbrenner, die für beide Gasleitungen ein gemeinsames Hahnküken und ein
gemeinsames Hahngehäuse besitzen, sind ohne besondere Vorrichtung, die den Austausch der Gase
verhindert, immer als bedenklich anzusehen. [Carbid und Acetylen 18,1914,121.]
Dr. Loebe.
–––––
Wippausleger auf einem 100 t-Scherenkran. Eine
interessante Anwendung des Wippauslegers, welcher schon S. 2 50 d. J. beschrieben
ist, ist diejenige bei einem 100 t-Scherenkran der Schiffswerft von Gebrüder Denny in Dumbarton. Der Kran besaß bei einer
größten Tragkraft von 100 t eine Ausladung von 10,8 m. Durch die Anbringung des
Auslegers ist die Ausladung um mehr als 60 v. H. auf 17,5 m gewachsen, während die
größten Spannungen in allen Stäben kleiner statt größer geworden sind, was auf den
ersten Blick nicht zu erwarten ist. Mit dem Kran können jetzt Schiffe von bedeutend
größeren Abmessungen bedient werden. Nicht allein die Vergrößerung der Ausladung um
6,7 m ist dabei ausschlaggebend, sondern auch der Umstand, daß bei gleicher
Ausladung die Vorderbeine weiter zurückbleiben. Ursprünglich mußte bei großen
Schiffen zum Einsetzen von Maschinen und Kesseln die hohe Seitenwand der Schiffe
teilweise freigelassen werden, um die nötige Ausladung erreichen zu können. Das ist
jetzt nicht mehr notwendig. Die Konstruktion stammt von der Firma Babcock & Wilcox in Renfrew.
Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß der Ausleger A um
den Scherenzapfen S drehbar gelagert ist. Am äußeren,
tiefer liegenden Ende trägt der Ausleger die Flaschenzüge für das Haupt- und
Hilfswindwerk, während das andere Ende des Auslegers durch ein Stahldrahtseil mit
einer Verankerung V am Schluß der wagerechten Führung
des Hinterbeines verbunden ist. Beim Ausschwenken der Scheren hält das Drahtseil das
obere Ende des Auslegers fest, so daß sich der Lasthaken nach außen und aufwärts,
d.h. in einer ansteigenden Bahn bewegt. Ursprünglich waren die Scheren durch das
Hinterbein allein verankert in einer Entfernung von 17,3 m vom Drehzapfen D bis zum Fuß F des
Hinterbeines. Bei der neuen Anordnung ist die Entfernung vom Drehzapfen D bis zur Verankerung V
des Drahtseiles 27,5 m. Mit dem so verankerten Ausleger hängt die eigentümliche
Erscheinung zusammen, daß trotz größerer Ausladung die Stabspannungen kleiner
werden. Bei der ungünstigsten Belastung wird der Druck in den Scheren von 258 t auf
251 t verringert, der Zug im Hinterbein von 112 t auf 15 t, und die Schraubenkraft
zum Bewegen des Hinterbeins beträgt statt 78 t nur noch 10 t.
Wie bereits bemerkt, steigt die Last beim Ausschwenken, bei der alten Anordnung fiel
sie. Die steigende Last versucht die Scheren einwärts zu treiben, während sie das
Eigengewicht nach außen zieht. Beide Wirkungen heben sich mehr oder weniger auf
und verringern die Schraubenkraft zum Bewegen des Hinterbeines bedeutend. Beträgt
die Hakenlast 71 t, so heben sich beide Wirkungen gerade auf, und die Schraubenkraft
ist gleich Null. Die größte Schraubenkraft tritt auf, wenn der ausgeschwenkte Haken
unbelastet ist. Die Tatsache, daß die Last beim Ausschwenken steigt, ergibt den
weiteren Vorteil, daß nicht allein an Hubhöhe, sondern auch an Hubzeit (15 Minuten)
gespart wird.
Der Ausleger ist ~ 15 m lang und 4,5 m hoch. Infolge der Belastung durch die
Flaschenzüge und das Stahldrahtseil befindet er sich im stabilen Gleichgewicht. Um
Torsionsspannungen zu vermeiden, welche durch seitliches Ausschwenken der Last in
die Scheren gelangen könnten, ist der Ausleger auch um einen Zapfen drehbar, der
senkrecht zum Zapfen der Scheren steht.
