Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | Eckstein |
Fundstelle: | Band 329, Jahrgang 1914, S. 578 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau
Ein neuer Apparat zur Aufzeichnung von
Schiffsbewegungen. Die Beobachtung des Schiffes im Seegange und die
Aufzeichnung seiner Bewegungen ist, so wichtig deren Kenntnis mit Rücksicht auf die
fast unmögliche rechnerische Verfolgung der Bewegungserscheinungen, ihrer Ursachen
und wechselseitigen Beziehungen erscheint, bisher nur mit geringem Erfolge versucht
worden. Ein neuer von Petravic konstruierter
Registrierapparat scheint nach den bisherigen Erfahrungen für den gekennzeichneten
Zweck sehr brauchbar zu sein. Die Schwierigkeit einer richtigen Aufzeichnung der
Schiffsbewegungen liegt im wesentlichen in der Schaffung einer lagebeständigen
Ebene, die der Petravic-Apparat durch Benutzung eines
raschlaufenden, stabilen Kreisels mit drei Freiheitsgraden erreicht. Der zur
Registrierung dienende, durch einen Elektromotor angetriebene Kreisel, der mit 10000
Umdrehungen in der Minute läuft, ist so gelagert, daß der Schwerpunkt des ganzen
Systems unter dem Schnittpunkt der Kardanachsen liegt. Er bildet also ein stabiles
Pendel von sehr großer Länge. Jede Lagenänderung des Vertikalringes, der die
Kreiselachse trägt, wird in zwei Koordinaten zerlegt und mit Hilfe eines Hebelwerkes
auf zwei Schreibfedern übertragen, von denen die eine zur Aufzeichnung der
Stampfbewegungen, die andere zur Aufzeichnung der Schlingerbewegungen dient. Eine
dritte, mit einem elektrischen Kontaktwerke verbundene Feder verzeichnet die
Nullinie und markiert auf ihr Zeitabstände von einer Minute, so daß die Zeitdauer
der einzelnen Schwingungsperioden dem Diagramm entnommen werden kann. Der Ablauf des
zur Aufnahme des Diagramms dienenden Papierstreifens, wird ebenfalls durch einen
kleinen Elektromotor bewirkt. Der Apparat ist so bemessen, daß er Stampf- und
Schlingerbewegungen bis zu 30° nach jeder Seite verzeichnen läßt. Er reicht also zur
Untersuchung der normalen Schwingungserscheinungen der Schiffe im Seegange
vollkommen aus.
Natürlich verursacht jede Aenderung des Beharrungszustandes des Kreisels, wie sie die
Schiffsbewegung mit sich bringt, Präzessionsschwingungen der Kreiselachse, welche
die Auswertung des Diagramms etwas erschweren. Die entstehenden Schwierigkeiten
fallen jedoch wenig ins Gewicht, da die in kurzen Perioden verlaufenden
Schiffsschwingungen im Verhältnis zu den weit längeren Präzessionsschwingungen ein
hinreichend genaues Diagramm verzeichnen lassen. Auch bei größerer Präzession, die
zu einer geringen Verschiebung der Nullinie führt, läßt sich die absolute Größe des
Schwingungsausschlages des Schiffes stets gut ermitteln.
Der wesentlichste Vorzug des Petravic-Apparates liegt
darin, daß er, im Gegensatz zu den mehrfach zur Aufzeichnung von Schiffsbewegungen
benutzten Pendelapparaten nach Frahm, Schlick u.a., die
nur zur Aufzeichnung einer Bewegungsrichtung Verwendung finden Können,
gleichzeitig Stampf- und Schlingerbewegungen zu verfolgen gestattet. Das angefügte
Diagramm, das auf einem 10000 t-Schiff bei mittlerem Seegange genommen wurde, zeigt,
wie die jeweilige Lage des Schiffes, die Größe der auftretenden Bewegung, ihre
Zeitdauer und Periodenzahl sofort daraus zu entnehmen sind. Die auftretenden
Momentangeschwindigkeiten lassen sich ferner auf das einfachste graphisch daraus
ableiten. Die Handlichkeit des Petravic-Apparates, der fertig montiert bei 400 mm ×
330 mm Bodenfläche und 225 mm Höhe nur ein Gewicht von 30 kg hat, die Einfachheit
seiner Handhabung und die Genauigkeit seiner Arbeitsweise haben ihm in kurzer Zeit
und in weitgehendem Maße praktische Verwendung gesichert. Außer an Bord von.
Schiffen ist er neuerdings auch bei Luftschiffen zur Untersuchung von
Schwingungserscheinungen herangezogen worden. [Schiffbau Nr. 18 v. 24. Juni
1914.]
Kraft.
Textabbildung Bd. 329, S. 578
a = Nullinie mit minutlicher
Zeitangabe, b = Stampfen 1,5 m = 1°, c = Schlingern 1,5 mm = 1°
Bewegungsdiagramm eines 10000 t-Schiffes
–––––
Triebwagen. Die schwedische Staatsbahn beabsichtigt auf
Vorortstrecken großer Städte Triebwagenzüge einzuführen und hat deshalb bereits
zahlreiche Versuche mit solchen Wagen ausgeführt, von denen in der Zeitschrift
„Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen“ 1914, S. 358 bis 361 berichtet
wird. Die Versuchsfahrten wurden auf der Strecke Stockholm–Märsta und Göteborg
Alingsas vorgenommen, und zwar wurden zum Vergleich herangezogen Triebwagen mit
Bleiakkumulatoren, Triebwagen mit Jungner-Akkumulatoren,
Triebwagen mit Benzinelektrischem Antrieb und Dieselmotorwagen. Die
Preußisch-Hessische Staatsbahnen verwenden schon länger Triebwagen mit Akkumulatoren
und benzolelektrische Triebwagen. Von den ersteren hat diese Eisenbahnverwaltung
etwa 200 Wagen in Betrieb, die benzolelektrischen Triebwagen finden dagegen wegen
der höheren Betriebskosten und der geringeren Sicherheit bisher weniger
Verwendung.
Die folgende Tabelle zeigt die Gewichte des preußischen Akkumulatorwagen. Sie haben
Raum für 100 Personen. Für eine größte Fahrgeschwindigkeit von 60 km/Std. sind bei
jedem Wagen zwei Motoren von je 85 PS mit Vielfachsteuerung vorhanden.
LeistungsfähigkeitStrecken/km
Gewichte
des leeren Wagenst
der Batteriet
100
58,5
18,5
130
60,0
20,0
180
66,0
25,5
Die Akkumulatortriebwagen für 100 Personen in Schweden ergeben als
Betriebskosten für 100 Zug/km 63 M, bei zwei solchen gekuppelten Wagen für 200
Personen 110 M.
Ein Triebwagen mit schwedischen Jungner-Akkumulatoren für
100 km Fahrstrecke kostet 81000 M, während ein Wagen mit Bleiakkumulatoren 87 000 M
kostet. Die Jungner-Akkumulatoren sollen leichter sein
als die Bleiakkumulatoren. (Wagengewicht mit Bleiakkumulatoren 77 t, Wagengewicht
mit Jungner-Akkumulatoren 40 t.) Die Versuche mit
Bleiakkumulatorwagen wurden deshalb nicht weiter fortgeführt, da man voraussetzt,
daß die Jungner -Akkumulatoren- keine größeren
Unterhaltungskosten haben werden. Auch Vergleichsfahrten zwischen Edison-Akkumulatorwagen und Jungner-Akkumulatorwagen wurden durchgeführt. Ein Unterschied zwischen
beiden Systemen hat sich nicht ergeben, deshalb wurde von der Verwendung von Edison-Akkumulatorwagen Abstand genommen.
Versuchsfahrten mit benzol-elektrischen Motorwagen wurden nicht ausgeführt. Die
Betriebsergebnisse der Preußisch-Hessischen Staatsbahnen wurden zum Vergleich
herangezogen. Für 100 Zug/km mit Wagen für 100 Personen betragen hier die
Betriebskosten 45 M.
Es wurden dann noch Versuchsfahrten mit Dieselelektrischen Triebwagen durchgeführt,
und hierbei 3550 km zurückgelegt. Das Treiböl hierzu wurde in Schweden selbst aus
bituminösem Schiefer gewonnen. Zum Antrieb eines solchen Wagens diente ein
Sechszylinder-Viertakt-Gleichdruckmotor von 75 PS, der unmittelbar mit einer
Gleichstromdynamo gekuppelt war. Ein Treibölbehälter von 300 1 Inhalt genügt für
1000 km. Der von der Dynamomaschine gelieferte Gleichstrom treibt die Bahnmotoren.
Der Wagen wiegt vollbesetzt 33 t und kann auf ebener Strecke 55 km/Std., auf
Steigungen von 1 v. H. 33 km erreichen. Auf einer Strecke von 150 km Länge hat
dieser Diesel-elektrische Triebwagen einen Brennstoffverbrauch von 2,3 Pf. für 1 km
gehabt. Daraus ergibt sich folgende Zusammenstellung mit Wagen von 100 Personen
Fassungsvermögen!
Triebwagen mit
Kosten für 100 Zug/kmM
Bleiakkumulatoren
59,55
Jungner-Akkumulatoren
50,75
Benzolelektr. Antrieb
45,–
Dieselelektr. Antrieb
39,40
W.
–––––
Das Spanleistungsvermögen eines beliebigen Werkzeugstahles
kann gegenwärtig noch nicht durch eine brauchbare Formel ausgedrückt werden. Das ist
das eigentliche Ergebnis der vielen bisher unternommenen Versuche. Schneidfähigkeit
und Schneidhaltigkeit sind zwei ganz verschiedene Eigenschaften, deren gegenseitige
Wechselwirkung durch eine große Zahl von Veränderlichen – schon Taylor rechnet mit zwölf – völlig unübersehbar gemacht
werden. Die maßgebendsten von diesen sind Drehmaterial, Schnittgeschwindigkeit,
Spanquerschnitt, Schnittiefe, dann besonders die Schneidenform, die überhaupt kaum
definiert werden kann, ferner die Kühlung der Schneide usw. Die Zusammensetzung,
also die Güte des Arbeitsstahles ist nur eine der Variablen. Auf diesen Umstand kann
wohl zurückgeführt werden, daß die an verschiedenen Orten vorgenommenen Versuche
keine befriedigende Uebereinstimmung zeigen. Man geht einstweilen den Beziehungen
nach, die zwischen den verschiedenen Veränderlichen bestehen, wobei die eigentliche
Kunst darin liegt, die übrigen Versuchsbedingungen konstant zu halten.
In „Stahl und Eisen“ vom 2. Juli 1914 bespricht M. Kurrein einen Bericht über Vergleichsversuche mit Gußstahl- und
Schnellstahlwerkzeugen, den W. Ripper und G. Burley der Institution of Mechanical Ingineers in England
vorlegten. Die Versuche sollten die Beziehungen zwischen Schnittgeschwindigkeit und
Schnittdauer, zwischen Spanmenge und Härte des Drehmateriales und zwischen Spanmenge
und Stahlquerschnitt darlegen. Das Drehmaterial bestand aus vier Stahlwellen von 39
bis 80 kg/mm2 Festigkeit. Die Schneiden sämtlicher
Drehmeißel wurden einheitlich gemäß Abb. 1 ohne
Umschmieden aus dem Vollen geschliffen. Als Kriterium der Abstumpfung diente bei den
Schnellstählen die beobachtete Blankbremsung des Drehmaterials nach Prof.
Schlesinger. Da bei den Gußstahlwerkzeugen die Abstumpfung nicht so unmittelbar in
Erscheinung tritt, wurde die Schneide in regelmäßigen Zeitabschnitten durch ein
Ablesemikroskop mit Meßskala untersucht, und das Werkzeug als stumpf betrachtet,
wenn die beobachtete Abstumpfung an irgend einer Stelle der Schneide 0,125 mm
erreichte. Ob dieses Verfahren eine ausreichende Genauigkeit bietet, erscheint
mindestens zweifelhaft, ebenso ist hinsichtlich der Haltbarkeit der Schneide nicht
unbedenklich, wenn der Arbeitsgang zum Zweck der Untersuchung so vielmals
unterbrochen werden muß. Indessen nimmt die nachfolgend dargestellte Kurvenschaar
einen sehr regelmäßigen Verlauf. Abb. 2 stellt die
Abhängigkeit von Schnittgeschwindigkeit und Schnittdauer für verschiedene Spantiefen
für ein bestimmtes Material dar.
Textabbildung Bd. 329, S. 579
Abb. 1.
Dabei wurde beobachtet, daß die zulässige Schnittgeschwindigkeit umgekehrt
proportional dem Kohlenstoffgehalt des Drehmateriales ist. Nun wurden unter Zugrundelegung einer
Einheitschnittdauer von 60 Minuten die Spanquerschnitte ermittelt, die in dieser
Zeit die Einheitsabstumpfung zur Folge hatten und in Abhängigkeit zur
Schnittgeschwindigkeit aufgetragen (Abb. 3). Die
vier Drehwellen von verschiedenem C-Gehalte geben vier entsprechende Kurven. Es
besteht annähernd die Beziehung:
\mbox{Schnittgeschwindigkeit}=\frac{\mbox{Konstante}}{\sqrt{\mbox{Spanquerschnitt}}}.
Die hieraus sich ergebenden Spanmengen für dieselben Zeiteinheiten geben naturgemäß
das gleiche Kurvenbild.
Textabbildung Bd. 329, S. 580
Abb. 2.
Textabbildung Bd. 329, S. 580
Abb. 3.
Weiter wurde noch versuchsweise der Winkel von 65° (Abb.
1) bis auf 30° verringert, wobei der Span zwar breiter, aber dünner wird,
mit dem Erfolg, daß die Schnittgeschwindigkeit erhöht, also die Spanleistung
vergrößert werden konnte.
Die mit Schnellstählen vorgenommenen Versuche zeitigten ein im Sinne gleichartiges
Resultat, nur daß höhere Schnittgeschwindigkeiten zulässig sind, und daraus eine
höhere Spanleistung folgt. Für einen bestimmten Fall war das Verhältnis der
Schnittgeschwindigkeiten 10: 1. Von den übrigen Ergebnissen, die z. T. für alle
Werkzeugstähle Gültigkeit haben dürften, nachfolgend das Wichtigste:
Bei Annahme einer Einheitschnittdauer stehen Schnittgeschwindigkeit und zugehöriger
Spanquerschnitt in umgekehrtem, wenn auch nicht umgekehrt proportionalem Verhältnis,
also hohe Geschwindigkeit und kleiner Spanquerschnitt oder umgekehrt; doch ist auch
die Querschnittsform von Einfluß, indem ein flacher Span höhere
Schnittgeschwindigkeit zuläßt, oder größere Haltbarkeit des Werkzeuges ergibt. Der
ursächliche Zusammenhang ist wohl in der Verteilung der Schneidarbeit auf einen
größeren Teil der Schneide zu suchen. Abgesehen hiervon wird die größte
Spanleistung, insbesondere je härter das Material, bei großem Spanquerschnitt
erzielt, trotz der zugehörigen geringen Schnittgeschwindigkeit. Ferner ist auf das
für 1 PS/Std. zerspante Material der Spanquerschnitt ohne Einfluß, so daß also für
ein bestimmtes Material und unter Annahme einer Normalschnittdauer der Betrag an
PS/Std. für 1 kg Span konstant wäre.
Eine weitere wichtige Frage ist noch die, wie die Leistung eines Stahles sich im
Verhältnis zu seinem Querschnitt, mithin also zu seinem Gewicht ändert. Da eine
Dauerprüfung von Schnellstählen ähnlich den Verhältnissen der Praxis, nicht nur sehr
kostspielig, sondern auch außerordentlich zeitraubend sein würde, wird eine Prüfung
mit beschleunigter Schnittgeschwindigkeit vorgenommen. Hierbei wird der Stahl
zunächst mit einer derartigen Spanleistung belastet, daß er in 20 Minuten versagt.
Dann beginnt man denselben Versuch mit einer bestimmten Schnittgeschwindigkeit,
beispielsweise 23 m/Min., noch einmal und steigert von einer Minute zur anderen
gleichmäßig die Geschwindigkeit (etwa um 0,3 m), bis der Stahl wieder versagt. Die
insgesamt erzielte Spanmenge bildet den Gütemaßstab. Den Ergebnissen nach ist die
von einem Stahl erzielte Spanmenge nur etwa der Wurzel aus dem Stahlquerschnitt
proportional.
Gegen diese Versuche wird allerdings wieder eingewendet, daß trotz gleicher
Schneidenform die Leistung nicht unerheblich von dem Maß der Abrundung der Spitze
beeinflußt würde, was ja auch, durch das vorgehend über Verteilung der Schneidarbeit
über eine größere Schneidenbreite Gesagte verständlich ist.
Da auch gegen diese „beschleunigte Prüfung“ manches eingewendet werden kann,
wird auf das schon von Schlesinger geübte Verfahren
zurückgegriffen, bei dem durch Meßdosen ständig der Arbeitsdruck auf das Werkzeug
kontrolliert wird. Die zunehmende Abstumpfung des Werkzeuges könnte damit ohne
Betriebsunterbrechung dauernd verfolgt werden; dieses Mittel erscheint daher
entschieden besser zur Untersuchung von Gußstahlwerkzeugen geeignet als das eingangs
geschilderte.
Die verschiedenartigen Arbeitsdrücke auf das Werkzeug lassen sich durch die Meßdosen
sehr genau feststellen. Der Verfasser entwickelt hieraus eine Energiebilanz, die in
leidlicher Uebereinstimmung steht mit dem gemessenen Leistungsbedarf.
Rich. Müller.
–––––
Der Aitken Wasserteiler. Gewöhnlich wird bei
Dampfmaschinenanlagen der ganze Speisewasserverbrauch oder die ganze
Kondensationswassermenge gemessen. Bei sehr großen Betrieben sind daher auch sehr
große Meßinstrumente erforderlich, welche viel Platz einnehmen und große Kosten
verursachen. Der vorliegende Apparat soll nun diese Schwierigkeiten überwinden, ohne
daß die Genauigkeit darunter leidet. So wie die elektrischen Instrumente vielfach
nur einen bestimmten Teil des ganzen elektrischen Stromes messen, so arbeitet auch
der Wasserteiler, indem er den Wasserstrom teilt. Es braucht dann nur eine kleine
Wassermenge gemessen zu werden, aus der man die gesamte Menge berechnen kann.