Textabbildung Bd. 329, S. 562
Die Aufstellung des Auslegers machte wenig Schwierigkeiten und ging schnell von
statten.
Die erfolgreiche Anbringung des Wippauslegers bei diesem Kran läßt darauf schließen,
daß sich dieser Ausleger mit der Zeit ein großes Anwendungsgebiet erobern wird.
Dr.-Ing. Steuer.
Teerölbetrieb von Dieselmaschinen. Wenn auch die
Rentabilität einer Kraftanlage nicht allein vom Brennstoffverbrauch abhängt, so sind
die Brennstoffkosten doch der maßgebende Faktor bei der Entscheidung, ob eine
Dampfmaschine oder eine Dieselmaschine die geeignetste Betriebsmaschine für einen
bestimmten Fall ist. In der „Zeitschrift des Bayrischen Revisions-Vereins“
1914, S. 75 sind eingehende Versuche über den Wärmeverbrauch von Dieselmaschinen
zusammengestellt.
Textabbildung Bd. 329, S. 563
Größe der Maschine; Bauart der
Maschine; stehend, einzylindrig, einfachwirkender Viertakt; liegend,
zweizylindrig, einfachwirkender Viertakt; liegend, zweizylindrig,
(Trandemanordnung), doppeltwirkender Viertakt; Zylinder-Durchmesser; Kolbenhub;
Art der Belastung; Minutliche Umdrehungszahl; Ueberdruck im Einblasegefäß;
Verdichtungsdruck in der Maschine; Indizierte Leistungder Maschine; Indizierter
Kraftbedarf der Luftpumpe in v. H. der indizierten Maschinenleistung;
Nutzleistung der Maschine; Mechan. Wirkungsgrad; Teerölverbrauch für 1 PSe u.
Std; Gasölverbrauch für 1 PSe u. Std; Gasolin v. H. des Gesamtverbrauchs;
Gesamter Brennstoffverbrauch bezogen auf 10000 WE für 1 PSe u. Std.;
Wärmeverbrauch für 1 PSe u. Std.; Thermischer Wirkungsgrad; Brennstoffkosten für
1 PSe u. Std.; Kühlwassertemperatur-Zufluß; Kühlwassertemperatur-Abfluß; Verbr.
an Kühlwasser für 1 PSe/Std.
Bis vor wenigen Jahren wurde zum Betriebe von Dieselmaschinen fast
ausschließlich Gasöl verwendet. Der jetzige Preis dieses Treibmittels von 13 M für
100 kg hat den Wettbewerb dieser Maschinen gegenüber der Kolbendampfmaschine und der
Dampfturbine stark beeinträchtigt. In den letzten Jahren war man nun bestrebt, die
Dieselmaschine mit dem verhältnismäßig billigen Teeröl zu betreiben. Nimmt man den
Gasölverbrauch einer Dieselmaschine zu 190 g an für 1 PSe und Stunde, so ergibt sich (bei einem Preise von 12,50 M für 100 kg) als
Brennstoffkosten 2,4 Pf. für die Leistungseinheit. Bei größeren Dampfkraftanlagen
können Brennstoffkosten von 1,6 Pf. für 1 PSe und
Stunde erreicht werden. Bei Teerölbetrieb (bei einem Preise von 5 M für 100 kg)
sinken aber die Brennstoffkosten auf 1 Pf. für 1 PSe
und Stunde.
Vorstehende Zusammenstellung enthält Versuchsergebnisse, die vor einem Jahre an
Teerölmaschinen gewonnen wurden. Die Brennstoffkosten für 1 PSe und Stunde ergaben sich dabei mit Teeröl und einem
Zusatz von 4 bis 5 v. H. Gasöl als Zündöl. Die Versuchsdauer war relativ klein, 84
Minuten bei der 50 PS-Maschine, 68 Minuten bei 300 PS-Maschine mit Normallast und
180 Minuten bei der 1000 PS-Maschine bei ¾-Last.
W.