Der abgebildete Apparat besteht aus drei konzentrisch angeordneten Zylindern A, B und C, von denen der innere A unten mit einem feinmaschigen Kupfersieb D versehen ist. Das Wasser gelangt zunächst in den
Zylinder A. Beim Durchtritt durch das Kupfersieb
scheiden sich die Luftblasen ab, welche zwischen A und
B hochsteigen, und der Flüssigkeitsstrom wird
beruhigt. Ohne Wirbelungen und in stetigem, gleichmäßigem Strom steigt dann das
Wasser nach oben und tritt durch 12 gleichmäßig verteilte, kalibrierte, dreieckige
Löcher nach dem Ringraum F über. Dieser Ringraum
besitzt drei Ausströmöffnungen G, H und J, von denen zwei unmittelbar nach dem Vorwärmer oder
Speisewasserbehälter führen, während die dritte J durch
zwei Platten K von dem übrigen Ringraum getrennt ist
und mit einem Wassermesser in Verbindung steht. Der durch die Platten K abgetrennte Teil ist 1/12 des ganzen Ringraumes, so daß vom
Wassermesser nur der zwölfte Teil der gesamten Wassermenge gemessen wird. Der
Ringraum F und derjenige zwischen B und C werden durch einen Deckel mit einigen
Luftlöchern abgedeckt, um zu verhindern, daß Wind oder andere äußere Einflüsse die
Wasseroberfläche stören können. Alle Teile des Apparates sind zylindrisch geformt,
um eine möglichst genaue Unterteilung zu erzielen. Messungen haben gezeigt, daß eine
Genauigkeit von 99 v. H. leicht zu erreichen ist. Der skizzierte Apparat kann 91000
kg Wasser in der Stunde messen.
Textabbildung Bd. 329, S. 581
Dr.-Ing. Steuer.
–––––
Wirkungsgradbestimmung eines Pfeilrädervorgeleges. [W. C.
Rates beschreibt in der Zeitschrift für prakt.
Maschinenbau vom 30. Mai 1914 eine Einrichtung zum Messen des Wirkungsgrades eines
rasch-laufenden Pfeilrädervorgeleges für 90 PS, dessen Primärwelle von einer
Dampfturbine mit 3000 bis 5000 minutlichen Umdrehungen betrieben werden sollte, und
das für eine Uebersetzung 1: 6 gebaut war. Die Hauptdaten waren wie folgt: Teilung
3,5, Gesamtbreite der Zahnräder (Breite beider Radkränze) 165 mm, Zähnezahl des
großen Rades 102, des kleinen Rades 17. Die Zähne des letzteren waren in den Körper
der Welle eingeschnitten. Es handelte sich um eine Evolventenverzahnung mit einer
Erzeugenden von 20 °. Diese Verzahnung ist für hohe Uebersetzungsgrade zweckmäßiger,
als die sonst übliche 15 °-Verzahnung; sie gibt günstigere Eingriffsverhältnisse und
vermeidet durch die Verlegung des Kopf- und Fußkreises das starke Unterschneiden der
Zähne des kleinen Rades. Eine durch eine Kette angetriebene und am Vorgelege
angebaute Pumpe drückte Schmieröl im Kreislauf durch einen brauseartigen Zerstäuber
auf die Eingriffsstelle beider Räder.
Nun war ein für die Zwecke der Prüfung geeigneter genügend raschlaufender Motor nicht
vorhanden und man half sich daher so, daß an einen zwischen 500 und 1000 Umdrehungen
regelbaren Gleichstrommotor ein gleichartiges Vorgelege, wie vorgehend beschrieben
anbaute und in der Uebersetzung auf das schnelle betrieb. Von der raschlaufenden
Welle wurde das zu untersuchende Vorgelege angetrieben, das sekundär mit dem Pronyschen Zaum abgebremst wurde.
Für die Versuche wurde nun so verfahren, daß für jede Drehzahl sowie für jede an der
Bremse eingestellte Belastung der zugehörige Wert von Strom und Spannung am Motor
aufgetragen wurde, sodann dieselbe Bremse unmittelbar auf die Motorwelle gesetzt und
bei denselben Werten von Strom und Spannung die zugehörige mechanische Leistung
bestimmt wurde. Die Differenz ergibt unmittelbar in PS den Effektverlust in den
beiden gleichartigen Getrieben. Elektrische Umrechnungen und eine
Wirkungsgradbestimmung des Antriebsmotors sind so umgangen. Um über die Verteilung
des Effektverlustes auf beide Vorgelege einen Anhaltspunkt zu gewinnen, wurde die
Temperatur des Oeles beider Räderkasten dauernd gemessen. In der Annahme, daß die
Temperaturerhöhungen proportional den auftretenden Arbeiten seien, wurden diese im
Verhältnis der Temperaturen verteilt. Das von langsam auf schnell übersetzende
Vorgelege zeigte eine im Durchschnitt um 46 v. H. höhere Temperatur, was ja auch
verständlich ist. Für das in Frage stehende Getriebe berechnete sich daraus ein
Wirkungsgrad von 97,75 bis 98,5 v. H. Dieser Wert ist allerdings außerordentlich
günstig; es erscheint jedoch fraglich, ob dieses an sich gewiß interessante
Verfahren für eine genaue Messung geeignet ist. Wenn auch die beiden Getriebe
konstruktiv gleich waren, so hat unter anderm die Luftbewegung in der Nähe der
wärmeausstrahlenden Körper einen großen Einfluß. So wird wahrscheinlich das auf die
mit Wasserkühlung versehene Bremse arbeitende Vorgelege entschieden günstiger daran
gewesen sein, als das neben dem warmen Motor laufende. Der angegebene Wirkungsgrad
würde sich dadurch veiringern.
Rich. Müller.
Die Magnetisierung von Eisen bei kleinen Induktionen.
Die Eigenschaften der in der Wechselstromtechnik verwendeten Eisensorten sind bei
hohen Induktionen vielfach Gegenstand der Untersuchung gewesen und hinreichend
bekannt. Dagegen sind die Eigenschaften bei den kleinen Induktionen, wie sie z.B. im
Meßinstrumentenbau vorkommen, nur an wenigen Proben untersucht worden.
L. W. WildThe Journal
of the Institution of Electrical Engineers, London, Bd. 52, Nr. 224, 15.
Dezember 1913, S. 96 bis 105. teilt Messungen an einer Probe
weichen Eisens und einer solchen aus Silizium-Eisen (sogenanntem legiertem Blech)
mit. Das Gesamtgewicht jeder Probe war etwa 2,5 kg, die Blechdicke in beiden Fällen
etwa 0,36 mm. Die Untersuchungen erstreckten sich auf Induktionen von 0 bis 100 [CGS]. Die Meßanordnungen für die ballistische
Gleichstrommessung und für die Wechselstrommessung sollen hier unerwähnt bleiben;
nur über die Resultate sei in Kürze berichtet.
Die zeitliche Aenderung der Permeabilität (Ermüdung) nach
der vollständigen Entmagnetisierung wurde an beiden Proben nach der ballistischen
Methode mit Gleichstrom untersucht. Es zeigte sich, daß die Permeabilität anfangs
sehr stark abnahm und sich asymptotisch einem konstanten Werte näherte, der ungefähr
nach 48 Stunden erreicht wurde. Bei ganz kleinen Induktionen war die zeitliche
Aenderung viel stärker, als bei größeren Induktionen. Die folgende Tabelle zeigt die
Größe der Aenderung der Permeabilität zahlenmäßig:
InduktionIn [CGS]
Abnahme derPermeabilitätnach 48
Stunden
Weiches Eisen
etwa 2,8 16 120
5,2 v. H. 4,0 „ 1,8 „
Silizium-Eisen
etwa 2,8 20 125
20 v. H. 25 „ Dieser Wert ist unwahrscheinlich, was man besonders erkennt,
wenn man sich alle von Wild gemessenen Punkte in Kurvenform
aufträgt. 7 „
Die Viskosität des Eisens, d.h. die Eigenschaft des
Eisens, daß es nicht sofort bei der Einschaltung des Erregerstromes die
Magnetisierung annimmt, sondern eine gewisse Zeit dazu braucht, ist ebenfalls
abhängig von der Größe der Induktion. Die Viskosität ist größer bei kleinen als bei
großen Induktionen. Insofern scheint ein gewisser Zusammenhang mit der vorher
beschriebenen Abnahme der Permeabilität zu bestehen. Beim weichen Eisen ist die
Viskosität größer als beim Silizium-Eisen.
Den Zusammenhang zwischen Induktion und Permeabilität hat
der Verfasser sowohl mit Gleichstrom ballistisch als auch mit Wechselstrom
untersucht. Die durch Wechselstrommessung gefundenen Werte der Permeabilität lagen
bis zu 10 v. H. tiefer als die mit Gleichstrom gefundenen. Die Wechselstrommessungen
bei den Frequenzen 25 und 50 ergaben die gleiche Permeabilität. Der Verfasser zieht
daraus den Schluß, daß die Permeabilität des Eisens in zwei Teile zerlegt
werden kann, in einen von der Frequenz unabhängigen und in einen, der nur dann in
die Erscheinung tritt, wenn die Frequenz sehr klein ist. Er vergleicht die
Erscheinung mit der Absorption eines Kondensators. Bei größeren Induktionen (120
[CGS]) verschwindet der Unterschied zwischen
Gleich- und Wechselstrommessung.