–––––
Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit bei der
Metallbearbeitung. In Heft 21 d. J. (Elektrische Antriebe in Werkstätten)
wurde schon darauf hingewiesen, daß bei Vorhandensein günstiger
Abkühlungsverhältnisse bedeutend höhere, als die zurzeit üblichen
Schnittgeschwindigkeiten von beispielsweise 22 m/Min, für Werkzeuge aus
Schnellarbeitsstahl, benutzt werden können. Nun berichtet auch L. P. Alford in der Zeitschr. f. prakt. Maschb. vom 23. Mai
1914 über eine Reihe erstaunlicher Versuche mit einer Fräsmaschine, wobei das
Werkzeug mit einer Schnittgeschwindigkeit bis zu 255 m/Min, betrieben wurde. In
diesem Falle handelte es sich um einen Fräser von 160 mm ø, 25,4 mm Breite mit 16
abwechselnd schräg gestellten Zähnen. Trotz dieser fabelhaften
Arbeitsgeschwindigkeit betrug die Spanstärke 6,35 mm und der Vorschub 775 mm/Min.
Das bearbeitete Material war Maschinenstahl von etwa 40 kg/mm2.
Bei einem andern Versuch wurde mit einer Schnittbreite von 152 mm, einer Spanstärke
von 4,76 mm und gleichem Vorschub, wie vorgehend, gearbeitet. Verwendet wurde ein
Walzenfräser mit nur drei Schneidzähnen, die unter einem Drall von 69 ° lagen; die
Schnittgeschwindigkeit war 143 m/Min. Die Späne zeigten ein sehr gleichmäßiges
Aussehen und hatten bei dem gewählten hohen Vorschub die Gestalt recht ansehnlicher
Splitter.
Die Hauptbedingung zur Erzielung derart hoher Leistung ist eine möglichst vollkommene
Abführung der erzeugten Wärme. Sie wird erreicht durch eine etwa auf das zehnfache
gesteigerte Zufuhr des Schmiermittels. Im beschriebenen Falle war eine
Schleuderpumpe vorgesehen, die unter hohem Druck minutlich etwa 55 1 auf die
Arbeitstelle förderte. Der Fräser war hierbei von einer Haube umgeben, die das
Kühlmittel zu einer ausgiebigen Kühlung des Fräsers zwingt und am vorzeitigen Verspritzen
hindert. Die Art des Kühlmaterials ist ohne wesentlichen Einfluß; wichtig ist nur,
daß es in ausreichender Menge zugeführt wird.
Man erwartet von diesen Versuchen, daß sie zu einer Umwälzung auf dem Gebiete des
Fräsens führen werden. Natürlich wird es sich zunächst darum handeln, die
Fräsmaschinen selbst derart zu bauen, daß sie dauernd solche hohen Leistungen
abgeben können.
Eine nur annähernd gleiche Steigerung der Leistung dürfte für die andern
spanabhebenden Werkzeuge jedoch nicht in Frage kommen, da nur bei einem Fräser
dieser Art, bei welchem die Schneidzähne nur periodisch zum Eingriff kommen, die
Möglichkeit einer genügend ausgiebigen Kühlung der Schneiden gegeben ist.
Rich. Müller.
–––––
Die Abnutzung der Rohre im Spülversatzbetriebe. (Nach
Ingenieur M. V. Viannay in „Bulletins et Comptes
Rendus Mensuels de la Sociétè de l'industrie Minerale“). Die Abnutzung der
Spülversatzrohre spielt bekanntlich im Bergbau eine gewisse Rolle. Der Verfasser,
der eingehende Studien im oberschlesischen und russisch-polnischen Revier gemacht
hat, unterscheidet hinsichtlich der Ursachen die normale und die anormale Abnutzung.
Die erste ist eine Funktion der Härte des Spülgutes, der Wassermenge und der
Spülstromgeschwindigkeit, die letzte wird durch Wirbelbildungen in den Rohren
verursacht. Bezüglich der Frage, welchen Einfluß das Mischungsverhältnis von
Versätzmaterial zu Wasser auf die Abnutzung der Rohre ausübt, machte der Verfasser
folgende Beobachtung. Wurde das Mischungsverhältnis des Versatzes von 2:1 auf 1:1
herabgesetzt, so war bei wagerechten Rohrleitungen eine Vergrößerung der Abnutzung
nicht wahrnehmbar. Unverhältnismäßig groß wurde dagegen die Abnutzung, als in einer
Rohrleitung von 125 mm ø bei einer scheinbaren Geschwindigkeit von 1 m pro Sek. das
Mischungsverhältnis von Wasser zu Sand auf 10:1 gebracht wurde. Im allgemeinen wird
es am zweckmäßigsten sein, wenn man auf 1 Teil Versatz etwas weniger als 1 Teil
Wasser verwendet. Von besonderem Interesse sind sodann die Versuche, die auf den
Steinkohlengruben „Heinitz“ und „Ferdinand“ bei Kattowitz angestellt
worden sind; hier versuchte man, zur Beförderung des trockenen Kohlenstaubes
Preßluft zu verwenden. Trotz der verhältnismäßig geringen Härte des Kohlenstaubes
wiesen die Rohrleitungen schon nach kurzer Zeit so große Abnutzungen auf, daß man
von der weiteren Verwendung von Preßluft Abstand nehmen mußte. Damit dürfte Luft als
Transportmittel für diese Zwecke auch in Zukunft ausgeschlossen sein. (Gleichwohl
stehen pneumatische Kohlenförderanlagen über Tage bei verhältnismäßig kurzen
Rohrleitungen mit recht gutem Erfolge in Anwendung, vgl. D. p. J. Bd. 328, Heft 44,
Ref.). Der Einfluß ovaler Rohrleitungen äußert sich zunächst dahin, daß das Wasser
in diesen Leitungen höher steht als in solchen mit kreisrunden Querschnitt.
Allerdings sind die normalen Abnutzungen in ovalen Rohren größer. Da man jedoch
mit geringeren Geschwindigkeiten bei der Spülung auskommt, sind die abnormalen
Abnutzungen geringer und infolgedessen auch der gesamte Verschleiß ein geringerer
als bei den kreisrunden Rohrleitungen. Ferner ist naturgemäß auch die Wahl des
Materials für die Rohre von wesentlicher Bedeutung. Gußeiserne Rohre werden im
allgemeinen wenig zu Spülversatzzwecken verwendet. Sie sind schwer zu handhaben und
bersten leicht, wenn sie abgenutzt sind. Um dies zu vermeiden, hat man mit Erfolg
versucht, die Rohre mit alten Drahtseilen zu umwickeln. Das für die schmiedeeisernen
Rohre verwendete Material ist Martineisen; in Myslowitz besitzen die Rohre 8 mm
Wandstärke bei einem Durchmesser von 187 mm. In den senkrechten Leitungen betrug
hier die Abnutzung 1 mm für 95000 m3 Sandversatz,
in den wagerechten Leitungen betrug sie am Boden 1 mm auf 49000 m3, an den Wänden 1 mm auf 147000 m3 Versatz. Interessant ist hier die Beobachtung,
daß die Abnutzung in den ansteigenden Teilen wellenförmig stattfindet, und zwar mit
einer Wellenlänge von 50 bis 60 m. Mit tonigem Versatz und Waschbergen war der
Verschleiß etwa dreimal geringer als bei Verwendung von Sand und etwa sechsmal
geringer als bei Versatz von Hochofenschlacke. Zur Erhöhung ihrer
Widerstandsfähigkeit hat man bekanntlich die Spülversatzrohre mit verschiedenen
Auskleidungen versehen. Die an und für sich gute Eichenholzauskleidung hat nicht
viel Verbreitung gefunden, da ihre Kosten ziemlich hohe sind und die Verlegung
derartiger Rohre besonders sorgfältig erfolgen muß. Mit Vorteil werden ferner
Porzellanauskleidungen verwendet, die aus 250 mm langen und 4 bis 6,5 mm starken
Ringen bestehen. Allerdings ist man in Oberschlesien von dieser Auskleidungsform
wieder abgekommen. Stehen feinere Versatz oder Waschberge zur Verfügung, so ist
Porzellanfutter zweckmäßig, bei andern Versatzmaterialien ist die Abnutzung groß.
Metallische Auskleidungen, die gleichfalls recht teuer sind, eignen sich nur für
wagerechte Rohrleitungen. Es ist später auch vorgeschlagen worden, ähnlich den
Porzellanringen Eisen- bzw. Stahlringe einzulegen. Bei großer Härte und Zähigkeit
des Materials kann diese Ausführung Erfolg haben. Bemerkenswert sind weiterhin die
Untersuchungen über die Wirkungen der in den Spülleitungen enthaltenen Luft, die oft
eine pulsierende Bewegung des Spülstromes und dadurch Wirbelbildungen hervorruft,
wodurch leicht Verstopfungen eintreten können. Im Norden Frankreichs hat man die
Luft dadurch aus den Rohren zu entfernen gesucht, daß man den Rohrdurchmesser
reduzierte. In Oberschlesien ist die Frage nicht so einfach zu lösen, da man hier
vielfach in der Nähe alter, mit Kohlensäure erfüllter Abbaue versetzt und dabei die
mitgeführte Luft zur Wetterverbesserung beiträgt. Auf der Grube Concordia hat man
die Rohrdurchmesser von 225 mm auf 150 mm verringert und dadurch die Gefahr der
Verstopfungen beseitigt. Die größten Abnutzungen weisen naturgemäß die Krümmungen
auf. Krümmer im Schachte sind zu vermeiden. Am Fuße des Schachtes verwendet man
Krümmer aus hartem Stahl; sie erfahren durchschnittlich beim Durchgang von etwa 9500 m3 tonigem Sand eine Abnutzung von 1 mm. Der
Verschleiß der Streckenkrümmer ist weniger wichtig; er ist nur etwa halb so groß als
der an den Schachtkrümmern.