Die Hysteresisverluste wurden bei den Frequenzen 25 und 50
gemessen (durch Trennung der Verluste). Es zeigte sich, daß der Hysteresisverlust
bei verschiedenen Frequenzen verschieden war, und zwar führt der Verfasser diese
Unterschiede nicht auf Meßfehler zurück, sondern nimmt an, daß hier Eigenschaften
des Eisens in Frage kommen, die nur bei kleinen Induktionen auftreten und die bisher
noch nicht bekannt waren. Eine ausführlichere Begründung dieser Ansicht gibt der
Verfasser jedoch nicht.
Der Hysteresisverlust wächst bei Induktionen von 1 bis 10 etwa mit der dritten Potenz
der Induktion, bei Induktionen von 30 bis 100 etwa mit der zweiten Potenz; zwischen
den Induktionen 10 und 30 ist ein allmählicher Uebergang zwischen der dritten und
zweiten Potenz.
Schmiedel.
–––––
Neue Hochofengas-Kesselanlagen in gemischten Betrieben.
Daß in gewissen Fällen durchaus nicht immer reiner Gasmaschinenbetrieb in der
elektrischen Zentrale und vollständige Elektrifizierung der Sekundärantriebe die
wirtschaftlichste Ausnutzung der Hochofen- und Koksofengase bedeutet, zeigen mehrere
Neuanlagen gemischter Werke, Es sind dann in der Regel betriebstechnische
Rücksichten und Kostenfragen der Anlagenwerte, welche zu teilweisem Dampfbetrieb
zurückführen. In Verbindung hiermit muß allerdings die Verwendung von höher
gereinigtem Gas gehen, als man sonst zur Dampferzeugung benutzt hat.
Ein Beispiel dieser Betriebsweise bietet die Neuanlage des Hüttenwerks
Burbach-Eich-Düdelingen in Esch a. d. Alzette (Stahl und Eisen Heft 29 und 30). Die
neue Kesselanlage in Gesamtgröße von 3200 m2 für
15 at und 350 ÷ 375° besteht aus fünf Hochleistungs-Steilrohrkesseln von 800 und 400
m2 Heizfläche der Hannoverschen
Maschinenfabrik, welche den Dampf für die Turbinenzentrale und die Blockwalzmaschine
liefern. Das Gas kommt ungekühlt aus einer Trockenreinigungsanlage System Beth-Halberg, welche bekanntlich ein praktisch
staubfreies Gas bis zu 0,0004 g Staub/m3 Gas
liefern. Während man sonst bei 55 bis 70 v. H. Kesselwirkungsgrad mit einem Gas von
0,4 bis 0,1 g nur 12 bis 16 kg Dampf für das m2
Heizfläche stündlich erzeugt, lassen sich hier bei 80 bis 82 v. H. Wirkungsgrad bis
zu 26 kg und mehr herstellen. Bedingung ist hierbei, daß besonders konstruierte
Brenner mit feinen Düsenöffnungen und Durchgangsquerschnitten zur Verwendung kommen,
welche eine gründlich durchmischende Wirkung auf Gas und Verbrennungsluft ausüben
und bei dem gut gereinigtem Gas auch im Dauerbetrieb nicht der Gefahr von
Verstopfungen und Verschmutzungen ausgesetzt sind. Eine weitere Verbesserung liegt im
Gebrauch von Preßluft (evtl. der Windleitung der Hochöfen zu entnehmen) für die
Verbrennung wie sie bereits für Winderhitzer nach dem Verfahren von Pfoser-Strack-Stumm (Stahl und Eisen, Heft 8) in Betrieb
ist. Gerade der Vorteil eines längeren Dauerbetriebs bei gleichbleibender hoher
Verdampfung und des Wegfalls der störenden Kesselreinigungen ist für die
Wirtschaftlichkeit einer solchen Kesselanlage von besonderem Wert. Die Erfahrungen
der Betriebsleute haben gezeigt, daß z.B. bei Verwendung eines Gases mit 0,4 g
Staubgehalt die Verdampfung bzw. der Wirkungsgrad schon innerhalb vier Wochen nach
der Reinigung von 65,5 v. H, auf 47,7 v. H. fiel, während Kessel mit hoch
gereinigtem Gas nach dieser Zeit noch einen Wirkungsgrad von über 73 v. H. bei einer
Verdampfung von 23 kg für 1 m2 Heizfläche
zeigten.
In welcher Weise die Kesselanlage des genannten Hüttenwerks den Bedarf deckt, zeigt
die überschlägliche, nachstehende Rechnung:
2 Turbodynamos der Zentrale mit zus. 8000 KW á 5,8
kg Dampf/KW-Std. = ~
47000 kg
Blockwalzmaschine mit 55 t Stundenleistung und etwa
275 kg Dampf bedarf bei meist größeren Streckungsverhältnissen
über zehnfach
15000 „
–––––––––
in Summa
62000 kg/Std.
Rechnet man nur 2400 m2 Kesselheizfläche im
Betrieb, so beträgt hiernach die Beanspruchung für 1 m2 also noch nicht 26 kg stündlich. Interessant ist hier das Verhältnis von
Gesamtheizfläche zur Kesselhausbodenfläche; auf 1 m2 der letzteren sind etwa 3,9 m2
Heizfläche untergebracht. Eine ähnliche Kesselanlage ist augenblicklich auf den Westfälischen Eisen- und
Drahtwerken, Aplerbeck, für die neuen Drahtwalzwerke von 4500 PS, aus zwei
Gleichstromdampfmaschinen bestehend, in Betrieb genommen worden. Es sind dort Steinmüller-Kessel für 12 at und 300° vorgesehen,
insgesamt etwa 1500 m2, welche mit Hochofengas von
etwa 0,04 g Staubgehalt im m3 beheizt werden durch
Terbeck-Brenner. Der Gesamtdampf bedarf beträgt hier
ungefähr 25000 kg stündlich, so daß die Verdampfung, wenn etwa 1250 m2 in Betrieb sind, eine rund zwanzigfache ist.
Auch die Neuanlagen verschiedener anderer Hüttenwerke im Südwesten, so z.B.
„Rombacher Hütte“, „Stumm-Neunkirchen“ und „Burbacher
Hütte“ zeigen an verschiedenen Betriebsstellen, vor allem für
Walzwerksantriebe, die Verwendung von Dampf aus Hochofengas anstatt elektrischen
Betriebs. Es ist naturgemäß, daß in solchen einzelnen Fällen auch besondere örtliche
Verhältnisse, dazu gedrängt haben mögen. Nicht unerwähnt soll bleiben, daß gerade
die für hohe Spannungen und ungleichmäßige Dampfentnahme besser geeigneten
Wasserrohrkessel die sonst üblichen Zweiflammrohrkessel fast überall verdrängen.
Schömburg.
Wärmeströmungserscheinungen bei der
Gleichstromdampfmaschine. Die Gleichstromdampfmaschine hat den Vorzug,
daß der Abdampf weder die Zylinderköpfe abkühlt noch deren unausgenutzte Wärme zum
Kondensator fortleitet. Demgegenüber steht der Nachteil eines großen Wärmegefälles,
das ein beständiges Abströmen von Wärme von dem heißen Zylinderende zu der kälteren
Mitte hervorruft. Es scheint daher vorteilhaft, die kühle Mittelzone durch Teilung
des Zylinders unter Benutzung von Ringen und Wärmeisolationsmaterial von den
Dampfeinlässen zu trennen. Der Gedanke, den Wirkungsgrad der Maschine durch Heizung
des Kolbens zu verbessern, dürfte indessen zu verwerfen sein. Zwar wirkt bei
Frischdampf eine Wärmeaufnahme seitens der Wandungen ungünstig, weil die dem Dampf
bei hohem Druck entzogene Wärme erst während der Expansion bei niedrigerer
Temperatur wieder an ihn zurückgegeben wird. Anders verhält es sich bei einer
Wärmeentziehung während der Kompressionsperiode, die auch der Carnot-Prozeß bei der tiefsten Temperatur aufweist. Der kalte, durch die
Auslaßschlitze fast während des ganzen Hubes mit der Kondensatortemperatur in
Verbindung stehende Kolben der Gleichstrommaschine ruft diese wünschenswerte
Wärmeableitung hervor und bewirkt, daß die Kompression erst isothermisch, dann
adiabatisch entsprechend dem Idealprozeß verläuft. Hierdurch wird verhindert, daß
der Druck während des Kolbenrückganges zu sehr steigt, was bei rein adiabatischem
Verlauf der etwa 90 v. H. des Hubes umfassenden Kornpression unfehlbar einträte.