Schorrig.
–––––
Die Unterscheidung von galvanisch- und feuerverzinktem
Eisen. (Nach Dr. techn. Ernst Pfann.)
Gelegentlich eines von der Lehrkanzel für Chemische Technologie an der k. k.
Technischen Hochschule in Wien zu erstattenden Gutachtens stellte es sich heraus,
daß die meisten bisher an galvanisch- und feuerverzinkten Eisendrähten, -röhren oder
-blechen vorgenommenen Untersuchungen keine derartigen Resultate gehabt haben, daß
man aus ihnen allgemein gültige Gesetzmäßigkeiten für eine Unterscheidungsmethode
hätte ableiten können. Der Verfasser unternahm es daher, systematische
Untersuchungen anzustellenDr. Pfann: „Die Unterscheidung von galvanisch- und
feuerverzinktem Eisen“; k. k. Hofverlag Fromme-Wien,
1914. und fand dabei eine neue, für die Praxis bestimmte Methode, die
ein zuverlässiges Urteil über die Art einer vorliegenden Verzinkung abzugeben
gestattet und deshalb für die ganze metallverarbeitende Industrie bedeutungsvoll
erscheint.
Zusammenfassend ist zunächst zu bemerken, daß es in jedem Falle ratsam ist, die
Untersuchung einer Verzinkung mit einer qualitativen Prüfung des Zinküberzuges
einzuleiten. Erst dann soll man die Korrosionsversuche durchführen, und zwar mit
Schwefelsäure (5 v. H.) oder, was besser ist, mit wässeriger schwefliger Säure (6 v.
H.). Die Tauchungen in Kupfervitriollösung können wohl auch zur Ergänzung
durchgeführt werden, doch sollen sie nur dazu dienen, über die Stärke der
Zinkschicht, unabhängig von der Art der Verzinkung, Aufschluß zu geben. Ueber den
neuen, vom Verfasser angegebenen Weg der Prüfung sei folgendes wiedergegeben: Wirkt
schweflige Säure auf reines, beispielsweise galvanisch
niedergeschlagenes Zink ein, so löst sich das Zink leicht, aber ohne
Wasserstoffentwicklung. Das Zink zersetzt mit Hilfe der schwefligen Säure das
Wasser, und das entstehende Zinkoxyd verbindet sich mit schwefliger SäureRiesler-Bennot, Ann. Phys. Chem. Bd. 26.. Der
frei werdende Wasserstoff bildet Wasser und Schwefelwasserstoff. Dieser wiederum
bildet mit der schwefligen Säure Wasser und Pentathionsäure, die schließlich in
Schwefelsäure, unterschweflige Säure und Schwefel zerfällt:
3 (S5
O5) = 3 (S O3) + 2 (S2
O3) + 8 S.
Nimmt man dagegen eine Zinksorte, die auch nur geringe
Verunreinigungen anderer Metalle enthält, so geschieht die Lösung unter Brausen und
intensiver Wasserstoffentwicklung, offenbar unter dem Einfluß von entstandenen
Lokalströmen. Auf dem genannten Unterschied beruht die praktische Verwendbarkeit der
neuen Methode. Zur Feststellung der Wirkung der schwefligen Säure wurde alsdann
folgender Versuch unternommen: Ein Stück galvanisch niedergeschlagenes sowie ein
Stück Handelszink wurden in eine Lösung von sechsprozentiger schwefliger Säure
gelegt. Das Handelszink war das gleiche welches bei der Feuerverzinkung verwendet
wurde. Seine Analyse ergab folgende Zusammensetzung: Zink 98,18 v. H., Blei 1,70 v.
H, Eisen 0,06 v. H., Kadmium 0,06 v. H. Das galvanische Zink zeigte beim Beginn der
Einwirkung der schwefligen Säure sowie im weiteren Verlauf der Lösung keine Spur von
Gasentwicklung; beim Handelszink dagegen trat sofort eine lebhafte Gasentwicklung
auf. Um die Unterschiede in der Lösungsfähigkeit der beiden Zinksorten zu
konstatieren, wurden die Versuche unter gleichen Bedingungen wiederholt. Der
Lösungsvorgang wurde dann einigemale unterbrochen, und die Gewichtsabnahmen
festgestellt. Daraus hat sich ergeben, daß die Lösungsfähigkeit der verunreinigten
Zinksorte nur bei Beginn des Lösungsprozesses in den ersten drei Minuten eine
größere war und dann im weiteren Verlauf des Prozesses erheblich hinter der des
galvanischen Zinkes zurückblieb. An der Kurve, die aus den Gewichtsabnahmen unter
den entsprechenden Zeiten konstruiert wurde, kann man deutlich das verschiedene
Verhalten der beiden Zinksorten erkennen. Dann wurden auch an einigen verzinkten
Drähten unter den gleichen Bedingungen die Korrosionsversuche mit schwefliger Säure
durchgeführt. Aus der Zusammenstellung der Ergebnisse kann man auf die
Gesetzmäßigkeit in der Einwirkung der schwefligen Säure schließen die prozentualen
Gewichtsabnahmen sind bei den feuerverzinkten Drähten ausnahmslos größer.
Im übrigen ist es bei der Feststellung des Charakters einer Verzinkung garnicht
notwendig, den langwierigen Weg einzuschlagen, indem man den Grad der Löslichkeit in
schwefliger Säure aus den Gewichtsverlusten konstatiert. Schon die Verschiedenheit
der äußeren Erscheinungen haben genügt, um sofort die kalte und heiße Verzinkung
voneinander zu unterscheiden. Handelt es sich also um die Feststellung des
Charakters einer Verzinkung, so bieten die erwähnten unterscheidenden Merkmale
zuverlässige Anhaltspunkte, aus denen mit Sicherheit auf die Art der Verzinkung
geschlossen werden kann. – Bezüglich der weiteren Untersuchungen des Verfassers kann
an dieser Stelle nur auf das interessante Werkchen selbst hingewiesen werden.
Schorrig.
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Ueber die Wärmevorgänge beim Spanschneiden und die
vorteilhaften Schnittgeschwindigkeiten. Als vorteilhafte
Schnittgeschwindigkeit des Schnellstahls ist diejenige zu bezeichnen, bei der
einerseits die Rotwarmhärte ausgenutzt, andrerseits ein Verbrennen und zu schnelles
Stumpfwerden vermieden wird. Ingenieur Friedrich-Chemnitz
hat die Verteilung der beim Spanschneiden erzeugten Wärme theoretisch untersucht und
gelangt zu folgender Beziehung:
v=\frac{e\,O_{\mbox{s}}}{k\,f+w\,\beta}. Hierin bedeuten v die Schnittgeschwindigkeit, O3 den Teil der Spanoberfläche, durch den
die Wärme übergeht, f den Spanquerschnitt, ß den Schnittbogen, k und
w Materialkonstanten; ferner ist e Os = E, wenn E die sekundliche
Schnittarbeit darstellt. Der Verfasser findet für k den
Mittelwert 40 kg/mm2 und für den von der Reibung
in der
Schnittfläche abhängigen Festwert w_1=\frac{w\,\beta}{\sqrt{f}}
den Mittelwert 45 mm-kg/mm2. Die
Temperaturerhöhung der Späne ist bei den nach obiger Gleichung berechneten
Schnittgeschwindigkeiten für verschiedene Spanquerschnitte annähernd gleich. Bleibt
der Spanquerschnitt bei verschiedenen Schnittgeschwindigkeiten der gleiche, so setzt
der Verf. eine Beziehung zwischen Temperatur und Schnittgeschwindigkeit an, die an
einer Reihe von Versuchen geprüft wird. In ähnlicher Weise wird sodann die Wärme bei
verschiedenen Spanquerschnitten und normalen Schnittgeschwindigkeiten bestimmt. Als
praktische Anwendung der Ergebnisse wurde ein Schnellschnittanzeiger entworfen,
durch welchen man die zusammengehörigen Werte von Durchmesser, Drehzahl,
Spanquerschnitt, Vorschub und Schnittiefe (vgl. Abbildung) ermitteln kann. [Friedrich in Nr. 10, 11, 12 der Z. d. V. d. L]
Schmolke.