Dies ist sehr wichtig, denn ein Wachsen der Temperatur der Dampfrückstände über die
des Frischdampfes widerspricht dem wärmetheoretischen Grundsatz, daß die bei der
höchsten Temperatur zugeführte Wärme am günstigsten wirkt. Die zur Erzeugung der
hohen Kompressionswärme erforderliche bedeutende Schwungradarbeit könnte daher nur
zum geringen Teil zurückgewonnen werden. Die günstige Wirkung des Kolbens sinkt,
wenn das zu komprimierende Dampfgewicht infolge hoher Kondensatorspannung zu groß
wird. Dieser Umstand würde auch einen großen schädlichen Raum bedingen, wenn der
Enddruck der Kompression nicht zu hoch werden soll. Hierdurch entstände der große
Nachteil, daß der mit dem zurückgebliebenen bedeutenden Dampfvolumen vereinigte
Frischdampf nicht mehr vollständig expandieren könnte. Bei Auspuffmaschinen würden
diese ungünstigen Erscheinungen natürlich am deutlichsten zu Tage treten. Einer
solchen Maschine ist der Hochdruckzylinder bei Verbundwirkung zu vergleichen. Daher
hat man bisher nur versucht, die Vorteile des Gleichstroms für Niederdruckzylinder
nutzbar zu machen. Indessen scheint es neuerdings dem Dipl.-Ing. Berger gelungen zu sein, eine wärmetheoretisch vorzüglich
durchgebildete vollständige Gleichstrom-Verbundmaschine zu konstruieren. Wie die
Abbildung zeigt, steht mit dem Kompressionsraum außer dem konstanten schädlichen
Raum, d.h. den Einströmkanälen a, zunächst der
Schieberraum e mit dem Doppelkanal b direkt in Verbindung. Diese Verbindung wird im
weiteren Verlauf durch den rechten Kanal a aufrecht
erhalten, bis der Schieber beim Rückgang ihn schließt. Vor diesem Zeitpunkt nähert
sich die Kompressionskurve einer Isotherme. Da nunmehr die Dampfrückstände in
dem kleinen Raum a weiter zusammengepreßt werden, nimmt
der Prozeß einen adiabatischen Verlauf. Zu gleicher Zeit wird der abgeschaltete
Zusatzraum c durch den linken Ast des Gabelkanals b mit der linken Zylinderhälfte in Verbindung treten,
und der dort eingeschlossene komprimierte Dampf sich mit dem etwa auf gleicher
Spannung befindlichen expandierenden Frischdampf vereinigen. Dies bewirkt, daß die
Expansion erst isotherm verläuft und sich später der Adiabate nähert. Das im
Zusatzraum befindliche Dampfquantum setzt also zunächst seine Wärme im
Gleichstromprozeß in Nutzarbeit um und durchläuft darauf einen fast vollkommenen Carnotschen Prozeß. Bei der Verwendung von Heißdampf kann
infolge der gemeinsamen Expansion die Ueberhitzungswärme völlig in Arbeit verwandelt
werden, während sie in der Wechselstrommaschine nur zum Unschädlichmachen
wärmetheoretischer Fehler dient. Bei Sattdampf erfüflt der Zusatzraum die Aufgabe,
den Dampf zu trocknen. In diesem Fall kann der Wirkungsgrad durch Heizung der
Ueberströmkanäle, in denen die Expansion zum Niederdruckzylinder stattfindet,
verbessert werden. Die ganze aufgenommene Wärme wird dabei in Arbeit umgesetzt,
wovon natürlich bei der Heizung des Aufnehmers einer Wechselstrom-Verbundmaschine
nicht die Rede ist. Die vom Kolben während der Kompression aufgenommene Wärme kann
durch Wandungsaustausch dem Niederdruckzylinder zugeführt werden, dessen Enden man
ferner durch den zusätzlichen Kompressionsraum als Heizmantel umgeben könnte.
[Dipl.-Ing. Berger in Zeitschrift für Dampfkessel und
Maschinenbau Nr. 12.]
Textabbildung Bd. 329, S. 584
e = Frischdampf zum Anfahren
Schmolke.
–––––
Das Fließen und die inneren Spannungen bei gedrückten und
gezogenen Stäben. Die Versuche Riedels über die
Vorgänge beim Zusammenpressen von zylindrischen Körpern, von denen in D. p. J. Bd.
328 S. 506 berichtet wurde, zeigten, daß die erforderliche Druckkraft zunächst rasch
zunimmt, dann eine Zeit lang annähernd gleich bleibt und schließlich nach der Form
einer Hyperbel ansteigt (Abb. 1). Dieser Verlauf
wurde erklärt durch das Auftreten von Rutschkegeln in dem gedrückten Körper, die
allmählich mit den Spitzen ineinander eindringen. Diese Theorie wird von W. Tafel
in „Stahl und Eisen“ 1914, Heft 12 und 14 angezweifelt und durch eine
andere Erklärung ersetzt bzw. ergänzt.
Tafel geht von der Ueberlegung aus, daß in belasteten
Körpern vor der eigentlichen Materialverschiebung durch Fließen bestimmte Spannungen
auftreten, deren Ausgleich eben durch das Fließen stattfindet, wenn ihre Größe die
Kohäsion des Materials übersteigt. Wenn ein Ring aus bildsamem Stoff in seiner
Achsenrichtung gepreßt wird so vergrößert sich, wie es ja eine s einfache
Ueberlegung wahrscheinlich macht, mit der Abnahme der Höhe gleichzeitig der
Außendurchmesser, während sich der Innendurchmesser verkleinert. Wird die Bohrung
des Ringes durch einen genau passenden Kern ausgefüllt, so wird die Ausdehnung des
Ringmaterials nach innen gehindert, zwischen dem Kern und dem Ring entsteht ein
Druck. Dieser wird um so größer, als beim Zusammenpressen auch der Kern seinen
Außendurchmesser zu vergrößern strebt. Der Ring wird also radial ausgedehnt werden;
die Folge ist, daß sich seine Höhe weiter verkürzt.
Textabbildung Bd. 329, S. 584
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 329, S. 584
Abb. 2.
Textabbildung Bd. 329, S. 584
Abb. 3.
Stellt man sich einen Vollzylinder als eine Reihe ineinander liegender Ringe und
Kerne vor (Abb. 2), so würde also beim
Zusammenpressen das Bild 3 entstehen. Voraussetzung
ist dabei allerdings, daß die Preßflächen sich den jeweils entstehenden Stirnformen
anschmiegen könnten Werden die Teilzylinder mit unendlich kleiner Wandstärke
gedacht, so entsteht das Bild 4.
Textabbildung Bd. 329, S. 584
Abb. 4.
Beim Zusammenpressen zwischen ebenen Preßflächen wird diese Form nicht entstehen
können, wohl aber werden sich in dem Zylinder die Spannungen so verteilen, als wenn
zunächst die
mittleren Teile um die Höhen o–b mehr zusammengedrückt
würden als die Mantelerzeugenden.
Diese Spannungen müssen sich zu den bisher (von Riedel
u.a.) in Betracht gezogenen addieren, so lange bis ein Fließen des Materials
stattfindet, das eine Aufhebung der Kohäsion und damit dieser Spannungen zur Folge
hat.
Die Kurve der Spannung (s. Abb. 5) steigt also
zunächst an, im Augenblick des Fließens (Fließgrenze) sinkt sie auf 0 oder
vermutlich einen Spannungsrest r. Der bloßen
Vergrößerung des Zylinderquerschnitts beim Pressen würde die hyperbelartige
Spannungskurve K entsprechen; Addierung der beiden
Werte ergibt den Verlauf P, der den von Riedel u.a. gefundenen Kurven entspricht.
Textabbildung Bd. 329, S. 585
Abb. 5.
Bei den von Riedel für seine Preßversuche verwendeten
Doppelkegeln fallen die geschilderten Zusatzspannungen fort, wenn der stehen
gelassene Kern klein ist gegenüber der Masse der kegelförmigen Ringe (Abb. 6). In dem von außen durch diese kegelförmigen
Ringe zusammengehaltenen Kernzylinder können Verkürzungen an den Mantelteilen nicht
entstehen, es bleibt hier also nur die auch von Riedel
berücksichtigte Aufweitung der kegelförmigen Ringkörper übrig, und es ist ein
Ansteigen der Spannungskurve nach einer Hyperbel wie Riedel es nachgewiesen hat zu erwarten.
Textabbildung Bd. 329, S. 585
Abb. 6.
Genau analoge nur umgekehrte Verhältnisse finden statt bei Zerreißversuchen an
zylindrischen Körpern. Hier übt der gezogene Kern eine zusammenziehende Wirkung auf
die außen liegenden Schichten aus. Wenn man sich wieder einzelne Teilzylinder denkt,
so verkleinert sich der Innen- und Außendurchmesser jedes einzelnen Zylinders, und
da das Volumen das gleiche bleibt, ist die Folge eine Verlängerung der einzelnen
Teilzylinder, die um so größer wird, je weiter der Teilzylinder nach außen liegt.
Infolge des Materialzusammenhanges mit den Einspannköpfen können auch diese Formen
nicht zur Ausbildung kommen, die Erscheinung zeigt sich nur als Spannung, die wieder
erst durch das Fließen aufgehoben wird. Eine Anzahl von Erscheinungen bei
gewöhnlichen Zerreißversuchen läßt sich durch die angegebenen Ueberlegungen
erklären, wie der Verfasser a. a. O. näher zeigt.