Textabbildung Bd. 329, S. 566
f Spanquerschnitt O Durohmesser x
Schnittlefe + Schnittgeschwindigkeit v
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Eine neue Legierung für Lagerschalen bringt die American Metal Co. in Pittsburg Pa. auf den Markt. Die
neue Legierung besteht aus 65 Teilen Kupfer, 30 Teilen Blei und 5 Teilen Zinn, die
im Schmelztiegel noch einer besonderen Behandlung unterworfen werden. Proben haben
außerordentlich gute Erfolge geliefert: Bei einer Lokomotive waren z.B. die Schalen
aus dem neuen Metall nach 80000 km nur um 0,8 mm ausgelaufen, während die übrigen
Lager inzwischen sechsmal neu ausgegossen worden waren; beim Rolltisch eines
Blechwalzwerkes haben neue Schalen doppelt so lange gehalten, als solche aus
Phosphorbronze.
Pr.
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Der Internationale Verband der
Dampfkessel-Ueberwachungsvereine. Der Gedanke zur Gründung des Verbandes
der Dampfkessel-Ueberwachungsvereine, der in diesem Jahre in Chemnitz tagte, ging
von dem Hamburger Verein aus. Zwar fand die im Januar 1872 gegebene Anregung
anfangs wenig Gegenliebe, wurde aber von dem Magdeburger Verein aufgegriffen und
führte im Februar des nächsten Jahres zur Gründung des Verbandes. In der Folgezeit
begann dieser seine umfassende Tätigkeit. Von seinen Arbeiten sind in erster Linie
die Würzburger Normen zur Prüfung von Kesselmaterialien, die Hamburger Normen für
Blechstärken von Dampfkesseln und die gemeinsam mit dem Verein deutscher Ingenieure
und dem Verein deutscher Maschinenbauanstalten geschaffenen Normen für
Leistungsversuche an Dampfkesseln und Dampfmaschinen zu nennen. Aber auch zahlreiche
andere Fragen, wie Vermeidung des Kesselsteinansatzes und der Rauchbelästigung, die
bessere Ausbildung der Heizer, zog der Verband in den Kreis seiner Beratungen. Schon
vier Jahre nach seinem Gründung galt das Urteil des Verbandes dem
Handelsministerium. für sachverständig. Hauptsächlich seinem Gutachten ist es zu
danken, daß die Gesetzgebung nicht durch Anordnungen rein technischer Natur,
Vorschriften über Konstruktionseinzelheiten usw. verschärft wurde. Die Entwicklung
des Verbandes, welcher infolge seiner über Deutschland hinausgehenden Ausdehnung im
Jahre 1888 den Namen „Internationaler Verband der
Dampfkessel-Ueberwachungsvereine“ annehmen konnte, geht aus folgenden Zahlen
hervor. Bei der Gründung 1873 waren sechs Vereine, im Jahre 1913 72 Vereine
angeschlossen. Damals wurden 4900, jetzt 265000 Kessel überwacht. Mit Befriedigung
kann man feststellen, daß das Anwachsen des Verbandes, der außer in Deutschland noch
in Oesterreich, der Schweiz, Schweden, Rußland, Frankreich, Italien und in Belgien
tätig ist, gerade in den letzten Jahren mit steigender Beschleunigung vor sich ging.
[Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinenbetrieb Nr. 26 1914.]
Schmolke.
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Ueber das neue Verfahren zur Aufbereitung der Kohlengase
von Walther Feld. (Prof. Dr. Lepsius auf der Hauptversammlung des Vereins deutscher Chemiker in Bonn.)
Walther Feld ist bekanntlich der Schöpfer der
Bariumindustrie, die er in Hönningen in der Nähe seiner Vaterstadt Neuwied vor 24
Jahren ins Leben gerufen hat, wo die Fabrikation von Bariumkarbonat und von
Bariumsuperoxyd in zwei großen Werken betrieben wird. Der Umstand, daß die
Umwandlung des Schwerspats in Bariumkarbonat über das Bariumsulfit führt, bei dessen
Behandlung mit Kohlensäure Schwefelwasserstoff entweicht, veranlaßte Feld, sich mit den Verbindungen des Schwefels und mit der
Lanmingschen Masse zu beschäftigen, die zur
Entschweflung des Leuchtgases benutzt wird. Die Beschäftigung mit dem Cyangehalt
dieser Masse führte zur Konstruktion eines Apparates des „Walther Feldschen Gaswäschers“, den er zum Auswaschen des Cyan
direkt aus den Kohlengasen benutzte, und der seitdem in der chemischen Industrie in
vielen anderen Betrieben mit goßem Erfolge verwendet wird. Mit diesen Versuchen
steht die Aufnahme eines der ältesten Leuchtgasprobleme in Zusammenhange, nämlich
der direkten Darstellung von Ammoniumsulfat aus den Gasen der Kokereien und
Gasanstalten unter Verwendung des in diesen Gasen befindlichen Schwefels. Das
Problem ist fast so alt wie die Leuchtgasbereitung selbst und hat seine große
wirtschaftliche Bedeutung, denn mit seiner oft versuchten, aber erst durch das Feldsche Verfahren endgültig gelungenen Lösung wird die
Verwendung von Schwefelsäure zur Bindung des Ammoniaks der Kohlengase vermieden, die
bisher allein in Deutschland jährlich 4 bis 500000 t im Werte von 8 bis 10 Mill. M.
erforderte, während der in den Gasen reichlich vorhandene Schwefel fast unbenutzt
verloren ging.
Wäscht man mit einer wässrigen Ammoniumtetrathionatlösung, so wird die
Tetrathionsäure durch den Schwefelwasserstoff des Gases in Gegenwart von Ammoniak
unter Bildung von Ammoniumthiosulfat und freiem Schwefel reduziert. Durch Verbrennen
dieses Schwefels gewinnt man schweflige Säure, durch die das Thiosulfat wieder in
Tetrathionat zurückverwandelt wird. Durch diesen Kreisprozeß gelingt es, den ganzen
Ammoniak- und Schwefelwasserstoffgehalt der Gase zu entfernen. Durch Erhitzen der
gebildeten Tetrathionatlösung erhält man Ammoniumsulfat, schweflige Säure und
Schwefel. Die beiden letzteren kehren in den Prozeß zurück, und das Ammoniumsulfat
wird der Landwirtschaft als künstlicher Dünger zugeführt. Da diese ammoniakalische
Entschweflung der Kohlengase, bei der die Feldschen Gaswäscher wiederum gute Dienste
leisten, teerfreie Gase voraussetzt, so muß damit eine Umwandlung der
Aufbereitung der Teeröle Hand in Hand gehen, bei der Feld
in umgekehrter Weise verfährt, als es jetzt üblich ist. Anstatt den Teer aus den
Kohlengasen durch Abkühlung abzuscheiden und ihm später in der Teerdestillation zur
Trennung in seine Bestandteile von neuem zu erhitzen, schlägt Feld den Weg ein, das Pech und die Teeröle aus den heißen Gasen unter
stufenweiser Abkühlung mit entsprechenden hochsiedenden Oelen unter Zuhilfenahme
seiner Waschapparate auszuwaschen. Die bisher übliche fraktionierte Teerdestillation
wird also durch eine fraktionierte Kondensation ersetzt, bei der zuerst das Pech,
dann das Schweröl, dann Ammoniak und Schwefelwasserstoff und schließlich Mittelöl
und Leichtöl nacheinander aus den Kohlengasen ausgewaschen werden, die dann ihrer
Verwendung als Heizmaterial in den Koksöfen oder als Leuchtgas zugeführt werden.
Diese Umwandlung der Aufbereitung der Kohlengase verbindet eine große Einfachheit
der im wesentlichen in Waschapparaten ausgeführten Operationen mit erheblichen
wirtschaftlichen Vorteilen und bedeutet daher einen technischen Fortschritt, der der
Ammoniak- und Teerindustrie neue Wege anweist. Dem Schöpfer der Bariumindustrie
werden daher auch die Teer- und Ammoniakindustrie neue Wege verdanken, und in der
Entwicklungsgeschichte der deutschen chemischen Industrie wird die Lebensarbeit von
Walther Feld für alle Zeiten ein unvergängliches
Ruhmesblatt darstellen.
Plohn.