Im Anschluß an die beschriebenen Untersuchungen möchte ich über einige Versuche
berichten, die das Auftreten von Druckkegeln in augenfälliger Weise zeigten. Ich
habe vor etwa 15 bis 16 Jahren Druckversuche angestellt mit kleinen Zylinderkörpern
aus Wachs- und Rindertalgmischungen und verschiedenen ähnlichen Materialien,
die den Zweck hatten, unter der Presse Abdrücke von flach geprägten Gegenständen
(Münzen, Medaillen usw.) zwecks galvanischer Vervielfältigung zu erhalten. Bei
gewissen Materialien bildeten sich dabei ganz deutliche Rutschkegel aus; und zwar
kam es häufig vor, daß nach dem Aufhören des Pressendruckes sich die eine Preßfläche
mit dem daran haftenden Druckkegel aus dem Rest des
Zylinders herausheben ließ. Namentlich bei den Talg enthaltenden Mischungen habe ich
diese Erscheinung oft beobachtet; Talg neigt ja ohnehin dazu, unter Druck derartige
Abschilferungen zu erleiden. Die Probekörper wurden flüssig in Blechhülsen gegossen,
wahrscheinlich wurde durch diese äußere Verstärkung der Zugfestigkeit des
„Druckringes“ die Kegelbildung beeinflußt. Selbstverständlich war die
Einrichtung so getroffen, daß der Blechmantel an der achsialen Druckübertragung
nicht unmittelbar teilnahm. Als Presse diente eine gewöhnliche Hand-Kopierpresse.
Die Probezylinder hatten etwa 40 bis 80 mm ø und 25 bis 60 mm Höhe; soweit ich den
Vorgang in der Erinnerung habe, war der Spitzenwinkel des Druckkegels etwa 100 bis
120°. Der Trennungsvorgang dürfte so vorzustellen sein, daß unter dem auftretenden
Druck das Fließen in den leicht schmelzbaren Bestandteilen der Mischung stattfand,
und so zunächst ein wirkliches Abschieben der Druckkegel ermöglicht wurde. Beim
Nachlassen des Druckes hatte das Material dann nicht die nötige Konsistenz, um den
Körper als Ganzes zusammenzuhalten.
Dipl.-Ing. W. Speiser.
––––
Moderne Eisenbauten. Natürlich waren die Gebäude auf der
Internationalen Baufachausstellung in Leipzig, welche zur Aufnahme der
Ausstellungsgegenstände dienten, zugleich selbst Ausstellungsobjekte. Die Erbauer
haben auch getrachtet, in bezug auf Zweckmäßigkeit und Schönheit ihr Bestes zu
leisten und zugleich die modernen Bauweisen anzuwenden. So hat die Firma Breest & Co. eine Reihe
von eleganten Eisenbauten errichtet, über die hier einige Angaben folgen.
Das Gebäude der Leipziger Jahresausstellung besteht aus
einem 20 m breiten, 40 m langen, dreiteiligen Mittelbau (Abb. 1) und zwei je 8 m breiten Seitentrakten. Um eine möglichst
gleichmäßige und dabei gedämpfte Belichtung des Mitteltraktes zu erzielen, sind über
ihm drei hohe Lichtaufsätze angeordnet. Sie bestehen aus je einem 3,5 m hohen
pyramidenstumpfförmigen Abschnitt von 8,0 × 16,0 m im Grundriß, welches oben mit
einem kleinen Walmdach, mit Bimsbetondeckung, abgeschlossen ist. Das übrige Dach
sowie die Oberlichter werden von sechs hohen, 20 m langen Blechträgern getragen, die
an den Enden nach abwärts geknickt sind, so daß ein natürlicher Uebergang zu den
Säulen gebildet wird. Die Seitenschiffe erhalten einfache, dreieckige Fachwerkbinder
zur Stützung eines Pultdaches.
Die wissenschaftliche Halle besteht aus zwei im rechten
Winkel zusammenstoßenden Hallen von je 62 m Länge, 24 m Spannweite und 8 m Firsthöhe
(Abb. 2). Die Ecke, wo die Hallen zusammenstoßen,
bildet ein etwas höherer, pyramidenförmig abgedeckter Bau von 24 × 24 m im Grundriß.
Wände und Dach werden von Portalbindern mit zwei Gelenken getragen, die als schlanke
Gitterträger ausgeführt sind und am First eine stumpfe Ecke bilden. Die gegen den
quadratischen Eckbau abschließenden Binder sind als Vollblechträger gebaut. Die
Abdeckung besteht aus Bimsbetonkassetten-platten von 2,7 m Spannweite auf
Gelenkpfetten. Für reichliche Belichtung ist gesorgt. Bemerkenswert ist die
Ausbildung der Binderfüße in billiger und doch die Gelenkigkeit sichernder
Weise.
Textabbildung Bd. 329, S. 586
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 329, S. 586
Abb. 2.
Die Maschinenhalle II besitzt ein 20 m breites und 10 m
hohes Mittelschiff und zwei niedrigere 5 m breite Seitenschiffe. Vollwandige
Portalbinder mit zwei Gelenken, ähnlich den zuvor beschriebenen, überdecken die
Mittelhalle. Sie sind an den Traufen knieförmig abgerundet und hier mit Rohglas
abgedeckt. Die übrige Deckung besteht aus 6 mm starken
Asbest-Zement-Schieferplatten, welche auf verzinkten Eisenketten verlagert sind. Die
Ketten gehen über Pfetten, die einen Abstand von 2 m haben. Die Kettenzüge sind an
der Firstpfette und den Traufenpfetten entsprechend abgefangen. Diese eigenartige
Deckung hat den Vorteil, daß sie nach Abbau des Gebäudes, ohne wesentliche Verluste
anderweitig wieder verwendet werden kann. Der Wind verband besteht aus verspannten
Rundeisen.
Der bemerkenswerteste Bau ist entschieden das bekannte Monument
des Eisens, worin der Stahlwerksverband und der Verein der
Eisenbauanstalten ausgestellt haben. Es ist das Ergebnis eines Wettbewerbes, und es
muß zugegeben werden, daß es von gewaltiger Wirkung ist, wenngleich eine gefällige
Form den Eisenbaustyl vielleicht treffender gekennzeichnet hätte. Es ist ein
achteckigsr, stufenweise nach oben verjüngter, mit einer vergoldeten Kugel gekrönter
Bau, von einer Gesamthöhe von etwa 30 m und einem größten Durchmessr von etwa 28 m.
Die Wände bestehen nur aus Glas und Eisen, und die Wandgliederung wiederholt sich
aus immer schmäler werdenden Profilen in den aufeinanderfolgenden Stockwerken. Die
Decken sind Hohlsteindecken mit Spannweiten bis zu 6,5 m für 500 kg pro m2 Belastung. Viel Sorgfalt wurde der ästhetischen
Innenausstattung und einer wirkungsvollen Belichtung gewidmet. Die Ausstellung im
Parterre stellte die Gewinnung und Verarbeitung des Eisens dar. Zahllose Eisenbauten
waren auf transparenten Diapositiven zu sehen, Im ersten Stock nahm ein technisches
Kinotheater den größten Raum ein. [„Prakt. Maschinenkonstrukteur“ Nr. 19,
1913 bis Nr. 12 1914.]
R. Blumenfeld.
––––
Die Gewinnung von künstlichem Graphit.s. D. p. J. S. 321 dieses
Bandes. Ueber das von Acheson
erfundene Verfahren zur Herstellung von künstlichem Graphit, das am Niagarafall in
einer großen Anlage von der International Acheson Graphite
Co. verwertet wird, macht Dr. Karau auf Grund
eigener Anschauung interessante Mitteilungen in der Zeitschrift für angewandte
Chemie, Bd. 26 S. 488. Die Fabrikation geht folgendermaßen vor sich. Drei Teile
Kieselsäure und zwei Teile Koks oder Kohle werden im elektrischen Ofen erhitzt,
wobei Siliziumkarbid entsteht. Dieses zerfällt bei einer Temperatur von 1700° in
seine Bestandteile; das Silizium verdampft und verbrennt mit dem Sauerstoff der Luft
wieder zu Kieselsäure, während der Kohlenstoff in Form von Graphit zurückbleibt. Der
so gewonnene Graphit ist sehr gleichmäßig und von höchster Reinheit (99,5 v. H.).
Der Ofen ist 5 m lang, 1,8 m breit und 1,7 m hoch und aus feuerfesten Ziegeln ohne
Bindemittel gebaut. Als Heizwiderstand dienen mehrere zylindrische Kokskerne, denen
der Strom durch Kohlenstabbündel an beiden Seiten zugeführt wird; die Kokskerne
erhitzen sich beim Stromdurchgang auf Weißglut. Das bei der Bildung des
Siliziumkarbids entstehende Kohlenoxyd entweicht und verbrennt an der Luft zu
Kohlensäure. Nach einiger Zeit wird durch Erhöhung der Stromstärke die Temperatur
auf 1700 ° gesteigert, worauf die Zersetzung des Siliziumkarbids und die Bildung des
Graphits beginnt. Ein Ofen braucht nach eigener Angabe von Acheson für jede Operation 2000 PS. Der Acheson
– Graphit wird zur Herstellung von Elektroden für elektrochemische und
elektrometallurgische Zwecke verwendet, ferner für galvanische Elemente, schwarze
Farbe, Bleistifte und namentlich zur Herstellung eines wichtigen Schmiermittels
(Oildag). Die Acheson-Graphite Co. stellt etwa 10 v. H.
der Weltproduktion an Graphit her. Die Produktion stieg von 73600 kg im Jahre 1897
auf 1453000 kg im Jahre 1904 und auf 3111220 kg im Jahre 1909.
Dr. Sander.
–––––
Teeröl-Ersatz. Bekanntlich sind die gesamten Vorräte an
Teeröl infolge der Kriegslage durch die Marine in Anspruch genommen, so daß die auf
Teeröl angewiesenen Industrien in eine äußerst schwierige Lage gekommen sind.
A. Irinyi-Hamburg macht nun auf S. 569 den beachtenswerten
Vorschlag, dafür Rohnaphthalin zu verwenden, und zwar zunächst für Heizzwecke.
Mit Erfolg ist ferner Naphthalin neuerdings auch für Gasmaschinenbetrieb
verwendet worden, wobei sich der Betrieb nur wenig teurer stellte als mit Kraftgas
u. dgl. Versuche an einem 50 PS-Motor haben einen Verbrauch von 0.52 kg für die
KW/Std. ergeben. Es müssen naturgemäß ebenfalls besondere Vorkehrungen getroffen
werden, um hierbei jede Abkühlung der Zuführungsrohre zu vermeiden, etwa durch
Umspülung der Rohre mittels Dampfschlangen u. dgl. Durch praktische Aenderungen an
den Einspritzdüsen ließe sich m. E. damit auch ein Ersatz für Teeröl schaffen.
Ferner dürfte die Verwendung von Rückständen bei der Paraffinherstellung, also
insbesondere bei der Braunkohlenteerdestillation, für genannte Zwecke ins Auge zu
fassen sein. Es kommt hierbei eine Reihe von Produkten in Frage, deren Flammpunkte
meist unter 100 ° liegen, ähnlich wie Teeröl, und deren theoretischer Luftbedarf für
die Verbrennung sich ebenfalls auf 10 bis 11 m3
für 1 kg stellt. Als Treiböl für Dieselmotoren ist ja das reine Paraffin- und
Solaröl nicht unbekannt. Ich möchte jedoch vorschlagen, auch von den genannten
Rückständen Anwendung zu machen, insbesondere für Ofenbeheizung. Meines Wissens sind
zurzeit Versuche darüber im Gange.
Allen Interessenten ist jedenfalls zu empfehlen, sich mit dem oben genannten Fachmann
oder der „Deutschen Teerprodukten-Vereinigung“ in Essen in Verbindung zu
setzen, da ja jeder Bezug von Teeröl ausgeschlossen ist.
Schömburg.
–––––
Ueber die Herstellung feuerfester Geräte. (Prof. Dr. Otto Ruff-Danzig auf der Hauptversammlung des Vereins
deutscher Chemiker in Bonn.) Die Verwendung immer höherer Temperaturen in der
elektrochemischen, hüttenmännischen und Beleuchtungsindustrie hat die Frage nach der
Herstellung feuerfester, für Temperaturen von 2000 ° und mehr, dabei möglichst
dichter und in Oefen mit reduzierender Atmosphäre brauchbarer Gegenstände zu einer
immer dringenderen werden lassen. Obwohl schon mancherlei in dieser Beziehung
bekannt geworden ist. so gab es doch zusammenfassende, von einheitlichem
Gesichtspunkt aus angestellte Arbeiten über diesen Gegenstand nicht. Dem Mangel
abzuhelfen, bemühte sich der Vortragende, unterstützt vom Verein Deutscher
Ingenieure, indem er, was immer an feuerfesten Stoffen bekannt geworden ist oder in
Frage kommen konnte, auf seine Feuerfestigkeit untersuchte, und die geeignetsten
unter ihnen dann auch zur Herstellung von Gefäßen verwendete. (Forschungsarbeiten
des Vereins Deutscher Ingenieure 191 B, Heft 147.) Dadurch, daß alle Stoffe unter
gleichen Bedingungen erhitzt wurden, konnten vergleichbare Zahlen für die
Feuerfestigkeit gewonnen werden, denn die Feuerfestigkeit eines Stoffes, die durch
die Temperaturen der Erweichung, der Verdampfung oder auch der Zersetzung näher
gekennzeichnet werden kann, ist ein zu wenig scharf umschriebener und von zu viel
Umständen abhängiger Begriff, als daß er anders denn in Vergleichwerten für
bestimmte Verhältnisse angegeben werden könnte.
Mit Rücksicht auf die kohlend reduzierende Atmosphäre des zur Verfügung
stehenden Ofens galten dann die ersten weiteren Versuche der Herstellung von Gefäßen
aus Karbiden, wobei die besonders feuerfesten Karbide des Titans und Zirkons als
Grundmaße Verwendung finden. Als sich zeigte, daß solche Gefäße ohne eine Glasur
nicht gut dicht zu machen waren, bemühte sich der Vortragende um die Herstellung
einer solchen und ging dann dazu über, auch Gegenstände aus Preßkohlen durch
Glasieren mit Karbiden zu dichten. Das Ergebnis dieser Untersuchung war, ebenso wie
dasjenige weiterer, welche die Erzeugung von dichten Wolframgegenständen betrafen,
kein endgültiges; doch ermutigten eine Reihe von Teilerfolgen zu einer Fortsetzung
der Arbeiten. Wesentlich weiter ist der Vortragende in Gemeinschaft mit Georg Lauschke in der Herstellung feuerfester Geräte mit
Zirkondioxyd als Grundmasse gekommen. Die Schwierigkeit, Temperaturen von 2000 ° und
darüber anders als in kohlend reduzierender Atmosphäre zu erzeugen, beschränkte das
Ergebnis der Versuche zunächst zwar auf die im elektrischen Kohlerohrofen unter etwa
30 mm Druck herrschenden Bedingungen; es ist aber versucht worden, ihm durch Brennen
kleinerer Tiegel in größeren Schutztiegeln auch eine allgemeinere Geltung zu
verschaffen.
Es hat sich gezeigt, daß für die Porigkeit und Schwindung von Geräten aus
Zirkondioxyd nicht bloß die Reinheit, die Vorgeschichte dieses Oxyds, sondern auch
die Art, wie ihm die Form gegeben wird, von ausschlaggebender Bedeutung ist, während
gar manche Zusätze, solange unter vermindertem Druck gebrannt wird, erst in zweiter
Linie zur Geltung kommen. Ein Zirkondioxyd, welches nach der Herstellung nicht höher
als bis etwa 1000° erhitzt worden ist, gibt, wie die vorgeführten Tabellen erweisen,
wesentlich dichtere und stärker schwindende, aber auch etwas leichter rissig
werdende Scherben, als ein solches, das bei 1400° geglüht worden ist. Das beste
Kennzeichen für die Beschaffenheit eines Oxyds ist dessen Raumgewicht. Zusätze von
Bindemitteln, wie Stärke und dergleichen vermindern die Dichtigkeit, trotzdem ist
ein Zusatz von Stärke unter Umständen von Vorteil, da er die Formgebung erleichtert.
Das Formen der Probetiegel bewirkt man, um diese möglichst dicht zu bekommen und
möglicht vergleichbare Bedingungen zu schaffen, am besten durch Einstampfen des
Oxyds in eine Matritze von Hand, welches so gleichmäßig als möglich ausgeführt
werden muß. Die Unterschiede in der Porigkeit und Schwindung, aber auch der
mechanischen Festigkeit, welche durch ungleichmäßiges Einstampfen veranlaßt werden
können, sind unter Umständen erheblich. Als Zusätze kamen in Verwendung:
Siliziumdioxyd, Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Berylliumoxyd und Thoroxyd.
Das Siliziumdioxyd verdampft, wenn unter vermindertem Druck gearbeitet wird, aus den
Scherben zum größten Teil schon unterhalb 2000 ° und ist als Zusatz aus diesem
Grunde eher schädlich als nützlich; der Scherben wird poröser, als er ohnedies sein
würde.
Das Aluminiumoxyd verdichtet den Scherben bis etwa 2000 ° in ganz hervorragendem
Maße, bei höherer Temperatur und unter vermindertem Druck verdampft es, wie das
Siliziumdioxyd, und macht den Scherben dabei unter Umständen blasig. Erhitzt man man
Aluminiumoxyd enthaltende Scherben bis zum Schmelzen, so erhält man aufgetriebene
Reguli.
Zur Herstellung dichter, bis etwa 2000 ° brauchbarer feuerfester Erzeugnisse
erscheint Zirkondioxyd mit einem Zusatz von etwa 1 v. H. Aluminiumoxyd sehr
geeignet, wenn die Brenntemperatur der Formlinge bis etwa 2000 ° gesteigert wird.
Das Magnesiumoxyd verbessert die Porigkeit der Gefäße bis etwa 2200 °, wenn es in
kleiner Menge verwandt wird; in größerer Menge und bei höherer Temperatur bringt
dessen Zusatz keinen Vorteil; das Oxyd vermag den Scherben nicht mehr weiter zu
verdichten und vergrößert durch seine Verdampfung nur die Porigkeit. Nach
einstündiger Erhitzung auf etwa 2400 ° ist das Magnesiumoxyd aus dem Scherben
verschwunden. Dem Magnesiumoxyd ziemlich ähnlich ist das Berylliumoxyd. Merkwürdig
ist bei den Tiegeln mit mehr als 1 v. H. Berylliumoxyd der ganz außerordentlich
große Verlust, unter Umständen von 30 v. H. und mehr, nicht bloß an Berylliumoxyd,
sondern an Zirkonoxyd, welchen diese Tiegel beim Glühen schon bis 2000 ° und noch
mehr bis 2400 ° erfahren.
Am günstigsten wirkt oberhalb 2000 ° das Thoroxyd, obwohl dieses Oxyd für sich allein
der Reduktion in weit höherem Grade unterliegt, als alle die andern. Selbst noch bei
2200 ° läßt sich die Porigkeit von Tiegeln mit etwa 1 v. H. Thoroxyd bis bis auf
etwa 2 v. H. herunterbringen.
In umgekehrter Richtung wie die Porigkeit wird durch die Zusätze die Schwindung
beeinflußt, die Unterschiede sind bei dieser aber weniger ausgesprochen. Ein noch
weniger zuverlässiges Hilfsmittel für die Kennzeichnung gebrannter
Zirkondioxydgegenstände ist die Bestimmung der Temperatur ihres sichtbaren
Schmelzens; denn diese ist von der Vorgeschichte der Gegenstände abhängig, weil
während des Brennens und auch während des Erhitzens bis zum Schmelzen mehr oder
weniger viel von den Zusätzen verdampft. Man findet meist Schmelztemperaturen in der
Nähe derjenigen des reinen Zirkondioxyd, d.h. gegen 2570 °. Selbst ein Zusatz von
Thoroxyd erniedrigt diese Temperatur nicht, obwohl Thordioxyd im Scherben
verbleibt.
Im Handel sind schon mehrfach Gegenstände aus Zirkondioxyd erschienen. Insbesondere
fabriziert das Glühlampenwerk der Allgemeinen
Elektrizitätsgesellschaft sehr feuerfeste Tiegel, Schiffchen, Blättchen. In
neuerer Zeit sind es dann auch die Wolframdrahtfabrik G. m. b. H., Berlin, und die
Porzellanmanufaktur von Haldenwanger in Spandau, welche
sich mit der Herstellung von Zirkongegenständen befassen, Tiegel aus reinem
Zirkondioxyd und aus rohem mit einem Korundzusatz, glasierte Schälchen aus
Zirkondioxydmischungen mit Kaolin und feuerfestem Ton.
Die Scherben aller dem Vortragenden bis jetzt zu Gesicht gekommenen Sachen
kennzeichnete eine große Porigkeit, welche dadurch bedingt sein dürfte, daß die
Sachen wahrscheinlich nur bei der verhältnismäßig niedrigen Temperatur der
Porzellanöfen gebrannt worden sind. Man hat zwar versucht, die Porigkeit durch
Zusätze von feuerfestem Ton oder Kaolin herabzusetzen. Größere Mengen von diesen
Stoffen (etwa über 1 v. H.) verringern aber die Feuerfestigkeit von
Zirkondioxydgeräten erheblich; sie machen den Scherben unterhalb 2000° weich und
blasig, so daß die besondere Feuerfestigkeit des reinen Zirkondioxyds nicht mehr zur
Geltung kommt. Verwendet man statt des reinen Oxyds rohes als Zusatz zu solchen
Massen, so spielt dieses lediglich die Rolle eines Magermittels, welches besser
durch das feuerfestere Aluminiumoxyd (Korund) ersetzt würde; denn das Aluminiumoxyd
schmilzt erst gegen 2030 °, das rohe Zirkonoxyd erweicht schon unterhalb 1900 °.
Plohn.
–––––
Radiumblitzableiter. Die „Comptes rendus des seances de
l'Academie des sciences“ bringen die Beschreibung eines neuen
Blitzableiters, in dessen Spitze zur Erhöhung der Leitfähigkeit der Luft 2 mg
Radiumbromid untergebracht sind. Der Erfolg ist, daß die Lufthaube über dem
Blitzableiter mehrere Millionen mal so leitfähig wird, als sie ohne das Radium ist.
Diese Leitfähigkeit ist tatsächlich noch auf sehr große Entfernungen hin
festzustellen. Es findet deshalb zwischen Erde und Lufthülle ein ununterbrochener
Austausch von Elektrizität statt, der es zu plötzlichen Entladungen durch Blitze
überhaupt nicht mehr kommen läßt.
Pr.
–––––
Die Frist zur Mängeluntersuchung bei technischen
Lieferungen. Wenn ein Lieferungsgeschäft für Besteller und Lieferanten ein
Handelsgeschäft ist, so hat der Besteller die Ware unverzüglich nach Ablieferung
durch den Lieferanten, soweit dies nach ordnungsmäßigem Geschäftsgange tunlich ist,
zu untersuchen und wenn sich ein Mangel zeigt, unverzüglich Anzeige zu machen;
andernfalls gilt die Lieferung als genehmigt, so daß alle Rechte auf Wandelung,
Minderung, Schadenersatz usw. wegen Mängel entfallen.
Bei Lieferung von Produkten der technischen Industrie, bei Maschinenlieferungen,
Lieferungen technischer Anlagen usw. ist die Mängeluntersuchung, wenn selbst die
eigentliche Untersuchung keine besondere Mühe macht und keine besondere Zeit
erfordert, doch insofern mit Schwierigkeiten verknüpft, als eine Reihe von
technischen Vorarbeiten nötig sind, die Inanspruchnahme von Maschinen, Apparaten,
Schmelzöfen usw., die nicht jederzeit zur Verfügung stehen, und die, ehe sie zur
Ausführung der Untersuchung gebraucht werden können, in dem Geschäftsbetriebe des
Bestellers unentbehrlich sind.
Ist der Besteller dann genötigt, nur um die Mängeluntersuchung möglichst rasch
durchzuführen, und den Pflichten der Handelsrechte zu genügen, alles andere im Stich
zu lassen, die benötigten Maschinen, Apparate usw. für die Untersuchung frei zu
machen, damit nicht mehr Zeit vergeht, als in technischer Beziehung den Umständen
nach zur Feststellung etwaiger Mängel erforderlich ist?
Das Gesetz schreibt ausdrücklich vor, daß die Mängeluntersuchung sobald zu
erfolgen hat, als es nach ordnungsmäßigem Geschäftsgange tunlich ist. Der Zweck
dieser Bestimmung ist der, daß der Besteller in Hinsicht auf seine
Untersuchungspflicht seine eigenen Interessen nicht in unangemessener Weise
zurücktreten zu lassen braucht. Wenn die Untersuchung auf Mängel einer gelieferten
Ware unverzüglich erfolgen soll, so ist der Begriff der Unverzüglichkeit nicht nach
mathematischen Gesichtspunkten zu verstehen, sondern nach wirtschaftlichen. Mit
andern Worten: Hier sind die gegenseitigen Rechte und Pflichten nach den
Gesichtspunkten der Interessenerwägung zu beurteilen.
Der Besteller ist daher verpflichtet, einen geringen Vorteil aufzugeben, um die
Untersuchung der Ware zu beschleunigen und damit die Interessen des Lieferanten zu
sichern. Anderseits kann der Lieferant nicht beanspruchen, daß der Besteller mehr an
Vorteilen aufgibt als, in wirtschaftlicher Beziehung genommen, die Wahrung des
Interesses des Lieferanten an einer schnellen Feststellung etwaiger Mängel Wert
hat.
Wenn etwa die unverzügliche Untersuchung einer gelieferten Sache nur kurze Zeit
erfordert, und wenn der Verlust dieser Zeit nur etwa die Folge hat, daß eine Reihe
von Arbeitern Ueberstunden machen muß, um einen andern Auftrag noch rechtzeitig
auszuführen, so wird man dem Besteller in der Regel dieses Opfer zumuten können.
Wenn der Besteller dann, um diese Kosten zu sparen, etwa die Untersuchung so lange
hinausschiebt, bis der laufende Auftrag fertig ausgeführt, und die Maschinen, die
zur Feststellung der Brauchbarkeit der gelieferten Sache erforderlich sind,
frei sind, so würde er seine Pflicht zur unverzüglichen Mängeluntersuchung verletzen
und damit seine Rechte verloren haben.
Ist anderseits eine auch nur vorübergehende Entziehung von Maschinen usw. für den
ganzen Betrieb eine schwere Störung, so ist der Besteller berechtigt, die laufenden
Arbeiten, auch wenn es sich um mehrere Tage handelt, erst fertig erledigen zu
lassen, und dann, wenn es nach ordnungsmäßigem Geschäftsgange tunlich ist, die
Mängeluntersuchung nachzuholen.
Die Rechtsprechung ist früher in der Beurteilung der Pflicht des Bestellers zur
unverzüglichen Mängeluntersuchung außerordentlich streng gewesen; um so erfreulicher
ist es, daß neuerdings die Rechtsprechung sich mehr auf den Standpunkt der
Interessenabwägung stellt.
Ein Beispiel hierfür ist ein Urteil des Oberlandesgerichts München (Rechtsprechung
der Oberlandesgerichte Band 28 S. 383) das in jeder Beziehung gerecht und gesund
erscheint. Es handelte sich dort um die Lieferung von Messingröhren, die vom
Besteller auf ihre Festigkeit, Biegsamkeit usw. hin geprüft werden mußten. Die
Prüfung erforderte aber, wenn gleich sie selbst ganz einfach zu erledigen war, doch
die Inanspruchnahme von Maschinen, das Heizen von Oefen usw., und unter diesen
Umständen brauchte der Besteller, wie das Oberlandesgericht München zutreffend
ausführt, nicht alles liegen zu lassen, um nur schnell die Mängeluntersuchung
auszuführen, sondern er konnte die Mängeluntersuchung mehrere Tage hinausschieben,
bis die Umstände eine Mängeluntersuchung ohne wesentliche wirtschaftliche Schädigung
seines Betriebes gestatteten.
Dr. jur. Eckstein.